CN108443874B - 一种燃烧器及其燃烧头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃烧器及其燃烧头，其技术方案要点是：包括火焰筒，火焰筒一侧设有框口，火焰筒固定盘上设有喷油嘴以及通风槽，喷油嘴包括点火油嘴以及至少一组一级火喷油组件，每组一级火喷油组件包括若干二级火喷油嘴。多个喷头同时喷出待燃烧的油颗粒，喷出的待燃烧油颗粒均匀分布于火焰筒内侧；点燃分布较为均匀的油颗粒，空气会穿过通风槽，并带动燃烧的油颗粒往框口一侧移动,形成分层燃烧，油颗粒与空气之间的燃烧会更加充分，燃烧之后空气内氧气残留量下降，一氧化碳的浓度也会大幅度降低，燃烧之后的废气含氧量下降，这样排放废气总量下降,降低废气所带走的热量，提升了总体燃烧效率，能耗低，环保性能较佳。

Description

一种燃烧器及其燃烧头

技术领域

本发明涉及升温加热设备，特别涉及一种燃烧器及其燃烧头。

背景技术

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。

传统的燃烧器如附图1所示，其包括火焰筒a，火焰筒a的框口朝向左侧方向，在火焰筒a固定盘中部安装有喷油头b，喷油头b外接于高压喷油机e，在火焰筒a底框上设有通风槽c，在火焰筒a右侧还设置了风机d；高压喷油机e将待燃烧的油颗粒从喷油头b高压喷出，点燃，启动风机d，风机d吹出的风会穿过通风槽c吹向左侧，此时喷油头b处喷出的油颗粒会被风机d吹向左侧，以形成一圆柱形的空心火焰燃烧区。

上述燃烧器通常会被运用于锅炉加热，即火焰筒a被固定于锅炉外侧壁上，锅炉炉壁上贯穿设置加热槽，火焰筒a对插于加热槽，以对整个锅炉进行加热操作。

但是在实际使用过程中，该类型的燃烧器会存在过氧或一氧化碳超标的问题，具体原因如下：由于火焰筒a内仅仅存在单个喷油头b，为了满足大型锅炉的燃烧需求，单个喷油头b内会喷出较多的待燃烧油颗粒，带燃烧油颗粒的集聚性较强，在燃烧过程中，集聚性较强的油颗粒容易产生燃烧不充分的问题，一旦燃烧不充分，经过燃烧之后，一氧化碳浓度增加，从左侧吹出的风当中的氧气残留量会上升，会带走更多的热量，该部分热量由于会被迅速带出加热体，进而很难直接作用于加热体内壁，同等加热需求之下，使用该类燃烧器的能耗相对较高,氮化物超标。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种燃烧头,其具有加热效率高、降低能耗、产生氮化物含量低的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种燃烧头，包括火焰筒，所述火焰筒一侧设有框口，所述火焰筒固定盘上设有喷油嘴以及通风槽，所述喷油嘴包括位于喷油嘴中部位置的点火油嘴以及至少一组一级火喷油组件，每组一级火喷油组件包括若干圆周阵列于点火油嘴外侧的二级火喷油嘴。

通过上述技术方案，将整个喷油嘴分成位于中部位置的点火油嘴以及位于点火油嘴外侧的若干二级火喷油嘴，多个喷头同时喷出待燃烧的油颗粒，喷出的待燃烧油颗粒均匀分布于火焰筒内侧；点燃分布较为均匀的油颗粒，风力会穿过通风槽，并带动燃烧的油颗粒往框口一侧移动，油颗粒与空气之间的燃烧会更加充分，燃烧之后空气内的氧气残留量下降，一氧化碳的浓度也会大幅度降低，燃烧之后的空气总量下降，有助于降低空气所带走的热量，提升了总体加热效率，能耗低，环保性能较佳。

优选的，所述火焰筒框壁上贯穿设有烟气内循环口。

通过上述技术方案，在实际使用过程中，火焰筒外侧壁与对应加热槽槽壁之间存在间隙，在油颗粒燃烧之后，位于火焰筒外侧的烟气会通过烟气内循环口重新进入到火焰筒内部，重新进行二次燃烧；上述过程中，首先，若该部分气体当中存在一氧化碳，则能再一次进行燃烧，形成二氧化碳，降低整体能耗；其次，能有助于降低火焰筒内的氧气浓度，以降低燃烧后空气内的含氧量，达到低氧排放的目的；再次，油颗粒剧烈燃烧后，其热量较高，而该部分温度一旦达到如1250℃以上时，容易在燃烧过程中产生较多的氮化物，内部空气的回流，有利于降低火焰筒部分的温度，抑制氮化物的产生量。

