CN102282419A - 燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够提高可燃性气体与燃烧空气的混合效率的燃烧器。该燃烧器(1)用于将由废弃物气化产生的可燃性气体与燃烧空气混合，并供给到燃烧室，其中，所述燃烧器包括：气体管道(3)，其用于形成可燃性气体移动的气体流道；空气管道(22)，其沿着气体管道的外表面设置，用于在气体管道与空气管道之间形成供从外部引进的燃烧空气移动的空气流道；和分支柱(15)，其在气体流道内与气体管道连接，用于在将气体流道分为多个流道的状态下，使可燃性气体从气体管道排出。空气流道内的燃烧空气，被导入分支柱，并从分支柱向可燃性气体的分支流道排出，同时从气体管道侧向可燃性气体的分支流道排出。

Description

燃烧器
技术领域
本发明涉及一种使由废弃物气化产生的可燃性气体燃烧的燃烧器。
背景技术
通常，使用废弃物溶融器等废弃物处理器来处理一般废弃物或工业废弃物等废弃物。在废弃物处理器中产生的可燃性粉尘或可燃性气体，可以在燃烧室中利用燃烧器使之燃烧，从而进行热回收。
作为燃烧器，众所周知有部分预混合形式的燃烧器，其能够以简单的结构提高燃烧性能(参照专利文献1)。
图11和图12A～图12C表示专利文献1中记载的结构。在此，图11为安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图。图12A为图11的F-F剖面图，图12B为图11的E-E剖面图，图12C为图11的D-D剖面图。
燃烧器100安装于燃烧室200，在废弃物处理器中产生的可燃性气体与燃烧空气混合，在燃烧室200内燃烧。可燃性气体穿过管道120导入燃烧室200内。另外，燃烧空气穿过管道121导入风箱122。在风箱122中的燃烧空气通道中设置有整流板126。如图12A所示，在整流板126上形成有用于使燃烧空气穿过的多个开口127。
在气体混合室125中，对可燃性气体和燃烧空气实施部分预混合处理。气体混合室125为形成于位于风箱122的端部的耐火瓦123、与管道120的出口之间的空间。在此，可燃性气体穿过形成于管道120的板128上的多个排出口，到达气体混合室125。在气体混合室125内混合的可燃性气体和燃烧空气，从多个混合气体喷出口124喷出到燃烧室200内，在燃烧室200内形成火焰。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2006-266619号公报
发明内容
在专利文献1中记载的燃烧器100中，仅从可燃性气体的管道120的周围导入燃烧空气，因此不易将可燃性气体和燃烧空气混合均匀。尤其是如果燃烧器100是大型燃烧器，则可燃性气体的管道120的内径变大，从而导致可燃性气体和燃烧空气更不易混合了。
因此，本发明的目的在于提供一种能够容易地混合可燃性气体和燃烧空气的燃烧器。
本发明提供的燃烧器用于将由废弃物气化产生的可燃性气体与燃烧空气混合，并供给到燃烧室，其特征在于，所述燃烧器包括：气体管道，其用于形成可燃性气体移动的气体流道；空气管道，其沿着气体管道的外表面设置，在气体管道与空气管道之间形成供从外部引进的所述燃烧空气移动的空气流道；和分支柱，其在所述气体流道内与气体管道连接，用于在将气体流道分为多个流道的状态下，使可燃性气体从气体管道排出。空气流道内的燃烧空气，被导入分支柱，并从分支柱向可燃性气体的分支流道排出，同时从气体管道侧向可燃性气体的分支流道排出。
本发明可以将可燃性气体的分支流道置于气体管道的燃烧空气排出部与分支柱的燃烧空气排出部之间。由此，能够从分支流道左右两侧的位置将燃烧空气供给到可燃性气体，能够提高燃烧空气与可燃性气体的混合效率。
