CN1041818A - 燃烧加水液体燃料的超声波燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种燃烧加水液体燃料的超声波燃烧装置，其主要部件中有带冷却套6的汽化器1和一个燃烧器4，各雾化部件中安装筒式供水槽及燃料供应槽，一个鼓风机26通过支管接头18，向雾化器及冷却套分配空气。水和燃料借助相应雾化器中的振荡器进行雾化，以某一角度倾斜地将其喷雾到汽化腔内，从而在燃烧器4中获得最佳燃烧混合物。加水在燃烧过程中有湿润作用。

Description

本发明有关燃烧加水液体燃料的燃烧装置，尤其与一种燃烧加水液体燃料的超声波燃烧装置有关，它用于加热***使燃料完全燃烧，并在燃烧中对燃料起增湿作用。

在液体燃料中加水有改进燃料的物理和化学作用。物理作用为当油滴及水滴从超声喷化器中通过时，向一个汽化器喷入，初始的燃烧热使水滴迅速膨胀，造成油滴破裂，分解为细粒。这现象称为“微***”或“二次雾化”。进一步雾化的燃料颗粒大大地增加了燃料和空气接触的表面，而改善可燃性，减少一氧化碳及油烟，即减少了不完全燃烧的燃料，从而提高燃料的效率。

化学作用为生成一氧化碳

而氮氧化物和油烟被抑制：

反应为吸热型，因此，燃烧初始阶段中因局部加热产生的氮氧化物受抑制，而且所产生的一氧化碳和不完全燃烧的燃料反应，进一步抑制氮氧化物的产生。

燃烧时水的变化如下：

一氧化碳变化如下：

式（b）中的反应最常见，而式（c）的反应极慢而罕见，可予忽视。式（a）反应产生羟基团，使式（b）反应加速，从而抑制一氧化碳的产生。反应（a）产生的羟基团防止油烟晶粒的发生，并抑制烃的聚合作用，和碳核生成，从而减少油烟微粒的生成。

在一氧化碳转变为二氧化碳的过程中产生的热量，大于HO还原所所需的热量，从而火焰温度高于仅燃烧普通燃料的火焰温度。此外，当向蒸发器中供给空气时，雾化的水颗粒加一次空气跟雾化的燃料颗粒加二次空气互相冲撞相互扩散，提高它们之间的混合的效果，从而使燃料达到稳定而完全的燃烧，节约能源。

图1为本发明整体结构的概略剖视图。

图2（a）为本发明汽化器的俯视水平剖视图。

图2（b）及（c）为本发明汽化器的垂直剖视图。

图3为本发明支管接头的细节部图。

主要构件的标号如下：标1表示-汽化器，3为点火塞，6为冷却套，8及10为喷咀，9为热敏电阻，14为二次空气输送管，18为支管接头，21为超声波水雾化器。

下文参照附图对本发明作详细叙述。一个绕有预热电元件2的汽化器1的顶部，安装一个燃烧器4，和一个导直板5，在其下侧设置一个检测预热温度并保持预定温度的热敏电阻9，在两侧设置有超声波雾化器21及22的相应喷咀8及10。汽化器1还有一个围绕其外周壁的套6，其上安装点火塞3，一个进口接头7从壁中穿过，与二次空气管14连接。分别用于水和液体燃料的超声波雾化器部分21，22，其构造为可将一个有预定容积的筒式供给槽11，12可拆卸地安装在其上，相应的雾化器部分的底部设有保护柱管19，24，分别安放将经柱管19，24下侧上的孔进入的水和液体燃料雾化的超声波振荡器20，23。

雾化器部分的收集腔在其底板上分别设有突出部21a，通过将它们安装在适当的位置来和供给槽11，12的出口阀对接。收集腔还分别有橡胶安装件16，其上端牢固地安装着供给槽，设有空气通道，使空气从外部进入。

一次空气供给管30，32，和水及燃料颗粒供给管13，15，各有一端通过夹具与相应雾化器部分21，22的边侧及顶部连接，一次空气供给管30，32的另一端，和具有气流控制螺旋调节器17，17″的支管箭头18的进口30′，32′连接，水及燃料管路13，15的另端，分别和喷雾咀8，10连接。

