CN105765303B - 过浓稀薄燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种过浓稀薄燃烧装置，该装置具有：第一板和第二板，相互对向地配备，且在第一板与第二板之间通过过浓混合气体通道而使过浓混合气体流动；第三板，通过形成于该第三板与所述第二板之间的稀薄混合气体通道而使稀薄混合气体流动；第一焰孔部件，用于燃烧所述过浓混合气体；第二焰孔部件，用于燃烧所述稀薄混合气体，其中，所述第一板与第二板之间形成有：混合气体流入口，用于导入由送风机供应的空气中的一部分和由喷嘴喷射的燃料气体；混合气体通道导入部和混合气体通道扩散部，用于使通过所述混合气体流入口流入的过浓混合气体流动到所述过浓混合气体通道；空气流入口，用于导入由所述送风机供应的空气中的剩余部分；空气通道导入部，用于使通过所述空气流入口流入的空气流动，其中，所述第二板形成有：多个空气通孔，以引导所述空气通道导入部的空气喷射到所述第二板与第三板之间形成的空气通道的方式贯穿；多个分配孔，以引导经过所述混合气体通道扩散部的混合气体的一部分喷射到所述稀薄混合气体通道的方式贯穿。

Description

过浓稀薄燃烧装置
技术领域
本发明涉及一种过浓稀薄燃烧装置，尤其涉及一种在相邻的一对焰孔中同时执行过浓燃烧和稀薄燃烧而减少NOx的生成量，与此同时可将燃烧所需的燃料和空气均匀供应到焰孔的过浓稀薄燃烧装置。
背景技术
通常，气体燃料的燃烧方式包括：预混合燃烧，在将燃料气体与燃烧用空气预混合之后供应到燃烧室；扩散燃烧，分别供应燃料和空气；部分预混合燃烧，混用预混合燃烧和扩散燃烧方式。
所述部分预混合燃烧是指借助于本生(bunsen)燃烧器而进行的燃烧，所述本生燃烧器将作为供应空气的一部分的一次空气与燃料预先混合而供应，并另行将二次空气供应到火焰发生部分，从而引导完全燃烧。现有的家用燃气锅炉等燃烧设备中，基于火焰安全性以及逆火现象发生危险性较低的优点而主要采用本生燃烧器。
然而，本生燃烧器的结构决定燃烧器的火焰长，而且火焰温度高，不仅如此，还需要所需空气量多于理论空气量的过盈空气，因此高温排出燃气引起的热量损失及NOx、CO排出量较多，所以在燃烧设备的效率最大化以及公害物质减少方面存在局限性。
作为用于减少这种NOx的生成量的燃烧方法之一而被周知的就是过浓-稀薄燃烧法(Lich-lean combustion)。
过浓-稀薄燃烧法规避预混合燃烧中火焰温度最高的燃料与空气的过盈空气比为1的条件，并同时形成过盈空气比较低的过浓燃烧(fuel rich)和过盈空气比较高的稀薄燃烧(fuel lean)，从而减小火焰温度，据此降低NOx的生成量，与此同时借助于过浓燃烧引起的火焰而稳定地维持稀薄燃烧时可能发生的火焰的引爆等不安全现象。
韩国授权专利第965277号中公开有这种过浓-稀薄燃烧方式的燃烧装置之一例。
然而，韩国授权专利第965277号中公开的燃烧装置分别配备有用于供应过浓混合气体和稀薄混合气体的喷嘴，因此构成部件较多而结构复杂，且由送风机供应的空气的一部分通过形成于隔板的孔而被供应，因此存在空气的供应并不恒定的问题。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决如上所述的众多问题而提出的，其目的在于提供一种可以只利用一个喷嘴而分别供应过浓混合气体和稀薄混合气体，并可将由送风机供应的空气均匀供应的过浓稀薄燃烧装置。
本发明的另一目的在于提供一种通过将暴露于火焰的部件与不暴露于火焰的部件的材料构成为不同而节省制造成本的过浓稀薄燃烧装置。
本发明的又一目的在于提供一种在将构成燃烧器主体的板面与焰孔部件进行结合时可借助于简单的结构而恒定地维持构成部件之间的间距的过浓稀薄燃烧装置。
