CN112944340A - 一种燃烧器及燃烧设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及设备领域，具体而言，涉及一种燃烧器及燃烧设备。燃烧器包括：进气室；燃烧室以及燃烧组件，燃烧组件包括相互连接的多孔介质和第一冷却管，燃烧组件设置有至少一个供燃气通过的通道，每个通道的至少两个侧壁为第一冷却管。通过通道进入燃烧室进行燃烧的部分阻力较小，可以使燃烧器快速进入燃烧状态，解决了多孔介质燃烧在负荷较小时火检不稳定问题，同时也降低燃烧阻力，快速燃烧同时带动通过多孔介质进行无焰燃烧，通过多孔介质进行的无焰燃烧的部分燃烧状态较稳定，多孔介质燃烧部分对外提供的热量对通过通道燃烧部分火焰起到稳定作用，解决了通过通道进入燃烧室进行燃烧部分火焰不稳定的情况。

Description

一种燃烧器及燃烧设备

技术领域

本申请涉及设备领域，具体而言，涉及一种燃烧器及燃烧设备。

背景技术

多孔介质燃烧是一种在燃烧器中加入多孔介质的燃烧方式。加入多孔介质的燃烧器由于对流，导热和辐射三种换热方式的存在，使燃烧区域温度趋于均匀，保持较平稳的温度梯度。与自由燃烧相比，多孔介质燃烧具有燃烧速率高、燃烧稳定性好、负荷调节范围大、容主要以积热强度大、燃烧器体积小、燃气适应性好、烟气中污染物排放低、燃烧极限变宽、可燃用热值很低的燃气等优点。

但是多孔介质燃烧器在低负荷时存在燃烧阻力过大的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种燃烧器及燃烧设备，其旨在改善现有的多孔介质燃烧器在低负荷时存在燃烧阻力过大的问题。

本申请提供一种燃烧器，所述燃烧器包括：

进气室；

燃烧室；以及

分隔所述进气室和燃烧室的燃烧组件，所述燃烧组件包括相互连接的多孔介质和第一冷却管，所述燃烧组件设置有至少一个供燃气通过的通道，所述多孔介质和所述第一冷却管均与所述燃烧室的内壁连接，所述通道连通所述进气室和所述燃烧室，每个所述通道的至少两个侧壁为所述第一冷却管。

进气室内的气体一部分通过多孔介质在燃烧室内进行无焰燃烧，一部分通过通道进入燃烧室进行燃烧。在整个燃烧室内形成两种燃烧状态，通过通道进入燃烧室进行燃烧的部分阻力较小，可以使燃烧器快速进入燃烧状态，负荷较小降低燃烧阻力，快速燃烧同时带动通过多孔介质进行无焰燃烧，通过多孔介质进行的无焰燃烧的部分燃烧状态较稳定，多孔介质燃烧部分对外提供的热量对通过通道燃烧部分火焰起到稳定作用，解决了通过通道进入燃烧室进行燃烧部分火焰不稳定的情况。

在本申请第一方面的一些实施例中，燃烧组件包括多个间隔布置的所述多孔介质，每个所述多孔介质的两侧均与所述第一冷却管连接，且相邻两个所述多孔介质之间具有至少一个所述通道。

在本申请第一方面的一些实施例中，燃烧组件包括多个所述第一冷却管，一个所述多孔介质的两侧分别与一个所述第一冷却管连接。

在本申请第一方面的一些实施例中，燃烧室设置有第二冷却管。

在本申请第一方面的一些实施例中，第二冷却管与所述通道间隔设置，且能使穿过所述通道的燃气燃烧后的火舌能接触所述第二冷却管。

在本申请第一方面的一些实施例中，进气室和所述燃烧室外套设有冷却组件。

在本申请第一方面的一些实施例中，进气室内设置有多孔板，所述多孔板设置有多个布气孔，所述布气孔朝向所述燃烧室延伸。

在本申请第一方面的一些实施例中，通道的宽度为0.5-1.5mm。

通道的宽度为0.5-1.5mm，可以避免天然气通过通道进入燃烧室进行燃烧的部分因为宽度太大而导致燃烧不稳定，且如果宽度较大也会导致较多的燃气通过通道进入燃烧室，导致通过多孔介质进行无焰燃烧的部分较少，不利于燃烧的稳定。

