CN101603687A - 一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器，其特征在于，燃烧器包括引射管4和头部分配器5，引射管4的一端的燃气入口3与燃气喷嘴1相连，燃气入口3的四周是一次空气口2的引入部分，引射管4的另一端与头部分配器5的头部分配器入口7相通。本发明的有益效果：燃烧器上出现两种燃烧状况的火焰，淡火焰可以帮助浓火焰进行第二次燃烧以达到全部燃气充分燃烧的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别涉及一种燃气燃烧器。
背景技术
燃气燃烧的方式分三种：1，扩散式燃烧， 燃气未预先与空气混合，燃烧所需的空气依靠扩散作用从周围大气浪获得，称为扩散式燃烧，此时一次空气系数a`＝0，扩散式燃烧的燃烧速度和燃烧空气密度，主要取决于燃气与空气分子之间的扩散速度和混合的空气密度，在家用燃气灶中不采用这种燃烧方式；2，部分预混式燃烧，燃气与所需的部分空气预先混合而进行的燃烧，又称大气式燃烧，它的一次空系数为0＜a`＜1，在家用燃气灶内一般都采用这种燃烧方式；3，完全预混式燃烧，燃气与所需的全部空气预先进行混合，即a`≥1，这种燃烧又称为无焰式燃烧。完全预混式燃烧一般在工业上使用，它的燃烧火焰传播速度快，燃烧温度高，目前家用燃气灶中有采用这种燃烧方法的趋势。家用燃气灶一般采用引射式预混燃烧器，引射式预混燃烧器又称大气式燃烧器，是使用十分广泛的一种燃烧器它由头部和引射器两部分组成。其工作原理是燃气在一定压力下以一定流速从喷嘴喷出，依靠燃气动能产生的引射作用从一次空气口吸入一次空气，在引射器内燃气与一次空气混合，然后经排列在头部的火孔流出而进行燃烧。这种燃烧器的一次空气系数a`通常为0.45-0.75。根据燃烧室工作情况的不同，过剩空气系数a通常为1.3-1.8。引射器从结构上可划分为吸入段、喉部和混合段三部分。其主要功能是将燃气燃烧所需要的空气全部或部分地吸引入引射器并使之与燃气充分混合。在普通的燃烧器中大量的氮氧化物的产生会使环境恶化，甚至会发生酸雨和危及人类的呼吸系统产生病变。只有让燃烧器燃烧后变成低氮氧化物(NOx)才可以降低酸雨的产生和防止人类呼吸系统病变。
发明内容
针对现有的燃烧器能产生大量的氮氧化物的缺点，本发明提供一种燃烧后产生低氮氧化物的燃烧器。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器，其特征在于，燃烧器包括引射管4和头部分配器5，引射管4的一端的燃气入口3与燃气喷嘴1相连，燃气入口3的四周是一次空气口2的引入部分，引射管4的另一端与头部分配器5的头部分配器入口7相通，头部分配器5的两侧壁上有分配孔51、52，分配孔51、52包括浓火焰分配孔51和淡火焰分配孔52，浓火焰分配孔51和淡火焰分配孔52间隔设置，且每个单元的淡火焰分配孔52孔的个数多于每个单元浓火焰分配孔51的孔的个数；浓火焰分配孔51与头部分配器入口7外侧的浓火焰腔体8相通，且浓火焰腔体8的底端通过浓火焰分配孔底板53与头部分配器5相封闭，浓火焰腔体8与浓火焰形成区81相通；淡火焰分配孔52与头部分配器入口7外侧的淡火焰腔体9相通，且淡火焰腔体9和浓火焰腔体8相互独立，淡火焰腔体9底端的淡火焰分配孔底板54向两侧弯折与空气相通，淡火焰腔体9与淡火焰形成区82相通，浓火焰形成区81位于淡火焰形成区82的两侧；
所述的引射管4为文丘里式；
所述的文丘里式引射管4为渐扩式。