本发明可以将具有限制燃烧空气的流量的开口的整流板设置在空气流道内。由此，能够抑制燃烧空气在空气流道内的移动量参差不齐。
在空气流道中，相对于整流板的燃烧空气的下游的区域彼此隔开，可以由位于气体流道的上下左右的上部空气室、下部空气室、左侧空气室以及右侧空气室构成。在此，可以将上部空气室和下部空气室中的燃烧空气导入分支柱。另外，可以将左侧空气室和右侧空气室中的燃烧空气从气体管道的端部向可燃性气体的分支流道排出。
本发明可以设置多个上述分支柱。在该情况下，可以以沿铅垂方向延伸的方式设置各分支柱，并且可以在水平面内并列设置多个分支柱。
本发明可以沿着分支柱设置耐火瓦，可以在分支柱和耐火瓦之间形成：燃烧空气移动的空间、和用于将燃烧空气向可燃性气体的分支流道排出的狭缝。另外，还可以预先形成圆筒状的分支柱，然后在分支柱上形成用于排出燃烧空气的狭缝。
在气体管道中，可以将与可燃性气体的移动方向垂直的截面形成为圆形。另外，本发明的燃烧器被安装于使可燃性气体和燃烧空气燃烧的燃烧室。
根据本发明，能够在使用分支柱使气体流道分为多个流道的状态下，从相对于各分支流道呈彼此不同的方向供给燃烧空气。具体地，能够从分支柱和气体管道侧将燃烧空气供给到可燃性气体的分支流道。由此，能够将燃烧空气有效地供给到在气体流道内移动的可燃性气体，能够容易地混合可燃性气体和燃烧空气。
附图说明
图1为表示本发明实施例1的具有燃烧器的燃烧室的结构的垂直剖面图；
图2为实施例1的安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图；
图3为实施例1的安装于燃烧室的燃烧器的垂直剖面图；
图4为图2的A-A剖面图；
图5为实施例1的燃烧器的外观图；
图6为本发明实施例2的安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图；
图7为实施例2的安装于燃烧室的燃烧器的垂直剖面图；
图8为从图6的箭头B表示的方向看燃烧器时的图；
图9为图6的C-C剖面图；
图10为本发明的实施例3的安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图；
图11为表示将燃烧器安装于燃烧室的现有结构的水平剖面图；
图12A为图11的F-F剖面图；
图12B为图11的E-E剖面图；
图12C为图11的D-D剖面图。
附图标记说明
1：燃烧器
2：燃烧室
3：气体管道
4：供给管道
5：上部空气室(空气管道)
6：下部空气室(空气管道)
7：左侧空气室(空气管道)
8：右侧空气室(空气管道)
9：整流板
10：开口
12，13：耐火瓦
14：混合气体喷出口
15：分支柱
16，17，18：排出喷嘴
22：风箱(空气管道)
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施例。
实施例1
使用图1至图5说明本发明的实施例1的燃烧器。在此，图1为安装有燃烧器的燃烧室的垂直剖面图。图2为安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图，图3为燃烧器的垂直剖面图。图4为图2的A-A剖面图，图5为燃烧器的外观立体图。
在图1中，本实施例的燃烧器1安装于燃烧室2，在混合的状态下将可燃性气体和燃烧空气供给到燃烧室2内。可燃性气体通过废弃物处理器的气化处理而产生，并被供给到燃烧器1。燃烧空气例如从大气中被供给到燃烧器1。从燃烧器1供给到燃烧室2内的可燃性气体和燃烧空气，沿着燃烧室2的内周面形成火焰并移动。
如图2所示，燃烧器1具有气体管道3，该气体管道3用于形成可燃性气体移动的气体流道。气体管道3在与可燃性气体的移动方向垂直的截面为矩形形状。在气体管道3的周围设置有风箱(空气管道)22。在此，在气体管道3的外壁面与风箱22的内壁面之间形成用于燃烧空气移动的空气流道。另外，风箱22与用于供给燃烧空气的供给管道4相连通。
