CN107191932B

CN107191932B - 低氮燃烧器

Info

Publication number: CN107191932B
Application number: CN201710552759.4A
Authority: CN
Inventors: 陈烨
Original assignee: Jiangyin Chuangjie Electrical Equipment Co Ltd
Current assignee: Jiangyin Chuangjie Electrical Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-08-30
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: CN107191932A

Abstract

本发明公开了一种低氮燃烧器，属于燃烧器领域。包括筒体、调风器和燃烧器，调风器内设有供空气流过的稳燃罩，燃烧器包括至少两个供燃气流动的支管，支管端部设有喷头，喷头呈圆周均匀分布在稳燃罩周围，且喷头上开有混合喷口，混合喷头朝向稳燃罩流出空气的一端。本方案通过喷头向形成旋流的空气直接喷射燃气，使得天然气混合的更加均匀，减少氮氧化物的产生。

Description

低氮燃烧器

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，特别涉及一种低氮燃烧器。

背景技术

天然气是一种天然燃料，密度为0.7174kg/m³小于空气，天然气燃烧产生二氧化碳和水。

公告号CN106196055A的中国发明专利公开了一种大功率低氮燃烧器，包括引风箱，引封箱开口连接风机，引封箱侧面连通筒体，筒体内有调风器。调风器内设有燃烧器，燃烧器包括中心燃气管、喷头和中心起旋器。

燃气从喷头喷出，同时调风器打开使得被风机吹动的空气经过气旋器形成气旋。燃气位于气旋的中心，且与气旋混合后点燃使用。

但是，由于空气密度为1.29kg/m³，几乎是天然气的二倍，所以天然气被平直的喷出后会迅速上升。因为形成旋流的空气此时包裹在天然气外，位于底部的空气不易上升，而位于顶部的天然气不易下降，位于顶部的空气会在天然气上升时与天然气对流混合，使得燃气和空气混合的空间内，形成上下分层的情况，此时通过空气旋流带动混合需要一定的混合时间。

因为混合空气的天然气在筒体内被点燃，所以燃气喷出到点燃的时间不足以使天然气和空气均匀混合。所以仅依靠旋流带动天然气混合，天然气与空气混合会出现分布不均匀的现象。从而导致天然气在筒体内被点燃后，筒体内温度分布不均匀，发生局部温度过高的现象。因为当温度达到800摄氏度时，空气中部分氮元素会转化为氮氧化物，氮氧化物的产生会污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种低氮燃烧器，通过喷头向形成旋流的空气直接喷射燃气，使得天然气混合的更加均匀，减少氮氧化物的产生。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低氮燃烧器，包括筒体、调风器和燃烧器，调风器内设有供空气流过的稳燃罩，燃烧器包括至少两个供燃气流动的支管，支管端部设有喷头，喷头呈圆周均匀分布在稳燃罩周围，且喷头上开有混合喷口，混合喷头朝向稳燃罩流出空气的一端。

通过采用上述技术方案，混合喷头用于喷出燃气，支管连通燃气储存设备，并且燃气储存设备喷出燃气时可以为燃气加压以控制燃气喷出的流速。空气从稳流罩流出经过旋流叶片变成旋涡状运动的气流，混合喷头朝向旋涡状的气流喷射燃气，使得燃气呈包围状进入空气旋涡。然后在空气旋涡的带动下混合均匀。

进一步设置：调风器包括供空气流入的进风罩和供混合气流出的风咀，喷头与风咀的内壁之间留有供空气通过的间隙。

通过采用上述技术方案，在喷头与风咀内壁之间流动的空气，因密度作用向下降落，与燃气相混合。燃气被夹在两层流动的空气之间，进一步使得燃气与空气混合充分。

进一步设置：喷头上开有旋流喷口，旋流喷口朝向风咀的内壁设置。

通过采用上述技术方案，风咀为圆柱筒状壳体，从旋流喷口喷出的燃气，沿风咀的内壁流动，即在风咀内壁的导向下形成燃气旋涡。并且旋流喷口喷出时与直接空气相混合，使得燃气与空气混合更均匀。