技术方案
为了解决如上所述的技术问题，本发明提供一种过浓稀薄燃烧装置，具有：第一板110和第二板120，相互对向地配备，且在第一板110与第二板120之间通过过浓混合气体通道173而使过浓混合气体流动；第三板130，通过形成于该第三板130与所述第二板120之间的稀薄混合气体通道176而使稀薄混合气体流动；第一焰孔部件140，用于燃烧所述过浓混合气体；第二焰孔部件150，用于燃烧所述稀薄混合气体，其中，所述第一板110与第二板120之间形成有：混合气体流入口161，用于导入由送风机300供应的空气中的一部分和由喷嘴710喷射的燃料气体；混合气体通道导入部171和混合气体通道扩散部172，用于使通过所述混合气体流入口161流入的过浓混合气体流动到所述过浓混合气体通道173；空气流入口162，用于导入由所述送风机300供应的空气中的剩余部分；空气通道导入部174，用于使通过所述空气流入口162流入的空气流动，其中，所述第二板120形成有：多个空气通孔121，以引导所述空气通道导入部174的空气喷射到所述第二板120与第三板130之间形成的空气通道175的方式贯穿；多个分配孔122，以引导经过所述混合气体通道扩散部172的混合气体的一部分喷射到所述稀薄混合气体通道176的方式贯穿。
所述过浓稀薄燃烧装置的特征在于，所述空气通道导入部174从一侧的所述空气流入口162朝水平方向延伸并在另一侧处使空气的流动被封堵，所述空气通孔121沿着所述空气通道导入部174的长度方向相隔形成多个。
所述过浓稀薄燃烧装置的特征在于，所述第一板110和第二板120由钢材构成且表面镀覆有铝，所述第三板130、第一焰孔部件140以及第二焰孔部件150由不锈钢材料构成。
所述过浓稀薄燃烧装置的特征在于，所述第二焰孔部件150构成为多个焰孔板152的一部分相隔而形成第二焰孔151，且包括多个上部槽153和多个下部槽154，所述多个上部槽153以接触于所述第三板130的面凹陷的方式形成，所述多个下部槽154以从所述上部槽153向下侧隔置并凹陷的方式形成，所述第三板130中上部压纹131和下部压纹132分别形成有多个，所述上部压纹131突出形成以插入到所述上部槽153，所述下部压纹132突出形成以插入到所述下部槽154，所述第二焰孔部件150夹设于所述第二板120与第三板130之间，并借助于所述上部槽153与上部压纹131之间的插入结合以及所述下部槽154与下部压纹132之间的插入结合而得到固定。
所述过浓稀薄燃烧装置的特征在于，所述上部槽153由向上方开放并向下方封闭的形状形成，所述下部槽154由向上方封闭并向下方开放的形状形成。
所述过浓稀薄燃烧装置的特征在于，所述第三板130在对应于所述分配孔122的位置处形成有凹陷部133，该凹陷部133以朝所述分配孔122方向凹陷的方式形成。
所述过浓稀薄燃烧装置的特征在于，所述第三板130在所述凹陷部133的下部形成有至少一个分散压纹，该至少一个分散压纹用于使通过所述空气通孔121喷射的空气朝水平方向分散。
有益效果
根据本发明的过浓稀薄燃烧装置，可利用由一个喷嘴供应的燃料气体而实现过浓燃烧和稀薄燃烧，因此可减少构成部件的数量。
而且，将燃烧器主体中暴露于火焰的部件用耐蚀性强的不锈钢材料构成，并将不暴露于火焰的部件用镀铝钢材构成，据此可以节省部件的制造成本。
并且，在构成燃烧器主体的多个板面与焰孔部件之间形成借助于槽和压纹的结合，据此可借助于简单的构造而使构成部件之间以间距恒定的方式结合。
而且，在第三板中形成凹陷部和分散压纹，据此可实现混合气体的均匀混合。
附图说明
图1为表示本发明的燃烧装置的结合状态的立体图。
图2为表示图1的燃烧装置的分解状态的立体图。