优选的，还包括导风片，所述烟气内循环口包括若干沿火焰筒框壁均匀分布的第一内循环口，所述导风片端部连接于第一内循环口的口壁上。

通过上述技术方案，首先，导风片能引导回流的烟气更加有序地进入到火焰筒内，有效降低火焰筒内空气出现紊流的情况；其次，能根据实际使用需求，调整导风片的朝向，以控制调节回流烟气和空气进入燃烧火焰的部位，从而降低了火焰局部温度。

优选的，所述烟气内循环口还包括沿火焰筒壁均匀分布的第二内循环口，所述第二内循环口位于相对于第一内循环口背离框口的位置。

通过上述技术方案，第二内循环口能提升回流气体进入到火焰筒内部的速度，提升回流气体的利用率，有利于提升燃烧利用率。

优选的，所述火焰筒固定盘处向框口一侧延伸有提速风环，所述喷油嘴位于提速风环之内。

通过上述技术方案，当回流气体从第二内循环口进入时，会与提速风环发生一定的撞击，以降低回流气体此时的流动速度，从而降低火焰筒内空气出现紊流的情况。

优选的，所述点火油嘴外侧设有点火嘴挡风环，每个所述二级火喷油嘴外侧均设有喷油嘴挡风环。

通过上述技术方案，点火嘴挡风环罩设于点火油嘴的外侧，喷油嘴挡风环罩设于二级火喷油嘴的外侧，当火焰筒内的风力在不断发生流动时，主挡风罩能降低点火油嘴熄火的概率，喷油嘴挡风环也能对应降低二级火喷油嘴熄火的概率。

优选的，所述火焰筒的固定盘上还设有点火嘴助风环，所述点火嘴挡风环与点火油嘴均位于点火嘴助风环内，所述火焰筒固定盘位置设有第一风槽，所述第一风槽位于点火嘴挡风环与点火嘴助风环之间。

通过上述技术方案，外部风机吹出的风力会穿过第一风槽，并使点火油嘴与一级火喷油组件之间形成一风幕，降低了点火油嘴喷出的油颗粒与一级火喷油组件喷出的油颗粒两者燃烧所产生的相互干扰，以助于提升火焰筒内油颗粒燃烧的稳定性。

优选的，位于点火嘴挡风环内的火焰筒框壁以及位于喷油嘴挡风环内的火焰筒框壁均为旋风壁，所述旋风壁包括若干与点火嘴挡风环环壁或与喷油嘴挡风环环壁相连的旋风件，所述旋风件均匀分布于点火嘴挡风环环壁或喷油嘴挡风环环壁；每个旋风件均包括两块相互错位且平行的旋风块、连接于两个旋风块之间的连接块，相邻两个旋风件上的旋风块之间存在旋风间隙。

通过上述技术方案，外部风机的风力与旋风壁接触时，风力会先与背离框口的旋风块发生接触，然后穿过旋风间隙，再与靠近于框口的旋风块接触，最后从旋风件靠近框口的侧壁上吹出，形成螺旋状的风；无论是点火油嘴还是二级火喷油嘴喷出的油颗粒，该油颗粒会依附于螺旋风力，行进路径也会接近螺旋形，增加了油滴的行走路程，且相对而言，单位时间内，油滴行走的直线路径降低，在同样的直线距离，增加了油颗粒与空气的接触时间，进而提升油颗粒的燃烧效率。

优选的，所述火焰筒固定盘上设有若干以点火油嘴为中心呈圆周阵列的通风组，每个通风组均包括若干通风孔，通风孔沿点火嘴挡风环的径向方向进行分布，每个通风组均位于相邻两个喷油嘴挡风环之间。

通过上述技术方案，通风孔内会吹出风力，每一个通风组均会形成一道气幕，该气幕位于相邻两个喷油嘴挡风环之间，降低相邻两个二级火喷油嘴喷出油颗粒发生相互干扰的几率，以助于进一步提升火焰筒内油颗粒燃烧的稳定性。

本发明的第二个目的在于提供一种燃烧器,其具有加热效率高、降低能耗的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种燃烧器，包括上述的燃烧头。

通过上述技术方案，该燃烧器利用上述的燃烧头，其内部油颗粒燃烧较为充分，能耗较低。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：燃烧器内部油颗粒燃烧充分且稳定，其火焰筒内部的氧气以及一氧化碳的残留量下降，燃烧后的空气总量下降，有效降低了整体的燃烧效率，有利于降低整体能耗。