进一步设置：喷头环绕在稳燃罩周围构成一个圆形，旋流喷口喷出的燃气流向与圆形相切。

通过采用上述技术方案，使得燃气喷出时更易形成燃气旋涡，从而更充分的与从风咀和喷头之间流动的空气相混合。

进一步设置：风咀流出混合气的一端为开口逐渐变小的锥口。

通过采用上述技术方案，使得燃气与空气的混合气在流出风咀之前再经过一次挤压混合。

进一步设置：喷头端部设有朝向稳燃罩倾斜的斜面，混合喷口位于斜面上。

通过采用上述技术方案，使得燃气朝向旋涡状流动的空气喷出，利用燃气喷出的动能直接与空气混合。

进一步设置：斜面相对于稳燃罩流出空气一端的端面呈30°～60°设置。

通过采用上述技术方案，斜面的倾斜角度在30°～60°之间，在倾斜角度为45°时的混合效果最好。

进一步设置：稳燃罩中心设有点火孔，旋流叶片两端连接在稳燃罩与旋流叶片之间，点火孔朝向进风罩方向延伸，并穿透调风器形成供点火装置插入的点火腔。

通过采用上述技术方案，由于燃气喷出时可以依靠自身动力和呈旋涡流动状态的空气快速混合，所以可以被引燃。

进一步设置：风咀与筒体内壁之间留有一个供空气流过的环形空间，且环形空间连通引风箱。

通过采用上述技术方案，由于燃气在风咀内部被点燃，所以燃烧器工作时，从风咀喷出的是火焰，所以从环形空间流出的空气包裹在火焰外侧，为火焰喷出燃烧器的筒体提供动力。并且由于环形空间内流动的空气比火焰的温度低，所以起到为火焰降温的作用。防止高温燃烧产生过多的氮氧化物，降低氮氧化物的排放。

进一步设置：筒体包括内筒体和外筒体，且内筒体与外筒体之间留有供空气流过的降温层，降温层连通引风箱。

通过采用上述技术方案，在降温层内流动的空气相对于筒体内的火焰温度低，所以起到降温散热的作用。防止高温燃烧产生过多的氮氧化物。降低氮氧化物的排放。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、空气与燃气混合时，以燃气包围旋流空气的方式进行混合，使得燃气混合的更加充分，燃烧时筒体内温度分布均匀，不易因局部高温而产生氮氧化物。

2、混合后的燃气被点燃后，混入温度相对较低的空气，起到降温的作用，减少氮氧化物的产生。

3、筒体为双层设置，内筒体与外筒体之间构成降温层，降温层内保持空气流动，使得筒体散热性能好，筒内热量不易堆积产生高温。

附图说明

图1是表示低氮燃烧器结构的爆炸图；

图2是表示低氮燃烧器结构的剖视图；

图3是表示调风器结构的爆炸图；

图4是表示传动环与叶片、传动杆连接结构的示意图；

图5是表示调风器端盖结构的示意图；

图6是表示叶片打开时进风罩进风状态的示意图；

图7是表示低氮燃烧器内部空气流向示意图；

图8是图7中低氮燃烧器的喷头的结构示意图；

图9是图8中喷头喷出的燃气喷射方向的示意图。

图中，1、筒体；11、内筒体；12、外筒体；13、降温层；14、锥壳；15、引风箱；151、冷风入口；152、连接法兰；16、排气口；2、调风器；21、进风罩；211、叶片；2111、滑槽；212、固定轴；213、传动轴；214、传动杆；215、端盖；2151、通孔；2152、法兰孔；2153、刻度板；2154、刻度槽；216、转动连杆；217、把手；218、传动环；2181、凸起；219、垫圈；22、风咀；221、锥口；23、点火腔；24、稳燃罩；241、旋流叶片；3、燃烧器；31、总管；311、燃气入口；32、支管；33、喷头；331、旋流喷口；332、斜面；333、混合喷口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种低氮燃烧器，如图1和图2所示，该燃烧器包括两端开口且筒身封闭的筒体1、调风器2和燃烧器3。燃烧器3包括环形总管31、J型支管32和喷头33。总管31上焊接有燃气入口311，支管32的钩型一端均匀地连接在总管31的环形表面，且支管32的钩型一端朝总管31的中心轴外侧弯曲，喷头33焊接在支管32的直线型一端。总管31、燃气入口311和支管32相互连通形成天然气输送通道。调风器2包括进风罩21和风咀22，调风器2靠近燃烧器3一侧为进风罩21，进风罩21靠近燃烧器3一侧有端盖215，调风器2远离燃烧器3一侧为风咀22。筒体1包括有一体设置的内筒体11和外筒体12，以及锥壳14和引风箱15。内筒体11和外筒体12之间形成一个降温层13，内筒体11略短于外筒体12，内筒体11与外筒体12远离调风器2一端形成一个开有排气口16的锥面。筒体1靠近调风器2一端焊接有引风箱15，引风箱15侧面上开有一矩形冷风入口151，冷风入口151一圈设有连接法兰152，引风箱15与外筒体12之间焊接有锥壳14。