在本申请第一方面的一些实施例中，燃烧室设置有火焰检测器。

本申请还提供一种燃烧设备，燃烧设备包括混气室以及上述的燃烧器，所述混气室用于混合燃气和助燃气，所述混气室与所述进气室连通。

本申请实施例提供的燃烧设备燃烧阻力较小，且整个燃烧组件的温度较均匀，燃烧稳定。

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示出了本申请实施例提供的燃烧器第一视角的内部结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的燃烧器第二视角的内部结构示意图。

图3示出了本申请实施例2提供的燃烧设备的结构示意图。

图标：100-燃烧器；110-进气室；111-多孔板；120-燃烧组件；121-多孔介质；122-第一冷却管；123-通道；130-燃烧室；131-第二冷却管；132-火焰检测器；140-冷却组件；200-燃烧设备；210-混气室。

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。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“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，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，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”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

实施例1

图1示出了本申请实施例提供的燃烧器100第一视角的内部结构示意图，请参阅图1，本实施例提供了一种燃烧器100。

燃烧器100主要包括进气室110、燃烧组件120以及燃烧室130。燃烧室130用于将燃烧器100为进气室110和燃烧室130，换言之，沿燃气进气的方向，燃烧组件120的两侧分别为进气室110、燃烧室130。气体通过进气室110进入燃烧器100通过燃烧组件120点燃后在燃烧室130内燃烧。

图2示出了本申请实施例提供的燃烧器100第二视角的内部结构示意图。

请参阅图1和图2，在本申请中，燃烧组件120包括多孔介质121和第一冷却管122，多孔介质121与第一冷却管122连接；多孔介质121与第一冷却管122均与燃烧室130的内壁连接，燃烧组件120设置有通道123，通道123的至少两个侧壁为第一冷却管122；通道123供燃气通过，在本申请的实施例中，燃烧组件120包括三个通道123，每个通道123的至少两个侧壁均为第一冷却管122。需要说明的是，在本申请的其他实施例中，通道123的数量可以为一个、两个、四个或者更多个，可以根据燃烧器100的大小和尺寸进行设置。

在本申请的实施例中，燃烧组件120包括4个多孔介质121以及8个第一冷却管122，在本实施例中，多孔介质121的材料为泡沫状碳化硅，多孔介质121为长方形薄板，第一冷却管122与多孔介质121固定连接。每个多孔介质121沿长度方向的两端均与燃烧室130的内壁连接，每个多孔介质121沿宽度方向的两端均与第一冷却管122连接；相邻两个多孔介质121之间具有两个第一冷却管122，且该两个第一冷却管122之间具有一个通道123。第一冷却管122构成通道123的两端，通道123可以供燃气通过，然后燃气在燃烧室130内燃烧，且从通道123进入燃烧室130的燃气可以快速燃烧，降低燃烧器100的燃烧阻力，第一冷却管122可以降低温度，避免产生回火。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，多孔介质121可以为其他形状，例如可以为圆形板、半圆形板或者其他不规则形状的板等等。

在本申请的实施例中，燃烧组件120中多孔介质121的数量可以为一个或者多个，第一冷却管122的数量可以为一个或者多个。

燃烧器100可以仅包括一个多孔介质121，或者也可以包括两个、三个或者更多个多孔介质121。

相应地，在本申请的其他实施例中，第一冷却管122的数量与可以为一个，例如，第一冷却管122呈多个S形弯曲设置，多孔介质121与第一冷却管122连接，通道123位于弯曲的两段第一冷却管122之间。或者，在一些实施例中，第一冷却管122的数量为多个，通道123的四个侧壁可以均为第一冷却管122。

