專利名稱：醇燃料自動(dòng)氣化灶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醇燃料自動(dòng)氣化灶，適用甲醇、乙醇或沸點(diǎn)在55℃至100℃之間的其它單沸點(diǎn)醇類等燃料的自動(dòng)氣化灶。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的燃?xì)庠睿玫氖菤怏w燃料天然氣、液化石油氣或煤氣，需要管道輸送或高壓容器貯存，還受到資源貯量和地域方面的限制。在燃?xì)庠罨A(chǔ)上發(fā)展的燃油灶，只是增加了一個(gè)風(fēng)機(jī)或壓縮氣罐，是利用高速氣流造成的負(fù)壓汲取燃料油并霧化供燃用的，燃料油在這樣的霧化灶中只是分散成小霧滴，燃燒效率低，排氣中未完全燃燒的CO和HC等有害物質(zhì)較多，風(fēng)機(jī)或壓縮空氣還牽涉用電，無電的山村或其它類似的地方都無法使用。已有的各種改進(jìn)都是圍繞改善霧化效果和提高燃燒效率進(jìn)行的，例如，荷蘭古爾梅國際股份有限公司在我國申請(qǐng)?zhí)枮?8811045.8的發(fā)明專利“燃燒燃料的方法和反應(yīng)器”中，提出“借助壓縮空氣將燃料沿反應(yīng)室軸向引入反應(yīng)室內(nèi)，其中噴入壓縮空氣的量與完全燃燒所需要的空氣量相當(dāng)，以及引入的混合物導(dǎo)向在反應(yīng)室內(nèi)腔中的致偏面上，因此，在混合物到達(dá)反應(yīng)室的壁和底之前霧化、升華或蒸發(fā)和爆發(fā)式燃燒。”但無論怎樣小的霧滴都遠(yuǎn)大于氣體分子，因此，提高燃燒效率受到了限制。
曾有的煤油爐是靠燈芯吸油和空氣助燃燃燒的；現(xiàn)有的酒精爐有的采用煤油爐原理，有的是直接加入液態(tài)酒精燃用的。在這兩種情況下，燃燒效率都有限，并因煤油或酒精距火焰很近，其安全性難以保證。因此，煤油爐和酒精爐應(yīng)用很有限。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是開拓民用灶具和燃料的新形式和新品種，特別是適應(yīng)我國煤凈化工程和煤制甲醇及生物質(zhì)制乙醇工業(yè)的發(fā)展，為城鄉(xiāng)居民提供一種燃料不受資源和地域限制，比霧化灶燃燒效率高，比石油燃料清潔，不需要管道輸送或高壓容器貯運(yùn)的液態(tài)醇燃料自動(dòng)氣化灶新產(chǎn)品。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)了特制灶頭，并配置了相應(yīng)的灶火輻射余熱利用裝置、預(yù)熱裝置和醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)。
特制灶頭主要由液態(tài)醇?xì)饣鳌⒋颊魵鈱?dǎo)管、醇蒸氣噴射孔、混氣管、噴燃孔、網(wǎng)罩、保溫層和預(yù)熱器組成。
氣化器下底連通醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)的液態(tài)醇供料管，氣化器下端由醇蒸氣導(dǎo)管連通分布在其外圍的混氣管，醇蒸氣導(dǎo)管上側(cè)壁設(shè)醇蒸氣噴射孔；混氣管上端有噴燃孔，下端敞口延伸至預(yù)熱器上方，下端側(cè)壁有可調(diào)螺釘；網(wǎng)罩罩在混氣管外部的保溫層上端，罩上設(shè)有火焰出孔。
灶火輻射余熱利用裝置是本實(shí)用新型達(dá)到“醇燃料自動(dòng)氣化”的關(guān)鍵部件，包括特制灶頭中氣化器、混氣管和外圍的保溫層及其上端的網(wǎng)罩。網(wǎng)罩將灶火的部分輻射熱反射回去加熱氣化器和混氣管，這些吸熱和導(dǎo)熱良好的部件使氣化器獲得了超過醇燃料沸點(diǎn)的氣化溫度，并因保溫層的保溫作用，使得提供的氣化熱能很少損失。網(wǎng)罩的作用是調(diào)配火力，不僅要防止火力過于集中容易燒壞鍋底，而且還要通過反射部分灶火輻射熱增加余熱的利用率。保溫層的作用是減少灶火輻射余熱的散失。通過反射、吸收、傳導(dǎo)和保溫的綜合作用，可以保證持續(xù)地向氣化器提供灶火輻射余熱，使得氣化器可以氣化液態(tài)醇燃料。
