專利名稱：高效節(jié)能助燃裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種裝配于燃燒爐具、鍋爐、燃氣灶等燃燒設(shè)備上的高效節(jié)能助燃裝置。
中國實用新型專利CN2209275Y公告了一種超高溫節(jié)能爐，它采用的是水煤氣發(fā)生原理而設(shè)計的結(jié)構(gòu)，主要由爐體、爐膽以及設(shè)置在兩者之間的外圍環(huán)形蒸汽水箱、內(nèi)部環(huán)形蒸汽室和連通管組成，在環(huán)形蒸汽水箱上設(shè)置有進水管，在環(huán)形蒸汽室上設(shè)置有蒸汽導(dǎo)管和蒸汽噴盤。其環(huán)形蒸汽室排出的水蒸汽直接噴到燃煤上，再與碳反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣。由于其主要結(jié)構(gòu)為雙層環(huán)形套結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又由于它僅是使水蒸發(fā)為水蒸汽，然后再與碳反應(yīng)，產(chǎn)生的可燃氣體較少，因此它仍然消耗較多的燃煤，且燃燒熱量及熱效率不是很理想。
本實用新型的目的在于，提供一種燃料燃燒充分、熱效率高、更加節(jié)省燃料的高效節(jié)能助燃裝置。
為了達到上述目的，本實用新型采取的解決方案是，所述高效節(jié)能助燃裝置由具有導(dǎo)流空腔的水流氣化部件、進水口和排氣口組成，上述進水口和排氣口均設(shè)置在水流氣化部件上，其特點是，在所述水流氣化部件的導(dǎo)流空腔中，裝填有促使水轉(zhuǎn)化為助燃混合氣體的填充物料，所述填充物料是至少包含有金屬鐵、鐵的化合物(如FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2等)、金屬銅、金屬鋁中任意一種物質(zhì)在內(nèi)的物料。所述水流氣化部件可以裝配在各種爐具、鍋爐等燃燒裝置的燃料燃燒內(nèi)腔周圍，以吸收熱量。
上述水流氣化部件可以采用由導(dǎo)熱管沿螺旋線方向盤繞而成的螺線管狀部件、具有中空夾層結(jié)構(gòu)的筒狀部件、具有縱向缺口的雙層壁結(jié)構(gòu)的夾層圍墻、一根直通管、兩端分別相連通的并列一排的直通管、具有中空夾層的平板狀部件等，且在各自的空腔中裝填有上述填充物料。在所述水流氣化部件尤其是上述幾種具體部件獨立使用時，可以在其壁面上設(shè)置有電加熱部件。
上述填充物料最好為顆粒狀、條狀(最好為短細條狀)、碎屑狀或其他呈松散狀態(tài)形狀的松散物料，且上述填充物料中還可包含有錳、釩或錳與釩的混合物等金屬單質(zhì)或混合物。
上述填充物料可以選用的金屬鐵(Fe)、鐵的化合物、金屬銅(Cu)、金屬鋁(Al)、錳(Mn)、釩(V)等都可與受熱的水蒸汽發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣，其中混入的水蒸汽再與碳反應(yīng)，生成氫氣和一氧化碳。如此可以通過增加氫氣的方式提高本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的熱效率、燃燒熱值，并使燃料充分燃燒，從而大幅度地節(jié)省燃料。
在使用本實用新型所述的高效節(jié)能助燃裝置進行助燃燃燒時，應(yīng)從所述進水口將水通入所述水流氣化部件的導(dǎo)流空腔中，使水流分散在上述填充物料的空隙之中，同時利用爐具、鍋爐、燃氣灶等燃燒裝置中的燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量或所述水流氣化部件壁面上電加熱部件如電爐絲(電阻絲)、遠紅外電加熱板、電熱膜等所發(fā)出的熱量，對所述水流氣化部件進行加熱，則其中的水和填充物料均受熱，當(dāng)溫度達到400℃以上時，可將通入的水氣化成助燃混合氣體，該助燃混合氣體中含有氫氣(H2)和部分過熱水蒸汽。從所述排氣口將上述助燃混合氣體(如通過輸送管路)輸送至爐具、鍋爐等燃燒裝置進行助燃燃燒。助燃混合氣體可以被直接送至燃料燃燒處，如燃煤爐膛中，也可通過與燃燒裝置的燃氣進入口相連通的氣體輸送管路，與燃氣混合，進行氣體混合助燃燃燒。其中的氫氣可直接作為燃料進行燃燒，部分過熱水蒸汽則與燃料中的碳反應(yīng)，生成氫氣、一氧化碳等，從而使燃料充分燃燒。當(dāng)燃料為燃煤時，則燃煤中含有的苯酚(C6H5OH)等與過熱水蒸汽反應(yīng)生成甲烷(CH4)等可燃氣體，用以燃燒，并以此消除對人體有害的物質(zhì)，減少環(huán)境污染。各種物質(zhì)在溫度達400℃以上時，與水蒸汽反應(yīng)，主要反應(yīng)方程式為