在本申请的实施例中，第一冷却管122内冷却介质为水，第一冷却管122为方形管，方形管围设于多孔介质121四周与多孔介质121连接。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，第一冷却管122内的冷却介质可以为其他液体，例如油等其他热传导介质。

或者，在本申请的其他实施例中，第一冷却管122的可以为圆形管等其他形状的管。

通道123供一部分燃气通过，在本申请的一些实施例中，通道123的宽度为0.5-1.5mm，例如可以为0.5mm、1mm、1.2mm、1.5mm等等。

在本实施例中，通道123的宽度是指通道123在与燃气进入燃烧室130的方向垂直的方向的宽度。

通道123的宽度为0.5-1.5mm，可以避免天然气通过通道123进入燃烧室130进行燃烧的部分因为宽度太大而导致燃烧不稳定，且如果宽度较大也会导致较多的燃气通过通道123进入燃烧室，导致通过多孔介质121进行无焰燃烧的部分较少，不利于燃烧的稳定。

此外，通道123的两侧设置第一冷却管122，为进气室110降温，避免进气室110内温度太高达到着火点后发生回火。

综上，进气室110内的气体一部分通过多孔介质121进行无焰燃烧，一部分通过通道123进入燃烧室130进行燃烧。在整个燃烧室内形成两种燃烧状态，气体通过通道123进入燃烧室130进行燃烧的部分阻力较小，不会因为负荷较大而导致失稳，降低燃烧阻力，快速燃烧同时带动通过多孔介质121进行无焰燃烧，通过多孔介质121进行的无焰燃烧较稳定，克服了通过通道123进入燃烧室130进行燃烧部分不稳定的情况。

在本申请的实施例中，燃烧室130内设置有第二冷却管131，第二冷却管131安装于燃烧室130内，燃气在燃烧室130内燃烧后，可以通过第二冷却管131降低燃烧室130内的温度，降低氮氧化物的排放。

在本申请的实施例中，第二冷却管131以多个列管布置方式设置于燃烧室130内，以增加第二冷却管131与燃烧室130内气体的换热面积，增加第二冷却管131的换热效果。

在本申请的其他实施例中，第二冷却管131在燃烧室130内的布置方式可以为其他，本申请不对其布置方式进行限定。

在本申请的实施例中，第二冷却管131内的冷却介质为水，在其他实施例中，第二冷却管131内的冷却介质可以为油、水油混合物或者其他热交换介质。第二冷却管131为圆管，在其他实施例中，第二冷却管131可以为方管等。

在本申请的实施例中，第二冷却管131位于通道123在燃烧室130的上方，换言之，沿通道123的延伸方向，第二冷却管131位于通道123在燃烧室130内的延伸方向上。第二冷却管131与通道123延伸方向相交。

燃气通过通道123进入燃烧室130后进行燃烧，第二冷却管131位于通道123在燃烧室130内的延伸方向上，第二冷却管131会对通过通道123进入燃烧室130燃烧的火焰降温。

在本实施例中，第二冷却管131与通道123具有一定的距离，使通过通道123进入燃烧室130燃烧的火焰可以接触第二冷却管131，降低该火焰的温度从而降低氮氧化物排放量。

在本申请的一些实施例中，第二冷却管131并非是必要的，燃烧室130内可以不设置第二冷却管131。

进一步地，在本申请的其他实施例中，第二冷却管131在燃烧室130内也可以为其他位置关系，不仅限于位于通道123的延伸方向上。

在本实施例中，燃烧室130内设置有火焰检测器132，火焰检测器132用于检测燃烧室130内的燃烧状况。

在本申请的实施例中，进气室110设置有多孔板111，多孔板111安装于进气室110内，多孔板111设置有多个布气孔，布气孔朝向燃烧室130延伸，换言之，多孔板111内的布气孔可以供燃气以朝向燃烧室130的方向移动。