預(yù)熱裝置是對(duì)氣化器預(yù)加熱的部件，只有預(yù)熱啟動(dòng)后，才能進(jìn)入利用灶火輻射余熱使醇燃料持續(xù)地沸騰氣化供燃用的程序，預(yù)熱裝置的預(yù)熱器，可以是以液態(tài)醇為燃料的預(yù)熱盤，或電加熱器件，還可以是熱水或其它熱源的預(yù)加熱器件。
醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括液態(tài)醇貯罐、貯罐的醇燃料出口閥、插入氣化器的液態(tài)醇供料管及其管端噴孔和相應(yīng)的管道、調(diào)節(jié)及點(diǎn)火閥。
本實(shí)用新型所述的醇燃料指甲醇、乙醇或沸點(diǎn)在55℃至100℃之間的其它單沸點(diǎn)醇類，在此范圍內(nèi)的其它單沸點(diǎn)有機(jī)物燃料等也適用，但不得使用氣油、煤油、柴油或其它多沸點(diǎn)燃料。
本實(shí)用新型所設(shè)置的特制灶頭含有灶火輻射余熱利用裝置和預(yù)熱裝置，體現(xiàn)了本實(shí)用新型的重要特點(diǎn)，即根據(jù)液態(tài)醇的低沸點(diǎn)特性，利用輻射余熱和預(yù)熱將其沸騰氣化為醇蒸氣供燃用。這樣，既有別于直接燃燒液態(tài)乙醇的酒精爐，也有別于靠高速氣流霧化石油成品油的霧化灶，加之氣化后的醇蒸氣通過噴射方式與助燃空氣混合和進(jìn)行噴射式燃燒，使得燃燒更加完全、燃燒效率進(jìn)一步提高，排氣中CO、HC由于不完全燃燒而產(chǎn)生的有害氣體顯著減少。
醇燃料自動(dòng)氣化灶可替代需要管道或高壓容器貯運(yùn)的煤氣、天然氣或液化石油氣燃?xì)庠睿褥F化灶燃燒效率高，還具有不黑鍋底和燃燒生成氣體比較清潔的優(yōu)點(diǎn)，尤其適于在無電力和燃?xì)夤?yīng)不便的山村及其類似地方使用。


圖1是本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖圖2是本實(shí)用新型的俯視圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖介紹本實(shí)用新型的實(shí)施例。
如圖所示本實(shí)用新型包括特制灶頭、灶火輻射余熱利用裝置、預(yù)熱裝置和醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)。
特制灶頭由液態(tài)醇?xì)饣?1)、醇蒸氣導(dǎo)管(2)、醇蒸氣噴射孔(3)、混氣管(4)、噴燃孔(5)、網(wǎng)罩(6)、保溫層(7)和預(yù)熱器(8)組成。
氣化器(1)是圓銅管，其下底中心插有液態(tài)醇供料管(10)，供料管(10)上端設(shè)液態(tài)醇噴料孔(11)。氣化器(1)下端水平方向均勻分布著將醇蒸氣導(dǎo)向混氣管(4)的醇蒸氣小導(dǎo)管(2)。位于混氣管(4)管內(nèi)的小導(dǎo)管(2)向上各設(shè)一個(gè)醇蒸氣噴射孔(3)，作用是借助于小孔快速噴射形成的負(fù)壓吸進(jìn)空氣并實(shí)現(xiàn)醇蒸氣與助燃空氣的較好混合。理論上完全燃燒時(shí)，甲醇蒸氣需要混合6.5倍的空氣(質(zhì)量比)，乙醇蒸氣需混合9倍的空氣?；鞖夤?4)與醇蒸氣小導(dǎo)管(2)及液態(tài)醇供料管(10)的材質(zhì)均可選用導(dǎo)熱良好的銅或其它金屬材料。
氣化器(1)外圍均布2至4個(gè)混氣管(4)，氣化器(1)與混氣管(4)緊貼在一起，以便進(jìn)行熱傳導(dǎo)?；旌瞎?4)下端超出氣化器(1)下端并延伸至預(yù)熱器(8)上方，以利于熱傳導(dǎo)。混氣管(4)下端敞口，便于空氣進(jìn)入與醇蒸氣混合?；鞖夤?4)下端管側(cè)壁上各設(shè)1個(gè)可調(diào)螺釘(9)，用以調(diào)節(jié)進(jìn)入混氣管(4)的空氣量。混氣管(4)上端中央各設(shè)1個(gè)混合氣噴燃孔(5)。在制作時(shí)，這個(gè)噴燃孔(5)的大小根據(jù)灶頭熱負(fù)荷進(jìn)行微調(diào)，如果過小時(shí)，它造成的負(fù)壓會(huì)進(jìn)一步吸進(jìn)較多的空氣而產(chǎn)生稀燃，有自行熄火的可能；如果過大時(shí)，它造成的負(fù)壓太小，不能吸進(jìn)所需空氣，造成火焰很長但軟弱無力。