在通过风箱22形成的空气流道中设置有整流板9，整流板9位于燃烧空气相对于连通位置22a的下游，该连通位置22a为供给管道4与风箱22的连通位置22a。另外，整流板9具有用于使燃烧空气穿过的多个开口10。换言之，在整流板9中，在开口10以外的区域中，燃烧空气的移动被阻止。如图4所示，多个开口10沿着气体管道3的周围设置。
穿过整流板9的开口10的燃烧空气进入彼此隔开的四个空气室5～8。在整流板9中，在与各空气室5～8相对应的区域中分别设置有三个开口10。由此，与三个开口10的开口面积(总面积)相应的规定量的燃烧空气进入各空气室5～8。另外，在本实施例中，各空气室5～8分别设置有三个开口10，但是并不限定于此，可以适当设定开口10的数量。另外，各空气室5～8中的开口10的数量可以相同，也可以互不相同。
上部空气室5为位于气体管道3的上部的空气流道，下部空气室6为位于气体管道3的下部的空气流道。另外，左侧空气室7为从燃烧室2的内部看燃烧器1时(图4参照)、位于气体管道3的左侧的空气流道。右侧空气室8为从燃烧室2的内部看燃烧器1时、位于气体管道3的右侧的空气流道。如图4所示，气体管道3被空气室5～8包围。另外，各空气室7，8的上部设置有空气室5，下部设置有空气室6。
在燃烧器1的前端1a设置有耐火瓦12，13，通过该耐火瓦12，13形成两个混合气体喷出口14。该混合气体喷出口14是为了将可燃性气体和燃烧空气的混合物导入燃烧室2中而设置的。如图5所示，耐火瓦13沿着风箱22的内壁面而设置。
耐火瓦12被设置在将由耐火瓦13形成的一个开口分成两个开口的位置。被耐火瓦12分成的两个开口为混合气体喷出口14，这两个混合气体喷出口14在水平面内并列设置。另外，在耐火瓦12上形成有一对倾斜面12a，耐火瓦12的横截面(参照图2)的宽度随着远离燃烧器1的前端1a而变小。
另外，在本实施例中设置两个混合气体喷出口14，但是并不限定于此。即，可以适当设定混合气体喷出口14的数量。此时，多个混合气体喷出口14在水平方向上并列设置即可。
在可燃性气体的流道相对于耐火瓦12的上流侧设置有分支柱15。分支柱15沿着铅垂方向延伸，形成为沿着耐火瓦12的倾斜面12a而成的形状。通过在气体管道3内设置分支柱15，能够将可燃性气体的流道分为两个流道，能够使可燃性气体向两个混合气体喷出口14移动。
如图3所示，分支柱15的上端部与上部空气室5(气体管道3)相连接，由此，来自上部空气室5的燃烧空气被导入形成于分支柱15和耐火瓦12之间的空间。另外，分支柱15的下端部与下部空气室6(气体管道3)相连接，来自下部空气室6的燃烧空气被导入形成于分支柱15和耐火瓦12之间的空间。
另外，如图2所示，在水平面内的分支柱15和耐火瓦12之间形成有用于排出燃烧空气的两个排出喷嘴16。各排出喷嘴16为由部分分支柱15与部分耐火瓦12构成的狭缝形状的开口，用于排出从各空气室5，6导入的燃烧空气。从排出喷嘴16排出的燃烧空气向混合气体喷出口14移动。
如图2所示，在水平面内的气体管道3和耐火瓦13之间形成有用于排出燃烧空气的两个排出喷嘴17。排出喷嘴17为由气体管道3的端部与耐火瓦13构成的狭缝形状的开口，与各空气室7，8相应设置。左侧空气室7内的燃烧空气，从一个排出喷嘴17排出，向一个混合气体喷出口14移动。右侧空气室8内的燃烧空气，从另一个排出喷嘴17排出，向另一个混合气体喷出口14移动。
在水平面内的气体管道3和分支柱15之间形成有用于排出可燃性气体的两个排出喷嘴18。各排出喷嘴18为由气体管道3的端部与部分分支柱15构成的狭缝形状的开口，用于使可燃性气体向混合气体喷出口14排出。排出喷嘴18在水平面内位于排出喷嘴16和排出喷嘴17之间。