布气孔分布于多孔板111，布气孔具有分布燃气的作用，可以使燃气在燃烧室130内充分燃烧。

在本实施例中，多孔板111为多孔陶瓷纤维板，在本申请的其他实施例中，多孔板111可以为其他材料。或者，在本申请的其他实施例中，可以不设置多孔板111。

在本申请中，进气室110和燃烧室130一体设置。进气室110和燃烧室130通过燃烧组件120分隔。在本申请中，进气室110和燃烧室130外套设有冷却组件140；冷却组件140可以为进气室110和燃烧室130降温。

在本申请中，冷却组件140为水套；冷却组件140包括套设于进气室110和燃烧室130外的壳体，壳体与进气室110和燃烧室130之间设置有可以供冷却水流过的空腔，且壳体上设置有与该空腔连通的进水口和出水口。在本实施例中，第一冷却管122与冷却组件140连通，使第一冷却管122内的冷却介质与冷却组件140内的冷却介质可以相互交换；在本申请的其他实施例中，第一冷却管122与冷却组件140可以相互独立。

冷却组件140降低进气室110和燃烧室130外周的温度，避免进气室110和燃烧室130四周因温度较高而发生火灾等。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，冷却组件140内的降温介质不仅限于水，可以选用油或者水油混合物等。

冷却组件140不仅限于上述结构和设置方式，冷却组件140也可以为被设置为空气换热方式等。

本申请实施例提供的燃烧器100至少具有以下优点：

本申请的燃烧器100集合多孔介质燃烧和水冷预混燃烧两种燃烧方式，相邻两个第一冷却管122之间的通道123供部分燃气通过，该部分的燃气可以降低燃烧器100的燃烧阻力，使燃气快速进入燃烧状态，第一冷却管122可以避免进气室110温度较高而避免发生回火。多孔介质121的燃烧会使整个燃烧较稳定，同时使整个燃烧组件120燃烧部位的温度较均匀。

本申请提供的燃烧器100具有较大的负荷比，负荷比可以大于1:5。

实施例2

图3示出了本申请实施例2提供的燃烧设备200的结构示意图，请参阅图1、图2以及图3，本申请还提供一种燃烧设备200，燃烧设备200包括混气室210以及上述的燃烧器100，燃烧器100请参阅实施例1，本实施例不再进行赘述。混气室210与燃烧器100的进气室110连通。

混气室210主要用于混合燃气和助燃气，在本实施例中，助燃气为空气，助燃气通过风机引入。需要说明的是，在本申请的其他实施例中，助燃气可以为氧气。

现在混气室210混合然后经过进气室110输送至燃烧器100进行燃烧，有利于燃烧充分。

在本实施例中，燃烧设备200配置有点火器。相应地，本申请的燃烧设备200具有上述燃烧器100的所有优点。

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：

进气室；

燃烧室；以及

分隔所述进气室和燃烧室的燃烧组件，所述燃烧组件包括相互连接的多孔介质和第一冷却管，所述燃烧组件设置有至少一个供燃气通过的通道，所述多孔介质和所述第一冷却管均与所述燃烧室的内壁连接，所述通道连通所述进气室和所述燃烧室，每个所述通道的至少两个侧壁为所述第一冷却管。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧组件包括多个间隔布置的所述多孔介质，每个所述多孔介质的两侧均与所述第一冷却管连接，且相邻两个所述多孔介质之间具有至少一个所述通道。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧组件包括多个所述第一冷却管，一个所述多孔介质的两侧分别与一个所述第一冷却管连接。

4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧室设置有第二冷却管。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述第二冷却管与所述通道间隔设置，且能使穿过所述通道的燃气燃烧后的火舌能接触所述第二冷却管。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述进气室和所述燃烧室外套设有冷却组件。

7.根据权利要求1-5任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述进气室内设置有多孔板，所述多孔板设置有多个布气孔，所述布气孔朝向所述燃烧室延伸。

8.根据权利要求1-5任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述通道的宽度为0.5-1.5mm。

9.根据权利要求1-5任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧室设置有火焰检测器。

10.一种燃烧设备，其特征在于，所述燃烧设备包括混气室以及权利要求1-9任一项所述的燃烧器，所述混气室用于混合燃气和助燃气，所述混气室与所述进气室连通。

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