CN101910725A - 使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器 - Google Patents

使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器 Download PDF

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Abstract

提供一种能够通过采用稀燃-富燃类型减少在燃烧期间产生的污染物的本生燃烧器，由此提高燃烧稳定性。所述本生燃烧器包括多个燃烧器主体和连接板。所述多个燃烧器主体包括：文丘里板，在所述文丘里板中形成文丘里孔，使得从风扇供应的作为初级空气的部分空气与从喷嘴单元喷射的燃料混合的气体混合物被引入；导向板，将引入的气体混合物向上引导；倾斜部分，具有以相对于竖直方向的预定角度喷射气体混合物的多个第一火焰孔；侧部分，从倾斜部分的下侧向下延伸，在所述侧部分中形成多个通孔，使得气体混合物的一部分通过。所述连接板的两端分别连接到燃烧器主体的侧部分，所述连接板具有多个第二火焰孔，穿过通孔的气体混合物和被风扇引入并沿着燃烧器主体的外表面供应的次级空气在所述多个第二火焰孔中被混合，使得发生稀燃。

Description

使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器
技术领域
本发明涉及一种使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器(Bunsen burner)，更具体地讲，涉及一种能够通过采用稀燃-富燃类型减少在燃烧期间产生的污染物的本生燃烧器，由此提高燃烧稳定性。
背景技术
通常，气体燃料的燃烧类型分为预混合燃烧类型、扩散燃烧类型以及部分预混合燃烧类型。在预混合燃烧类型中，气体燃料和燃烧空气被预混合，然后被提供给燃烧室。在扩散燃烧类型中，单独供应燃料和空气。在部分预混合燃烧类型中，预混合燃烧类型和扩散燃烧类型被混合。
通过本生燃烧器来执行部分预混合燃烧。本生燃烧器将燃料与燃烧所需的作为初级空气的部分空气预混合，然后提供气体混合物。除了初级空气之外，本生燃烧器还将次级空气供应到形成火焰的部分，由此进行完全燃烧。
扩散燃烧具有优良的火焰稳定性，但是产生大量污染物，诸如CO、NOx等。在预混合燃烧类型的情况下，产生少量污染物，诸如CO、NOx等。然而，当在低负载区域中执行燃烧时，可发生回火。此外，当增加负载时，气体混合物的气流速率增大，形成不稳定的火焰。
利用了扩散燃烧和预混合燃烧的优点的本生燃烧器不仅能够减少污染物的产生，而且能够提高火焰稳定性。
同时，稀燃-富燃燃烧器是一种通过修改本生燃烧器的结构而获得的燃烧器。
在稀燃-富燃燃烧器中，同时发生富燃和稀燃。在富燃中，燃料的量大于所需的空气的量的气体混合物被燃烧。在稀燃中，燃料的量小于所需的空气的量的气体混合物被燃烧。
即，稀燃-富燃燃烧器采用了这样一种结构，该结构单独供应次级空气和气体混合物(在气体混合物中，初级空气和富有燃料被混合)，并且同时将稀少燃料与次级空气混合以燃烧气体混合物。
这样的稀燃-富燃燃烧器的优点在于，产生少量污染物，火焰稳定性是优良的，并且火焰长度减小。因此，这种稀燃-富燃燃烧器适合于气体锅炉，并且在气体锅炉中已经被使用。
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够通过采用稀燃-富燃类型减少在燃烧期间产生的污染物的本生燃烧器，由此提高燃烧稳定性。
技术方案
根据本发明的一方面，一种使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器包括多个燃烧器主体和连接板。所述多个燃烧器主体包括：文丘里板，在所述文丘里板中形成文丘里孔，使得从风扇供应的作为初级空气的部分空气与从喷嘴单元喷射的燃料混合的气体混合物被引入；导向板，将引入的气体混合物向上引导；倾斜部分，具有以相对于竖直方向的预定角度喷射气体混合物的多个第一火焰孔；侧部分，从倾斜部分的下侧向下延伸，在所述侧部分中形成多个通孔，使得气体混合物的一部分通过。所述连接板的两端分别连接到燃烧器主体的侧部分，所述连接板具有多个第二火焰孔，穿过通孔的气体混合物和被风扇引入并沿着燃烧器主体的外表面供应的次级空气在所述多个第二火焰孔中被混合，使得发生稀燃。
所述连接板可被结合到燃烧器主体的侧部分的最上端。
