CN106524157A - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

公开了一种燃烧器，包括：套筒，套筒的一端具有开口；安装板，位于所述开口处，具有相对的第一表面和第二表面，第一表面面向套筒内部，安装板的边缘与开口之间具有间隙；燃气通道，燃气通道从套筒内贯穿安装板延伸至开口处；以及气室，气室位于所述套筒内，气室包括与套筒连通的多个第一通孔，安装板包括分布在其中心部分的多个第二通孔，多个第二通孔与气室连通，套筒的开口处设有使所述助燃气向套筒中心轴方向聚拢的导流壁。助燃气一方面先进入气室缓流后再通过第二通孔到达开口，另一方面从所述间隙到达开口，在导流壁的作用下向套筒中心轴方向聚拢，从而能够限制燃烧区域的范围，且燃烧器能形成稳定的燃烧区，降低氮氧化物的排放。

Description

燃烧器

技术领域

本发明涉及工业设备领域，更具体地，涉及一种燃烧器。

背景技术

燃烧器是使燃料与助燃气体以一定方式喷出并混合进行燃烧的装置的统称，按照其应用邻域可分为工业燃烧器、燃烧机、明勇燃烧器、特征燃烧器等多种。

工业燃烧器的种类规格型式很多，包括燃油、燃气、燃煤等几大类别，其应用邻域很广，需要是燃料燃烧以加热物料或反应的工业场合都需要使用燃烧器。

现有的燃烧器在锅炉系统的使用中，可以在锅炉的空气预热器前抽取一部分低温烟气直接或与空气混合后送入炉内，这样不但可降低燃烧温度，而且降低了氧气浓度，可以显著降低氮氧化物(NO_X)的排放浓度，上述技术称为烟气再循环(FGR)技术。然而，现有的采用FGR技术的燃烧器中，引进助燃气的气流分布不均，从而火焰不稳定，从而影响到燃烧效率；并且现有的燃烧器为实现燃烧区域引入烟气的效果，需要形成高速火焰，使得高温区域范围较大，不利于氮氧化物排放浓度的控制。

期望对燃烧器的烟气引进结构作进一步优化。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种燃烧器，该燃烧器套筒内的助燃气一方面通过气室缓流后再到达开口，从而保证火焰的稳定，另一方面通过安装板与套筒开口间的间隙到达开口，此部分助燃气气流流速高，且在导流壁的作用下能够限制燃烧区域的范围，使得燃烧器形成稳定的燃烧区，降低氮氧化物的排放。

根据本发明提供一种燃烧器，包括：套筒，所述套筒的一端具有开口，所述套筒内具有自其内部流向所述开口的助燃气；安装板，位于所述开口处，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面面向所述套筒内部，所述安装板的边缘与所述开口之间具有间隙；燃气通道，所述燃气通道从所述套筒内贯穿所述安装板延伸至所述开口处，使得所述燃气通道内的燃气能到达所述开口；以及气室，所述气室位于所述套筒内，所述气室包括与所述套筒连通的多个第一通孔，其中，所述安装板包括分布在其中心部分且贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个第二通孔，所述多个第二通孔与所述气室连通，所述助燃气通过所述第一通孔、所述气室以及所述第二通孔到达所述开口，所述助燃气还通过所述间隙到达所述开口，所述套筒的所述开口处设有使所述助燃气向所述套筒中心轴方向聚拢的导流壁。

优选地，所述安装板还包括分布在其周边部分且贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个第三通孔，所述助燃气还通过所述第三通孔到达所述开口。

优选地，所述助燃气为空气或空气与烟气的混合气。

优选地，所述套筒为圆筒，所述安装板为圆板，所述安装板与所述套筒同轴设置。

优选地，所述燃气通道包括贯穿所述安装板中心的第一通道和贯穿所述安装板周边部分的多个第二通道，所述多个第二通道在所述安装板周边部分均匀分布。

优选地，所述第一通道包括位于所述安装板的所述第一表面一侧的第一部分和位于所述安装板的所述第二表面一侧的第二部分，所述第二部分为圆柱状，包括与所述安装板平行的第一底面和位于所述第一底面与所述安装板的所述第二表面之间的第一侧面，所述第一侧面上均匀分布连通所述第一通道内部与外界的多个第四通孔。