接着，对燃烧器1的工作原理进行说明。
燃烧空气通过供给管道4后，进入风箱22内，然后穿过整流板9的开口10，移动到四个空气室5～8。移动到上部空气室5和下部空气室6的燃烧空气，进入形成于分支柱15和耐火瓦12之间的空间，然后从排出喷嘴16向混合气体喷出口14排出。移动到左侧空气室7和右侧空气室8的燃烧空气，从排出喷嘴17向混合气体喷出口14排出。另一方面，可燃性气体从排出喷嘴18向混合气体喷出口14排出。
从排出喷嘴18排出的可燃性气体与从各排出喷嘴16，17排出的燃烧空气混合后，从混合气体喷出口14喷出到燃烧室2内。
在本实施例中，通过在排出喷嘴18的左右两侧分别设置排出喷嘴16，17，能够容易地使从排出喷嘴16，17排出的燃烧空气与从排出喷嘴18排出的可燃性气体混合。因此，能够稳定地维持由废弃物气化溶融炉所产生的因废弃物特性不同引起热量变化较大的气体的燃烧性能。并且，通过提高可燃性气体和燃烧空气的混合效率，能够提高燃烧室2内的混合气体的燃烧效率。
另外，由于气体管道3的外表面与从供给管道4供给的燃烧空气接触，因此能够抑制由可燃性气体带来的气体管道3的温度上升。另外，由于使燃烧空气与分支柱15接触，因此能够抑制由可燃性气体带来的分支柱15的温度上升。由此，燃烧器1没必要具备特别的耐热结构，用金属形成燃烧器1(特别是气体管道3和分支柱15)即可。进一步，通过将分支柱的位置设置在器的前端部，能够维持适当的温度(300℃～350℃)，能够防止由产气中的焦油成分的凝固带来的粉尘阻塞。
实施例2
使用图6至图9来说明本发明的实施例2的燃烧器。在此，图6为安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图，图7为燃烧器的垂直剖面图。图8为从图6的箭头B表示的方向看燃烧器时的图，图9为图6的C-C剖面图。另外，对于与在实施例1中说明了的部件具有相同功能的部件使用相同的符号。以下主要对与实施例1不同的点进行说明。
如图8所示，在本实施例的燃烧器1中，与其长度方向垂直的截面形成为圆形。即，构成燃烧器1的气体管道3和风箱22形成为圆筒状，风箱22与气体管道3被设置为同心圆状。并且，通过气体管道3的外周面和风箱22的内周面，形成用于燃烧空气移动的流道。
与实施例1相同，在风箱22内设置有整流板9，如图9所示，整流板9形成为圆环状。另外，在相对于整流板9的燃烧空气的流道的下游设置有四个空气室5～8。这四个空气室5～8被风箱22彼此隔开，并列设置于风箱22的周向。上部空气室5形成位于气体管道3的上部的空气流道，下部空气室6形成位于气体管道3的下部的空气流道。左侧空气室7形成从燃烧室2的内部看燃烧器1时、位于气体管道3的左侧的空气流道，右侧空气室8形成从燃烧室2的内部看燃烧器1时、位于气体管道3的右侧的空气流道。
另外，如图9所示，整流板9具有多个开口10，多个开口10并列设置于风箱22的周向。由此，从供给管道4供给的燃烧空气穿过开口10移动到各空气室5～8。在此，对应于各空气室5～8设置的开口10的数量彼此相同，导入各空气室5～8的燃烧空气的流量依赖于开口10的截面积。另外，也可以使开口10的数量根据空气室5～8而不同。
在气体管道3内设置有沿着铅垂方向延伸的圆筒形状的分支柱15。如图6所示，通过在气体管道3内设置分支柱15，能够在水平面内将可燃性气体的流道分为两个流道。另外，在本实施例中，与分支柱15的长度方向垂直的截面形成为圆形，但是并不限定于此。即，只要分支柱15能够在气体管道3内沿铅垂方向延伸，并使可燃性气体的流道分支即可，可以适当设定分支柱15的截面形状。
