一种使用水煤气燃料的节能燃烧机的制作方法

本发明涉及一种陶瓷干燥技术领域，尤其涉及一种使用水煤气燃料的节能燃烧机。

背景技术：

陶瓷砖的干燥过程主要是通过蒸发掉坯体内的自由水（即常说的水分，不同于坯体内的结合水、结构水），使其强度增加，减少在输送线运行过程中的破损，满足施釉、印花等装饰需要，防止进窑烧成时因水分太高出现爆坯或开裂缺陷。

对干燥而言，除了利用窑炉冷却后的余热外，往往还需要另外补充热量维持需要的温度，目前，国内生产陶瓷砖大多使用经过净化、冷却的水煤气加热升温。水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳、氢气、燃烧后排放水和二氧化碳，还有微量co、烃和nox。其中，水煤气的单位热值仅为1400kcal/nm3（一般在1100kcal/nm3～1600kcal/nm3之间），远低于天然气的单位热值（超过8300kcal/nm3）。同时，天然气因热值高，烧嘴功率（即发热量，1kw≈861kcal/h）容易调整和控制，而普通水煤气烧嘴的功率约为34.8kw～58.1kw（发热量约30000kcal/h～50000kcal/h），难以调整和控制。如果采用多支这种烧嘴，不仅干燥窑的结构复杂、布管困难、成本较高，且不易控制温度，使干燥效率低、燃耗高。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种使用水煤气燃料的节能燃烧机，以便有效简化干燥窑的管路结构，解决干燥坯体过程的加热问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种使用水煤气燃料的节能燃烧机，包括助燃风机、导管、燃烧机外壳、管套、助燃风管、燃烧室、燃烧机进气主管及电控柜；所述导管固定于管套前端，所述助燃风管固定于管套后端，所述燃烧机外壳套设于助燃风管的外部，所述燃烧室设于导管内；所述燃烧室前端设有前端中心口，所述燃烧室后端设有后端中心口，所述燃烧室的侧壁设有多个风口，所述燃烧机进气主管的出口端设有中心管及多个分支管，所述中心管与燃烧室的后端中心口相连，所述分支管分布于燃烧室外侧并与前端中心口的外缘相连通；所述燃烧机外壳与助燃风管之间形成第一风道，所述燃烧室、中心管、分支管与导管、助燃风管之间形成第二风道；所述助燃风机内的助燃风依次沿第一风道及第二风道进入燃烧室，水煤气分别沿中心管及分支管进入燃烧室并与燃烧室内的助燃风进行混合并燃烧。

作为上述方案的改进，所述燃烧室呈“喇叭”状，所述前端中心口的直径大于后端中心口的直径。

作为上述方案的改进，所述燃烧室由多块梯形板相互拼接成“喇叭”状，每一梯形板上均呈直线排列有多个风口，所述风口的孔径自梯形板的上底边至下底边逐渐增大。

作为上述方案的改进，所述导管与助燃风管的内径相等。

作为上述方案的改进，所述第一风道内设有压力开关检测装置。

作为上述方案的改进，所述燃烧机外壳的前端设有前端法兰，所述前端法兰用于连接和固定使用节能燃烧机的装置，所述管套焊接于前端法兰的中心处；所述燃烧机外壳的侧壁设有侧壁法兰；所述燃烧机外壳的后端设有后端盖，所述后端盖与侧壁法兰相连并用于密封、保护管套的内部结构，所述燃烧机进气主管贯穿后端盖，所述电控柜固定于后端盖一侧。

作为上述方案的改进，所述后端盖上设有用于观察燃烧室内燃烧状态的看火孔。

作为上述方案的改进，所述后端盖上设有点火电极，所述点火电极包括依次相连的点火电源插头、点火外螺纹套、点火金属丝、点火金属丝绝缘套及电极点火端。

作为上述方案的改进，所述后端盖上设有火焰监控电极，所述火焰监控电极包括依次相连的监控电源插头、监控外螺纹套、监控金属丝、监控绝缘套及电极监控端。

作为上述方案的改进，所述燃烧室的后端中心口处设有底盘；所述底盘上焊接有两个电极导向管，所述点火电极及火焰监控电极分别穿过电极导向管；所述底盘中部上还设有点火感应柱，所述点火感应柱固定于两个电极导向管之间。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明利用低热值水煤气作为燃料，将助燃风机、导管、燃烧机外壳、管套、助燃风管、燃烧室、燃烧机进气主管及电控柜相互结合，设计的单机功率大，1台燃烧机可代替多个常规的烧嘴，因而有效简化了干燥窑的管路结构，解决干燥坯体过程的加热问题。

本发明中，燃烧机外壳与助燃风管之间形成第一风道，所述燃烧室、中心管、分支管与导管、助燃风管之间形成第二风道。通过设置两个风道可以将助燃风均匀分散到助燃风管外壁四周后再进入导管内部与燃气混合，有效减缓流速、稳定风压、延长混合时间。