所述燃烧器主体中的每个可包括燃烧器上板和燃烧器下板。所述燃烧器上板包括：第一水平部分，设置在燃烧器上板的上端，并且被形成为具有预定宽度的平面；第一倾斜部分，从第一水平部分延伸以向下倾斜，在所述第一倾斜部分中形成所述第一火焰孔；第一侧部分，从第一倾斜部分延伸，在所述第一侧部分中形成所述通孔。所述燃烧器下板沿着竖直方向与燃烧器上板对称地安装。
有益效果
在根据本发明的本生燃烧器中，按照倾斜的方式形成火焰孔，使得增强了火焰稳定功能，可减小燃烧器主体的整个宽度，并且可容易地供应次级空气。因此，可提高燃烧性能。此外，由于稀燃-富燃类型应用于本生燃烧器，所以减少了污染物的产生，并且提高了火焰稳定性。
附图说明
图1是根据本发明的燃烧器的侧截面视图；
图2是根据本发明的燃烧器主体和连接板的装配立体图；
图3是图2所示的燃烧器主体和连接板的分解立体图；
图4是示出根据本发明的燃烧器的操作状态的示意图；
图5是示出根据本发明的通过喷嘴单元和文丘里孔供应气体混合物的状态的示意图；
图6是示出根据本发明的在燃烧器中发生富燃和稀燃的状态的示意图。
具体实施方式
在下文中将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明的燃烧器的侧截面视图。图2是根据本发明的燃烧器主体和连接板的装配立体图。图3是图2所示的燃烧器主体和连接板的分解立体图。
参照图1，燃烧器包括：壳体单元10，在壳体单元中形成有安装区域，燃烧器的组件将被安装在该安装区域中；风扇20，连接并安装在壳体单元10之下，以将外部空气提供到壳体单元10中；喷嘴单元30，连接并安装在壳体单元10的一侧，并具有位于壳体单元10中的前端部分以喷射气体；燃烧器主体100，安装在壳体单元10内部，以形成火焰。
在燃烧器主体100之上安装有热交换器1。
燃烧器主体100位于壳体单元10的上部，并且包括在竖直方向上结合以彼此面对的燃烧器上板110和燃烧器下板120，由此形成八边形。
燃烧器上板110包括：第一水平部分114，设置在燃烧器上板110的上端，并且被形成为具有预定宽度的平面；第一倾斜部分116，形成在第一水平部分114的两端以向下倾斜，并且具有多个第一火焰孔112，所述多个第一火焰孔112沿着燃烧器上板110的纵向方向彼此隔开预定距离；第一侧部分118，被形成为在竖直方向上从第一倾斜部分116的下端延伸，并且具有多个通孔113，所述多个通孔113沿着燃烧器上板110的纵向方向彼此隔开预定距离。
当形成在第一倾斜部分116中的第一火焰孔112以相对于竖直方向的预定角度喷射气体混合物时，可最小化火焰的上升(即，稳定火焰)。在这种情况下，第一倾斜部分116可按照不同的角度倾斜。
通过将燃烧器上板110的第一水平部分114的宽度最小化，可防止由从第一火焰孔112形成的火焰导致的劣化。
燃烧器下板120被安装为连接到燃烧器上板110的下侧，并且包括：第二水平部分124，设置在燃烧器下板120的下端，并且被形成为具有预定宽度的平面；第二倾斜部分126，形成在第二水平部分124的两端以向上倾斜；第二侧部分128，从第二倾斜部分126的上端向上延伸。
在燃烧器下板120的一侧安装有文丘里(venturi)板200。文丘里板200安装在燃烧器主体100的一个敞开的侧面上，所述敞开的侧面位于喷嘴单元30之前。文丘里板200中形成有文丘里孔210，使得混合了从喷嘴单元30喷射的气体和从风扇20供应的初级空气的气体混合物可通过文丘里孔210被引入到燃烧器主体100中。
在燃烧器下板120的另一侧安装有端板300，使得端板300面对文丘里板200。
燃烧器主体100具有导向板400，导向板400水平地安装在燃烧器主体100的内部。通过喷嘴单元30和文丘里孔210引入的气体混合物被导向板400引导，以被供应到燃烧器主体100的上部。
导向板400的安装方式为：导向板400的一端紧密附在文丘里板200上，导向板400的另一端与端板300隔开。因此，通过文丘里孔210引入的气体混合物通过导向板400被朝向端板300引导，然后被供应到燃烧器上板110的内部。
燃烧器上板110和燃烧器下板120由金属形成。例如，燃烧器上板110可由不锈钢形成，燃烧器下板120可由钢形成。
在该示例性的实施例中，在壳体单元10内部安装至少一个燃烧器主体100。优选的是，并排安装3个燃烧器主体100，所述3个燃烧器主体100彼此隔开预定距离。
连接板600安装在每个燃烧器主体100的两侧。连接板600具有多个第二火焰孔610，所述多个第二火焰孔610沿着连接板600的纵向方向形成，所述多个第二火焰孔610彼此隔开预定距离。被形成为矩形形状的连接板600的长边结合到燃烧器主体100的第一侧部分118。