如图7所示，分支柱15的上端部与上部空气室5(气体管道3和风箱22)连接，上部空气室5内的燃烧空气被导入分支柱15内。另外，分支柱15的下端部与下部空气室6(气体管道3和风箱22)连接，下部空气室6内的燃烧空气被导入分支柱15内。另外，可以用金属等形成分支柱15。
分支柱15具有用于排出燃烧空气的四个排出喷嘴16。两个排出喷嘴16在分支柱15的周向(换言之，在水平面内)并列设置，并且排出喷嘴16成对地在分支柱15的上下方向(换言之，在铅垂方向)并列设置(参照图8)。如图8所示，各排出喷嘴16构成为沿着铅垂方向延伸的狭缝形状的开口。另外，排出喷嘴16只要能够排出分支柱15内的燃烧空气即可，可以适当设定排出喷嘴16的形状和数量。
另外，如图6所示，在水平面内并列设置的两个排出喷嘴16，设置在在分支柱15中位于燃烧器1的端部1a侧的区域。导入分支柱15内的燃烧空气穿过四个排出喷嘴16，排出到分支柱15的外部。在此，从各排出喷嘴16排出的燃烧空气向混合气体喷出口14移动。
在燃烧器1的端部1a沿着风箱22的外周设置有耐火瓦13(参照图8)。并且，在气体管道3和耐火瓦13之间设置有用于排出各空气室7，8内的燃烧空气的两个排出喷嘴17。在此，如图8所示，在气体管道3中，构成排出喷嘴17的部分向铅垂方向延伸。
在水平面内的气体管道3和分支柱15之间形成有用于排出可燃性气体的排出喷嘴18。排出喷嘴18为由部分分支柱15与气体管道3的端部构成的狭缝形状的开口，在水平面内，位于排出喷嘴17和排出喷嘴16之间。
对本实施例中的燃烧器1的工作原理进行说明。
燃烧空气穿过供给管道4后，进入风箱22内，然后穿过整流板9的开口10，移动到四个空气室5～8。移动到上部空气室5和下部空气室6的燃烧空气，被导入分支柱15内后，从排出喷嘴16排出。移动到左侧空气室7和右侧空气室8的燃烧空气，从排出喷嘴17排出。
从排出喷嘴18排出的可燃性气体，在与从各排出喷嘴16，17排出的燃烧空气混合的状态下，从混合气体喷出口14喷出到燃烧室2内。
在本实施例中，通过在排出喷嘴18的左右两侧分别设置排出喷嘴16，17，能够容易地使从排出喷嘴16，17排出的燃烧空气与从排出喷嘴18排出的可燃性气体混合。并且，通过提高可燃性气体与燃烧空气的混合效率，能够提高燃烧室2内的混合气体的燃烧效率。
另外，由于使气体管道3的外周面与温度比可燃性气体低的燃烧空气接触，因此能够抑制由可燃性气体带来的气体管道3的温度上升。另外，由于使燃烧空气与分支柱15的内周面接触，因此能够抑制由可燃性气体带来的分支柱15的温度上升。由此，燃烧器1没必要具备特别的耐火结构，可以用金属形成燃烧器1(特别是气体管道3和分支柱15)。
实施例3
接着使用图10来说明本发明的实施例3的燃烧器。图10为安装于燃烧室的燃烧器的水平剖面图。在本实施例中，对于与在上述实施例1中说明了的部件具有相同功能的部件使用相同的符号，省略详细的说明。以下主要对与实施例1不同的点进行说明。
在本实施例中，在燃烧器1的端部1a设置有耐火瓦13和三个耐火瓦12，其中所述耐火瓦13沿着燃烧器1(风箱22)的外边缘而设置，所述耐火瓦12与耐火瓦13连接，并沿着铅垂方向延伸。由此，在燃烧器1的端部1a形成四个混合气体喷出口14。
在可燃性气体的流道相对于各耐火瓦12的上流侧设置有分支柱15。并且，与实施例1同样地，来自上部空气室5和下部空气室6的燃烧空气被导入形成于分支柱15和耐火瓦12之间的空间，该燃烧空气从排出喷嘴16向混合气体喷出口14排出。另外，在气体管道3和耐火瓦13之间设置有排出喷嘴17，该排出喷嘴17用于排出来自右侧空气室7和左侧空气室8的燃烧空气。
在本实施例的燃烧器1中，可燃性气体的流道被三个分支柱15分为四个流道R1～R4。