由于本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置采用了上述結(jié)構(gòu)，即采用了設(shè)置有進水口和排氣口的水流氣化部件，如筒狀部件、圍墻狀部件、螺線管狀和直通管狀部件等，因此其結(jié)構(gòu)簡單。又由于其內(nèi)腔中的填充物料可與過熱水蒸汽反應(yīng)生成氫氣，增添了新的燃料源，其余的過熱水蒸汽通至燃料燃燒處時，與燃煤等反應(yīng)生成氫氣、一氧化碳、甲烷等可燃氣體，使得燃料充分燃燒，因此它具有熱效率高，燃燒熱值高、火焰猛烈、可大幅度節(jié)省燃料(節(jié)能)的優(yōu)點，經(jīng)測試它可節(jié)約60～70％的燃料。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。


圖1是實施例1所述本實用新型涉及的高效節(jié)能助燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例2所述本實用新型涉及的高效節(jié)能助燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實施例3所述本實用新型涉及的高效節(jié)能助燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3所示結(jié)構(gòu)的A-A剖視圖；圖5是實施例4所述本實用新型涉及的高效節(jié)能助燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是實施例5所述本實用新型涉及的高效節(jié)能助燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是實施例6所述本實用新型涉及的高效節(jié)能助燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的助燃混合氣體輸送結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的助燃混合氣體輸送的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例1，本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置由具有導(dǎo)流空腔的水流氣化部件和設(shè)置在其上面的進水口和排氣口組成。在
圖1所述示意圖中，上述水流氣化部件是由導(dǎo)熱管(可以是鋁管、銅管、鐵管等)沿螺旋線方向盤繞而成的螺線管狀部件1，導(dǎo)熱管的底部首端管口3即為上述進水口，導(dǎo)熱管的上部末端管口2即為上述排氣口。導(dǎo)熱管的內(nèi)腔即為所述導(dǎo)流空腔，其中裝填有由顆粒狀的鐵、FeO和條狀銅混合而成的填充物料4，所述進水口、排氣口與導(dǎo)熱管內(nèi)腔相連通。水從進水口進入，排氣口用于排放助燃混合氣體(過熱水蒸汽和氫氣)。
實施例2，在圖2所示示意圖中，本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的水流氣化部件是由外壁5、內(nèi)壁7、頂端封蓋板11和底端封閉板9構(gòu)成的具有中空夾層結(jié)構(gòu)的筒狀部件，進水口8和排氣口10均與其中空夾層相連通，圖2中進水口8設(shè)置在筒狀部件的下部，排氣口10設(shè)置在遠離進水口8的另一側(cè)的上部位置。在筒狀部件的中空夾層中裝填有填充物料6。此實施例中，填充物料6為鐵和FeO的混合物，當(dāng)然填充物料6中還可填加其他促使水蒸汽分離出氫氣的物質(zhì)，如錳、釩、鋁、銅等，也可僅為銅、鋁、鐵的化合物(如FeO等)其中的一種物質(zhì)，此處不再詳述。