支管接头18的另一分叉端14′，和二次空气供给管14连接，管14的另端和冷却套6的进口7连接，支管接头18的下端，通过空气26′和鼓风机26连接，并有一个空气供给控制调节器7。水及燃料的筒式供给槽11，12具有阀11a及12a，用弹簧力将相应的供给槽出口关闭，而将雾化器部分21，22的突出部21a，22a向上推时，出口打开。

下文叙述上述结构的操作。合上开关（未示）通电时，预热器2将汽化器1加热到230-240℃，这时通过控制热敏电阻9，保持汽化器的这一温度。预热结束后，鼓风机26起动（作预清洗）。预清洗运转约10-20秒钟后，雾化器21及22和一个普通点火变压器（未示）通电，使已知火花塞点火器点火，燃烧开始。

鼓风机26从外部抽入的空气，经过滤清器27过滤，通过支管接头18分配，经一次空气供管32，进入超声波燃料雾化器22，经一次供气管30进入超声波水雾化器21。经超声波振荡器20，23雾化的水滴加一次空气及燃料滴加一次空气分别经供给管路13及15输送，并通过喷雾咀8，10喷入气化腔1。

鼓风机26供给的一次空气，除一部分供给雾化器21，22外，其余通过二次供气管14及进入21，冷却套6的进口7，输入冷却雾化器1，在随废气排出前，对水套上侧的燃烧器4助燃。

当喷咀8及10向某一平面中心定向，喷咀中心线的夹角在20至60度范围内，在图2（ka）中以Q1，Q2表示，并向下倾斜0至15度，在图2（da）中以角Q3，Q4表示，相对的阶梯高度关系如图2（na）中的h1＝h2或h1＝h2×1.1-1.25，则雾化水滴加一次空气和燃料滴加一次空气在汽化器1中由于碰撞和涡旋，混合最佳。当水喷咀位置比燃料配置低时，由于较易汽化的水滴的升力，阻止了未雾化的燃料滴落下，改善了燃料消耗。

这样取得的燃料、水和空气的混合物即刻汽化，造成前述的微***，通过导直板5送入燃烧器4中燃烧。在上述过程中伴随有一部分化学反应及物理效应。

支管18有分枝树干形式，如图3所示，设有输气管14，30，32相应的气流控制螺丝17，17′17″，根据使用的燃料种类来调节供气。

借助转速检测器33检测鼓风机电动机的转速，按照运转中生热的变化对总的供气进行调节。

为说明本发明的效果，采用超声波振荡器的超声雾化器可取得尺寸为10的燃料滴与水滴的雾化，水加入燃料的容积比为0.1-0.4比∶1，以减少氮氧化物（NOx），油烟及一氧化碳，提高防空气污染效果，并提高燃料效率以节约能源。并且，喷咀的位置和定向的安排，可取得雾化水及燃料跟在旋流中的空气较好混合和互相碰撞的效果。于是，随着燃料完全燃烧的稳定性增加，燃料加水混合的作用很大提高。此外，在燃烧过程中加水，有湿润作用，而不必燃烧***设置单独的增湿器。

如上所述，本发明用超声波将液体燃料和水雾化，并在预热汽化器中将其混合，用一个结构简单的装置改进热的产生和燃料完全燃烧，并取得湿润效果，这种装置使用减操纵方便，易于制造，有有节约能源的优点。

Claims (2)

1、一种燃烧加水液体燃料的超声波燃烧装置，包括一个主要部件，其中有一个燃烧器1，一个安装在燃烧器顶部的汽化器2，设有一个冷却水套6，和一个用二次供气管与冷却套连接鼓风机26，在主要部分和鼓风机26之间配置并连接一个雾化器20，22其特征在于鼓风机26的供气管26′和支管接头18连接，接头18有进口14′，30′，32′，其上分别设供气控制螺丝，进口14′和空气管14连接，又和冷却套6连接，进口30′及32′分别和一次空气管30，32连接，分别向水及燃料雾化器21，22供给空气，其构造使筒式供水槽及燃料供应槽11，12可拆卸，通过供给管13，15和喷咀8，10连接，喷咀8，10以Q1，Q2角安装在汽化器1的壁的高度h1，h2上，向汽化器供给雾化水及燃料。

2、如权利要求1中所述之装置，其特征为喷咀8，10的倾斜角Q1，Q2为20-60度，倾角Q3，Q4为0-15度，其阶梯高度h1，h2为h1＝h2或h1＝h2×1.1-1.25。

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