CN112682793A - 一种燃烧器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种燃烧器，涉及燃烧器技术领域。燃烧器包括第一壳体和燃烧头。第一壳体从第一端向第二端延伸，第一壳体限定出内部的进气腔，进气腔在第一端具有助燃气进口和燃气进口。燃烧头安装于第一壳体的第二端，燃烧头包括第二壳体，第二壳体限定出燃烧腔、布气腔和第一冷却腔，燃烧腔通过布气腔与进气腔连通，燃烧腔内设置有多孔材料，第一冷却腔环绕设置于部分或全部布气腔，且第一冷却腔与布气腔在燃烧器内部不连通，第一冷却腔具有冷却气体进口和冷却气体出口。本申请的燃烧器用于将其一端伸入到锅炉、工业炉等设备中，第一冷却腔能够用于使布气腔降温，进而防止或减少出现回火现象，提高燃烧器的安全性。

Description

一种燃烧器

技术领域

本申请涉及燃烧器技术领域，具体而言，涉及一种燃烧器。

背景技术

燃烧器一般应用于锅炉、工业炉等设备中，其中，燃烧器的燃烧头，以及燃烧器中将助燃气和燃气混合的进气腔的部分往往处于炉墙或靠近炉膛的高温区，燃气和助燃气在燃烧头的多孔材料中燃烧时，由于靠近多孔材料的进气腔处于高温状态下，可能产生回火现象，提高回火风险。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种燃烧器，其能够改善现有的燃烧器在锅炉、工业炉等设备中应用时容易产生回火现象的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种燃烧器，其包括第一壳体和燃烧头。

第一壳体从第一端向第二端延伸，第一壳体限定出内部的进气腔。

燃烧头安装于第一壳体的第二端，燃烧头包括第二壳体，第二壳体限定出燃烧腔、布气腔和第一冷却腔，燃烧腔通过布气腔与进气腔连通，燃烧腔内用于设置多孔材料，第一冷却腔环绕设置于部分或全部布气腔，且第一冷却腔与布气腔不连通。

在上述实现过程中，本申请的燃烧器用于将其燃烧头的一端伸入到锅炉、工业炉等设备中，受锅炉和工业炉等影响的布气腔容易处于高温状态，环绕部分或全部布气腔设置的第一冷却腔能够用于使布气腔降温，进而防止或减少出现回火现象，提高燃烧器的安全性。

在一种可能的实施方案中，第一冷却腔呈环形，第一冷却腔内设置有挡板，第一冷却腔具有冷却气体进口和冷却气体出口，冷却气体进口和冷却气体出口分别设置有挡板的两侧，以使冷却气体从冷却气体进口到第一冷却腔并环绕一周后再从冷却气体出口排出。

在上述实现过程中，挡板能够引导冷却气体的流动方向，冷却气体从冷却气体进口进入到第一冷却腔后，环绕一周后，最后从冷却气体出口排出。挡板能够阻挡气流，防止冷却气体从冷却气体进口进入后没有经过冷却直接从冷却气体出口排出。

在一种可能的实施方案中，布气腔内设置有均气板，均气板上设置有均布分布的通孔。

在上述实现过程中，均气板能够使燃气和助燃气的混合气体分布均匀后再进入到多孔材料中进行燃烧。

在一种可能的实施方案中，布气腔和燃烧腔之间设置有防回火板，防回火板的孔隙的内径比多孔材料的孔隙的内径小。

在上述实现过程中，防回火板能够用于使布气腔内燃气和助燃气的混合气体进入到燃烧腔内，并且阻挡燃烧腔内的火焰窜到布气腔中。

在一种可能的实施方案中，燃烧器设置有用于固定燃烧器的固定件。

在上述实现过程中，固定件能够使燃烧器稳定的安装于锅炉、工业炉等设备中。

在一种可能的实施方案中，第二壳体向第一端延伸至第一壳体的第一端和第二端之间，且第一壳体的部分设置于第二壳体内，第二壳体在靠近第一端的端部设置有用于固定燃烧器的固定件。

在上述实现过程中，燃烧器的燃烧头和第一壳体的第二端需要伸入到锅炉、工业炉等设备中，第二壳体向第一端延伸至第一壳体的中部能够使燃烧器伸入到锅炉、工业炉等设备中的部分的形状和径向相等，便于燃烧器与锅炉、工业炉的固定连接。固定件能够使燃烧器稳定的安装于锅炉、工业炉等设备中。

