发明名称 蓄热型燃烧器及可利用该燃烧器之蓄热型热交换系统
摘要 本发明系关于一种令作为高温流体之燃烧排放气体与作为低温流体之燃烧用空气交互通过固定之蓄热体而施行热交换之蓄热型热交换系统,及使用因而得到之高温之预热空气而进行燃烧之蓄热型燃烧器。蓄热型热交换系统系由如下部分构成:具通气性之蓄热体1,沿圆周方向被区隔成3室以上;双重管状之出入口机构6,被区隔成给气室6a与排气室6b;及出入口机构3,遮断蓄热体1与出入口机构6之间,并利用给气用连通孔5与排气用连通孔4选择性地使蓄热体1与出入口机构6连通,该给气用连通孔5与排气用连通孔4之位置关系设成使其不同时存在于蓄热体1之被区隔之室9、10、11之任一室中,具在排放气体流过之室11与空气流过之室12之间的至少一处形成有无流体流过之空气10。在此蓄热型热交换系统配置有贯通其中之之燃料喷嘴31,用以连续喷射燃料,同时自蓄热体喷高温心之燃烧用空气于其周围,如此而构成蓄热型燃烧器。又亦可不设置燃料喷嘴31,而在蓄热体1之前后设出入口机构6、6与切换机构3、3,俾构成流动方向不改变之热交换系统。
申请公布号 TW260738 申请公布日期 1995.10.21
申请号 TW083111375 申请日期 1994.12.07
申请人 燃烧炉工业股份有限公司 发明人 田中良一;松尾护;保田力
分类号 F23C11/00 主分类号 F23C11/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种蓄热型燃烧器,包含:蓄热体,沿圆周方向被区隔成3室以上,流体可沿轴方向通过各室内;燃料喷嘴,贯通此蓄热体之中心,而喷射燃料;双重管状之出入口机构,以环状分隔壁区隔成连接于燃烧用空气供给系统之给气室及连接于燃烧排放气体系统之排气室;及切换机构,介在于该蓄热体与出入口机构之间,将该蓄热体及出入口机构之间遮断;且使该蓄热体连通于该给气室的给气用连通孔与使该蓄热体连通于该排气室之排气用连通孔的配置关系是设成使用者不同时存在于该蓄热体之同一室中,并且在分别配置着该排气用连通孔与给气用连通孔的蓄热体之室之间的至少一处形成有无流体流过之蓄热体之室,该切换机构连续或间歇地旋转,使该出入口机构之排气室与给气室依次连通于该蓄热体之某一室;其特征为:自该蓄热体喷射高温之燃烧用空气于连续喷射之燃料喷流的周围。2.如申请专利范围第1项所述之蓄热型燃烧器,其中,沿圆周方向将该蓄热体大致均等地区隔成N室(N=n+1,于此,n为2以上之正偶数,n乃为流体经常流过之室数),另一方面,该切换机构之给气用连通孔与排气用连通孔交互地各配置n/2个,且该排气用连通孔与给气用连通孔系隔开得以式1表示之角度的间隔而配置:其中,1为自切换部之旋转中心0外切于高温流体用连通孔之中心角2为自切换部之旋转中心0外切于低温流体用连通孔之中心角又,该给气用连通孔与排气用连通孔之大小是能满足式2之关系的大小:3.如申请专利范围第1项所述之蓄热型燃烧器,其中,将该蓄热体沿圆周方向以N(N=n+1,而n为2以上之正偶数,n表示流体经常流过之室数)室为1单元,大致均等地区隔成总室数为Z(Z=a.N,a为表示单元数之除0以外之正整数)的复数单元之室;同时将总数Z之室之中,经常无流体流过之a个空室配置在构成1单元之N室与其他单元之N室之间;且该排气用连通孔与给气用连通孔之配置角度具有式3之关系:并且,该排气用连通孔与给气用连通孔之大小可满足式4所小之关系:4.如申请专利范围第1项所述之蓄热型燃烧器,其中,沿圆周方向将该蓄热体大致均等地区隔成N室(N=n+2,n为2以上之正整数,n表示流体经常流过之室数),且切换机构之给气用连通孔与排气用连通孔系隔开可以式5表示之角度C之间隔而配置:5.如申请专利范围第1项所述之蓄热型燃烧器,其中将该蓄热体沿圆周方向以N(N=n+2,n为2以上之正整数,n表示流体经常流过之室数)室为1单元,大致均等地区隔成总室数为Z(Z=a.N,a为表示单元数之除0以外之正整数)的复数单元之被区隔之室;同时,在该排气用连通孔与给气用连通孔之间设有得以式6表示之角度C之间隔:6.