燃烧器气体供应装置及熔解保温炉的制作方法

本发明涉及金属铸造及压铸设备的技术领域，尤其是涉及一种燃烧器气体供应装置及熔解保温炉。

背景技术：

铝合金熔解保温炉是根据铝熔炼工艺而开发的一种溶解保温设备，主要用于铝锭的熔化与保温，能够灵活地满足铝熔炼工艺的要求。铝合金熔解保温炉主要由熔解室、保温室、取料口和加热装置组成，熔解室用于熔解铝锭、保温室用于存放和静置铝液。铝合金熔解保温炉可采用多种类型的加热装置，常用的加热装置包括电加热炉、焦碳燃烧炉、柴油燃烧炉和燃气燃烧器。各种类别的加热装置可根据工艺要求和铝合金熔解保温炉的使用场景来选择；其中，燃气燃烧器具有加热温度易于控制、燃料供给方便且成本较低等优点，因此得到了广泛应用。

燃气燃烧器是将燃气和空气送入燃烧室中混合，燃烧产生热量以给熔解室加热，燃气和空气燃烧产生的烟气通过与燃烧室连接的烟气排出口排出。燃气燃烧器产生的烟气的为高温气体，处理难度较大，现有技术中的燃气燃烧器一般将烟气直接排放到外部环境，一方面给外部环境造成不利影响，干扰操作人员的正常活动，另一方面烟气本身的热量被浪费掉了，不利于节约成本和资源的充分利用。

因此，现有技术中的燃气燃烧器存在燃烧产生的烟气难以处理的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃烧器气体供应装置及熔解保温炉，以缓解现有技术中的燃气燃烧器所存在燃烧产生的烟气难以处理的技术问题。

本发明第一方面提供一种燃烧器气体供应装置。本发明提供的燃烧器气体供应装置包括：集热腔和预热管，集热腔与燃烧器的烟气排出口连通，燃烧器排出的烟气通过集热腔排出；预热管一端与供气系统连通，另一端与燃烧器的气体吸入口连通，为燃烧器供应燃烧气体；预热管与集热腔连接，预热管内的燃烧气体吸收集热腔内的热量进入燃烧器。

进一步的，预热管伸入集热腔内，预热管由导热材料制成，集热腔内的热量可通过预热管的管壁传递到预热管内。

进一步的，预热管包括内套管和外套管，外套管伸入集热腔内；外套管一端开口，另一端封闭；内套管的两端均开口；外套管套设于内套管，并且内套管的一端从外套管的开口端穿出；内套管位于外套管外的开口与供气系统连接，外套管的开口与燃烧器的气体吸入口连接，供气系统供应的气体可通过内套管位于外套管外的开口进入内套管，通过内套管位于外套管内的开口进入外套管，通过外套管的开口进入燃烧器的气体吸入口。

进一步的，内套管位于外套管内的开口靠近外套管封闭端的内壁。

进一步的，本发明提供的燃烧器气体供应装置还包括预集热腔，预集热腔的一端与燃烧器的烟气排出口连接，另一端与集热腔连接，燃烧器的烟气排出口排出的烟气通过预集热腔进入集热腔；预集热腔垂直于烟气运动方向的截面大于集热腔垂直于烟气运动方向的截面；外套管通过集热腔延伸至预集热腔内。

进一步的，外套管的外壁上设置有导热翼片。

进一步的，外套管为圆管；导热翼片包括多个螺旋翼片，螺旋翼片从外套管的封闭端向开口端沿螺旋形延伸，并且多个螺旋翼片沿外套管的圆周方向间隔分布。

进一步的，外套管活动连接于集热腔，可相对集热腔沿外套管的长度方向移动，以调节外套管伸入集热腔内的长度。

本发明第二方面提供一种熔解保温炉。本发明提供的熔解保温炉包括：燃烧器、熔解室、保温室和上述的燃烧器气体供应装置，燃烧器与熔解室相邻设置，燃烧器位于保温室的上方；燃烧器上设置有燃气进气口、空气进气口和烟气排出口；燃烧器气体供应装置中供气系统包括风机；燃气进气口与燃气供应系统连接，空气进气口与燃烧器气体供应装置中的预热管的出气口连接，烟气排出口与燃烧器气体供应装置中的集热腔连接。