在一种可能的实施方案中，第一壳体和第二壳体之间设置有允许气体通过的第一通道和第二通道，第一冷却腔具有冷却气体进口和冷却气体出口，其中，第一通道与冷却气体进口连接，第二通道与冷却气体出口连接。

在一种可能的实施方案中，第一壳体和第二壳体之间形成为第二冷却腔，且第二冷却腔与第一冷却腔连通。

在上述实现过程中，第二冷却腔能够用于冷却进气腔伸入到锅炉、工业炉中的一段。

在一种可能的实施方案中，第二壳体的内壁还设置有保温材料，保温材料环绕多孔材料设置，燃烧器还包括支撑件，支撑件套设于第二壳体内，且支撑件的端部抵接于保温材料。

在上述实现过程中，保温材料一般是脆性疏松结构，单向装配过程中常常存在挤压碎裂的风险，则降低燃烧器的装配效率。而将保温材料装配到第二壳体内壁上后，采用支撑件抵接于保温材料从而将保温材料压紧，提高保温材料以及燃烧头的稳定性。

在一种可能的实施方案中，燃烧器还包括点火电极、火检电极和热电偶，燃烧器具有排气口，点火电极、火检电极和热电偶均设置于排气口。

在上述实现过程中，本申请的燃烧器采用火检电极和热电偶配合监控的方式，能够保证火检信号不丢失，实现稳定燃烧。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例的一种燃烧器的结构示意图；

图2为本申请实施例的一种燃烧器的左视图；

图3为本申请实施例中燃烧器和风机装配后的结构示意图；

图4为本申请实施例的布气腔和第一冷却腔的横切面的示意图；

图5为本申请实施例的另一种燃烧器的结构示意图。

图标：10-燃烧器；100-第一壳体；101-进气腔；110-外壳；120-内壳；121-燃气布气腔；102-助燃气进口；103-燃气进口；104-混合腔；200-第二壳体；201-燃烧腔；202-布气腔；203-第一冷却腔；204-冷却气体进口；205-冷却气体出口；206-第二冷却腔；210-挡板；220-均气板；230-防回火板；240-第一多孔材料；250-第二多孔材料；260-第一保温材料；270-第二保温材料；280-第一通道；290-第二通道；300-固定件；400-支撑件；500-控制箱；510-点火电极；520-火检电极；530-热电偶；600-风机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种燃烧器10，其包括第一壳体100和燃烧头。

第一壳体100从第一端向第二端延伸，第一壳体100限定出内部的进气腔101，进气腔101在第一端具有助燃气进口102和燃气进口103。助燃气从助燃气口进入到进气腔101，燃气从燃气进口103进入到进气腔101后，助燃气和助燃在进气腔101内混合形成混合气。

在如图1和图2所示的实施例中，助燃气进口102设置于第一壳体100的端部，燃气进口103设置于第一壳体100的第一端的侧部。

第一壳体100包括圆筒状的外壳110和设置于第一端的环形内壳120，环形内壳120连接于外壳110的内壁，进气腔101包括燃气布气腔121和混合腔104，环形内壳120以及外壳110限定出混合腔104，外壳110和环形内壳120之间形成燃气布气腔121，燃气布气腔121具有燃气进气口，环形内壳120上具有与混合腔104连通的多个分配孔，多个分配孔环绕内壳120布置。

助燃气从第一壳体100的端部的助燃气进口102直接进入到混合腔104中，燃气从第一壳体100的侧部的燃气进口103先进入到燃气布气腔121中，然后燃气通过环形内壳120上的多个分配孔均匀分配到混合腔104中与助燃气混合，提高助燃气和燃气混合后的均匀性。

在本申请的其他一些实施方式中，助燃气进口102和燃气进口103还可以设置于第一壳体100的第一端的其他位置。

请参阅图3，本申请的燃烧器10还包括风机600，风机600的出口风对接于进气腔101的助燃气进口102。本申请的风机600能够通过调节功率从而调节助燃气的进气速率。

请继续参阅图1，本申请的燃烧器10还包括旋流片，旋流片设置于进气腔101内，用于在旋转的过程中带动气流呈旋涡状加快使助燃气和燃气充分混合。

在如图1所示的实施例中，旋流片安装于混合腔104内，且旋流片位于环形内壳120的右侧。

请参阅图1和图2，燃烧头安装于第一壳体100的第二端，燃烧头包括第二壳体200，第二壳体200限定出燃烧腔201、布气腔202和第一冷却腔203。

其中，布气腔202设置于靠近第一壳体100的一端，燃烧腔201设置于远离第一壳体100的一端。燃烧腔201通过布气腔202与进气腔101连通，燃气和助燃气的混合气先从进气腔101进入到布气腔202，然后从布气腔202进入到燃烧腔201中发生燃烧。第一冷却腔203环绕设置于部分或全部布气腔202且不与布气腔202在燃烧器10内部连通，第一冷却腔203通过热交换冷却布气腔202，避免布气腔202的温度过高出现回火现象。