如申请专利范围第1至第5项中任一项之蓄热型燃烧器,其中,自该燃料喷嘴喷射之燃料与自该蓄热体喷射之燃烧用空气大致平行地喷射。7.如申请专利范围第1至第5项中任一项之蓄热型燃烧器,其中,该燃料喷嘴与该切换机构同时旋转,燃料经常由侧方朝向由该蓄热体喷射出之燃烧用空气喷射。8.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,在该蓄热体之炉内侧之出口,设有彼此独立且连通于该蓄热体之被区隔之各室的喷嘴。9.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,在蓄热体与燃料喷嘴之前方设有燃烧器块,该燃烧器块形成有流路断面积向前端侧缩小的燃烧器喉部,且设有连通炉内与该燃烧器喉部而将炉内排放气体直接导入至燃烧器喉部之深处的旁通孔。10.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,在蓄热体之炉内侧之出口设有彼此独立且连通于该蓄热体之被区隔之各室的喷嘴;且在此等喷嘴与燃料喷嘴之前方,配置有燃烧器块,该燃烧器块形成单一之燃烧器喉部,且在周围设有连通炉内与该燃烧器喉部而将炉内排放气体直接引入燃烧器喉部之深处的多数旁通孔。11.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,连通于排气室俾供燃烧排放气体通过之室比连通于给气室俾让燃烧用空气通过之室设置更多。12.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,藉由在该蓄热体与切换机构之间设置沿圆周方向被区隔成a.N室(a为单元数),而可让流体沿轴方向通过之分配机构的方式,而将该蓄热体区隔成a.N室。13.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,该蓄热体系成蜂巢状,具有沿轴方向排气之多数孔穴。14.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,该蓄热体系将多数管状之蓄热材料沿径向配列,让流体沿轴方向通过,如此而构成者。15.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,该蓄热体系将多数平板或波状板形状之蓄热材料成辐射状配列而成。16.如申请专利范围第1项之蓄热型燃烧器,其中,该蓄热体系将蓄热材料之团块或小片充填在彼此独立被区隔成a.N室,而流体可沿轴方向通过的壳体内,如此而构成者。17.一种蓄热型热交换系统,其特征为包含:蓄热体,沿圆周方向被区隔成3室以上,流体可沿轴方向通过各室内;双重管状之出入口机构,以环状分隔壁区隔成低温流体室与高温流体室,该低温流体室系连接于分别连接在该蓄热体之两开口端让存在有温度差之流体流过之二系统流路的一边的低温流体系统,而该高温流体室则连接于该二系统流路之另一边之高温流体系统;及切换机构,介在于该蓄热体和其前后之各出入口机构之间,而遮断该蓄热体与该出入口机构之间;且使该蓄热体连通于该低温流体室之低温流体用连通孔和使该蓄热体连通于该高温流体室的高温流体用连通孔的配置关系是设成使两者不同时存在于同一室中,并且在分别配置着该低温流体用连通孔与高温流体用连通孔之该蓄热体之室之间的至少一处形成有无流体流过之蓄热体之室,该切换机构连续或间歇地旋转,使该蓄热体之前后之各出入口机构的该低温流体室与该高温流体室依次连通于该蓄热体之某一室。18.如申请专利范围第17项所述之蓄热型热交换系统,其中,沿圆周方向将该蓄热体大致均等地区隔成N室(N=n+1,于此,n为2以上之正偶数,n乃为流体经常流过之室数),另一方面,使此蓄热体之前后之各切换机构之低温用连通孔与高温用连通孔交互地各配置n/2个,且该高温用连通孔与低温用连通孔系隔开得以式1表示之角度的间隔而配置:其中,1为自切换部之旋转中心0外切于高温流体用连通孔之中心角2为自切换部之旋转中心0外切于底温流体用连通孔之中心角。又,该低温用连通孔及高温用连通孔之大小能满足式2之关系的大小:19.