本发明的有益效果：燃烧器上出现两种燃烧状况的火焰，淡火焰可以帮助浓火焰进行第二次燃烧以达到全部燃气充分燃烧的目的。将浓火焰焰口和淡火焰口进行复合，两种焰口被一起组合，相互间的燃烧得到补充和加强，焰口的结构和加工工艺得以简化，淡火焰火焰高度低可以对浓火焰的根部进行燃烧而使得浓火焰燃烧更加稳定。燃气燃烧的火焰分为两个部分-即浓火焰和淡火焰分别进行和空气混合和燃烧，浓火焰的混合空气为理论空气量的50％～75％，淡火焰的空气混合量为理论空气量的110％～170％，燃气燃烧所需要的总空气量被减少20％～45％，火焰的燃烧温度比通常的大气式燃烧火焰温度降低100～250℃，对燃烧机构和热交换机构的材料耐温要求也同步降低，产生的高温烟气总量比一般的大气式燃烧减少15％~35％，同时燃烧室内烟气的流动速度也降低了8％~20％，通过烟气温度和流速的降低，热交换器的交换能力得到提升，同比大气式燃烧机构的热交换机构可以减少交换面积3％~12％，燃烧后的低氮氧化物(NOx)可以降低酸雨的产生和防止人类呼吸系统病变。
附图说明
图1.本发明的剖面结构示意图。
图2.图1的A-A向视图。
图3.本发明的头部分配器的侧面外形图。
图4.图1的B-B向视图。
图5.本发明的头部分配器沿淡火焰分配孔切割的断面图。
图6.本发明的头部分配器仰视方向的立体图。
图7.本发明的头部分配器沿浓火焰分配孔切割的断面图。
图8.本发明的头部分配器俯视方向的立体图。
图号说明
1.燃气喷嘴 2.一次空气口
3.燃气入口 4.引射管
5.头部分配器 51.浓火焰分配孔
52.淡火焰分配孔 6.二次空气口
7.头部分配器入口 8.浓火焰腔体
81.浓火焰形成区 82.淡火焰形成区
53.浓火焰分配孔底板 54.淡火焰分配孔底板
9.淡火焰腔体
具体实施方式
请参见附图说明其实施过程：
一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器，其特征在于，燃烧器包括引射管4和头部分配器5，引射管4的一端的燃气入口3与燃气喷嘴1相连，燃气入口3的四周是一次空气口2的引入部分，引射管4的另一端与头部分配器5的头部分配器入口7相通，通过引射管4进来的混合气体就从头部分配器入口7开始进入头部分配器5。头部分配器5的两侧壁上有分配孔51、52，分配孔51、52包括浓火焰分配孔51和淡火焰分配孔52，浓火焰分配孔51和淡火焰分配孔52间隔设置，且每个单元的淡火焰分配孔52孔的个数多于每个单元浓火焰分配孔51的孔的个数；浓火焰分配孔51与头部分配器入口7外侧的浓火焰腔体8相通，且浓火焰腔体8的底端通过浓火焰分配孔底板53与头部分配器5相封闭，浓火焰腔体8与浓火焰形成区81相通；淡火焰分配孔52与头部分配器入口7外侧的淡火焰腔体9相通，且淡火焰腔体9和浓火焰腔体8相互独立，淡火焰腔体9底端的淡火焰分配孔底板54向两侧弯折与空气相通，淡火焰腔体9与淡火焰形成区82相通，浓火焰形成区81位于淡火焰形成区82的两侧。从头部分配器入口7进来的混合气体一部分通过浓火焰分配孔52进入浓火焰腔体8，因为浓火焰腔体8和浓火焰形成区81是相通的，这样在头部分配器5顶部的两侧形成两条狭长的浓火焰带。还因为浓火焰腔体8底端有封闭的浓火焰分配孔底板53，空气无法进去浓火焰腔体8，浓火焰氧气不足，燃烧的烟气和黑烟，没有完全燃烧。同样从头部分配器入口7进入的混合气体进入淡火焰腔体9后，由于淡火焰腔体9下端是未封闭的，外界有空气补充进入淡火焰腔体9，所以淡火焰腔体9内燃烧就充分，淡火焰腔体9与淡火焰形成区82是连通的，所以淡火焰从淡火焰形成区冒出，淡火焰在中间冒出正好把没有燃烧完全的浓火焰进行第二次燃烧。所以达到了本发明所要求的有益效果。所述的引射管4为文丘里式。所述的文丘里式引射管4为渐扩式。
换言之：本发明的燃烧器由两部分组成：
1， 燃烧器壳体
这部分主要由一个文丘里式渐扩式引射管和一个上方两侧带有诸多小孔的头部分配器组成，引射管在燃气喷入后引射周围的一次空气进入燃烧器壳体内部，一次空气的引射量为燃烧需要的理论空气量的50％～75％。在渐扩式引射管内燃气和空气进行混合并在进行了180°的转向后燃气和空气在转弯处发生了乱流进一步增加了混合效果。燃气和空气的混合气体进入头部分配器后，混合气体被分为两个流通方向-大部分进入上方两侧复合燃烧单元的浓燃烧焰口进行浓火焰的一次燃烧；另一部分直接从头部分配器内喷出和下方的二次空气再一次混合直接进入上方中间复合燃烧单元的淡燃烧焰口进行燃烧。
