CN110260310A - 一种全预混燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全预混燃烧器，涉及燃烧器的技术领域，其包括风机、混合室壳体、燃烧头以及点火器，混合室壳体连接于风机与燃烧头之间，在混合室壳体内设置有空气主管以及燃气主管，空气主管的空气主管联通有若干根空气支管，燃气主管联通有若干根燃气支管，空气支管的出口端背离风机设置，若干根燃气支管一一对应联通到空气支管；在空气支管与燃烧头之间设置有连接板，连接板的两端分别与若干根空气支管以及燃烧头密封连接，连接板上开设有与若干根空气支管对应的导气孔。本发明具有结构简单、加工成本低，燃气与空气的混合效果好且混合结果稳定的效果。

Description

一种全预混燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器的技术领域，尤其是涉及一种全预混燃烧器。

背景技术

燃烧器是使燃料和空气一定的方式喷出混合或混合喷出燃烧的装置的統称，其中包括全预混燃烧器。全预混燃烧器是在燃气点燃之前，先将燃气和空气充分的混合，随后混合形成的混合气体排出并点燃的装置。全预混燃烧器有燃烧充分、火焰温度高，CO、NOx等有害气体排放少的优点。

在现有技术中，通常使用混合装置对燃气和空气进行混合。现有的授权公告号为CN206669740U的专利文件（对比文件）公开了一种全预混式金属纤维燃烧器，包括风机、预混室和燃烧头，所述风机的出风口与所述预混室的前端连接；所述预混室的后端与所述燃烧头连接，所述预混室内部设置有点火总成和配气环，所述点火总成位于预混室后端，所述配气环与预混室侧壁的燃气入口连接，燃气由燃气入口进入预混室，通过所述配气环均匀喷散，与预混室内的空气进行第一次混合；所述燃烧头内部设有混风轮，在预混室内第一次混合后的燃气和空气进入所述燃烧头，在混风轮作用下进行第二次混合。所述配气环包括连接弯管、喷管和混风叶片。对比文件公开了在预混室内设置混风叶片，利用叶片对燃气与空气混合的技术方案。

燃气与空气的混合过程包括气流的撞击以及分子的自由扩散。在燃气从管路中排放到混合室内后，燃气并不能马上与全部的空气混合，而是在气流撞击之后进行局部的混合。同时为了避免回火，风机所吹出的气流具有较高的速度。在这种情况下，燃气难以在遇到混风叶片之前充分的扩散并与空气充分的混合。气流流经叶片时，在气流保有轴向速度的同时，还会受叶片的作用而产生周向速度，但是并没有径向速度的存在。所以，气流流经叶片之后，仍然需要依靠燃气自身的扩散，以及气流中存在的漩涡实现进一步的混合。所以进入到燃烧头内的气体仍存在局部混合不充分的情况。燃气与空气混合的不稳定，导致在燃烧头不同位置、不同时刻，燃烧的状态会发生变化的情况。进一步的，叶片还有设计难度较高，加工成本大的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种全预混燃烧器，其具有结构简单、加工成本低，燃气与空气的混合效果好且混合结果稳定的效果。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种全预混燃烧器，包括风机、混合室壳体、燃烧头以及点火器，混合室壳体连接于风机与燃烧头之间，燃烧头包括外筒以及套在外筒外部的金属纤维网毡，金属纤维网毡与外筒固定连接；外筒上设置有若干个冲孔，金属纤维网毡将全部的冲孔遮盖；外筒背离混合室壳体的有一端密封设置有封板，在混合室壳体内设置有空气主管以及燃气主管，空气主管的空气主管联通有若干根空气支管，燃气主管联通有若干根燃气支管，空气支管的出口端背离风机设置，若干根燃气支管一一对应联通到空气支管；在空气支管与燃烧头之间设置有连接板，连接板的两端分别与若干根空气支管以及燃烧头密封连接，连接板上开设有与若干根空气支管对应的导气孔。

通过采用上述技术方案，利用空气支管狭小的空间，使燃气与空气利用气流对撞在空气支管内进行充分的混合，燃气不再需要进一步的扩散。从空气支管排出的气体不存在局部混合不充分和混合状态不稳定的缺点。同时不需要加装混合装置，降低了燃烧器的研发成本。

