一种高效加热炉 |
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| 申请号 | CN201610133060.X | 申请日 | 2016-03-09 | 公开(公告)号 | CN105605919A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 浙江尚鼎工业炉有限公司; | 发明人 | 叶玉芳; 叶华健; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种高效加热炉，包括炉体(1)、炉 门 (2)、烟道(3)、排烟口(4)、壳体(5)、 燃烧室 (6)、 燃烧器 (7)及进 风 口(8)，壳体(5)包括 侧壁 (50)、开口(51)及容纳空间(52)，燃烧室(6)包括燃烧空间(60)和喇叭形喷头(61)，燃烧产生的高温烟气通过喇叭形喷头(61)排出；喇叭形喷头(61)包括扇形侧壁(610)、喇叭进口(611)、喇叭出口(612)及锥形空间(613)，燃烧器(7)产生的高温烟气经燃烧空间(60)混合燃烧后通过喇叭出口(612)喷出；与 现有技术 相比，本技术方案提高了在初始加热时加热的均匀度，整体结构简单，且其可应用在高温烟气不能够直接回收并燃烧进行热利用的场合。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高效加热炉，包括炉体(1)、炉门(2)、烟道(3)、排烟口(4)、壳体(5)、燃烧室(6)、燃烧器(7)及进风口(8)，所述炉门(2)可打开或关闭，所述壳体(5)包括侧壁(50)、开口(51)及容纳空间(52)，所述燃烧器(7)燃烧产生高温烟气对所述壳体(5)内容纳空间(52)的加热室(9)进行加热处理，其特征在于，所述燃烧室(6)包括燃烧空间(60)和喇叭形喷头(61)，所述燃烧器(7)位于所述燃烧空间(60)，燃烧产生的高温烟气通过所述喇叭形喷头(61)排出； |
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| 说明书全文 | 一种高效加热炉技术领域背景技术[0002] 工业炉作为一种常用的工业产品已被广泛使用在许多场合，包括电炉、加热炉、生物质炭化炉等。在使用过程中，有时候需要对一些金属工件进行热处理，在现有技术中加热热源可为电加热、燃油加热或燃气加热，通常该工业炉包括炉体1’，燃烧器7’及燃烧室空气进口601’，炉体1’内设置有具有加热空间90’的密闭容器9’，待处理的物件91’放入90’内进行热处理。在实际使用过程中，燃烧器7’设置在密闭容器9’的一侧进行高温加热，因其设置问题，燃烧器7’的加热面积受限，尤其是在初始加热的过程中，导致密闭容器9’与高温热源接触的部分温度不均匀，在最开始的过程中影响热处理效果，以至金属热处理效果不好；同时燃烧器7’产生的高温烟气不易控制，导致密闭容器9’的控温精度受限，进一步影响热处理效果；与此同时，在很多使用场合中，因部分燃料产生的高温烟气因其成分复杂不能够进行直接回收利用，导致其整体热利用效率低。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种加热炉，该加热炉通过设置预热管道和喇叭形喷头的作用，提高了在初始加热时加热的均匀度，整体结构简单，且其可应用在高温烟气不能够直接回收并燃烧进行热利用的场合。 [0004] 为了达到上述目的，本发明提供一种高效加热炉，包括炉体、炉门、烟道、排烟口、壳体、燃烧室、燃烧器及进风口，所述炉门可打开或关闭，所述壳体包括侧壁、开口及容纳空间，所述燃烧器燃烧产生高温烟气对所述壳体内容纳空间的加热室进行加热处理，所述燃烧室包括燃烧空间和喇叭形喷头，所述燃烧器位于所述燃烧空间，燃烧产生的高温烟气通过所述喇叭形喷头排出；所述喇叭形喷头包括扇形侧壁、喇叭进口、喇叭出口及锥形空间，所述燃烧器产生的高温烟气经燃烧空间混合燃烧后通过喇叭出口喷出；所述进风口位于所述燃烧空间的后侧并与所述燃烧空间的燃烧室进风口相通；还包括预热管，所述预热管的一端预热管进口设置在炉体外侧，其另一端位于所述进风口一端，该预热管包括水平通道和竖直通道；所述竖直通道的出口端喷出的气体形成气体帘幕，该气体帘幕覆盖住所述进风口，且可将外部的空气加热后进入至所述进风口内；所述喇叭出口在径向方向的长度值d1大于所述加热室的径向长度值d2；所述高温烟气经烟道流出并由排烟口排出。 [0005] 本技术方案的有益效果： [0006] (1)与现有技术相比，本发明中的加热炉具有燃烧空间和喇叭形开口，该燃烧空间内的高温烟气通过喇叭形开口喷出，形成爆破效果，一方面降低了高温烟气的气体流速，使得高温烟气在喇叭口内可继续进行充分燃烧，降低后续烟气的处理压力，另一方面气体经喇叭口喷出口，其烟气的流向半径增大，且沿着喇叭口侧壁的烟气流速要高于喇叭口中心位置的烟气流速，这样高温烟气就更多的流向加热空间的外壁，使得烟气与加热空间的接触面积更大，加热空间的升温速度加快，同时加热空间底壁接触的高温烟气较其侧壁较少，在初始加热过程中，不易形成局部温度过高的现象。 [0007] (2)与现有技术相比，本发明设置有预热管，可通过预热管向燃烧空间内供燃料或是空气，实现两用；在炉体需要补充燃料时，可向其提供补充燃料，与此同时，也可通入空气、氧气或其他气体支持燃烧。与此同时，该气体形成气体帘幕，该气体帘幕能够加热即将进入所述进风口的气体温度，增加了系统的热利用率。 [0008] 作为一种实施方式，所述竖直管道包括过渡弯管和喷头，所述喷头与所述水平通道向着炉体方向呈角度设置。工作时，气体沿着斜度方向喷出，向着进风口以一定速度运行，在其附近形成负压区，进风口的气体在负压区的作用下快速进入燃烧室内支持供热。 [0009] 作为一种实施方式，所述预热管通有空气或是气体燃料，所述空气或是气体燃料由预热管加热后进入所述燃烧空间燃烧供热。 [0010] 作为一种实施方式，所述预热管包括第一预热管和第二预热管，所述第一预热管和第二预热管上下错开设置，且其出口端对应设置并形成第一气体帘幕和第二气体帘幕。第一气体帘幕和第二气体帘幕能够增加气体帘幕在横向方向的宽度，增强了气体帘幕的使用效果。 [0011] 作为一种实施方式，所述加热室具有加热空间，所述待加热处理的物料置于所述加热空间内。所述加热空间在工作过程中与外界不进气体交流为密闭空间，物料在其内进行高温加热，该物料可以是金属，当然也可以是非金属，如生物质秸秆、污泥、含油污泥、动物尸体、医疗废弃物等需要进行高温处理的物质。 [0012] 作为一种实施方式，所述喇叭进口的直径值为d3，所述d3与所述d1的比值为1/3～5/6。发明人经多次试验发现在该比例值下，喇叭口的其高温烟气半径值与出口烟气的流速能够达到较好的数据效果。 [0013] 作为一种实施方式，所述d1与所述d2的比值为1/2。在此时，喇叭形喷头其沿着侧壁的气体流速与喇叭形喷头的中心气体流速能够形成较好的曲线平滑过渡，有利于加热空间的加热。 [0014] 作为一种实施方式，还包括加热元件，所述加热元件位于所述锥形空间内。该热元件设置在所述锥形空间内，可实现补给供热或单独实现加热，在补给供热时，通过调节加热元件的加热功率即可有效地实现加热，因加热元件更易控制热量输出，所以在需要精度较高控制的情况下，可单独实用加热元件作为热源进行加热，此时只需要打开燃烧器进行空气供给即可，也可实现加热空间的空气加热。 [0015] 作为一种实施方式，所述燃烧室包括第一燃烧室和第二燃烧室，所述第二燃烧室的侧壁开设有供燃料流过的侧壁开口。第一燃烧室和第二燃烧室的设置能够将高温烟气进行分流，提高高温烟气的混合度及温度均匀性。