附图说明

图1为现有的燃烧器结构示意图；

图2为实施例一的结构示意图，用于展示实施例一的总体结构；

图3为实施例一的正视结构示意图，用于重点展示点火油嘴与副喷油头之间的排列关系；

图4为实施例一中固定盘部分的爆炸结构示意图，用于重点展示喷油嘴挡风环、旋风件、固定盘三者之间的配合关系；

图5为图4的A部放大图，用于重点展示旋风件的内部结构情况；

图6为实施例一的局部剖视图，用于重点展示烟气内循环口部分的内部结构；

图7为图6的B部放大图；

图8为实施例一的侧视结构示意图，用于重点展示第一主油架部分的内部油颗粒走向情况；

图9为实施例一的后视结构示意图，用于重点展示第二Y型通油座、点火进油管二者内部的油颗粒走向情况。

附图标记：a、火焰筒；b、喷油头；c、通风槽；d、风机；e、高压喷油机；

1、火焰筒；101、固定盘；102、框壁；2、框口；3、喷油嘴；31、点火油嘴；32、一级火喷油组件；321、二级火喷油嘴；4、烟气内循环口；41、第一内循环口；42、第二内循环口；5、导风片；6、提速风环；7、点火嘴挡风环；8、喷油嘴挡风环；9、点火嘴助风环；10、第一风槽；11、旋风壁；12、旋风件；121、旋风块；122、连接块；13、旋风间隙；14、通风组；141、通风孔；15、通风槽；16、点火油嘴座；17、第二级喷油嘴座；18、第一Y型通油座；181、第一级进油口；182、第一级出油口；19、第二Y型通油座；191、第二级注油口；192、第二级出油口；20、点火进油管；21、第一级进油管；22、第二级进油管；23、二次风通风口；24、空气分流圈；25、法兰盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种燃烧头，参见图2，包括圆筒状的火焰筒1，火焰筒1的端部开设有框口2，火焰筒1固定盘101上设有喷油嘴3以及通风槽15；风力会穿过通风槽15，吹向框口2一侧，喷油嘴3能喷出待燃烧的油颗粒，点燃喷油嘴3喷出的油颗粒，处于燃烧状态的油颗粒便能顺着风力流动方向发生运动。

出于安装的便捷性考虑，在火焰筒1外侧连接有法兰盘25。

参见图3，喷油嘴3包括点火油嘴31、至少一组一级火喷油组件32，本实施例中，一级火喷油组件32的数量为一组，点火油嘴31位于火焰筒1固定盘101的中部位置，每组一级火喷油组件32包括若干二级火喷油嘴321，一组一级火喷油组件32内的若干二级火喷油嘴321排列成圆环形，且点火油嘴31位于该圆环形的一级火喷油组件32的中心位置。

参见图4，在火焰筒1固定盘101上设有点火嘴挡风环7，点火嘴挡风环7整体为圆环形，点火嘴挡风环7套设于点火油嘴31外部位置，点火嘴挡风环7的中心与点火油嘴31之间呈同心设置，点火嘴挡风环7所围成的火焰筒1固定盘101位置为旋风壁11，该旋风壁11包括若干与点火嘴挡风环7内环壁上连接有旋风件12，旋风件12均匀分布于点火嘴挡风环7的内环壁上。

其中，参见图2以及图5，每个旋风件12包括相互错位且平行的旋风块121，两个旋风块121之间连接有连接块122，每个旋风件12的横截面形状类似于Z字形，相邻两个旋风件12上的旋风块121之间存在旋风间隙13，背离框口2的风力会穿过旋风间隙13进入到框口2一侧，并形成旋转状的风。

参见图3以及图4，在火焰筒1的固定盘101上还设置有点火嘴助风环9，点火嘴助风环9的径向尺寸比点火嘴挡风环7的径向尺寸大，点火嘴助风环9套设置于点火嘴挡风环7的外侧，且点火嘴助风环9与点火嘴挡风环7之间呈同心设置。在火焰筒1的固定盘101上也设置有第一风槽10，第一风槽10分布于点火嘴挡风环7与点火嘴助风环9之间的位置上。