本发明通过设置中心管及分支管，使水煤气分别沿中心管及分支管进入燃烧室并与燃烧室内的助燃风进行多次混合并燃烧。其中，沿中心管进入燃烧室后端中心口的水煤气与燃烧室内的助燃风进行第一次混合燃烧，水煤气被助燃风包裹混合，容易点火；而沿分支管进入燃烧室前端中心口的水煤气与室内的助燃风以及从中心管流入的、存在富裕空气的火焰进行第二次混合、搅拌，使得燃烧更完全、更充分。因此，这种分散、绕道进入的助燃风和二次混合、燃烧的结构、方式，解决了助燃风机直接送风造成流速太急、混合不均及燃烧不完全等问题，节能更显著。

附图说明

图1是本发明使用水煤气燃料的节能燃烧机的主视图；

图2是图1的a-a的剖视图；

图3是图1的b-b的剖视图；

图4是图3中燃烧室的c向示意图；

图5是图2中d处的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1~4，图1~4显示了本发明使用水煤气燃料的节能燃烧机的具体结构，其利用低热值水煤气作为燃料，功率超过174kw～1740kw（发热量约150000kcal/h～1500000kcal/h）的大功率燃烧机，一台燃烧机可代替多个常规的烧嘴，因而可有效简化干燥窑的管路结构，解决干燥坯体过程的加热问题。本发明包括助燃风机01、导管17、燃烧机外壳12、管套20、助燃风管21、燃烧室18、燃烧机进气主管10及电控柜06，其中，电控柜06安装于后端盖11上并用于自动点火及控制温度等，形成燃烧、控制一体化整机。具体地：

所述导管17通过螺钉13固定于管套20前端，所述助燃风管21固定于管套20后端，所述燃烧机外壳12套设于助燃风管21的外部，所述燃烧室18设于导管17内。

所述燃烧室18前端设有前端中心口，所述燃烧室18后端设有后端中心口，所述燃烧室18的侧壁设有多个风口19，所述燃烧机进气主管10的出口端设有中心管22及多个分支管16，所述中心管22与燃烧室18的后端中心口相连，所述分支管16均匀分布于燃烧室18外侧并与前端中心口的外缘相连通，构成燃烧室18的支撑架，。所述燃烧机外壳12与助燃风管21之间形成第一风道23，所述燃烧室18、中心管22、分支管16与导管17内壁、助燃风管21内壁之间形成第二风道26。

进一步，所述导管17与助燃风管21之间同心设置，且所述导管17与助燃风管21的内径相等，其中，所述导管17优选由耐热不锈钢材质制成，以达到耐高温、使用寿命长的效果；所述助燃风管21及燃烧机外壳12由普通碳钢材质构成，管套20为铸钢件，这种搭配使结构更合理，成本更低。

需要说明的是，本发明中通过设置两个风道（第一风道23及第二风道26）可以将助燃风均匀分散到助燃风管21外壁四周后再进入助燃风管21内部与燃气混合，具备减缓流速、稳定风压、延长混合时间的作用。

运行时，助燃风机01设于燃烧机外壳12的一侧，为了减低风速，打开助燃风机01后，所述助燃风机01内的助燃风不能直接高速地进入助燃风管21内，而是沿着第一风道23（燃烧机外壳12与助燃风管21的间隙）流进助燃风管21入口，再沿第二风道26（燃烧室18、中心管22、分支管16与导管17、助燃风管21之间的间隙）依次进入导管17内，再从燃烧室18四周的风口19进入燃烧室18，同时，水煤气分别沿中心管22及分支管16进入燃烧室18并与燃烧室18内的助燃风进行混合并燃烧。其中，沿中心管22进入燃烧室18的水煤气与燃烧室18内的助燃风在燃烧室18后端中心口内进行第一次混合燃烧，由于水煤气和助燃风量小，且水煤气被助燃风包裹混合，容易点火；而沿分支管16进入燃烧室18的水煤气与室内的助燃风以及从燃烧室18后端中心口向前流入的、存在富裕空气的火焰在燃烧室18前端中心口进行第二次混合、搅拌，使得燃烧更完全、更充分。因此，这种分散、绕道进入的助燃风和二次混合、燃烧的结构、方式，解决了助燃风机01直接送风造成流速太急、混合不均及燃烧不完全等问题，节能更显著。

如图4所示，所述燃烧室18呈“喇叭”状，所述前端中心口的直径大于后端中心口的直径。需要说明的是，“喇叭”状结构不仅能延长燃烧烟气的混合时间，还可以降低烟气喷射速度，避免在燃烧过程中因速度太快而出现“脱火”状况，造成安全隐患。具体地，燃烧火焰通过“喇叭”状的燃烧室18后（由后端中心口在流向前端中心口），因运行通道体积加大，火焰速度放慢，有利于同大量冷风混合，保证送到干燥窑内的热风均匀，并且有足够的数量和热量，满足坯体干燥所需要的大功率、大热风量。