同时由侧壁开口流出的高温烟气主要会沿着加热空间的侧壁进行流动，有利于提高加热空间侧壁的加热速度。 [0016] 作为一种实施方式，所述侧壁开口为圆孔或槽。 [0017] 作为一种实施方式，所述燃烧器为燃油燃烧器，所述燃烧器的喷嘴内设置有一挡板将其分为第一喷嘴和第二喷嘴。第一喷嘴的燃料流速要低于第二喷嘴，在该种情况下，燃烧器的火焰形状比较稳定，且其燃烧扇形半径更高，且不易熄火。 [0018] 作为一种实施方式，还包括补充燃料管，所述补充燃料管位于所述喷嘴的中心位置处，其外壁设置有阻流板，该阻流板位于所述挡板的前方，所述混合气体经阻流板切割后分别流入第一喷嘴和第二喷嘴；该补充燃料管能够进行适当的补热，提高供热的连续性。附图说明 [0019] 为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。 [0020] 图1为一种高效加热炉现有技术的整体结构示意图； [0021] 图2为实施例一的高效加热炉的结构示意图； [0022] 图3为实施例一的高效加热炉喇叭形喷头的结构示意图； [0023] 图4为实施例一的高效加热炉预热管结构示意图； [0024] 图5为喇叭形喷头、第一燃烧室和第二燃烧室实施例一的结构示意图； [0025] 图6为喇叭形喷头、第一燃烧室和第二燃烧室另一实施例的结构示意图； [0026] 图7为燃烧器实施例一剖视结构示意图； [0027] 图8为根据燃烧器的实施例一的主视图结构示意图； [0028] 图9为燃烧器另一实施例剖视结构示意图； [0029] 图10为实施例一的循环水管道的结构示意图； [0030] 图11为实施例一的加热空间在纵向方向上平均温度分布图； [0031] 图12为实施例一的加热空间内温度升温速率图； [0032] 图13为燃气加热炉导气管另一实施例的结构示意图； [0033] 图14为燃气加热炉导气管另一实施例局部视图。 具体实施方式[0034] 下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。 [0035] 实施例一 [0036] 图1为一种高效加热炉现有技术的整体结构示意图；图2为实施例一的高效加热炉的结构示意图；图3为实施例一的高效加热炉喇叭形喷头的结构示意图；图4为实施例一的预热管结构示意图；图5为喇叭形喷头、第一燃烧室和第二燃烧室实施例一的结构示意图；图6为喇叭形喷头、第一燃烧室和第二燃烧室另一实施例的结构示意图；图7为燃烧器实施例一剖视结构示意图；图8为根据燃烧器的实施例的主视图结构示意图；图9为燃烧器另一实施例剖视结构示意图；图10为实施例一的循环水管道的结构示意图；图11为实施例一的加热空间在纵向方向上的平均温度分布图；图12为实施例一的加热空间温度升温速率图。 [0037] 如图2所示，一种高效加热炉，包括炉体1、炉门2、烟道3、排烟口4、壳体5、燃烧室6、燃烧器7及进风口8，所述炉门2可打开或关闭，所述壳体5包括侧壁50、开口51及容纳空间52，所述燃烧器7燃烧产生高温烟气对所述壳体5内容纳空间52的加热室9进行加热处理，所述燃烧室6包括燃烧空间60和喇叭形喷头61，所述燃烧器7位于所述燃烧空间60，燃烧产生的高温烟气通过所述喇叭形喷头61排出。 [0038] 如图3所示，所述喇叭形喷头61包括扇形侧壁610、喇叭进口611、喇叭出口612及锥形空间613，所述燃烧器7产生的高温烟气经燃烧空间60混合燃烧后通过喇叭出口612喷出；所述进风口8位于所述燃烧空间60的后侧并与所述燃烧空间60的燃烧室进风口601相通； [0039] 如图2及图4所示，还包括预热管10，所述预热管10的一端预热管进口100设置在炉体1外侧，其另一端位于所述进风口8一端，该预热管10包括水平通道101和竖直通道102，该水平通道101设置在所述烟道3内；所述竖直通道102的出口端喷出的气体形成气体帘幕12，该气体帘幕12覆盖住所述进风口8，且可将外部的空气加热后进入至所述进风口8内；所述喇叭出口612在径向方向的长度值d1大于所述加热室9的径向长度值d2；所述高温烟气经烟道3流出并由排烟口4排出。 [0040] 其中，所述预热管10包括第一预热管103和第二预热管104，所述第一预热管103和第二预热管104上下错开设置，且其出口端对应设置并形成第一气体帘幕121和第二气体帘幕122。其中，所述加热室9具有加热空间90，所述待加热处理的物料置于所述加热空间90内。 [0041] 其中，所述喇叭进口611的直径值为d3，所述d3与所述d1的比值为1/3～3/4。在本实施例中，所述所述d3与所述d1的比值为3/4。如图3所示，其中，所述加热元件13位于所述锥形空间613内。 [0042] 图5为喇叭形喷头、第一燃烧室和第二燃烧室实施例一的结构示意图；图6为喇叭形喷头、第一燃烧室和第二燃烧室另一实施例的结构示意图；如图5及图6所示，所述燃烧室6包括第一燃烧室62和第二燃烧室63，所述第一燃烧室的侧壁630开设有供气体流过的侧壁开口631。在本实施例中，所述侧壁开口631为圆孔或槽，当然当侧壁开口为圆孔时，气流流通时，其更均匀较槽；但是槽型孔加工较为简单，成本低。 [0043] 如图7所示，其中，所述燃烧器7为天然气燃烧器，所述燃烧器7的喷嘴70内设置有一挡板71将其分为第一喷嘴72和第二喷嘴73。还包括补充燃料管74，所述补充燃料管74位于所述喷嘴70的中心位置处，其外壁设置有阻流板75，该阻流板75位于所述挡板71的前方，所述混合气体经阻流板75切割后分别流入第一喷嘴72和第二喷嘴73。其中，所述阻流板75的径向高度h1低于所述第二喷嘴73的径向高度h2，且所述h1与h2的比值为2/3，当然该比值可根据实际情况调整，比值越小，流经第二喷嘴73的气流越大，燃料越足，其燃烧器火焰中心的温度越高；比值越大，流经第二喷嘴73的气流流速相对降低，可根据情况调节已调节不同燃料时，火焰的稳定性。 [0044] 如图8所示，所述挡板71错开设置，挡板71固定设置在所述补充燃料管74上。如图9所示，所述挡板71呈锥形结构，该锥形结构能够调整气流的流速，，根据实际情况可选择锥形结构或柱形结构。如图10所示，还包括加热管道20，该加热管道20设置在所述烟道3内，加热管道20内的水或其他液体被加热实现烟气热量的回收利用。 [0045] 当然，如图13及图14所示，所述竖直管道102包括过渡弯管1020和喷头1021，所述喷头1021与所述水平通道101向着炉体方向呈角度设置。所述第一导气管103和第二导气管104上下错开设置，且其出口端对应设置并形成第一气体帘幕121和第二气体帘幕122；该气体帘幕具有一致的运动方向，可在进风口前部形成负压区域，气体可快速通过并进入燃烧室内支持燃烧。 [0046] 在实际的使用过程中，发明人在加热空间内设置了温度探头，图11为实施例一的加热空间在纵向方向上的平均温度分布图；如图1所示，在初始升温过程中，因燃烧器设置问题，其在加热空间中心位置温度相对最高，沿着纵向方向两边逐渐降低；在图中，我们可以看出，使用本技术方案后，其温度分布如图中b线所示，较现有技术图中a线，本技术方案更为均匀。图12为实施例一的加热空间温度升温速率图，如图12所示，在使用基本相同的燃料的情况下，使用本技术方案其升温曲线为b线，较现有技术a线相比，其升温速度较快。 [0047] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到利用本发明所述的旋转热解炭化炉，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 |
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