網(wǎng)罩(6)位于保溫層(7)上端的開口處，它的材質(zhì)是耐高溫金屬材料，作用是調(diào)配火力，不僅要防止火力過于集中容易燒壞鍋底，而且還要通過反射部分灶火輻射熱增加余熱的利用率。該網(wǎng)罩為一圓盤，盤中心鉆有火焰出孔，在其外圍圓周上可視需要均勻地鉆出不同直徑的火焰出孔。
保溫層(7)由石棉和其它耐火保溫材料制成，可減少灶火輻射余熱的散失。它是一個(gè)緊貼混氣管(4)的圓筒，下端與氣化器(1)下端齊平，向下可設(shè)置支撐整個(gè)灶頭的支撐腿。筒狀保溫層(7)上端自混氣管(4)上端始呈喇叭形，調(diào)配火力的網(wǎng)罩(6)即位于此喇叭口處。
灶火輻射余熱利用系統(tǒng)，由特制灶頭中的氣化器(1)、混氣管(4)及外圍的保溫層(7)與其上端的網(wǎng)罩(6)組成。網(wǎng)罩(6)將灶火的部分輻射熱反射回去加熱氣化器(1)和混氣管(4)，這些吸熱和導(dǎo)熱良好的部件使氣化器(1)獲得了超過醇燃料沸點(diǎn)的氣化溫度，并因保溫層(7)的保溫作用，使得提供的氣化熱能很少損失。這樣通過反射、吸收、傳導(dǎo)和保溫等措施，可保證每分鐘持續(xù)地向氣化器(1)提供11KJ以上的灶火輻射余熱，使得氣化器(1)每分鐘可以氣化10g以上的液態(tài)醇燃料，使得本自動(dòng)氣化灶的灶頭熱負(fù)荷達(dá)到2.91KW以上，符合民用燃?xì)庠畹挠嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
預(yù)熱器(8)是對(duì)氣化器(1)進(jìn)行預(yù)熱的裝置，可選用以液態(tài)醇為燃料的預(yù)熱盤，或選用電加熱器件，也可選用熱水或其它熱源的預(yù)加熱器件。當(dāng)選用預(yù)熱盤預(yù)熱時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是使用了同一種醇燃料，在無電力供應(yīng)的地方也可以使用。預(yù)熱盤位于氣化器(1)下方，向氣化器(1)供應(yīng)液態(tài)醇的供料管(10)從盤心穿過，借以固定預(yù)熱盤的位置。使用時(shí)，先以每分鐘3至6ml的低流量使液態(tài)醇流向預(yù)熱盤并打火點(diǎn)燃，經(jīng)過半分鐘到1分鐘，氣化器(1)即被加熱到使液態(tài)醇沸騰氣化的溫度，液態(tài)醇即開始沸騰氣化，并持續(xù)地自動(dòng)進(jìn)行噴燃。在有電力供應(yīng)的地方，也可以使用電熱器預(yù)熱，200W至400W的電熱器，可以在半分鐘到1分鐘內(nèi)啟動(dòng)醇燃料自動(dòng)氣化灶，并在撤離電源停止電熱器供熱后，仍然能使自動(dòng)沸騰氣化燃燒持續(xù)下去，電熱器預(yù)熱的優(yōu)點(diǎn)是更簡捷，缺點(diǎn)是必須在有電力供應(yīng)的地方才能使用。還可以使用熱水或其它熱源預(yù)加熱啟動(dòng)氣化程序，例如，500ml 90℃以上的熱水，即可使沸點(diǎn)64.7℃的甲醇或77.8℃的乙醇開始沸騰氣化供燃用，這樣做非常安全，但較為麻煩，如果沒有90℃以上的熱水時(shí)，還得使用別的預(yù)熱啟動(dòng)辦法。
醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)，由液態(tài)醇貯罐、貯罐的醇燃料出口閥、插入氣化器(1)的液態(tài)醇供料管(10)及其管端噴料孔(11)和相應(yīng)的管道、調(diào)解及點(diǎn)火閥組成(未標(biāo)示序號(hào)者圖中未示出)。貯罐的材質(zhì)可用廉價(jià)的鑄鐵、鑄鋁或塑料制品。容量5升以上時(shí)，可供使用7天以上。貯罐的設(shè)置可有三種形式。一種形式是置于灶頭1米以上的高位，以便利用重力自動(dòng)加料，并防止醇燃料氣化時(shí)的反沖力和提高安全性；第二種形式是使用具有相似壓力的貯罐，使其具有7KPa以上的壓力，貯罐可不必置于高位；第三種形式是將貯罐設(shè)置在灶頭下方緊鄰預(yù)熱器的地方，此時(shí)貯罐不宜太大，以保證使用時(shí)安全，當(dāng)貯罐容量為200g至600g甲醇或乙醇時(shí)，在常溫常壓下相當(dāng)于250至750ml，可供一餐至三餐使用。這時(shí)的液態(tài)醇供料方式與前兩種形式有原則區(qū)別，它已不是靠壓力差輸送供應(yīng)，而是靠棉制燈芯自動(dòng)吸取液態(tài)醇燃料，當(dāng)氣化器達(dá)到醇燃料沸騰氣化溫度使之沸騰氣化供燃用時(shí)，棉制燈芯即不停地自動(dòng)吸取貯罐里的液態(tài)醇燃料補(bǔ)充上去，氣化得越快，補(bǔ)充得越快，直至將貯罐中的液態(tài)醇燃料吸干。這種微型醇燃料自動(dòng)氣化灶，對(duì)于火鍋店或野炊更為適用。
