專利名稱：催化燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種催化燃燒器。它是一種以液化石油氣、天然氣、人工煤氣和煤油、柴油經(jīng)汽化后所形成的燃?xì)鉃槿剂系娜紵骶摺?br> 目前，最常見(jiàn)的燃燒器是大氣式燃燒器，其典型結(jié)構(gòu)如


圖1所示。它是由燃?xì)鈬娋?(絕大部分與燃燒器分體，少數(shù)根據(jù)產(chǎn)品需要組裝成一個(gè)整體的也不存在調(diào)整)、調(diào)風(fēng)板2、燃燒器主體3和火蓋4構(gòu)成。大氣式燃燒器存在的主要問(wèn)題是(1)對(duì)同一個(gè)燃燒器來(lái)講，獲得較高的熱效率與降低廢氣中的有害氣體(如CO)含量是一對(duì)難以解決的矛盾，這是由大氣式燃燒固有的基理所決定的，因而很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)各自最佳的狀態(tài)；(2)由于大氣式燃燒的火焰溫度很高(如人工煤氣最高火焰溫度接近1200℃，天然氣最高火焰溫度超過(guò)1800℃)為有害氣體的生成提供了條件(如NOx當(dāng)燃燒溫度超過(guò)1100℃時(shí)便會(huì)明顯增加)；(3)大氣式燃燒器一般都采用銅和鑄鐵構(gòu)成其結(jié)構(gòu)，這些材料具有很高的熱容量，其結(jié)果是造成燃燒熱效率的降低。正因?yàn)榇髿馐饺紵鞔嬖谏鲜鰡?wèn)題，因此它的進(jìn)一步發(fā)展受到了制約。現(xiàn)在有一種紅外線陶瓷板式燃燒器(如圖2(a)、(b)所示)。它是由燃?xì)鈬娋?、調(diào)風(fēng)板2、混合管5、燃燒器殼體6和陶瓷板7組成。它在某些性能上較大氣式燃燒器有所改善(如提高熱效率)，但仍存在問(wèn)題無(wú)法徹底解決，包括產(chǎn)生CO、HC和NOx有害氣體，陶瓷板網(wǎng)孔易被燃燒產(chǎn)物堵塞等。
本實(shí)用新型目的在于應(yīng)用催化燃燒技術(shù)，提出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，顯著提高燃燒熱效率實(shí)現(xiàn)節(jié)能，大幅度降低燃燒廢氣中有害氣體CO、NOx和HC的含量。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。提出一種燃燒器結(jié)構(gòu)(如圖3、圖4所示)它主要由燃?xì)鈬娋?、調(diào)風(fēng)板2、噴咀支架13、噴咀鎖母12、引射漸擴(kuò)管11、燃燒器殼體6、催化燃燒板7、封接材料10、擴(kuò)散管8和螺釘9、14組成。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，擴(kuò)散管8固定于燃燒器殼體6內(nèi)部，其圓孔一端對(duì)準(zhǔn)燃燒器殼體6側(cè)壁上所開(kāi)圓孔；催化燃燒板7通過(guò)封接材料10固定于燃燒器殼體6上口部位；將噴咀支架13固定在引射漸擴(kuò)管11收縮口一端，引射漸擴(kuò)管11的另一端插入燃燒器殼體6側(cè)壁開(kāi)孔內(nèi)并使擴(kuò)散管8套入其端部；經(jīng)過(guò)調(diào)試后的燃?xì)鈬娋?按實(shí)際最佳狀態(tài)用兩個(gè)鎖母12(或其它牢固定位方式)固定于噴咀支架13上；為減少制造、組裝過(guò)程中的誤差，保證相互間的同心度要求，燃燒器殼體6與擴(kuò)散管8之間采用儲(chǔ)能焊連接(或其它防變形)方法，燃燒器殼體6與引射漸擴(kuò)管11、引射漸擴(kuò)管11與噴咀支架13之間全部采用非焊接連接方式(如螺釘)。使用這種結(jié)構(gòu)，可以發(fā)揮出催化燃燒在各方面的優(yōu)越性能，從而有效地解決大氣式燃燒器存在的難以克服的技術(shù)問(wèn)題，并能夠保證主要的性能參數(shù)達(dá)到理想狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是與紅外線陶瓷板式燃燒器在關(guān)鍵性能參數(shù)上存在本質(zhì)差異的原因之一。