實施例3，在圖3所示示意圖和圖4所示A-A剖視圖中，本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的水流氣化部件，是由內(nèi)壁18、外壁17、上端封蓋板19、底端封蓋板42和縱向缺口14兩側(cè)的封閉板20、21構(gòu)成的具有雙層壁結(jié)構(gòu)的夾層圍墻12，在其夾層中裝填有填充物料16，填充物料16是由碎屑狀金屬鐵、銅、鋁、顆粒狀的鐵的化合物(FeO、Fe3O4等)混合而成的松散物料。進水口13、排氣口15分別設(shè)置在縱向缺口14兩側(cè)(旁邊)的夾層圍墻上，兩者對角設(shè)置，且進水口13所處位置低于排氣口15所處的位置。如圖3所示，進水口13設(shè)置在縱向缺口14右側(cè)旁邊的外壁17的下部，排氣口(管)15則設(shè)置在縱向缺口14左側(cè)旁邊的圍墻夾層中，其排氣端口處于夾層的上部，靠近上端封蓋板19的內(nèi)壁面。
實施例4，本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的水流氣化部件是一根直通管，它可以直接利用爐具等產(chǎn)生的余熱，也可利用電加熱部件如電爐絲等來加熱。在圖5所示示意圖中，水流氣化部件是直通管43，在其兩端分別設(shè)置有進水口22和排氣口26，在直通管43內(nèi)腔中裝填有填充物料27，填充物料27是鐵、銅、鋁的松散混合物料，當(dāng)然可以采用上述單一物質(zhì)，也可添加錳、釩或兩者混合物的物料。在直通管43外壁處盤繞有電爐絲23，在兩者之間沿電爐絲23盤繞路徑設(shè)置有絕緣耐熱襯墊層25，在直通管43和電爐絲23的外圍設(shè)置有防止散熱的耐熱套管24。
實施例5，在圖6所示示意圖中，本實用新型所述的高效節(jié)能助燃裝置的水流氣化部件，是一個具有中空夾層的平板29，在其兩端設(shè)置有進水口28和排氣口31，在其表面設(shè)置有遠紅外電加熱板32，其外圍也可設(shè)置防止散熱的耐熱包層，此處不再給出圖示。在平板29的中空夾層中裝填有填充物料30，其成分可以是上述任意一個實施例中所述的組分，此處不再復(fù)述。
實施例6，在圖7所示示意圖中，本實用新型所述高效節(jié)能助燃裝置的水流氣化部件，是兩端分別相連通的一排直通管，各直通管可以并列排成一排，也可排列成筒狀結(jié)構(gòu)，圖7中各直通管排列成筒狀結(jié)構(gòu)，直通管33即為其中之一，在各直通管下端環(huán)形連通管上設(shè)置有進水口34，在上端環(huán)形連通管上設(shè)置有排氣口35。在各直通管的內(nèi)腔中裝填有上述填充物料(可采用各實施例中所述的任何一種組分)。
當(dāng)利用電能加熱時，上述各實施例所述的各種類型的水流氣化部件以及未列舉出的水流氣化部件的壁面上可設(shè)置有電爐絲、遠紅外電加熱板、電熱膜等電加熱部件。上述各實施例中所述填充物料，可以在金屬鐵、鐵的化合物、金屬銅、金屬鋁中進行任意選擇，可選任意單一物質(zhì)、任意兩種物質(zhì)、三種物質(zhì)、四種物質(zhì)等的混合物料，且還可在上述主料的基礎(chǔ)上加入錳、釩以及兩者混合物等物質(zhì)。
利用由上述各種水流氣化部件構(gòu)成的高效節(jié)能助燃裝置進行助燃時，先從進水口將水通入水流氣化部件的導(dǎo)流空腔中，使水流分散在所述填充物料的空隙之中，同時利用爐具、鍋爐、燃氣灶等燃燒裝置中的燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量或水流氣化部件壁面上電加熱部件所發(fā)出的熱量，對水流氣化部件進行加熱，使水和上述填充物料受熱，當(dāng)溫度達到400℃以上時，可將通入的水氣化成助燃混合氣體，這種助燃混合氣體含有過熱水蒸汽和氫氣，從所述排氣口將上述助燃混合氣體輸送至爐具、鍋爐、燃氣灶等燃燒裝置中，進行助燃燃燒。助燃混合氣體一般從排氣口輸送至燃料燃燒處進行助燃燃燒。在圖8所示示意圖中，爐具的爐箅36是具有連通空腔的空心爐箅，助燃混合氣體被輸送至爐箅進氣口38，并從爐箅36上的排氣孔排出，與正在燃燒的燃煤、燃柴等燃料接觸，進行助燃燃燒。排氣孔37即為其中的一個排氣孔。當(dāng)爐箅為實心部件時，則助燃混合氣體可從輸送管排出，通過爐箅的各爐條間隙進入燃煤等燃料的燃燒內(nèi)腔，進行助燃燃燒。在圖9所示示意圖中，當(dāng)燃料為燃氣時，如燃燒裝置為燃氣灶時，則助燃混合氣體通過與燃燒裝置的燃氣進入口40相連通的氣體輸送管路41，從所述排氣口處導(dǎo)出，使其與燃氣(如煤氣、天然氣、液化石油氣等)混合，在燃氣灶頭39處進行氣體混合助燃燃燒。當(dāng)然，也可通過氣體輸送管路將助燃混合氣體直接輸送至燃氣灶頭39的燃氣燃燒表面，進行助燃燃燒。