参见图4，在火焰筒1固定盘101上还设有喷油嘴挡风环8，喷油嘴挡风环8整体为圆环形，喷油嘴挡风环8套设于二级火喷油嘴321外部位置，喷油嘴挡风环8的中心与二级火喷油嘴321之间呈同心设置，喷油嘴挡风环8所围成的火焰筒1固定盘101位置也为旋风壁11，该旋风壁11包括若干与喷油嘴挡风环8内环壁上连接有旋风件12，旋风件12均匀分布于喷油嘴挡风环8的内环壁上。

其中，参见图4以及图5，点火嘴挡风环7与喷油嘴挡风环8内旋转件12结构相同，每个位于喷油嘴挡风环8内的旋风件12结构也包括相互错位且平行的旋风块121，两个旋风块121之间连接有连接块122，每个旋风件12的横截面形状类似于Z字形，相邻两个旋风件12上的旋风块121之间存在旋风间隙13，背离框口2的风力会穿过旋风间隙13进入到框口2一侧，并形成旋转状的风。

参见图3，在火焰筒1的固定盘101上还设有若干通风组14，若干通风组14以点火油嘴31为中心呈圆周阵列分布，每个通风组14均位于相邻两个喷油嘴挡风环8之间，每个通风组14均包括若干通风孔141，每个通风组14内的通风孔141沿着点火嘴挡风环7的径向方向进行排列分布。

参见图6，在火焰筒1的框壁102上贯穿设有烟气内循环口4，烟气内循环口4包括若干沿火焰筒1框壁102均匀分布的第一内循环口41以及第二内循环口42，第二内循环口42位于相对于第一内循环口41背离框口2的位置，其中，每个第一内循环口41内均设置有导风片5，导风片5的端部与第一内循环口41背离框口2的口壁相连，且导风片5向火焰筒1内部倾斜；本实施例中，第二内循环口42的形状选用长方形。

参见图3以及图7，在火焰筒1的固定盘101上设有提速风环6以及空气分流圈24，提速风环6以及空气分流圈24均向框口2一侧延伸，提速风环6与空气分流圈24的形状均为圆环形，提速风环6与空气分流圈24之间呈同心设置，喷油嘴3、点火嘴挡风环7、点火嘴助风环9、喷油嘴挡风环8四者均位于空气分流圈24之内，第二内循环口42与火焰筒1固定盘101之间的距离小于或等于提速风环6的延伸高度。

在火焰筒1的固定盘101上贯穿设置有二次风通风口23，二次风通风口23位于提速风环6与空气分流圈24之间，风力可穿过二次风通风口23进而在一级火喷油组件32外侧形成环形的风幕，不仅有利于降低火焰筒1框壁102的温度，降低燃烧过程中氮化物的产生量，而且能有利于保持火焰筒1内部的火焰燃烧稳定性。

在本实施例当中，参见图8以及图9，二级火喷油嘴321的数量为六个，六个二级火喷油嘴321分为三个点火油嘴座16以及三个第二级喷油嘴座17，三个点火油嘴座16与三个第二级喷油嘴座17之间呈交替间隔分布。在火焰筒1背离框口2的一侧设有第一Y型通油座18以及第二Y型通油座19，第一Y型通油座18上设有第一级进油口181以及三个第一级出油口182，第一级进油口181上对接有点火进油管20，三个第一级出油口182分别对接于三个点火油嘴座16；第二Y型通油座19上设有第二级注油口191以及三个第二级出油口192，第二级注油口191上对接有第一级进油管21，三个第二级出油口192分别对接于三个第二级喷油嘴座17；还设置有第二级进油管22，第二级进油管22对接于点火油嘴31；点火进油管20、第一级进油管21、第二级进油管22可分别与高压喷油机对接，最好将点火进油管20、第一级进油管21、第二级进油管22内的油颗粒流量控制到相同；单位时间内，点火油嘴31喷出的油颗粒量大致为单个二级火喷油嘴321的油颗粒量的三倍，位于中部的点火油嘴31喷出的油颗粒稳定燃烧，

同时引燃一级火喷油组件32、二级火喷油嘴321，稳定燃烧后，关闭点火油嘴31，能改善中心火焰温度，形成相对的空心燃烧，进而形成更稳定的火焰。

安装过程：螺栓穿过法兰盘25并螺纹连接于对应的锅炉外侧壁，火焰筒1的框壁102与锅炉的加热槽槽壁之间存在一定的间隙；

使用过程：（1）喷油点火，高压喷油机分别对点火进油管20、第一级进油管21、第二级进油管22注入油颗粒，点火进油管20内的油颗粒通过第一级进油口181进入到第一Y型通油座18，并从三个第一级出油口182流出，最终从点火油嘴座16喷出；第一级进油管21内的油颗粒通过第二级注油口191进入到第二Y型通油座19，并从三个第二级出油口192流出，最终从第二级喷油嘴座17喷出；第二级进油管22内的油颗粒会直接进入到点火油嘴31内，进而从点火油嘴31中喷出；点燃点火油嘴座16、第二级喷油嘴座17、点火油嘴31处喷出的油颗粒；