进一步的，本发明提供的熔解保温炉还包括设置于预热管上的温度传感器，温度传感器用于检测预热管靠近燃烧器的一端的温度。

本发明提供的燃烧器气体供应装置及熔解保温炉，涉及金属铸造及压铸设备的技术领域。本发明提供的燃烧器气体供应装置包括：集热腔和预热管，集热腔与燃烧器的烟气排出口连通，燃烧器排出的烟气通过集热腔排出；预热管一端与供气系统连通，另一端与燃烧器的气体吸入口连通，为燃烧器供应燃烧气体；预热管与集热腔连接，预热管内的燃烧气体吸收集热腔内的热量进入燃烧器。将本发明提供的燃烧器气体供应装置与燃烧器连接，燃烧器内燃烧过程产生的高温烟气进入集热腔，为燃烧器传输燃烧气体的预热管与集热腔连接，高温烟气的热量可传递给燃烧气体。烟气的热量散失，温度降低，再通过集热腔向外部环境排放，可减小对环境的影响；燃烧气体吸收热量，温度升高，被预热管继续传输至燃烧器内，提高燃烧气体的温度，可加速着火，使燃烧更加充分，从而在燃烧器内释放更多热量，提高能源利用率，并且还可以降低烟气的排放量。

这样，通过本发明提供的燃烧器气体供应装置，缓解了现有技术中的燃气燃烧器所存在燃烧产生的烟气难以处理的技术问题。

所述的熔解保温炉与上述的燃烧器气体供应装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的熔解保温炉的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置的结构示意图。

图标：01-集热腔；011-盖板；02-预热管；021-外套管；022-内套管；03-预集热腔；04-燃烧器；05-风机；06-压力开关；07-排烟管；08-熔解室；09-驱动机构；10-取料口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例第一方面提供一种燃烧器气体供应装置。请参照图1，本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置包括：集热腔01和预热管02，集热腔01与燃烧器04的烟气排出口连通，燃烧器04排出的烟气从集热腔01的一端进入集热腔01，通过集热腔01的相对的另一端排出；预热管02一端与供气系统连通，另一端与燃烧器04的气体吸入口连通，为燃烧器04供应燃烧气体；预热管02与集热腔01连接，预热管02内的燃烧气体吸收集热腔01内的热量进入燃烧器04。

具体地，将本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置与燃烧器04连接，燃烧器04内燃烧过程产生的高温烟气进入集热腔01，为燃烧器04传输燃烧气体的预热管02与集热腔01连接，高温烟气的热量可传递给燃烧气体。烟气的热量散失，温度降低，再通过集热腔01向外部环境排放，可减小对环境的影响；燃烧气体吸收热量，温度升高，被预热管02继续传输至燃烧器04内，提高燃烧气体的温度，可加速着火，使燃烧更加充分，从而在燃烧器04内释放更多热量，提高能源利用率，并且还可以降低烟气的排放量。

在一些实施例中，预热管02位于集热腔01的外部，集热腔01的外壁与预热管02的外壁接触，集热腔01和预热管02均由导热材料制成，通过外壁进行热传递。集热腔01和预热管02分别由钢材制成，以易于热传递。

在一些实施例中，集热腔01的烟气出口连接有排烟管07，排烟管07的另一端延伸至高空中，以减少烟气排放对地面环境的影响。排烟管07内设置有尾气过滤装置，以过滤掉烟气中的固体颗粒，起到保护环境的作用。

在一些实施例中，本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置应用于燃气燃烧器。供气系统包括风机05，风机05驱动空气经过预热管02进入燃烧器04中，燃气经过另一管路进入燃烧器04；空气在预热管02中被加热，在燃烧器04中与燃气混合进行燃烧。