在上述各實施例中，所述填充物料的成分還可以在金屬鐵、鐵的化合物、金屬銅、金屬鋁中進行任意選擇和變化，如可選用其中的一種物質(zhì)，任意兩種物質(zhì)的混合物，任意三種或所述全部物質(zhì)的混合物，還可在上述各種選擇組分中添加入錳、釩、錳與釩的混合物或者其他可促使水蒸汽產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)，在實際應(yīng)用中，還可在上述水流氣化部件上方設(shè)置具有進氣孔的二次燃燒部件，如帶進氣孔的筒狀部件，上述方案均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種高效節(jié)能助燃裝置，由具有導(dǎo)流空腔的水流氣化部件、進水口和排水口組成，所述進水口和排水口均設(shè)置在所述水流氣化部件上，其特征在于，在所述水流氣化部件的導(dǎo)流空腔中，裝填有促使水轉(zhuǎn)化為助燃混合氣體的填充物料，所述填充物料是至少包含有金屬鐵、鐵的化合物、金屬銅、金屬鋁中任意一種物質(zhì)在內(nèi)的物料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，所述水流氣化部件是由導(dǎo)熱管沿螺旋線方向盤繞而成的螺線管狀部件，所述導(dǎo)熱管內(nèi)腔構(gòu)成所述導(dǎo)流空腔，在其中裝填有所述填充物料，所述進水口和排氣口均與所述導(dǎo)熱管內(nèi)腔相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，所述水流氣化部件是由內(nèi)壁、外壁、頂端封蓋板和底端封閉板構(gòu)成的具有中空夾層結(jié)構(gòu)的筒狀部件，所述進水口和排氣口均與上述筒狀部件的中空夾層相連通，在上述中空夾層中裝填有所述填充物料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，所述水流氣化部件是由內(nèi)壁、外壁、上端封蓋板、底端封蓋板和縱向缺口兩側(cè)的封閉板構(gòu)成的具有雙層壁結(jié)構(gòu)的夾層圍墻，在其夾層中裝填有所述填充物料，所述進水口和排氣口分別設(shè)置在上述縱向缺口兩側(cè)的夾層圍墻上，兩者對角設(shè)置，且進水口所處位置低于排氣口所處位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，所述水流氣化部件是一根直通管或兩端分別相連通的一排直通管，在所述直通管內(nèi)腔中裝填有所述填充物料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一個權(quán)利要求所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，在所述水流氣化部件的壁面上，設(shè)置有電加熱部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一個權(quán)利要求所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，所述填充物料為顆粒狀、條狀或碎屑狀的松散物料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一個權(quán)利要求所述的高效節(jié)能助燃裝置，其特征在于，所述填充物料中還包含有錳、釩或錳與釩的混合物。
專利摘要本實用新型涉及一種高效節(jié)能助燃裝置及其助燃燃燒方法。它由具有導(dǎo)流空腔的水流氣化部件和設(shè)置在其上面的進水口、排氣口組成,在水流氣化部件的導(dǎo)流空腔中,裝填有促使水轉(zhuǎn)化為助燃混合氣體的填充物料。它解決了現(xiàn)有技術(shù)燃燒熱效率和節(jié)省燃料幅度不理想的問題。用于鍋爐、民用爐具、燃氣灶等燃燒裝置的助燃燃燒。
文檔編號B01J23/70GK2303170SQ9722628
公開日1999年1月6日 申請日期1997年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月29日
發(fā)明者李懷軍 申請人:李懷軍