本實(shí)用新型取得以下效果1.熱效率高，節(jié)能效果顯著。使用催化燃燒器，熱效率可以達(dá)到65～71.6％，可以比相應(yīng)的大氣式燃燒器提高10～16％，相當(dāng)于節(jié)能14.3～23.3％。2.消除有害氣體，凈化環(huán)境。使用催化燃燒器，煙氣中CO、HC含量可大幅度下降(如CO含量只有10幾個(gè)PPm，比相應(yīng)大氣式燃燒器降低85～95％)。同時(shí)又由于燃燒溫度控制在最高不超過(guò)940℃，從而破壞了NOx的生成環(huán)境，使之含量?jī)H有幾個(gè)PPm。由于節(jié)能而降低了總耗氣量，也使得燃燒后的生成物CO2減少，達(dá)到凈化環(huán)境的目的。3.由于表面燃燒是發(fā)生于催化板內(nèi)數(shù)毫米深處，因而可保證具有穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)，具有突出的抗風(fēng)能力。4.由于主要結(jié)構(gòu)零件的熱容量小，熱輻射損失少，既有利于提高熱效率又可降低背壓穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。5.正常燃燒時(shí)不存在點(diǎn)火和熄火噪音。6.整體燃燒器重量可比大氣式燃燒器減少30％以上。
本實(shí)用新型有以下特點(diǎn)1.選用了經(jīng)催化劑處理后的微孔陶瓷板作為催化燃燒板7。2.在單位面積負(fù)荷不變的情況下，隨燃?xì)夥N類的不同，燃?xì)鈬娋?的噴咀直徑與引射漸擴(kuò)管11、擴(kuò)散管8的各部尺寸搭配是不一樣的。(如對(duì)于催化燃燒板面積為7850～9498mm2的燃燒器，使用液化石油氣為燃料時(shí)，噴咀直徑為Φ0.60～0.95mm，引射漸擴(kuò)管喉口直徑為Φ18～26mm，燃料改為人工煤氣時(shí)，上述尺寸又分別為Φ1.10～2.25mm和Φ14～20mm)。這樣可以獲得較寬的空燃比和實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾淖罴鸦旌稀?.為了滿足催化燃燒需要一次吸夠燃燒所需空氣的特殊要求，增大了引射漸擴(kuò)管進(jìn)氣口面積并酌情配備調(diào)風(fēng)板(如液化石油氣燃燒器的引射漸擴(kuò)管進(jìn)氣口面積最大達(dá)到3025mm2，且不需要調(diào)風(fēng)板)。4.在燃燒器殼體6內(nèi)增加了“T”形擴(kuò)散管8。擴(kuò)散管8除具有一定的擴(kuò)散角度外，“T”形的平面上還均布開(kāi)有小孔，安裝時(shí)開(kāi)口向下。這就為空氣與燃?xì)獾倪M(jìn)一步混合并保證燃燒的均勻穩(wěn)定起到了重要作用。5.靠近燃燒輻射及傳導(dǎo)范圍的燃燒器零件均采用了熱容量小的材料(如燃燒器殼體6和擴(kuò)散管8選用了厚度≤0.8mm薄鋼板)，減少了燃燒熱效率的損失。6.燃燒器殼體6與引射漸擴(kuò)管11之間、引射漸擴(kuò)管擴(kuò)管11與噴咀支架13之間、擴(kuò)散管8與燃燒器殼體6之間、燃燒器殼體6與安裝定位點(diǎn)之間采用了防止零件產(chǎn)生變形的連接方式(如螺紋連接，儲(chǔ)能焊接等)，有利于提高整體組裝精度，保證同心度要求。7.燃?xì)鈬娋?在燃燒器上實(shí)際調(diào)試后固定于噴咀支架13上，使之成為一個(gè)整體，可有效地解決燃?xì)鈬娚湟笸亩雀叩膯?wèn)題，是保證燃燒各項(xiàng)性能參數(shù)的關(guān)鍵之一。8.催化燃燒板7與燃燒器殼體6之間采用了既可以保證密封要求，又可以減少熱傳導(dǎo)的封接材料(如堇青石粉末+耐火纖維棉)。9.燃燒器可不受安裝角度和位置的限制(如可以倒裝使用)。
本實(shí)用新型有如下附圖
圖1大氣式燃燒器構(gòu)造示意圖中標(biāo)號(hào)各自含意為燃?xì)鈬娋?、調(diào)風(fēng)板2、燃燒器主體3、火蓋4。
圖2(a)紅外線陶瓷板式燃燒器示意(鑄造殼體)圖2(b)紅外線陶瓷板式燃燒器示意(結(jié)構(gòu)殼體)圖中標(biāo)號(hào)各自含意為燃?xì)鈬娋?、調(diào)風(fēng)板2、混合管5、燃燒器殼體6、陶瓷板7。
圖3催化燃燒器結(jié)構(gòu)示意(主視)圖中標(biāo)號(hào)各自含意為燃?xì)鈬娋?、調(diào)風(fēng)板2、螺釘9、14、噴咀支架13、鎖母12、引射漸擴(kuò)管11、燃燒器殼體6、擴(kuò)散管8、催化燃燒板7、封接材料10。
圖4催化燃燒器結(jié)構(gòu)示意(俯視)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案如下催化燃燒器共由四個(gè)部分組成第一部分為進(jìn)氣部分；第二部分為引射混合部分；第三部分為燃燒部分；第四部分為調(diào)試部分。
第一部分燃?xì)鈬娋?的兩端均套有絲扣，一端用于安裝調(diào)風(fēng)板2和調(diào)試后通過(guò)鎖母12與噴咀支架13連接固定，另一端用于連接燃?xì)膺M(jìn)氣管。燃?xì)鈬娋?的直徑與燃?xì)夥N類的配合關(guān)系為