在一些实施例中，风机05与预热管02的连接管路上连接有压力表和压力调节阀，通过调节压力调节阀可调节进入燃烧器04的空气的气压，以适应燃烧条件，提高燃烧效率。

在一些实施例中，本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置应用于燃气燃烧器。供气系统包括与燃气网路连接的燃气管路和燃气开关，燃气管路与预热管02连接，燃气经过预热管02，温度升高后，输送至燃烧器04，与通过另一管路进入燃烧器04的空气混合燃烧。燃气管路上连接有压力调节阀。

在一些实施例中，本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置应用于燃气燃烧器。燃气燃烧器的空气入口与一个本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置连接，该燃烧器气体供应装置的供气系统包括风机05；燃气燃烧器的燃气入口与另一个本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置连接，该燃烧器气体供应装置的供气系统包括与燃气网路连接的燃气管路和燃气开关。两个本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置分别给空气和燃气加热，进一步提高燃烧效率。

在一些实施例中，本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置应用于柴油燃气器。供气系统包括风机05，风机05驱动空气经过预热管02进入柴油燃烧器中，与柴油混合，进行燃烧。

进一步的，预热管02伸入集热腔01内，预热管02由导热材料制成，集热腔01内的热量可通过预热管02的管壁传递到预热管02内。

具体地，预热管02的两端的开口均位于集热腔01外，燃烧气体从预热管02的一端进入，在预热管02内流动，通过预热管02的外壁吸收集热腔01内烟气的热量，燃烧气体温度逐渐升高，通过预热管02的另一端排出预热管02后进入燃烧器04。

在一些实施例中，预热管02由不锈钢制成。预热管02还可以由铜合金制成。

在一些实施例中，集热腔01由不锈钢制成。集热腔01还可以由陶瓷制成，陶瓷热传导性能较弱，可减少集热腔01内的烟气通过集热腔01的外壁向外部环境传递热量，减少热量散失，有利于预热管02吸收热量，也可降低对设备周围环境的影响。

在一些实施例中，预热管02呈“u”形，预热管02的中部向集热腔01内延伸，两个开口位于同一侧。

在一些实施例中，预热管02穿过集热腔01，两个开口分别位于集热腔01的两侧。

进一步的，预热管02包括内套管022和外套管021，外套管021伸入集热腔01内；外套管021一端开口，另一端封闭；内套管022的两端均开口；外套管021套设于内套管022，并且内套管022的一端从外套管021的开口端穿出；内套管022位于外套管021外的开口与供气系统连接，外套管021的开口与燃烧器04的气体吸入口连接，供气系统供应的气体可通过内套管022位于外套管021外的开口进入内套管022，通过内套管022位于外套管021内的开口进入外套管021，通过外套管021的开口进入燃烧器04的气体吸入口。

具体地，请参照图1和图2，集热腔01的远离燃烧器04的一端固接有盖板011，外套管021穿过盖板011伸入集热腔01。外套管021由不锈钢管制成，两端均被端盖封闭，外套管021位于集热腔01外部的端部的侧壁设有开口；内套管022由不锈钢管制成，并从外套管021位于集热腔01外部的一端，穿过端盖伸入外套管021内，内套管022位于外套管021内的一端的开口端面与外套管021封闭端的内壁端面之间的距离为10mm-30mm；内套管022与端盖之间密封且固定连接，使内套管022和外套管021的相对位置固定。

在这种结构的预热管02中，燃烧气体通过内套管022进入外套管021，从外套管021的封闭端向开口端运动。燃烧气体在外套管021中运动时，通过外套管021的管壁吸收集热腔01中的热量；燃烧气体在内套管022中运动时，外套管021中的燃烧气体的温度高于进入内套管022中的燃烧气体的温度，内套管022中的燃烧气体通过内套管022的管壁吸收外套管021中的热量。燃烧气体从内套管022到外套管021，经过两次吸热，延长了吸热时间，有利于提高燃烧气体的温度。