權(quán)利要求1.一種醇燃料自動(dòng)氣化灶，其特征在于它包括特制灶頭、灶火輻射余熱利用裝置、預(yù)熱裝置和醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)；特制灶頭主要由液態(tài)醇?xì)饣鳌⒋颊魵鈱?dǎo)管、醇蒸氣噴射孔、混氣管、噴燃孔、網(wǎng)罩、保溫層和預(yù)熱器組成，氣化器下底連通醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)的液態(tài)醇供料管，氣化器下端由醇蒸氣導(dǎo)管連通分布在其外圍的混氣管，醇蒸氣導(dǎo)管上側(cè)壁設(shè)醇蒸氣噴射孔；混氣管上端有噴燃孔，下端敞口延伸至預(yù)熱器上方，下端側(cè)壁有可調(diào)螺釘；網(wǎng)罩罩在混氣管外部的保溫層上端，網(wǎng)罩上設(shè)有火焰出孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇燃料自動(dòng)氣化灶，其特征在于灶火輻射余熱利用裝置包括特制灶頭中氣化器、混氣管和外圍的保溫層及其上端的網(wǎng)罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇燃料自動(dòng)氣化灶，其特征在于預(yù)熱裝置是以液態(tài)醇為燃料的預(yù)熱盤，或電加熱器件，或熱水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇燃料自動(dòng)氣化灶，其特征在于醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括液態(tài)醇貯罐、貯罐的醇燃料出口閥、插入氣化器的液態(tài)醇供料管及其管端噴孔和相應(yīng)的管道、調(diào)節(jié)及點(diǎn)火閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇燃料自動(dòng)氣化灶，其特征在于氣化器下底連通醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)的液態(tài)醇供料管，供料管上端設(shè)液態(tài)醇噴料孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇燃料自動(dòng)氣化灶，其特征在于氣化器下端水平方向分布著數(shù)個(gè)插入混氣管內(nèi)的醇蒸氣導(dǎo)管，插入混氣管內(nèi)的導(dǎo)管上側(cè)壁設(shè)醇蒸氣噴射孔。
專利摘要一種醇燃料自動(dòng)氣化灶，主要由特制灶頭、灶火輻射余熱利用裝置、預(yù)熱裝置和醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)組成。特制灶頭包括液態(tài)醇?xì)饣?、醇蒸氣?dǎo)管、噴射孔、混氣管、噴燃孔、網(wǎng)罩、保溫層和預(yù)熱器。氣化器下底連通醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)的液態(tài)醇供料管，氣化器下端由醇蒸氣導(dǎo)管連通分布在其外圍的混氣管，醇蒸氣導(dǎo)管上側(cè)壁設(shè)醇蒸氣噴射孔；混氣管上端有噴燃孔，下端敞口延伸至預(yù)熱器上方，下端側(cè)壁有可調(diào)螺釘；網(wǎng)罩罩在混氣管外部的保溫層上端，罩上設(shè)有火焰出孔。該灶可替代需要管道或高壓容器貯運(yùn)的煤氣、天然氣或液化石油氣燃?xì)庠睿褥F化灶燃燒效率高，還具有不黑鍋底和燃燒生成氣體比較清潔的優(yōu)點(diǎn)，尤其適于在無電力和燃?xì)夤?yīng)不便的山村及其類似地方使用。
文檔編號(hào)F24C5/12GK2864410SQ20052003117
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者馮向法, 馮其春, 馮其光 申請(qǐng)人:馮向法