>第二部分整體為一個(gè)具有收縮段和擴(kuò)張段的引射漸擴(kuò)管11，內(nèi)壁光滑。其擴(kuò)張段一端插入燃燒器殼體6靠近底部的側(cè)面開(kāi)孔中，接觸面裝有密封材料，然后牢牢固定連接。這部分主要尺寸與燃?xì)夥N類的配合關(guān)系為<
>注在考慮到制做困難的情況時(shí)，可以使喉口直徑與擴(kuò)張段直徑相同。
第三部分?jǐn)U散管8的一端與燃燒器殼體6的內(nèi)壁連接牢固，另一端(帶圓孔)套在插入燃燒器殼體6的引射漸擴(kuò)管11的端部，水平放置，開(kāi)口向下。催化燃燒板7采用耐熱封接材料裝于燃燒器殼體6的上口中，對(duì)熱封接材料采用堇青石粉末和耐火纖維棉為原料，堿性水玻璃液體為調(diào)合劑混合而成。催化燃燒板7與燃燒器殼體6的尺寸配合關(guān)系為
注以上數(shù)據(jù)表示為(面積×高)(mm2×mm)第四部分鑒于制造和組裝使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生同心度誤差，為使燃?xì)饩哂辛己玫膭?dòng)能，燃?xì)鈬娋?定位前要進(jìn)行實(shí)際燃燒調(diào)試，通過(guò)改變噴咀角度和位置，達(dá)到彌補(bǔ)整體同心度誤差的目的，獲得最佳的無(wú)焰燃燒狀態(tài)。
權(quán)利要求1.催化燃燒器，它是由燃?xì)鈬娮?、噴嘴支架13、調(diào)風(fēng)板2、引射漸擴(kuò)管11、燃燒器殼體6、擴(kuò)散管8、催化燃燒板7和封接材料10所組成的，其特征是(1)催化燃燒板7是由微孔陶瓷板經(jīng)過(guò)催化劑處理后形成的；(2)結(jié)構(gòu)安裝位置如下催化燃燒板7采用耐熱封接材料10固定于燃燒器殼體6的上口；擴(kuò)散管8固定于燃燒器殼體6內(nèi)，圓孔一端對(duì)準(zhǔn)燃燒器殼體6側(cè)壁上所開(kāi)圓孔；噴嘴支架13固定于引射漸擴(kuò)管11收縮口一端，引射漸擴(kuò)管11的另一端插入燃燒殼體6側(cè)壁開(kāi)孔內(nèi)，并使擴(kuò)散管8套入其端部；經(jīng)過(guò)調(diào)試后燃?xì)鈬娮?按實(shí)際最佳狀態(tài)固定于噴嘴支架13上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的催化燃燒器，其特征是催化燃燒板7和燃燒器殼體6上口采用堇青石粉末加耐火纖維棉，用堿性水玻璃液體調(diào)合而成的封接科固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化燃燒器，其特征在于燃?xì)鈬娮?的直徑與燃?xì)夥N類的匹配關(guān)系為
claim><claim>4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化燃燒器，其特征在于引射漸擴(kuò)管11的主要尺寸與燃?xì)夥N類的匹配關(guān)系為
claim><claim>5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化燃燒器，其特征在于所述催化燃燒板7與燃燒器殼體6的尺寸匹配關(guān)系為
以上數(shù)據(jù)表示為(面積×高)(mm2×mm)
專利摘要催化燃燒器是以石油氣、天然氣、煤油、柴油經(jīng)汽化所形成的燃?xì)鉃槿剂系娜紵?。其結(jié)構(gòu)特征是燃燒部分采用經(jīng)催化劑處理后的微孔陶瓷板做載體，用耐熱封接料固定在燃燒器殼體上，規(guī)范了尺寸；氣體混合部分采用了引射漸擴(kuò)管、擴(kuò)散管相配合，分別固定在殼體側(cè)壁上，隨燃?xì)夥N類不同，規(guī)范了尺寸；燃?xì)鈬娚洳糠植捎脟娮炫c噴嘴支架固定后固定在引射漸擴(kuò)管的一端，調(diào)試同心度，調(diào)風(fēng)板安裝在噴嘴上。采用上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)催化劑處理的燃燒板能降低燃?xì)馔耆紵臏囟?，故而?jié)能、降污染，呈無(wú)焰狀，抗風(fēng)力強(qiáng)；燃?xì)饣旌虾蛧娚洳糠值慕M成件與燃?xì)夥N類匹配恰當(dāng)，混合均勻、適度，保證燃?xì)馊紵€(wěn)定，提高熱效率。
文檔編號(hào)F23D14/00GK2236074SQ9420697
公開(kāi)日1996年9月25日 申請(qǐng)日期1994年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月22日
發(fā)明者朱黎明 申請(qǐng)人:北京三元催化劑研究所