如图5所示，调风器2的端盖215外表面中央开有点火腔23，端盖215上的点火腔23向外沿同心圆圆周均匀开有通孔2151，通孔2151的个数与支管32的根数相同；通孔2151向外一侧安有一传动轴213，传动轴213上套有一转动连杆216，转动连杆216上安有一个把手217；以转动轴213所在位置为圆心、以转动连杆216为半径的圆的一段圆弧处焊接有一弧形的刻度板2153，刻度板2153上均匀开有刻度槽2154，通过转动把手217将转动连杆216嵌入刻度板2153的刻度槽2154中来达到开关进风罩21的目的，从上到下转动把手217使得进风罩21从关闭的状态打开到最大程度进风的状态；沿端盖215的圆周还开有法兰孔2152。

如图3和图4所示，端盖215上沿其同心圆圆周均匀地分布有固定轴212，每个固定轴212上套有叶片211，在进风罩21关闭时叶片211两两相抵触围绕成一个密封的圆柱侧面；端盖215上的传动轴213在叶片211一侧套有传动杆214，传动杆214连接在传动环218上，传动环218设置于叶片211围成的圆柱侧面内，且传动环218可随传动杆214灵活转动，传动环218上对应叶片211凸出有凸起2181，叶片211靠近端盘215的沿上焊接有一开有滑槽2111的小片，叶片211通过滑槽2111套在传动环218上的凸起2181上。端盖215中央焊接有圆管状的点火腔23，点火腔23远离端盘215一端焊接有稳燃罩24，稳燃罩24内安装有可逆时针旋转的旋流叶片241。风咀22套设接在固定轴212上，形成完整的调风器2。

如图5和图6所示，进风罩21呈打开状态，通过转动把手217带动转动连杆216使得传动轴213转动，又利用传动轴213的转动通过传动杆214使连接在传动杆214上的传动环218转动，从而使传动环218上的凸起2181的位置发生变化，凸起2181在滑槽2111中滑动使叶片211的位置发生改变，致使进风罩21呈打开状态。

如图8和图9所示，焊接在支管32上的喷头33远离支管32一侧的底面有一斜面332，斜面332朝向点火腔23的中心轴一侧倾斜，斜面332上开有混合喷口333，喷头33侧面也开有旋流喷口331，斜面332上的混合喷口333沿支管32围成的圆的直径方向喷出燃气，喷头33侧面上的旋流喷口331沿支管32围成的圆的顺时针切线方向喷出燃气。

如图7所示，将燃烧器3的支管32插入端盖215上的通孔2151使支管32与端盖215法兰连接进行固定，支管32插至稳燃罩24的位置处；将调风器2插入筒体1的引风箱15，利用端盖215上的法兰孔2152使端盖215与引风箱15相连接固定，端盖215上的法兰孔2152处与引风箱15之间垫有垫圈219；调风器2的风咀22中部最终设置在筒体1的锥壳14与引风箱15的连接处，风咀22与内筒体11不相碰触且两者之间设置有径形成通风口，至此组装成完整的低氮燃烧器。