在这种情况下，连接板600可被结合到燃烧器主体100的第一侧部分118的最上端，使得空气可被平稳地供应到形成在第一火焰孔112中的火焰。
在燃烧器主体100的下表面上安装有次级空气扩散板500。次级空气扩散板500的一端连接到壳体单元10和燃烧器主体100以向喷嘴单元30水平地延伸，次级空气扩散板500的另一端具有向上弯曲的弯曲部分510。
在次级空气扩散板500中形成有次级空气喷射孔520，弯曲部分510具有固定孔512，文丘里板200的文丘里孔210固定到固定孔512上。
将参照图4至图6来描述以这样的方式构造的本生燃烧器的操作。
图4是示出根据本发明的燃烧器的操作状态的示意图。图5是示出根据本发明的通过喷嘴单元和文丘里孔供应气体混合物的状态的示意图。图6是示出根据本发明的在燃烧器中发生富燃和稀燃的状态的示意图。
通过燃料供应单元(未示出)供应的燃料以高速率从喷嘴单元30喷射到文丘里孔210中。
同时，通过风扇20从壳体单元10的下侧供应的空气被分为引入到文丘里孔210中的初级空气以及通过次级空气喷射孔520从下侧喷射到上侧的次级空气。
从喷嘴单元30的喷嘴端喷射的燃料在通过文丘里板200的文丘里孔210时与喷嘴单元30周围的初级空气混合，然后作为气体混合物被供应到燃烧器主体100中，以按照箭头方向流动。
当初级空气从位置A运动到位置B时，初级空气和从喷嘴单元30喷射的燃料被导向板400充分混合，并且导向板400将混合有燃料的初级空气稳定地供应到燃烧器上板110的内部。
通过次级空气喷射孔520向上喷射的次级空气沿着燃烧器主体100的外表面被供应。即，次级空气沿着彼此相邻的两个燃烧器主体100的侧部分118和128之间的空间被向上引导。
通过导向板400被供应到燃烧器上板110中的气体混合物在形成于第一倾斜部分116中的第一火焰孔112被点燃，以形成火焰。在这种情况下，混合有初级空气以被供应到燃烧器上板110中的气体混合物处于富有状态，在富有状态下，燃料的量大于所需的空气的量。因此，在第一火焰孔112中发生富燃。
此外，供应到燃烧器上板110中的气体混合物的一部分通过形成在第一侧部分118中的通孔113被喷射，以被供应到两个燃烧器主体100的第一侧部分118之间的空间。
通过通孔113喷射的气体混合物与通过次级空气喷射孔520向上喷射的次级空气混合，然后通过形成在连接板600中的第二火焰孔610被喷射，以形成火焰。
在这种情况下，与次级空气混合的气体混合物处于稀少状态，在稀少状态下，燃料的量小于所需的空气的量。因此，在第二火焰孔610中发生稀燃。
由于在倾斜面中形成第一火焰孔112，所以减小了通过第一火焰孔112喷射的气体混合物的气流速率，由此防止火焰的上升。因此，可稳定地保持燃烧状态。
此外，由于在第一火焰孔112中发生富燃，并且在第二火焰孔610中发生稀燃，所以根据本发明的燃烧器与传统的稀燃-富燃燃烧器具有相同的优点：产生少量的污染物，并且火焰稳定性是优良的。
在第二火焰孔610中形成的火焰对在第一火焰孔112中形成的火焰产生影响，由此进一步减少CO的产生。
即，在富燃状态下，CO的量增加。当没有在第一侧部分118中形成通孔113并且没有设置连接板600时，根据本发明的燃烧器具有与传统的本生燃烧器相同的结构。在这种情况下，次级空气没有被充分地供应给在第一火焰孔112产生的火焰，从而产生大量CO。
因此，由于在第一侧部分118中形成通孔113并且设置连接板600，即，采用了稀燃-富燃燃烧器结合到本生燃烧器的结构，所以由于在第二火焰孔610中形成的火焰导致空气的扩散增大。因此，空气被快速地向在第一火焰孔112中形成的火焰供应，由此减少CO的产生。
此外，由于连接板600位于燃烧器主体100的第一侧部分118的最上端，使得第一火焰孔112被布置为靠近第二火焰孔610，所以大量空气可被供应给在第一火焰孔112中形成的火焰。因此，增加了减少CO的产生的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的一些示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可对这些实施例作出各种变化。
产业上的可利用性
由于根据本发明的使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器采用了稀燃-富燃燃烧器结合到本生燃烧器的结构，所以产生少量的污染物，并且提高了火焰稳定性。因此，本生燃烧器具有产业上的可利用性。