（2）开启风机，风机所带来的气流从火焰筒1背离框口2的一侧进入，进入的位置有多出，其一、气流会穿过旋风件12的旋风间隙13吹出，以形成旋转风；其二、气流会穿过第一风槽10吹出，以形成包围于点火油嘴31四周的环形风幕；其三、气流会穿过通风组14内的通风孔141吹出，以形成分隔于相邻喷油嘴挡风环8之间的风幕；其四、气流会穿过二次风通风口23吹出，以形成包围于一级火喷油组件32四周的环形风幕；

（3）点火油嘴座16、第二级喷油嘴座17、点火油嘴31喷出的油颗粒各自燃烧之后，所产生的一次废气会进入到火焰筒1的框壁102与锅炉的加热槽槽壁之间的间隙当中，并会从第一内循环口41、第二内循环口42重新进入到火焰筒1内，以二次参与燃烧利用。

实施例二：

一种燃烧器，包括实施例一中的燃烧头，点火进油管20、第一级进油管21、第二级进油管22均与高压喷油机相连，且在火焰筒1背离框口2的一侧安装风机。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种燃烧头，包括火焰筒(1)，所述火焰筒(1)一侧设有框口(2)，所述火焰筒(1)固定盘(101)上设有喷油嘴(3)以及通风槽(15)，其特征是：所述喷油嘴(3)包括位于喷油嘴(3)中部位置的点火油嘴(31)以及至少一组一级火喷油组件(32)，每组一级火喷油组件(32)包括若干圆周阵列于点火油嘴(31)外侧的二级火喷油嘴(321)；

所述点火油嘴(31)外侧设有点火嘴挡风环(7)，每个所述二级火喷油嘴(321)外侧均设有喷油嘴挡风环(8)；

所述火焰筒(1)的固定盘(101)上还设有点火嘴助风环(9)，所述点火嘴挡风环(7)与点火油嘴(31)均位于点火嘴助风环(9)内，所述火焰筒(1)固定盘(101)位置设有第一风槽(10)，所述第一风槽(10)位于点火嘴挡风环(7)与点火嘴助风环(9)之间；

位于点火嘴挡风环(7)内的火焰筒(1)框壁(102)以及位于喷油嘴挡风环(8)内的火焰筒(1)框壁(102)均为旋风壁(11)，所述旋风壁(11)包括若干与点火嘴挡风环(7)环壁或与喷油嘴挡风环(8)环壁相连的旋风件(12)，所述旋风件(12)均匀分布于点火嘴挡风环(7)环壁或喷油嘴挡风环(8)环壁；每个旋风件(12)均包括两块相互错位且平行的旋风块(121)、连接于两个旋风块(121)之间的连接块(122)，相邻两个旋风件(12)上的旋风块(121)之间存在旋风间隙(13)；

所述火焰筒(1)固定盘(101)上设有若干以点火油嘴(31)为中心呈圆周阵列的通风组(14)，每个通风组(14)均包括若干通风孔(141)，通风孔(141)沿点火嘴挡风环(7)的径向方向进行分布，每个通风组(14)均位于相邻两个喷油嘴挡风环(8)之间。

2.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征是：所述火焰筒(1)框壁(102)上贯穿设有烟气内循环口(4)。

3.根据权利要求2所述的燃烧头，其特征是：还包括导风片(5)，所述烟气内循环口(4)包括若干沿火焰筒(1)框壁(102)均匀分布的第一内循环口(41)，所述导风片(5)端部连接于第一内循环口(41)的口壁上。

4.根据权利要求3所述的燃烧头，其特征是：所述烟气内循环口(4)还包括沿火焰筒(1)壁均匀分布的第二内循环口(42)，所述第二内循环口(42)位于相对于第一内循环口(41)背离框口(2)的位置。

5.根据权利要求4所述的燃烧头，其特征是：所述火焰筒(1)固定盘(101)处向框口(2)一侧延伸有提速风环(6)，所述喷油嘴(3)位于提速风环(6)之内。

6.一种燃烧器，其特征是：包括如权利要求1-5任意一项所述的燃烧头。