导入各分支流道R1，R4的可燃性气体穿过对应的排出喷嘴18。该排出喷嘴18位于排出喷嘴17，16之间，因此，从排出喷嘴18排出的可燃性气体与从排出喷嘴17，16排出的燃烧空气混合后，从混合气体喷出口14喷出到燃烧室2内。
导入各分支流道R2，R3的可燃性气体穿过对应的排出喷嘴18。该排出喷嘴18位于两个排出喷嘴16之间，因此，从排出喷嘴18排出的可燃性气体与从排出喷嘴16排出的燃烧空气混合后，从混合气体喷出口14喷出到燃烧室2内。
在本实施例中，也能够得到与实施例1相同的效果。另外，在本实施例中，与实施例1相比，增加了混合气体喷出口14的数量，因此能够容易地混合可燃性气体和燃烧空气。另外，可以根据燃烧器1的尺寸等适当设定设置于燃烧器1的混合气体喷出口14的数量，换言之，分支柱15的数量。另外，可以根据分支柱15的数量来分隔图3中的上部空气室5和下部空气室6，从而容易地将空气供给到分支柱15。
另外，在本实施例中使用了多个在实施例1中说明了的分支柱15，也可以使用多个在实施例2中说明了的分支柱15。

Claims (8)

1.一种燃烧器，该燃烧器用于将由废弃物气化产生的可燃性气体与燃烧空气混合，并供给到燃烧室，其特征在于，
所述燃烧器包括：
气体管道，其用于形成所述可燃性气体移动的气体流道；
空气管道，其沿着所述气体管道的外表面设置，在所述气体管道与所述空气管道之间形成供从外部引进的所述燃烧空气移动的空气流道；和
分支柱，其在所述气体流道内与所述气体管道连接，在将所述气体流道分为多个流道的状态下，使所述可燃性气体从所述气体管道排出，
所述空气流道内的所述燃烧空气，被导入所述分支柱，并从所述分支柱向所述可燃性气体的分支流道排出，同时从所述气体管道侧向所述可燃性气体的分支流道排出。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述可燃性气体的分支流道位于所述气体管道的所述燃烧空气排出部与所述分支柱的所述燃烧空气排出部之间。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，该燃烧器具有设置在所述空气流道内的整流板，该整流板具有用于限制所述燃烧空气的流量的开口。
4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，在所述空气流道中，相对于所述整流板的所述燃烧空气的下游的区域彼此隔开，具有位于所述气体流道的上下左右的上部空气室、下部空气室、左侧空气室以及右侧空气室；
所述上部空气室和所述下部空气室中的所述燃烧空气被导入所述分支柱；
所述左侧空气室和所述右侧空气室中的所述燃烧空气被从所述气体管道的端部向所述可燃性气体的分支流道排出。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的燃烧器，其特征在于，该燃烧器具有多个所述分支柱；所述多个分支柱沿铅垂方向延伸，并且在水平面内并列设置。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的燃烧器，其特征在于，该燃烧器具有沿着所述分支柱设置的耐火瓦；在所述分支柱和所述耐火瓦之间形成有：所述燃烧空气移动的空间、和用于将所述燃烧空气向所述可燃性气体的分支流道排出的狭缝。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的燃烧器，其特征在于，在所述气体管道中，与所述可燃性气体的移动方向垂直的截面形成为圆形。
8.一种燃烧室，其特征在于，具有权利要求1-7中任意一项所述的燃烧器，使由所述燃烧器供给的所述可燃性气体和所述燃烧空气燃烧。
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