图3为表示图1所示燃烧装置中燃烧器组装体与燃气喷嘴组装体分解的状态的立体图。
图4为表示图1所示燃烧装置中燃烧器组装体与燃气喷嘴组装体结合的状态的立体图。
图5为表示本发明的燃烧器主体的立体图。
图6为表示图5所示燃烧器主体的分解状态的立体图。
图7为图5的A-A剖视图。
图8为表示图1所示燃烧装置中燃料气体与空气流入到燃烧器主体而流动的过程的图。
图9的(a)和(b)为图1所示燃烧装置中第一焰孔部件、第二焰孔部件结合于第一至第三板的状态的立体图以及第二焰孔部件的分解状态立体图。
图10为表示流动于第二板与第三板之间的空间的空气流的图。
符号说明
1：燃烧装置 100：燃烧器主体
110：第一板 120：第二板
121：空气通孔 122：分配孔
130：第三板 140：第一焰孔部件
150：第二焰孔部件 161：混合气体流入口
162：空气流入口 171：混合气体通道导入部
172：混合气体通道扩散部 173：过浓混合气体通道
174：空气通道导入部 175：空气通道
176：稀薄混合气体通道 200：燃烧器组装体
210：燃烧器基底 211：第一流入孔
212：第二流入孔 213：侧板
214：底板 220：燃烧器盖体
300：送风机 400：热交换器组装体
500：燃烧室主体 600：盖组装体
700：燃气喷嘴组装体 710：喷嘴
具体实施方式
以下，参考附图而对根据本发明的优选实施例的构造和作用进行详细说明。
图1为表示本发明的燃烧装置的结合状态的立体图，图2为表示图1所示燃烧装置的分解状态的立体图，图3为表示图1的燃烧装置中燃烧器组装体与燃气喷嘴组装体分解的状态的立体图，图4为表示图1所示燃烧装置中燃烧器组装体与燃气喷嘴组装体结合的状态的立体图。
本发明的燃烧装置1包括：燃烧器组装体200，由多个燃烧器主体100、用于在所述燃烧器主体100的前后方支撑燃烧器主体100的燃烧器基底210以及燃烧器盖体220构成；送风机300，用于将燃烧用空气供应到所述燃烧器主体100；热交换器组装体400，配备于所述燃烧器主体200的上部而用于实现所述燃烧器主体100中通过燃烧而生成的燃烧气体的热交换；燃烧室主体500，内部收容有所述燃烧器组装体200，底面结合有所述送风机300，并在所述燃烧器组装体200的上侧空间提供用于燃烧的进行的燃烧空间；盖组装体600，结合于所述燃烧室主体500的开放的一侧面；燃气喷嘴组装体700，配备有用于将燃料气体供应到所述燃烧器主体100的喷嘴710，并结合于所述盖组装体600的下侧。
所述燃烧器主体100构成为多个相邻配备，且上端部具有：焰孔部件140、150(图5)，用于使流动于所述燃烧器主体100的内部空间的混合气体燃烧而生成火焰。
所述燃烧器基底210的截面形状大致为竖弯形，并由用于支撑所述燃烧器主体100的前方侧边缘的侧板213和用于支撑燃烧器主体100的下端部的底板214构成，所述燃烧器盖体220用于使所述燃烧器主体100的后方侧边缘部位结合而支撑。
所述侧板213形成有：第一流入孔211，形成于所述燃烧器主体100的混合气体流入口161所对应的位置，并沿着水平方向相隔形成多个，以使由喷嘴710喷射的燃料气体与由送风机300供应的空气的一部分混合而流入；第二流入孔212，形成于所述燃烧器主体100的空气流入口162所对应的位置，并沿着水平方向相隔而形成多个，以使由送风机300供应的空气的剩余部分流入。
所述燃气喷嘴组装体700布置为覆盖所述侧板213的第一流入孔211和第二流入孔212，而且与所述多个第一流入孔211相同数量的喷嘴710沿着水平方向相隔配备。
所述送风机300结合于所述燃烧室主体500的底面，由送风机300供应的空气通过送风机出口310而流入到燃烧器组装体200的燃烧器基底210的底面的下侧空间。