请参阅图1和图4，第一冷却腔203呈环形，第一冷却腔203具有冷却气体进口204和冷却气体出口205，第一冷却腔203内设置有挡板210，冷却气体进口204和冷却气体出口205分别设置有挡板210的两侧。

挡板210能够引导冷却气体的流动方向，冷却气体从冷却气体进口204进入到第一冷却腔203后，环绕一周后，最后从冷却气体出口205排出。挡板210能够阻挡气流，防止冷却气体从冷却气体进口204进入后没有经过冷却直接从冷却气体出口205排出。

在如图4所示的实施例中，第二壳体200的横截面为圆形，且布气腔202的横截面也为圆形，第一冷却腔203的横截面为圆环形。在本申请的其他一些实施方式中，第一冷却腔203的横截面也可以为其他的环形，第一冷却腔203环绕布气腔202布置，且为了贴合布气腔202，第一冷却腔203的横截面与布气腔202的形状配合。

请继续参阅图1和图4，布气腔202内设置有均气板220，均气板220上设置有均布分布的通孔。

均气板220能够使燃气和助燃气的混合气体分布均匀后再进入到燃烧腔201中进行燃烧。

请参阅图1，布气腔202和燃烧腔201之间设置有防回火板230，防回火板230的孔隙的内径比多孔材料的孔隙的内径小。

防回火板230能够用于使布气腔202内燃气和助燃气的混合气体进入到燃烧腔201内，并且阻挡燃烧腔201内的火焰窜到布气腔202中。

燃烧腔201内用于设置多孔材料，多孔材料包括第一多孔材料240和第二多孔材料250。其中，第一多孔材料240设置于靠近于第一壳体100的一侧，第二多孔材料250设置于远离第一壳体100的一侧。

混合气从布气腔202通过防回火板230先进入到第一多孔材料240的孔隙中，进一步进入到第二多孔材料250的孔隙中，并在第二多孔材料250的孔隙中发生燃烧反应。第一多孔材料240的孔隙的内径比第二多孔材料250的孔隙的内径小，第一多孔材料240用于防回火。

第二壳体200的内壁还设置有保温材料，保温材料环绕多孔材料设置。保温材料包括第一保温材料260和第二保温材料270，第一保温材料260设置于靠近第一壳体100的一侧，第二保温材料270设置于远离第一壳体100的一侧。

第一保温材料260选用质地较硬的保温材料，第二保温材料270选用气密性较好的保温材料。

在如图1所示的实施例中，第一保温材料260为氧化铝保温层，第二保温材料270为保温棉。在本申请的其他一些实施方式中，第一保温材料260还可以为其他的质地较硬的保温材料，第二保温材料270还可以为其他的气密性较好的保温材料。

请继续参阅图1，由于燃烧器10的燃烧头和第一壳体100的第二端需要伸入到锅炉、工业炉等设备中。本申请实施例的第二壳体200向第一端延伸至第一壳体100的中部，使燃烧器10的部分伸入到锅炉、工业炉等设备中时，整个第二壳体200能够保护伸入到锅炉、工业炉等设备中的部分，且使伸入到锅炉、工业炉等设备中的部分的形状和径向相等，便于燃烧器10与锅炉、工业炉的固定连接。

燃烧器10的中部设置有用于固定燃烧器10的固定件300。固定件300能够使燃烧器10稳定的安装于锅炉、工业炉等设备中。

在如图1所示的实施例中，固定件300为安装法兰，安装法兰设置于第二壳体200靠近第一壳体100的端部且沿第二壳体200的径向向外延伸。在本申请的其他一些实施方式中，固定件300还可以为其他结构，以及固定件300还可以设置于第一壳体100的中部等其他位置。

需要说明的是，本申请的固定件300的位置需要和锅炉、工业炉等设备的安装位置相配合，以使燃烧器10能够稳定安装。

第一壳体100和第二壳体200之间设置有允许气体通过的第一通道280和第二通道290，其中，第一通道280与冷却气体进口204连接，第二通道290与冷却气体出口205连接。