进一步，所述燃烧室18由多块梯形板相互拼接成“喇叭”状，每一梯形板上均呈直线排列有多个大小不一的风口19，所述风口19的孔径自梯形板的上底边至下底边逐渐增大。其中，所述分支管16出口接近“喇叭”状燃烧室18的出口位置、均匀分布于燃烧室18外侧四周并与前端中心口的外缘相连通。

需要说明的是，为了适应热值较低的水煤气燃料，进气管道除了根据功率要求加大内径外，在风、气混合方面还研制出由多块耐热不锈钢梯形板构成、直径逐渐扩大的圆形“喇叭”状结构。每块梯形板上开有多个孔洞形成风口19，每排风口19直径随“喇叭”状的面积增加而加大（即梯形短边风孔小，逐渐到长边时，风孔直径依次增大），每个位置、不同口径进入的风速也不同，可以对分散进入的燃气起到搅拌作用，有利于提高混合效率。第一次混合燃烧的火焰沿逐渐扩大的“喇叭”状燃烧室18由后端中心口向前端中心口方向流动，使烟气的流速降低，与四周风口19进入的助燃风接触时间更长，混合更均匀、更节能；火焰接近“喇叭”状出口后，与此处分支管16喷入的燃气及助燃风进一步混合燃烧，温度上升，热风量增加。

如图1~4所示，所述燃烧机外壳12的前端设有前端法兰14，所述前端法兰14用于连接和固定使用节能燃烧机的装置，所述管套20焊接于前端法兰14的中心处，穿过燃烧机外壳12的螺钉13，通过管套20前部分管壁上的螺纹孔将导管17进行固定；所述燃烧机外壳12的侧壁设有侧壁法兰24；所述燃烧机外壳12的后端设有后端盖11，所述后端盖11与侧壁法兰24相连并用于密封、保护管套20的内部结构，所述燃烧机进气主管10贯穿后端盖11的中心孔，所述电控柜06通过安装板05及螺栓04固定于后端盖11的延伸部件上。

进一步，所述后端盖11上设有点火螺纹孔09，所述点火螺纹孔09用于安装点火电极，所述点火电极包括依次相连的点火电源插头09a、点火外螺纹套09b、点火金属丝09c、点火金属丝绝缘套09d及电极点火端09f。同时，所述后端盖11上设有监控螺纹孔03，所述监控螺纹孔03用于安装火焰监控电极，所述火焰监控电极包括依次相连的监控电源插头03a、监控外螺纹套03b、监控金属丝03c、监控绝缘套03d及电极监控端03e。

如图5所示，所述燃烧室18的后端中心口处设有底盘27；所述底盘27上焊接有两个倾斜向底盘27中心设置的电极导向管15，所述点火电极及火焰监控电极分别穿过电极导向管15；所述底盘27中部上还设有点火感应柱09e，所述点火感应柱09e固定于两个电极导向管15之间。

安装时，点火电极穿过点火外螺纹套09b及电极导向管15固定在点火螺纹孔09内，火焰监控电极穿过监控外螺纹套03b及电极导向管15固定在监控螺纹孔03内。点火电极与点火感应柱09e之间处于绝缘状态，保证安全不漏电。接上点火电源插头09a后，点火时，通过按钮接通电源，电极点火端09f与点火感应柱09e之间产生火花，从而点燃气体，实现自动点火。火焰熄灭时，处于火焰中心的电极监控端03e立即做出反应，如继续点火、报警或关气（多次点不着便会自动关气）。

如图1所示，所述后端盖11上设有用于观察燃烧室18内燃烧状态的看火孔02。通过看火孔02可实时观察火焰的燃烧状况，调节风、气比例，使燃烧处于最佳状态，以达到最节能的效果。

进一步，所述第一风道23内设有压力开关08检测装置。具体地，后端盖11上设有安装孔07，压力开关08检测装置的管道通过安装孔07伸入燃烧机外壳12与助燃风管21之间的风道（第一风道23）内，当风压低于设置压力时，压力开关08检测装置会报警并自动关气，以保证燃烧安全。

由上可知，本发明利用低热值水煤气作为燃料，通过设置两个风道可以将助燃风均匀分散到助燃风管21外壁四周后再进入助燃风管21内部与燃气混合，有效稳定风压、延长混合时间；同时，通过设置中心管22及分支管16，使水煤气分别沿中心管22及分支管16进入燃烧室18并与燃烧室18内的助燃风进行多次混合并燃烧，有效简化干燥窑的管路结构，解决干燥坯体过程的加热问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。