图5为表示本发明的燃烧器主体的立体图，图6为表示图5所示燃烧器主体的分解状态的立体图，图7为表示图5的A-A剖视图，图8为表示图1所示燃烧装置中燃料气体与空气流入到燃烧器主体而流动的过程的图，图9的(a)和(b)为图1所示燃烧装置中第一焰孔部件、第二焰孔部件结合于第一至第三板的状态的立体图以及第二焰孔部件的分解状态立体图，图10为表示流动于第二板与第三板之间的空间的空气流的图。以下，参考图5至图10而说明本发明的燃烧器主体的构造及混合气体的流动路径。
燃烧器主体100具有：第一板110和第二板120，相互对向地配备，并通过第一板110与第二板120之间的空间而使过浓混合气体流动；第三板130，构成为通过该第三板130与所述第二板120之间的空间而使稀薄混合气体流动；第一焰孔部件140，用于燃烧所述过浓混合气体；第二焰孔部件150，用于燃烧所述稀薄混合气体。
所述第一板110和第二板120是以如下方式成型的板：使混合气体和空气流动的通道部分朝外侧方向突出而成型为并不相互接触，并使混合气体和空气并不流动的部分成型为相互接触以封闭，其构成为边缘部位相互结合，且上端部具有第一焰孔部件140。
形成于所述第一板110与第二板120之间而使过浓混合气体流动的通道包括：混合气体流入口161，用于使由喷嘴710喷射的燃料气体和由送风机300供应的空气的一部分流入；混合气体通道导入部171，沿着水平方向延伸，以使通过所述混合气体流入口161流入的过浓混合气体流动；混合气体通道扩散部172，从所述混合气体通道导入部171向上方延伸，于是随着趋于上方而使截面积越来越宽；过浓混合气体通道173，朝向所述混合气体通道扩散部172的上侧延伸，从而将过浓混合气体供应到所述第一焰孔部件140。
经过所述过浓混合气体通道扩散部172的过浓混合气体中的一部分通过多个分配孔122而喷射到第二板120与第三板130之间的空间，所述多个分配孔122沿着所述第二板120的宽度方向相隔预定距离而形成。
并且，形成于所述第一板110与第二板120之间而用于使稀薄混合气体流动的通道包括：空气流入口162，形成于所述混合气体流入口161的下侧而用于使由所述送风机300供应的空气的剩余部分流入；空气通道导入部174，沿着水平方向延伸，以使通过所述空气流入口162流入的空气流动；多个空气通孔121，沿着所述空气通道导入部174的长度方向贯穿形成于所述第二板120，以使流入到所述空气通道导入部174的空气喷射到所述第二板120与第三板130之间的空间；空气通道175，使通过所述空气通孔121喷射的空气向上方流动；稀薄混合气体通道176，朝向所述空气通道175的上侧延伸，用于将稀薄混合气体供应到第二焰孔部件150。
在基于如上所述的构造的燃烧装置中考察燃料气体和空气的流动路径：由送风机300供应的空气流入到燃烧器基底210下部的空间，然后朝向所述混合气体流入口161和空气流入口162而沿着水平方向流动，随后通过混合气体流入口161和空气流入口162而得到分散并流入到燃烧器主体100内部，而且由喷嘴710喷射的燃料空气经与通过所述混合气体就入口161流入的空气之间的混合，并依次经过混合气体通道导入部171、混合气体通道扩散部172、过浓混合气体通道173，然后通过第一焰孔部件140的第一焰孔141喷射并实现过浓燃烧。
而且，经由所述空气流入口162而流入到空气通道导入部174的空气通过空气通孔121而喷射，并通过空气通道175而流动，而且通过所述空气通道175流动的空气与通过所述多个分配孔122喷射的混合气体相混合，如此生成的稀薄混合气体通过第二焰孔部件150的第二焰孔151喷射并实现稀薄燃烧。
如上所述的本发明无需使用2个喷嘴，只需要利用一个喷嘴710即可同时实现过浓燃烧和稀薄燃烧，因此可以简化燃烧装置的结构。