结合图1、图2，一种低氮燃烧器的工作原理如下：天然气从燃烧器3的总管31上的燃气入口311输入，经由总管31、燃气入口311和支管32相互连通形成的通道从喷头33中喷出。在引风箱15的连接法兰152上法兰连接有一风机，当低氮燃烧器工作时，进风罩21打开，风机向冷风入口151送风，冷风从进风罩21进入调风器2，一部分冷风沿点火腔23流动至稳燃罩24，旋流叶片241逆时针旋转使喷头33喷出的天然气和冷风混合，点火腔23点火使混合的天然气和冷风点燃形成火焰；从进风罩21进入的另一部分冷风沿风咀22流动，起到助燃的作用。点燃的火焰从风咀22喷出沿内筒体11喷射，从引风箱15进入的一部分冷风从调风器2与内筒体11之间的通风口进入，与喷出的火焰汇合起到助燃的作用。从引风箱15进入的还有一部分冷风从内筒体11与外筒体12之间的通风口进入降温层13，带走内筒体11上的一部分热量后从排气口16排出，起到了降温的作用。天然气燃烧达到一定高的温度时会产生氮氧化物，氮氧化物会造成大气氧化性增强，是我国重点控制的一类污染物。本低氮燃烧器的原理就是通过输送冷风进入降温层从而带走内筒体11的一部分热量进行降温，减少天然气燃烧时氮氧化物的产生。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种低氮燃烧器，包括筒体（1）、调风器（2）和燃烧器（3），所述调风器（2）内设有供空气流过的稳燃罩（24），其特征在于：所述燃烧器（3）包括至少两个供燃气流动的支管（32），所述支管（32）端部设有喷头（33），所述喷头（33）呈圆周均匀分布在所述稳燃罩（24）周围，且所述喷头（33）上开有混合喷口（333），所述混合喷头（333）朝向所述稳燃罩（24）流出空气的一端；调风器（2）的端盖（215）外表面中央开有点火腔（23），端盖（215）上的点火腔（23）向外沿同心圆圆周均匀开有通孔（2151），通孔（2151）的个数与支管（32）的根数相同；通孔（2151）向外一侧安有一传动轴（213），传动轴（213）上套有一转动连杆（216），转动连杆（216）上安有一个把手（217）；以转动轴（213）所在位置为圆心、以转动连杆（216）为半径的圆的一段圆弧处焊接有一弧形的刻度板（2153），刻度板（2153）上均匀开有刻度槽（2154）；端盖（215）上沿其同心圆圆周均匀地分布有固定轴（212），每个固定轴（212）上套有叶片（211），在进风罩（21）关闭时叶片（211）两两相抵触围绕成一个密封的圆柱侧面；端盖（215）上的传动轴（213）在叶片（211）一侧套有传动杆（214），传动杆（214）连接在传动环（218）上，传动环（218）设置于叶片（211）围成的圆柱侧面内，且传动环（218）可随传动杆（214）灵活转动，传动环（218）上对应叶片（211）凸出有凸起（2181），叶片（211）通过滑槽（2111）套在传动环（218）上的凸起（2181）上；点火腔（23）远离端盘（215）一端焊接有稳燃罩（24），稳燃罩（24）内安装有可逆时针旋转的旋流叶片（241）。

2.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述调风器（2）包括供空气流入的进风罩（21）和供混合气流出的风咀（22），所述喷头（33）与所述风咀（22）的内壁之间留有供空气通过的间隙。

3.根据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述喷头（33）上开有旋流喷口（331），所述旋流喷口（331）朝向所述风咀（22）的内壁设置。

4.根据权利要求3所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述喷头（33）环绕在所述稳燃罩（24）周围构成一个圆形，所述旋流喷口（331）喷出的燃气流向与所述圆形相切。

5.根据权利要求3所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述风咀（22）流出混合气的一端为开口逐渐变小的锥口（221）。

6.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述喷头（33）端部设有朝向所述稳燃罩（24）倾斜的斜面（332），所述混合喷口（333）位于所述斜面（332）上。

7.根据权利要求6所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述斜面（332）相对于所述稳燃罩（24）流出空气一端的端面呈30°～60°设置。

8.根据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述稳燃罩（24）中心设有点火孔，所述旋流叶片（241）两端连接在所述稳燃罩（24）与所述旋流叶片（241）之间，所述点火孔朝向所述进风罩（21）方向延伸，并穿透所述调风器（2）形成供点火装置插入的点火腔（23）。

9.根据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述风咀（22）与所述筒体（1）内壁之间留有一个供空气流过的环形空间，且所述环形空间连通引风箱（15）。

10.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征在于：所述筒体（1）包括内筒体（11）和外筒体（12），且所述内筒体（11）与所述外筒体（12）之间留有供空气流过的降温层（13），所述降温层（13）连通引风箱（15）。