优选地，所述第二通道包括位于所述安装板的所述第一表面一侧的第三部分和位于所述安装板的所述第二表面一侧的第四部分，所述第三部分与所述第一通道连通，所述第四部分为圆柱状，包括向所述套筒中心轴方向倾斜设置的第二底面和位于所述第二底面与所述安装板的所述第二表面之间的第二侧面，所述第二侧面背向所述套筒中心轴方向的一侧以及所述第二底面设有连通所述第二通道内部与外界的多个第五通孔。

优选地，所述气室与所述安装板的所述第一表面接触，并且设在所述第一通道的外围，所述气室的轴向截面为环形。

优选地，所述多个第二通孔以所述安装板中心为对称中心、呈中心对称分布在所述第一通道的所述第二部分的外围。

优选地，所述第二通孔截面形状为矩形。

优选地，所述安装板还包括对应设在所述多个第二通孔处的多个导流板，所述多个导流板位于所述安装板的所述第二表面，与所述第二表面互成预定角度。

优选地，所述多个第三通孔以所述安装板中心为对称中心、呈中心对称分布。

根据本发明的燃烧器，套筒内设有气室，气室与套筒内部通过第一通孔连通，其中第一通孔可以起到限流的作用；安装板的边缘与开口之间具有间隙。该燃烧器套筒内的助燃气一方面通过先进入气室缓流后再通过位于安装板中心部分的第二通孔到达开口，从而保证靠近安装板中心部分的火焰的燃烧稳定；助燃气另一方面通过安装板与套筒开口间的间隙到达开口，此部分助燃气气流流速较高，并且在导流壁的作用下向套筒中心轴方向聚拢，从而能够限制燃烧区域的范围，两方面助燃气气流共同使得燃烧器形成稳定的燃烧区，降低氮氧化物的排放。

在优选的实施例中，安装板还包括分布在其周边部分的多个第三通孔。助燃气可以视为分为三部分到达开口处，其中第一部分通过先进入气室缓流后再通过位于安装板中心部分的第二通孔到达开口，从而保证靠近安装板中心部分的火焰的燃烧稳定；第二部分通过安装板周边部分的第三通孔直射喷出，从而控制火焰距燃烧器的距离；第三部分通过安装板与套筒开口间的间隙到达开口，此部分助燃气气流流速较高，并且在导流壁的作用下向套筒中心轴方向聚拢，从而能够限制燃烧区域的范围，三部分助燃气气流共同参与燃烧，共同使得燃烧器形成稳定的燃烧区，且高温燃烧区域更小，从而能降低氮氧化物的排放。

在优选的实施例中，燃气通道包括贯穿安装板中心的第一通道和贯穿安装板周边部分的多个第二通道，其中多个第二通道在安装板周边部分均匀分布。燃气可以视为分为两部分到达开口处，其中第一部分通过位于安装板中心位置的第一通道喷出，第二部分通过均布安装板周边部分的第二通道喷出，形成合理稳定的燃气分布，使得燃烧更稳定。

在优选的实施例中，多个第二通孔以安装板中心为对称中心、呈中心对称分布在第一通道的外围，安装板还包括对应设在多个第二通孔处的多个导流板，使得从第二通孔喷射出的助燃气气流在燃烧器的中心轴区域形成旋流回流区，从而保证燃烧的稳定性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据本发明具体实施例的燃烧器的俯视图。

图2、图3示出根据本发明具体实施例的燃烧器的截面图。

图4示出根据本发明具体实施例的燃烧器的立体图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1至图4分别示出根据本发明具体实施例的燃烧器的俯视图、截面图以及立体图，其中图2截面图示出图1中A-A线的截面，图3截面图示出图1中B-B线的截面，图4立体图中为清楚示出套筒内的结构，将套筒隐藏绘示。该燃烧器包括套筒110、安装板120、燃气通道130、气室140。本发明提供的燃烧器用于将燃气与助燃气进行混合并燃烧，其中在燃气通道130内供给燃气，在套筒110内供给助燃气。其中，助燃气可以是空气也可以是空气与烟气的混合气，将空气送入套筒110内的方法可以是本邻域公知的任何方法，例如是在套筒110一端或一侧设置鼓风机；同理，也可以采用本邻域公知的任何烟气再循环(FGR)技术将烟气与新空气混合均匀后送入套筒110内作为助燃气。

套筒110的一端具有开口111，使得套筒110内的助燃气能到达所述开口111，安装板120位于套筒110的开口111处，安装板120具有相对的第一表面121和第二表面122，其中第一表面121面向套筒110内部，安装板120的边缘与开口111之间具有间隙150，燃气通道130从套筒110内贯穿安装板120延伸至开口111处，使得燃气通道130内的燃气能到达开口111，气室140位于套筒110内，气室140包括与套筒110连通的多个第一通孔161。