并且，对于现有技术而言，由送风机供应的空气的一部分通过形成于隔板(对应于本申请的燃烧器基底)的孔而向上方得到供应，在此情况下，为了将空气均匀供应到多个燃烧器主体或者即使在一个燃烧器主体中也均匀供应到前方和后方，需要将各个孔的大小设计为互不相同，然而逐一设定形成于隔板的总面积的所有孔所对应的大小却遇到极为困难的问题。
反观本申请的发明，通过送风机出口310供应的空气沿着燃烧器基底210下部的空间而扩散，然后通过空气流入口162流入到空气通道导入部174，而且所述空气通道导入部174的空气通过空气通孔121而喷射到空气通道175，因此空气流入口162和空气通孔121中的空气的通过量得到限制，从而可将空气分别均匀供应到多个燃烧器主体100，而且沿着空气通道导入部174的长度方向而通过多个空气通孔121喷射的空气量变得均匀，因此第二焰孔部件150的前方和后方的空气供应均匀地实现。在此情况下，只要调节一个空气流入口162的大小即可实现空气供应量的调节，因此设计简易性得到提高。
另外，进行过浓燃烧的第一焰孔部件140与进行稀薄燃烧的第二焰孔部件150得到供应的混合气体之比为2:8左右，由于第二焰孔部件150得到更多的混合气体供应，因此第二焰孔部件150的焰孔面上形成的火焰也比起第一焰孔部件140中形成的火焰显著地大。
于是，第三板130、第一焰孔部件140以及第二焰孔部件150由不锈钢材料构成以提高耐蚀性，构成燃烧器主体100的部件中火焰的大小较小而不会直接抵接于火焰的第一板110和第二板120由钢材的板表面镀覆有铝的材料构成，从而可以节省制造成本。
参考图6和图7，第三板130中对应于所述分配孔122的位置处形成有凹陷部133，该凹陷部133朝所述分配孔122方向凹陷而形成，因此第二板120与第三板130之间的间距在形成所述分配孔122的部分处变得狭窄。
如果第二板120与第三板130之间的间距变宽，则供应到第二焰孔部件150的混合气体将会偏向第三板130侧，当如上所述地形成凹陷部133而使第二板120与第三板130之间的间距变窄时，混合气体将会均匀供应到第二焰孔部件150。
而且，参考图9，第二焰孔部件150形成有：多个上部槽153，在接触于第三板130的面150a上凹陷地形成；多个下部槽154，从所述上部槽153向下侧隔开而凹陷地形成。所述第三板130中上部压纹131和下部压纹132分别形成有多个，所述上部压纹131突出形成以插入到所述上部槽153，所述下部压纹132突出形成以插入到所述下部槽154。
所述上部槽153为上方开放且下方封闭的形状，所述下部槽154为上方封闭且下方开放的形状。
所述第二焰孔部件150夹设于所述第二板120与第三板130之间，从而使上部压纹131插入到所述上部槽153，并使下部压纹132插入到所述下部槽154，从而使第二焰孔部件150在第二板120与第三板130之间固定结合。在此情况下，上部槽153向上方开放而下部槽154向下方开放，因此组装变得容易。
基于如上所述的构造，可借助于简单的构造而使第二焰孔部件150、第二板120以及第三板130结合，因此可节省制造成本，并可恒定地维持第二焰孔部件150、第二板120以及第三板130之间的间距。
另外，参考图6、图7、图10，第三板130中在所述凹陷部133的下部形成有朝第二板120方向凹陷的第一分散压纹134和第二分散压纹135。
于是，通过所述空气通孔121喷射的空气可借助于所述第一分散压纹134和第二分散压纹135而沿着水平方向分散，然后通过空气通道175而向上方流动，因此可以按预定比例与通过分配孔122流入的混合气体均匀混合。