Claims (3)

1.一种使用稀燃-富燃类型的本生燃烧器，包括：
多个燃烧器主体，包括：文丘里板，在所述文丘里板中形成文丘里孔，使得从风扇供应的作为初级空气的部分空气与从喷嘴单元喷射的燃料混合的气体混合物被引入；导向板，将引入的气体混合物向上引导；倾斜部分，具有以相对于竖直方向的预定角度喷射气体混合物的多个第一火焰孔；侧部分，从倾斜部分的下侧向下延伸，在所述侧部分中形成多个通孔，使得气体混合物的一部分通过；
连接板，其两端分别连接到燃烧器主体的侧部分，所述连接板具有多个第二火焰孔，穿过通孔的气体混合物和被风扇引入并沿着燃烧器主体的外表面供应的次级空气在所述多个第二火焰孔中被混合，使得发生稀燃。
2.根据权利要求1所述的本生燃烧器，其中，所述连接板结合到燃烧器主体的侧部分的最上端。
3.根据权利要求1所述的本生燃烧器，其中，所述燃烧器主体中的每个包括：
燃烧器上板，包括：第一水平部分，设置在燃烧器上板的上端，并且被形成为具有预定宽度的平面；第一倾斜部分，从第一水平部分延伸以向下倾斜，在所述第一倾斜部分中形成所述第一火焰孔；第一侧部分，从第一倾斜部分延伸，在所述第一侧部分中形成所述通孔；
燃烧器下板，沿着竖直方向与燃烧器上板对称地安装。
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