2，复合式浓淡燃烧焰口：
这是一个由多层不锈钢板组合而成的复合焰口机构，在两侧是浓火焰的焰口，中间是淡火焰的焰口。两侧的浓火焰焰口上的这部分火焰由于只含有50％~75％的理论空气量因此燃烧速度较慢火焰高度也较高，在这里浓火焰进行第一次燃烧，这样的燃烧时不充分的；中间的淡火焰焰口由于从燃烧器壳体内喷出的混合气体和燃烧器壳体两侧下方输送上来的空气进行了再一次的混合、在淡火焰焰口上燃烧形成淡火焰，淡火焰由于空气混合量大达到理论空气量的110％~170％，因此火焰短而燃烧速度快。同时淡火焰对两侧的浓火焰进行了二次燃烧，使得浓火焰未完全燃烧部分得以充分燃烧。
采用的是浓淡燃烧的机理，燃烧时将进入燃烧器内的燃气分为两部分，一部分燃气中先期混入理论燃烧所需空气量的110％～170％，这样的混合气体中的空气量是过剩的，形成的火焰是短而有力的，燃烧速度较快，火焰温度较高-称为淡火焰；另一部分燃气中先期混入理论燃烧所需空气量的50％～75％，这样形成的火焰由于燃烧空气的不足显得长而软弱速度较慢，火焰温度较低-称为浓火焰；同时在燃烧器上出现两种燃烧状况的火焰，淡火焰可以帮助浓火焰进行第二次燃烧以达到全部燃气充分燃烧的目的。
燃气进入燃烧器壳体的引射管后引射理论燃烧所需空气的50％～75％的空气进行预混和，然后燃气混合气体从燃烧器壳体上部侧面的孔中喷出，形成两个区间，一部分进入上方两侧的浓燃烧器区域内进行燃烧形成浓火焰，另一部分混合气体喷出后和下方缝隙中进入的二次空气进行混合以达到混合空气量为理论燃烧所需空气量的110％～170％，进入到中央的淡燃烧区域中形成淡火焰，淡火焰在向上燃烧的过程中同时对两侧的浓火焰进行二次燃烧最终达到全部燃气充分燃烧的目的。
Claims (3)
1，一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器，其特征在于，燃烧器包括引射管(4)和头部分配器(5)，引射管(4)的一端的燃气入口(3)与燃气喷嘴(1)相连，燃气入口(3)的四周是一次空气口(2)的引入部分，引射管(4)的另一端与头部分配器(5)的头部分配器入口(7)相通，头部分配器(5)的两侧壁上有分配孔(51，52)，分配孔(51，52)包括浓火焰分配孔(51)和淡火焰分配孔(52)，浓火焰分配孔(51)和淡火焰分配孔(52)间隔设置，且每个单元的淡火焰分配孔(52)孔的个数多于每个单元浓火焰分配孔(51)的孔的个数；浓火焰分配孔(51)与头部分配器入口(7)外侧的浓火焰腔体(8)相通，且浓火焰腔体(8)的底端通过浓火焰分配孔底板(53)与头部分配器(5)相封闭，浓火焰腔体(8)与浓火焰形成区(81)相通；淡火焰分配孔(52)与头部分配器入口(7)外侧的淡火焰腔体(9)相通，且淡火焰腔体(9)和浓火焰腔体(8)相互独立，淡火焰腔体(9)底端的淡火焰分配孔底板(54)向两侧弯折与空气相通，淡火焰腔体(9)与淡火焰形成区(82)相通，浓火焰形成区(81)位于淡火焰形成区(82)的两侧。
2，根据权利要求1所述的一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器，其特征在于，所述的引射管(4)为文丘里式。
3，根据权利要求1或2所述的一种燃气燃烧用的低氮氧化物的燃烧器，其特征在于，所述的文丘里式引射管(4)为渐扩式。
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2008
- 2008-06-11 CN CNA2008100621730A patent/CN101603687A/zh active Pending
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