预热管02由内套管022和外套管021组成，燃烧气体通过内套管022送至外套管021的封闭端，这样，一方面延长了燃烧气体在预热管02内的运动距离，增长传热时间；另一方面这种结构易于通过增长外套管021的长度，来增大预热管02与集热腔01之间的热交换面积，有利于燃烧气体吸收烟气的热量。这种结构，预热管02的两个开口位于集热腔01的同一侧，便于预热管02与燃烧器04和供气系统连接，使结构更加紧凑，减小占用空间。另外，内套管022和外套管021均可制成直管状，且两者内外套设连接，便于外套管021与集热腔01连接、拆卸和对连接处进行密封，使后期检修和维护更加方便。

在一些实施例中，可对内套管022、外套管021、燃烧器04和供气系统之间的连接关系进行调整。供气系统与外套管021连接，燃烧器04与内套管022连接。燃烧气体先进入外套管021，在外套管021中通过外套管021管壁吸收集热腔01内的热量，然后进入内套管022，通过内套管022进入燃烧器04。

进一步的，内套管022位于外套管021内的开口靠近外套管021封闭端的内壁。

具体地，燃烧气体从外套管021的封闭端进入，在外套管021内沿从封闭端向开口端的方向运动，延长了燃烧气体在外套管021内的运动距离，有利于燃烧气体通过外套管021管壁吸收热量。

进一步的，本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置还包括预集热腔03，预集热腔03的一端与燃烧器04的烟气排出口连接，另一端与集热腔01连接，燃烧器04的烟气排出口排出的烟气通过预集热腔03进入集热腔01；预集热腔03垂直于烟气运动方向的截面大于集热腔01垂直于烟气运动方向的截面；外套管021通过集热腔01延伸至预集热腔03内。

具体地，燃烧器04产生的烟气首先进入预集热腔03，延伸到预集热腔03中的预热管02吸收预集热腔03中烟气的热量；烟气通过预集热腔03后进入集热腔01。预集热腔03中的烟气的温度高于集热腔01中的烟气的温度，预集热腔03的截面大于集热腔01的截面，使预集热腔03中的烟气的运动速度相对集热腔01降低，延长了预集热腔03中的烟气与预热管02的接触时间，有利于烟气将热量传递给预热管02。

本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置使烟气与预热管02热传递分两步完成，并且相对延长预集热腔03中较高温度的烟气与预热管02进行热交换的时间，提高了热交换的效率，使整体结构相对紧凑的情况下，将烟气的更多热量传递到预热管02中。

在一些实施例中，预集热腔03由高温材料浇筑制成，以提高预集热腔03的耐高温能力，延长使用稳定性和寿命。

进一步的，外套管021的外壁上设置有导热翼片。

具体地，导热翼片增大了外套管021与集热腔01中烟气的接触面，有利于烟气将热量传递给外套管021。

在一些实施例中，导热翼片包括多个平板翼片，平板翼片从外套管021的封闭端向开口端延伸，多个螺旋翼片沿外套管021的圆周方向间隔分布。集热腔01中的烟气沿平板翼片的延伸方向运动。

进一步的，外套管021为圆管；导热翼片包括多个螺旋翼片，螺旋翼片从外套管021的封闭端向开口端沿螺旋形延伸，并且多个螺旋翼片沿外套管021的圆周方向间隔分布。

具体地，相邻的两个螺旋翼片之间形成螺旋通道，集热腔01中的烟气沿螺旋通道运动，进一步增大了烟气与螺旋翼片的接触面积，有利于烟气将热量传递给外套管021。

进一步的，预热管02与供气系统之间的连接管路上连接有压力开关06。

具体地，压力开关06用于调节进入预热管02中的燃烧气体的气压，以使本发明实施例提供的燃烧器气体供应装置为燃烧器04供应的燃烧气体满足燃烧对气压的要求。预热管02与供气系统之间的连接管路上还连接有气压表，用于检测和显示管路中的气压，便于对气压进行调节。