本发明进一步设置为：所述外筒内部同轴设置有内筒，外筒与内筒之间形成环形通道，内筒的两端分别与所述封板以及所述连接板密封固定连接。

通过采用上述技术方案，限制了气流在外筒内的活动空间，而且狭小的空间有利于燃气与空气的混合。因为在外筒的中部充斥的气体并不会对燃烧头外的燃烧情况产生影响，而且外筒中部空旷的空间还会在气流从空气支管中排出时产生漩涡区，降低气流的流速。

本发明进一步设置为：所述空气支管的出口端呈圆边矩形。

通过采用上述技术方案，可以缩短相邻的两根空气支管的出口端的间距，便于气流快速的扩充到环形通道内。

本发明进一步设置为：所述连接板以及所述封板上分别开设有第一通气孔以及第二通气孔，所述空气主管的外管壁与所述混合室壳体的内壁之间留有空隙。

通过采用上述技术方案，由风机吹出的一部分空气进入到空气主管内，并最终进入环形通道并从冲孔排出；由风机吹出的另一部分空气从空气主管与混合室壳体之间的空隙流入，并从内筒的中流出。由于燃烧会产生大量的热量，气流从内筒中吹过时将带走大量的热量，起到为燃烧头降温的作用，延长燃烧头的使用寿命。

本发明进一步设置为：所述空气支管的内部设置有扰流件，扰流件位于空气支管的出口端与所述燃气支管之间，扰流件包括若干个同轴设置的圆环以及十字交叉的两根支撑杆，圆环的轴线与所述空气支管的轴线重合，相邻的圆环之间留有空隙，支撑杆与圆环固定连接，支撑杆与空气支管固定连接。

通过采用上述技术方案，设置的扰流件能够对空气支管中的气流产生干扰，加快燃气与空气的混合。

本发明进一步设置为：所述空气主管在自风机至燃烧头的方向上管径逐渐收缩。

通过采用上述技术方案，空气主管渐缩的管径会使流经的气流的静压下降，动压上升，进而提高气流的流速，提高混合效果以及气流从燃烧头排出的流速。

本发明进一步设置为：在所述燃气主管与所述混合室壳体之间固定有若干个支撑件。

通过采用上述技术方案，对空气主管进行加固，使空气主管更加稳定。由于风机吹出的气流为湍流，会在空气主管上产生大小以及方向无法确定的作用力，而且作用力持续发生，倘若空气流通的管路上仅有空气支管远离空气主管的一端被固定，那么空气支管被固定的连接处容易发生疲劳破坏。

本发明进一步设置为：第一通气孔和第二通气孔的孔径均与所述内筒的筒径一致。

通过采用上述技术方案，减少气流在内筒中流过时的能量损失。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.利用空气支管狭小的空间，使燃气与空气利用气流对撞在空气支管内进行充分的混合，燃气不再需要进一步的扩散；

2.通过设置环形通道，限制了气流在外筒内的活动空间，而且狭小的空间有利于燃气与空气的混合；

3.通过设置第一通孔以及第二通孔，气流从内筒中吹过时将带走大量的热量，起到为燃烧头降温的作用，延长燃烧头的使用寿命；

4.通过设置扰流件，对空气支管中的气流产生干扰，加快燃气与空气的混合。

附图说明

图1是一种全预混燃烧器的等轴测视图；

图2是一种全预混燃烧器的剖视图；

图3是一种全预混燃烧器的局部爆炸图1；

图4是一种全预混燃烧器的局部爆炸图2；

图5是空气支管的主视图。

图中，1、风机；11、机壳；12、电机；13、叶轮；14、进气管；15、空气过滤器；2、混合室壳体；21、固定法兰；3、燃烧头；31、外筒；32、内筒；33、封板；331、第二通孔；34、金属纤维网毡；4、电控箱；51、空气主管；52、空气支管；61、燃气主管；62、燃气支管；7、连接板；71、导气孔；72、第一通孔；8、扰流件；81、圆环；82、支撑杆；9、点火电极。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明公开了一种全预混燃烧器，包括风机1、混合室壳体2、燃烧头3以及电控箱4。混合室壳体2位于风机1与燃烧头3之间。电控箱4固定于机壳11背离混合室壳体2的一侧。