请参阅图5，在本申请的另一种实施例中，第一壳体100和第二壳体200之间形成为第二冷却腔206，第二冷却腔206与第一冷却腔203连通。

第二冷却腔206环绕设置于进气腔101靠近多孔材料的一段，第二冷却腔206能够和第一冷却腔203配合用于冷却燃烧器10伸入到锅炉、工业炉中的部分。

请继续参阅图1，燃烧器10还包括支撑件400，支撑件400套设于第二壳体200内，且支撑件400的端部抵接于保温材料。

保温材料一般是脆性疏松结构，单向装配过程中常常存在挤压碎裂的风险，则降低燃烧器10的装配效率。而将保温材料装配到第二壳体200内壁上后，采用支撑件400抵接于保温材料从而将保温材料压紧，提高保温材料以及燃烧头的稳定性。

在如图1所示的实施例中，支撑件400为圆筒形，其内径略小于第二壳体200。

燃烧器10还包括控制箱500、点火电极510、火检电极520和热电偶530，燃烧器10具有排气口，点火电极510、火检电极520和热电偶530的一端均连接于控制箱500，另一端均设置于排气口。

发明人发现当火焰在多孔材料内燃烧时，由于无火焰探出多孔材料表面，设置于材料表面的离子火焰探针无法有效工作，而紫外线探针、红外线探针、可见光探针也不适用于多孔介质燃烧技术，火检信号丢失，则燃气被切断影响正常燃烧。

本申请的燃烧器10采用火检电极520和热电偶530配合联合监控的方式，能够保证火检信号不丢失，实现稳定燃烧。

综上所述，本申请实施例的燃烧器10，用于将其燃烧头的一端伸入到锅炉、工业炉等设备中，受锅炉和工业炉等影响的布气腔202容易处于高温状态，环绕部分或全部布气腔202设置的第一冷却腔203能够用于使布气腔202降温，进而防止或减少出现回火现象，提高燃烧器10的安全性。同时，燃烧腔201中的保温材料先装配到第二壳体200内壁上后，再将支撑件400抵接于保温材料从而将保温材料压紧，提高保温材料以及燃烧头的稳定性。本申请的燃烧器10采用火检电极520和热电偶530配合联合监控的方式，能够保证火检信号不丢失，实现稳定燃烧。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括：

第一壳体，所述第一壳体从第一端向第二端延伸，所述第一壳体限定出内部的进气腔；

燃烧头，所述燃烧头安装于所述第一壳体的所述第二端，所述燃烧头包括第二壳体，所述第二壳体限定出燃烧腔、布气腔和第一冷却腔，所述燃烧腔通过所述布气腔与所述进气腔连通，所述燃烧腔内用于设置多孔材料，所述第一冷却腔环绕设置于部分或全部所述布气腔，且所述第一冷却腔与所述布气腔不连通。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一冷却腔呈环形，所述第一冷却腔内设置有挡板，所述第一冷却腔具有冷却气体进口和冷却气体出口，且所述冷却气体进口和所述冷却气体出口分别设置于所述挡板的两侧，以使冷却气体从所述冷却气体进口到所述第一冷却腔并环绕一周后再从所述冷却气体出口排出。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述布气腔内设置有均气板，所述均气板上设置有均布分布的通孔。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述布气腔和所述燃烧腔之间设置有防回火板，所述防回火板的孔隙的内径比所述多孔材料的孔隙的内径小。

5.根据权利要求1～4任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器设置有用于固定所述燃烧器的固定件。

6.根据权利要求1～4任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述第二壳体向所述第一端延伸至所述第一壳体的所述第一端和所述第二端之间，且所述第一壳体的部分设置于所述第二壳体内，所述第二壳体在靠近所述第一端的端部设置有用于固定所述燃烧器的固定件。

7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体之间设置有允许气体通过的第一通道和第二通道，所述第一冷却腔具有冷却气体进口和冷却气体出口，其中，所述第一通道与所述冷却气体进口连接，所述第二通道与所述冷却气体出口连接。

8.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体之间形成为第二冷却腔，且所述第二冷却腔与所述第一冷却腔连通。

9.根据权利要求1～4任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述第二壳体的内壁还设置有保温材料，所述保温材料环绕所述多孔材料设置，所述燃烧器还包括支撑件，所述支撑件套设于所述第二壳体内，且所述支撑件的端部抵接于所述保温材料。

10.根据权利要求1～4任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括点火电极、火检电极和热电偶，所述燃烧器具有排气口，所述点火电极、所述火检电极和所述热电偶均设置于所述排气口。

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