如申请专利范围第17项所述之蓄热型热交换系统,其中,将该蓄热体沿圆周方向以N(N=n+1,而n为2 以上之正偶数,n表示流体经常流过之室数)室为1单元,大致均等地区隔成总室数为Z(Z=a.N,a为表示单元数之除0以外之正整数)的复数单元之室;同时将总数Z之室之中,经常无流体流过之a个空室配置在构成1单元之N室与其他单元之N室之间;且高温用连通孔与低温用连通孔之配置角度具有式3之关系:并且,该高温用连通孔与低温用连通孔之大小可满足式4所小之关系:20.如申请专利范围第17项所述之蓄热型热交换系统,其中,沿圆周方向将该蓄热体大致均等地区隔成N室(N=n+2,n为2以上之正整数,n表示流体经常流过之室数),且切换机构之高温用连通孔与低温用连通孔系隔开可以式5表示之角度C之间隔而配置:21.如申请专利范围第17项所述之蓄热型热交换系统,其中,将该蓄热体沿圆周方向以N(N=n+2,n为2以上之正整数,n表示流体经常流过之室数)室为1单元,大致均等地区隔成总室数为Z(Z=a.N,a为表示单元数之除0以外之正整数)的复数单元之被区隔之室;同时,在该高温用连通孔与低温用连通孔之间设有得以式6表示之角度C之间隔:22.如申请专利范围第17至21项中任一项之蓄热型热交换系统,其中,藉由在该蓄热体和配置于其前后的切换机构之间设置沿圆周方向被区隔成a.N室(a为单元数),而可让流体沿轴方向通过之分配机构的方式,而将该蓄热体区隔成a.N室。23.如申请专利范围第17至21项中任一项之蓄热型热交换系统,其中,该蓄热体系成蜂巢状,具有沿轴方向排气之多数孔穴。24.如申请专利范围第17至21项中任一项之蓄热型热交换系统,其中,该蓄热体系将多数管状之蓄热材料沿径向配列,让流体沿轴方向通过,如此而构成者。25.如申请专利范围第17至21项中任一项之蓄热型热交换系统,其中,该蓄热体系将多数平板或波状板形状之蓄热材料成辐射状配列而成。26.如申请专利范围第17至21项中任一项之蓄热型热交换系统,其中,该蓄热体系将蓄热材料之团块或小片充填在彼此独立被区隔成a.N室,而流体可沿轴方向通过的壳体内,如此而构成者。27.一种蓄热型燃烧器,其特征为:将申请专利范围第17项之蓄热型热交换器连接于燃烧器系统的燃烧用空气系及燃烧排放气体系,一面利用经由该蓄热型热交换系统供给之燃烧用空气使燃烧器燃烧,并经由该蓄热型热交换系统使燃烧排放气体排出,以燃烧排放气体之废热将燃烧用空气预热至接近燃烧排放气体温度之高温,再行供给。图示简单说明:图1为显示本发明之蓄热型燃烧器之基本构成的立体图。图2为显示本发明之蓄热型燃烧器之一实施例之剖面图。图3为显示排气用连通孔与给气用连通孔之关系的说明图。图4为显示排气用连通孔与给气用连通孔之另一例的说明图。图5为以流体流过之室数n与单元数a之关系,显示室数N的一览图。图6为显示n=4,a=1时之排气用连通孔与给气用连通孔之关系的图。其中,(A)为全部连通孔之配置图,(B)为全部之孔集中于1室之状态的说明图。图7为显示切换机构之另一实施例之原理图。图8为以流体流过之室数n与单元数a之关系,显示室之配置的一览图。图9为在排气用连通孔与给气用连通孔之数目相异之例中,以流体流过之室数n与单元数a之关系,显示室之配置的一览图。图10为显示蓄热体之另一实施例的说明图。其中,(A)为将板配置成辐射状之型式。(B)为将波形板配置成辐射状之型式。(C)为将管子集束在一起之型式。(D)为显示将蓄热材料充填在区隔成N室之壳体内之型式。图11为显示本发明之蓄热型燃烧器之另一实施例的纵剖面图。图12为显示本发明之蓄热型燃烧器之另一实施例的纵剖面图。图13为显示本发明之蓄热型燃烧器之另一实施例的纵剖面图。图14为在图13之实施例中所使用之蓄热型燃烧器中,火焰沿圆周方向旋转之动作(A)-(C)的说明图。图15为用以说明在将本发明作为单独之蓄热型热交换系统实施之场合的基本构造之分解立体图。图16为显示蓄热型热交换系统之具体之实施例的剖面图。图17为显示利用图15及图16中所示之蓄热型热交换系统的S之一例之概略图。图18为习用之蓄热型燃烧器之原理图。
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