风机1包括机壳11、位于机壳11外的电机12、位于机壳11内的叶轮13。电机12通过螺栓与机壳11固定连接，电机12与电控箱4电连接。电机12的输出轴贯穿伸入到机壳11内并与叶轮13同轴刚性连接，电机12的输出轴与机壳11回转连接。风机1还包括进气管14以及空气过滤器15。进气管14焊接于机壳11背离电机12的一侧并且与机壳11内部相连通，空气过滤器15固定连接于进气管14背离机壳11的一端。

混合室壳体2为圆筒状结构，混合室壳体2通过法兰与机壳11相连。从风机1吹出的气流将吹入到混合室壳体2内部。在混合室壳体2的外壁上还设置有用于与锅炉连接的固定法兰21，固定法兰21与混合室壳体2焊接相连。在固定法兰21背离风机1的一侧表面上还安装有点火电极9，点火电极9与电控箱4电连接。

参见图2和图3，在混合室壳体2内部设置有一根空气主管51、四根空气支管52、一根燃气主管61以及四根燃气支管62。空气主管51与混合室壳体2同轴设置，在自靠近风机1至背离风机1的方向上，空气主管51的管径逐渐收缩。空气主管51的外壁与混合室壳体2的内壁之间留有间隙，空气主管51通过四个支撑件固定。支撑件为杆体结构，支撑件的两端分别于混合室壳体2以及空气主管51焊接相连。四个支撑件绕空气主管51的轴线等距分布。空气主管51背离风机1的一端封闭，空气主管51朝向风机1的一端开放。

四根空气支管52焊接于空气主管51背离风机1的一端并且于空气主管51相连通。空气支管52朝向背离风机1的一侧伸出。在自靠近风机1至背离风机1的方向上，空气支管52的截面由圆形逐渐变为圆边矩形。

燃气主管61从混合室壳体2的外部伸入到混合室壳体2的内部并伸入到四根空气支管52之间。燃气主管61位于混合室壳体2内的管口封闭并朝向背离风机1的一侧弯曲。

四根燃气支管62位于四根空气支管52之间，四根燃气支管62分别与四根空气支管52相联通，并且四根燃气支管62还与燃气主管61相联通。燃气支管62的两端分别与空气支管52以及燃气主管61焊接相连。

从风机1吹出的气流将从空气主管51分流到四根空气支管52中；燃气主管61内的燃气将分流到四根燃气支管62中并进入到四根空气支管52中。在空气支管52的狭小空间内，燃气将与空气充分的对撞混合，并最终从空气支管52背离风机1的一端排出。利用空气支管52狭小的空间，使燃气与空气利用气流对撞在空气支管52内进行充分的混合，燃气不再需要进一步的扩散。从空气支管52排出的气体不存在局部混合不充分和混合状态不稳定的缺点。

参见图5，在空气支管52内还设置有扰流件8。扰流件8包括四个同轴设置的圆环81，圆环81的轴线与空气支管52的轴线重合，相邻的圆环81之间留有间隙。扰流件8还包括两根十字交叉设置的支撑杆82。两根支撑杆82与四个圆环81焊接相连，并且支撑杆82与空气支管52焊接相连。设置的扰流件8能够对空气支管52中的气流产生干扰，加快燃气与空气的混合。

参见图1、图2和图4，燃烧头3包括同轴设置的外筒31以及内筒32，还包括封板33以及金属纤维网毡34。外筒31与混合室壳体2同轴。外筒31以及内筒32均呈圆筒状。外筒31套在内筒32外并且外筒31与内筒32之间留有空隙。外筒31为冲孔板弯曲而成，故在外筒31的筒壁上设置有若干个冲孔。金属纤维网毡34包覆在外筒31外并且将全部的冲孔遮盖。金属纤维网毡34与外筒31焊接相连。

封板33设置于外筒31背离混合室壳体2的一端。外筒31的轴线垂直封板33并穿过封板33的中心。封板33同时与外筒31以及内筒32焊接相连。在封板33的中央开设有第二通孔331，第二通孔331的孔径与内筒32的筒径一致。