为方便描述，可以将安装板120划分区域，包括中心部分和周边部分。安装板120包括分布在其中心部分且贯穿第一表面121与第二表面122的多个第二通孔162，多个第二通孔162与气室连通，套筒110的开口111处设有使助燃气向套筒111中心轴方向聚拢的导流壁112。另外，本实施例中安装板120还包括分布在其周边部分且贯穿第一表面121与第二表面122的多个第三通孔163。

套筒110可以是圆筒，安装板120可以是圆板，优选地，安装板120与套筒110同轴设置。可以理解的是，上述套筒110、安装板120的形状可以不限于本实施例。

进一步地，燃气通道130包括贯穿安装板110中心的第一通道131和贯穿安装板120周边部分的多个第二通道132，其中多个第二通道132在安装板120周边部分均匀分布。本实施例中，多个第二通道132以圆形的安装板120的圆心为对称中心、呈中心对称图案分布在安装板120的周边部分。

第一通道131包括位于安装板120的第一表面121一侧的第一部分和位于安装板120的第二表面122一侧的第二部分。本实施例中所述第一部分可以是圆筒状或多个相连接的圆筒的组合，所述第二部分为圆柱状，其包括与安装板120平行的第一底面和位于第一底面与安装板120的第二表面122之间的第一侧面，所述第一侧面上均匀分布连通第一通道131内部与外界的多个第四通孔164。

第二通道132包括位于安装板120的第一表面121一侧的第三部分和位于安装板120的第二表面122一侧的第四部分，本实施例中所述第三部分可以与第一通道连通，所述第四部分为圆柱状，包括向套筒110中心轴方向倾斜设置的第二底面和位于第二底面与安装板120的第二表面122之间的第二侧面，所述第二侧面背向所述套筒110中心轴方向的一侧以及第二底面都设有连通第二通道132内部与外界的多个第五通孔165。

如图2所示的截面中，以实心箭头示意出本发明的燃烧器中燃气的走向。根据本发明的燃烧器，燃气通道130包括贯穿安装板120中心的第一通道131和贯穿安装板120周边部分的多个第二通道132，并且多个第二通道132在安装板120周边部分均匀分布。燃气可以视为分为两部分到达开口111处，其中第一部分燃气通过位于安装板120中心位置的第一通道，从第一通道的所述第二部分的第一侧面上均匀分布的多个第四通孔164喷出，第二部分燃气从第一通道131进入与之相连的均布安装120周边部分的第二通道132，通过第二侧面以及第二底面上设有的多个第五通孔165喷出，使得燃气在开口111处的分布更加均匀，从而燃烧更稳定。

本实施例中，气室140与安装板120的第一表面121接触，并且设在第一通道131的外围，气室140在垂直于套筒110中心轴方向的截面为环形。

分布在安装板120周边部分的多个第三通孔163可以以圆形的安装板120的圆心为中心、呈中心对称分布。进一步地，多个第二通孔162也可以以安装板120中心为对称中心、呈中心对称分布，并且多个第二通孔162分布在第一通道131的所述第二部分的外围。

第三通孔163截面形状可以是圆形，当然可以不限于此。

第二通孔162的截面形状在本实施例中为矩形。进一步地，安装板120还包括对应设在多个第二通孔162处的多个导流板123，多个导流板123位安装板120的第二表面122，并且与第二表面122互成预定角度。

如图3所示的截面中，以实心箭头示意出本发明的燃烧器中助燃气的走向。根据本发明的燃烧器，气室140一方面与套筒110内部通过第一通孔161连接，另一方面通过第二通孔162使得气室140与外界连通，其中第一通孔可以起到限流的作用；安装板120的周边部分均布多个第三通孔163；另外，安装板120的边缘与开口111之间具有间隙。本实施例的助燃气可以视为分为三部分到达开口111处，其中助燃气第一部分先通过第一通孔131进入气室140，在气室140缓流后再通过位于安装板120中心部分的第二通孔162到达开口111，与燃气混合后可以保证靠近安装板120中心部分的火焰的燃烧更稳定；助燃气第二部分通过安装板120周边部分的第三通孔163直射喷出，此部分助燃气由于以平行于套筒110轴线的方式喷出，与燃气混合后可以用于控制燃烧器火焰距燃烧器的距离；助燃气第三部分通过安装板120与套筒110开口111间的间隙150喷出开口111，此部分助燃气气流流速较高，并且在导流壁112的作用下向套筒110中心轴方向聚拢，从而能够限制燃烧区域的范围。上述三部分助燃气共同参与燃烧，共同使得燃烧器形成稳定的燃烧区，且高温燃烧区域更小，从而能降低氮氧化物的排放。