以上已详尽说明，然而本发明并不局限于如上所述的实施例，在不脱离权利要求书中请求保护的本申请的技术思想的前提下，本发明所属的技术领域中具有基本知识的人员可实现显而易见的变形实施，那种变形实施属于本发明的范围中。

Claims (6)

1.一种过浓稀薄燃烧装置，具有：
第一板(110)和第二板(120)，相互对向地配备，且在第一板(110)与第二板(120)之间通过过浓混合气体通道(173)而使过浓混合气体流动；
第三板(130)，通过形成于该第三板(130)与所述第二板(120)之间的稀薄混合气体通道(176)而使稀薄混合气体流动；
第一焰孔部件(140)，用于燃烧所述过浓混合气体；以及
第二焰孔部件(150)，用于燃烧所述稀薄混合气体，
其中，所述第一板(110)与第二板(120)之间形成有：
混合气体流入口(161)，用于导入由送风机(300)供应的空气中的一部分和由喷嘴(710)喷射的燃料气体；
混合气体通道导入部(171)和混合气体通道扩散部(172)，用于使通过所述混合气体流入口(161)流入的过浓混合气体流动到所述过浓混合气体通道(173)；
空气流入口(162)，用于导入由所述送风机(300)供应的空气中的剩余部分；以及
空气通道导入部(174)，用于使通过所述空气流入口(162)流入的空气流动，
所述第二板(120)形成有：多个空气通孔(121)，以引导所述空气通道导入部(174)的空气喷射到所述第二板(120)与第三板(130)之间形成的空气通道(175)的方式贯穿；以及多个分配孔(122)，以引导经过所述混合气体通道扩散部(172)的混合气体的一部分喷射到所述稀薄混合气体通道(176)的方式贯穿，
所述第二焰孔部件(150)构成为多个焰孔板(152)的一部分相隔而形成第二焰孔(151)，且包括多个上部槽(153)和多个下部槽(154)，所述多个上部槽(153)以接触于所述第三板(130)的面凹陷的方式形成，所述多个下部槽(154)以从所述上部槽(153)向下侧隔置并凹陷的方式形成，
所述第三板(130)中上部压纹(131)和下部压纹(132)分别形成有多个，所述上部压纹(131)突出形成以插入到所述上部槽(153)，所述下部压纹(132)突出形成以插入到所述下部槽(154)，
所述第二焰孔部件(150)夹设于所述第二板(120)与第三板(130)之间，并借助于所述上部槽(153)与上部压纹(131)之间的插入结合以及所述下部槽(154)与下部压纹(132)之间的插入结合而得到固定。
2.如权利要求1所述的过浓稀薄燃烧装置，其特征在于，
所述空气通道导入部(174)从一侧的所述空气流入口(162)朝水平方向延伸并在另一侧处使空气的流动被封堵，所述空气通孔(121)沿着所述空气通道导入部(174)的长度方向相隔形成多个。
3.如权利要求1所述的过浓稀薄燃烧装置，其特征在于，
所述第一板(110)和第二板(120)由钢材构成且表面镀覆有铝，所述第三板(130)、第一焰孔部件(140)以及第二焰孔部件(150)由不锈钢材料构成。
4.如权利要求1所述的过浓稀薄燃烧装置，其特征在于，所述上部槽(153)由向上方开放并向下方封闭的形状形成，所述下部槽(154)由向上方封闭并向下方开放的形状形成。
5.如权利要求2所述的过浓稀薄燃烧装置，其特征在于，所述第三板(130)在对应于所述分配孔(122)的位置处形成有凹陷部(133)，该凹陷部(133)以朝所述分配孔(122)方向凹陷的方式形成。
6.如权利要求5所述的过浓稀薄燃烧装置，其特征在于，所述第三板(130)在所述凹陷部(133)的下部形成有至少一个分散压纹，该至少一个分散压纹用于使通过所述空气通孔(121)喷射的空气朝水平方向分散。
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