在燃烧头3与混合室壳体2之间设置有连接板7。外筒31的轴线垂直连接板7并穿过连接板7的中心。在连接板7的中央开设有第一通孔72，第一通孔72的孔径与内筒32的筒径一致。在第一通孔72与连接板7的外边缘之间开设有四个与空气支管52一一对应的导气孔71，导气孔71为通孔。导气孔71的形状与空气支管52的出口端的管口形状一致。空气支管52的出口端贴合在导气孔71边缘。连接板7与混合室壳体2以及空气支管52焊接相连。同时连接板7与外筒31以及内筒32焊接相连。导气孔71位于外筒31与内筒32形成的环形通道内。

本发明的工作原理为：由风机1吹出的气流经空气主管51的管壁分为两部分，一部分进入到空气主管51内，另一部分从空气主管51与混合室壳体2的内壁之间流走。

进入到空气主管51内的气流经渐缩的空气主管51后加速分流到四根空气支管52中，空气在空气支管52内与燃气充分的混合排出。从空气支管52排出的气体经导气孔71进入到外筒31与内筒32之间的环形通道内。环形通道限制了气流在外筒31内的活动空间，而且狭小的空间有利于燃气与空气的混合。因为在外筒31的中部充斥的气体并不会对燃烧头3外的燃烧情况产生影响，而且外筒31中部空旷的空间还会在气流从空气支管52中排出时产生漩涡区，降低气流的流速。位于环形通道内的气体会经冲孔以及金属纤维网毡34排到燃烧头3外。

从空气主管51与混合室壳体2的内壁之间流走的气流，从混合室壳体2内向燃烧头3流动并从内筒32的中流出。由于燃烧会产生大量的热量，气流从内筒32中吹过时将带走大量的热量，起到为燃烧头3降温的作用，延长燃烧头3的使用寿命。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全预混燃烧器，包括风机(1)、混合室壳体(2)、燃烧头(3)以及点火器，混合室壳体(2)连接于风机(1)与燃烧头(3)之间，燃烧头(3)包括外筒(31)以及套在外筒(31)外部的金属纤维网毡(34)，金属纤维网毡(34)与外筒(31)固定连接；外筒(31)上设置有若干个冲孔，金属纤维网毡(34)将全部的冲孔遮盖；外筒(31)背离混合室壳体(2)的有一端密封设置有封板(33)，其特征在于：在混合室壳体(2)内设置有空气主管(51)以及燃气主管(61)，空气主管(51)的空气主管(51)联通有若干根空气支管(52)，燃气主管(61)联通有若干根燃气支管(62)，空气支管(52)的出口端背离风机(1)设置，若干根燃气支管(62)一一对应联通到空气支管(52)；在混合室壳体(2)与燃烧头(3)之间设置有连接板(7)，连接板(7)的两端分别与若干根空气支管(52)以及燃烧头(3)密封连接，连接板(7)上开设有与若干根空气支管(52)对应的导气孔(71)。

2.根据权利要求1所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：所述外筒(31)内部同轴设置有内筒(32)，外筒(31)与内筒(32)之间形成环形通道，内筒(32)的两端分别与所述封板(33)以及所述连接板(7)密封固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：所述空气支管(52)的出口端呈圆边矩形。

4.根据权利要求2所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：所述连接板(7)以及所述封板(33)上分别开设有第一通气孔以及第二通气孔，所述空气主管(51)的外管壁与所述混合室壳体(2)的内壁之间留有空隙。

5.根据权利要求3所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：所述空气支管(52)的内部设置有扰流件(8)，扰流件(8)位于空气支管(52)的出口端与所述燃气支管(62)之间，扰流件(8)包括若干个同轴设置的圆环(81)以及十字交叉的两根支撑杆(82)，圆环(81)的轴线与所述空气支管(52)的轴线重合，相邻的圆环(81)之间留有空隙，支撑杆(82)与圆环(81)固定连接，支撑杆(82)与空气支管(52)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：所述空气主管(51)在自风机(1)至燃烧头(3)的方向上管径逐渐收缩。

7.根据权利要求6所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：在所述燃气主管(61)与所述混合室壳体(2)之间固定有若干个支撑件。

8.根据权利要求4所述的一种全预混燃烧器，其特征在于：第一通气孔和第二通气孔的孔径均与所述内筒(32)的筒径一致。