在一些实施例中，预热管02与供气系统之间的连接管路连接有流量阀，以调节通过预热管02进入燃烧器04的燃烧气体的流速，一方面可调节进入燃烧器04中的燃气和空气的配比，另一方面通过调节燃烧气体通过预热管02的时间长短，来调节排出预热管02的燃烧气体的温度。

进一步的，外套管021活动连接于集热腔01可相对集热腔01沿外套管021的长度方向移动，以调节外套管021伸入集热腔01内的长度。

具体地，外套管021的外壁设置有外螺纹，集热腔01的盖板011上设置有与该外螺纹配合的内螺纹，外套管021螺纹连接于盖板011上；相对集热腔01转动外套管021，可调节外套管021伸入集热腔01的长度，从而调节外套管021与烟气进行热交换的面积，实现对排出预热管02的燃烧气体的温度的调节，以适应燃烧器04对燃烧气体温度的要求。

在一些实施例中，集热腔01的盖板011上设置有与外套管021外壁配合的通孔，外套管021可相对集热腔01在该通孔内滑动，以调节外套管021伸入集热腔01的长度，实现对排出预热管02的燃烧气体的温度的调节。

本发明实施例第二方面提供一种熔解保温炉。本发明实施例提供的熔解保温炉包括：燃烧器04、熔解室08、保温室和上述的燃烧器气体供应装置，燃烧器04与熔解室08相邻设置，燃烧器04位于保温室的上方；燃烧器04上设置有燃气进气口、空气进气口和烟气排出口；燃烧器气体供应装置中供气系统包括风机05；燃气进气口与燃气供应系统连接，空气进气口与燃烧器气体供应装置中的预热管02的出气口连接，烟气排出口与燃烧器气体供应装置中的集热腔01连接。

具体地，通过燃烧器气体供应装置，利用燃烧器04产生的烟气为供应燃烧器04燃烧的空气加热，降低了向外部环境排放的烟气的温度，减小对外部环境的影响；另外提高了进入燃烧器04的空气的温度，可提高燃烧效率，提高能源利用率。

进一步的，本发明实施例提供的熔解保温炉还包括设置于预热管02上的温度传感器，温度传感器用于检测预热管02靠近燃烧器04的一端的温度。

具体地，温度传感器与显示器连接，显示器用于显示温度传感器检测到的预热管02靠近燃烧器04的一端的温度，便于操作人员观察。操作人员可根据该温度与燃烧器04对空气要求的温度，来调节预热管02伸入集热腔01的长度，从而调节从预热管02排出的燃烧气体的温度，以适应燃烧器04对空气要求的温度。

请参照图2，在一些实施例中，预热管02滑动连接于集热腔01上，预热管02位于集热腔01外部的一端连接有驱动机构09，驱动机构09可驱动预热管02相对集热腔01滑动，来调节预热管02伸入集热腔01的长度。本发明实施例提供的熔解保温炉还包括控制器，驱动机构09和温度传感器均与控制器信号连接，控制器可根据温度传感器检测到温度，来控制驱动机构09驱动预热管02相对集热腔01滑动，实现对排出预热管02的燃烧气体的温度的自动调节。

在一些实施例中，该驱动机构09包括气缸。

在一些实施例中，该驱动机构09包括电机和与电机传动连接的丝杠传动组件。

在一些实施例中，燃烧器04内设置有第一热电偶，取料口10处设置有第二热电偶，第一热电偶和第二热电偶均与控制器信号连接；燃烧器气体供应装置中的风机05与控制器信号连接。第一热电偶用于检测燃烧器04内的温度，第二热电偶用于检测取料口10处的料液温度，控制器可根据第一热电偶检测到的温度、第二热电偶检测到的温度和熔解室08内要求的温度，来控制风机05的功率，调节进入燃烧器04的空气量，进而对燃烧器04内燃烧强度进行调节，实现调控熔解室08内温度。

最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。