另外，多个第二通孔162以安装板120中心为对称中心、呈中心对称分布在第一通道131的外围，安装板120还包括对应设在多个第二通孔162处的多个导流板123，使得上述助燃气第一部分从第二通孔162喷射出时，气流在燃烧器的中心轴区域形成旋流回流区，从而更能保证燃烧的稳定性。

本发明提供的燃烧器与烟气再循环(FGR)技术结合对降低氮氧化物排放浓度具有更显著的效果。其实现方式例如是将FGR技术得到的烟气与新空气混合均匀后送入套筒110内作为助燃气。

需要说明的是，上述实施例仅为本发明的一种示例，本发明的呈现形式不限于此，例如在替代的实施例中，安装板上不设有所述第三通孔，套筒内设有气室，气室与套筒内部通过第一通孔连通，气室与外界通过安装板上的第二通孔连通；安装板的边缘与开口之间具有间隙。该燃烧器套筒内的助燃气一方面通过先进入气室缓流后再通过位于安装板中心部分的第二通孔到达开口，从而保证靠近安装板中心部分的火焰的燃烧稳定；助燃气另一方面通过安装板与套筒开口间的间隙到达开口，此部分助燃气气流流速较高，并且在导流壁的作用下向套筒中心轴方向聚拢，从而能够限制燃烧区域的范围，两方面助燃气气流共同使得燃烧器形成稳定的燃烧区，同样可以降低氮氧化物的排放。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (12)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：

套筒，所述套筒的一端具有开口，所述套筒内具有自其内部流向所述开口的助燃气；

安装板，位于所述开口处，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面面向所述套筒内部，所述安装板的边缘与所述开口之间具有间隙；

燃气通道，所述燃气通道从所述套筒内贯穿所述安装板延伸至所述开口处，使得所述燃气通道内的燃气能到达所述开口；以及

气室，所述气室位于所述套筒内，所述气室包括与所述套筒连通的多个第一通孔，

其中，所述安装板包括分布在其中心部分且贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个第二通孔，所述多个第二通孔与所述气室连通，所述助燃气通过所述第一通孔、所述气室以及所述第二通孔到达所述开口，所述助燃气还通过所述间隙到达所述开口，所述套筒的所述开口处设有使所述助燃气向所述套筒中心轴方向聚拢的导流壁。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述安装板还包括分布在其周边部分且贯穿所述第一表面与所述第二表面的多个第三通孔，所述助燃气还通过所述第三通孔到达所述开口。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述助燃气为空气或空气与烟气的混合气。

4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述套筒为圆筒，所述安装板为圆板，所述安装板与所述套筒同轴设置。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述燃气通道包括贯穿所述安装板中心的第一通道和贯穿所述安装板周边部分的多个第二通道，所述多个第二通道在所述安装板周边部分均匀分布。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述第一通道包括位于所述安装板的所述第一表面一侧的第一部分和位于所述安装板的所述第二表面一侧的第二部分，所述第二部分为圆柱状，包括与所述安装板平行的第一底面和位于所述第一底面与所述安装板的所述第二表面之间的第一侧面，所述第一侧面上均匀分布连通所述第一通道内部与外界的多个第四通孔。

7.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述第二通道包括位于所述安装板的所述第一表面一侧的第三部分和位于所述安装板的所述第二表面一侧的第四部分，所述第三部分与所述第一通道连通，所述第四部分为圆柱状，包括向所述套筒中心轴方向倾斜设置的第二底面和位于所述第二底面与所述安装板的所述第二表面之间的第二侧面，所述第二侧面背向所述套筒中心轴方向的一侧以及所述第二底面设有连通所述第二通道内部与外界的多个第五通孔。

8.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述气室与所述安装板的所述第一表面接触，并且设在所述第一通道的外围，所述气室的轴向截面为环形。

9.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述多个第二通孔以所述安装板中心为对称中心、呈中心对称分布在所述第一通道的所述第二部分的外围。

10.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第二通孔截面形状为矩形。

11.根据权利要求10所述的燃烧器，其特征在于，所述安装板还包括对应设在所述多个第二通孔处的多个导流板，所述多个导流板位于所述安装板的所述第二表面，与所述第二表面互成预定角度。

12.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述多个第三通孔以所述安装板中心为对称中心、呈中心对称分布。