CN113739142A - 一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器，包括炉体与燃烧筒，所述燃烧筒的一端穿至炉体内并于端部设置有燃烧口、另一端位于炉体外并于端部设置有进风装置；所述炉体上设置有排烟管；所述进风装置包括连接于燃烧筒上的风机、设置于风机进风口处的进风罩，所述进风罩底部设置有空气进口；所述排烟管上设置有回流管，所述回流管连接至进风罩侧壁上，利用风机的抽吸力将空气与烟气均吸入风机内，再利用叶片转动将空气与烟气进行充分混合，并将混合后的气体排入燃烧筒内，从而达到稀释空气中氧气、降低氮氧化物排放的效果；且风机的工作效率不会受到影响，而燃烧筒内无需另外设置任何混合装置，从而保证了火焰的喷射燃烧效果。

Description

一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器

技术领域

本发明属于燃烧控制技术领域，具体涉及一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器。

背景技术

近年来，我国经济增长迅速，能源消耗显著提高，由此带来的环境污染问题也日益严峻。目前我国环保部门对燃烧产生的污染物排放限制要求越来越高。为此，降低氮氧化物排放是目前燃烧器设计的主要目标之一。

目前，现有技术中授权公告号为CN205979772U的中国专利文件公开了一种外循环烟气回流式全预混燃烧器，包括风机、燃气管、预混腔、燃烧头与点火装置；预混腔中设有螺旋板，通过螺旋的旋转气流带动混合气，使燃气和空气更进一步混合的完整；且该燃烧器增加外循环烟气回流管，烟气回流管的两端分别连接于烟囱与预混腔，从锅炉炉膛外侧烟囱引出烟气进行回流，通过烟气回流管引入的烟气与风机引入的空气和燃气管引入的燃气在预混腔中混合，稀释氧气，更进一步提高燃烧效率，降低氮氧化物排放。

上述专利文件中的燃烧器采用螺旋板使空气、燃气与烟气于预混腔内更进一步的混合，然而螺旋板的设置同样会阻碍气体的流动，影响燃烧器的火焰喷射效果。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器，包括包括炉体与燃烧筒，所述燃烧筒的一端穿至炉体内并于端部设置有燃烧口，所述燃烧筒的另一端位于炉体外并于端部设置有进风装置与燃气阀组；所述燃烧筒内设置有与燃气阀组连接的若干输气管、用于点燃燃气的点火装置；所述炉体上设置有排烟管；所述进风装置包括连接于燃烧筒上的风机、设置于风机进风口处的进风罩，所述进风罩底部设置有空气进口；所述排烟管上设置有回流管，所述回流管连接至进风罩侧壁上。

通过采用上述技术方案，将回流管的一端连接于进风罩上，利用风机的抽吸力将空气与烟气均吸入风机内，利用风机内的叶片转动作用将空气与烟气进行充分混合，并将混合后的气体排入燃烧筒内，从而达到稀释空气中氧气、降低氮氧化物排放的效果；且风机的工作效率不会受到影响，而燃烧筒内无需另外设置任何混合装置，从而保证了火焰的喷射燃烧效果。

本发明进一步设置为：所述风机包括外壳、转动连接于外壳内的离心叶轮、用于驱动离心叶轮转动的驱动电机；所述离心叶轮包括与驱动电机的输出轴固定连接的转动板、与转动板沿轴心线方向间隔设置的加固板、沿圆周方向均匀设置于转动板与加固板之间的若干出风叶片；所述出风叶片均设置于转动板的外缘位置，使离心叶轮中心处形成混风腔；所述加固板的中心设置有进风孔，所述外壳上于进风孔处开设有连通混风腔与进风罩的进风口。

通过采用上述技术方案，转动时的离心叶轮通过出风叶片的推动从出风叶片之间的间隙往外出风，并通过轴向的进风孔往混风腔内进风；而烟气与空气即通过进风口与进风孔被抽入混风腔内，并在离心叶轮转动所产生的离心力作用下发生混合，并在出风叶片的推动下被打散，进一步混合，从而达到稀释空气的效果。

本发明进一步设置为：所述进风孔的边缘上沿周向均匀设置有若干进风叶片，所述进风叶片在风机工作时通过转动产生朝混风腔内的吸力。

通过采用上述技术方案，当离心叶轮在转动时，利用进风叶片所产生的吸力能够加快空气进入混风腔内，且空气在进风叶片的作用下会沿螺旋方向进入，增强了空气与烟气的混合效率。

本发明进一步设置为：所述进风叶片的内侧固定连接有与转动板同一轴心线的转动环；所述回流管连接至进风罩的一端设置有穿过转动环延伸至混风腔内的延伸管。

通过采用上述技术方案，利用延伸管使得烟气能够直接被抽入到混风腔内，而空气在进风叶片的作用下沿螺旋方向运动，使得空气与烟气之间产生相对运动，空气在运动时会不断地将接触到的烟气混合进来，使得混合更加均匀，增强了混合效果。

本发明进一步设置为：所述进风口处设置有过滤网板；所述过滤网板上设置有供延伸管穿过的让位孔。

通过采用上述技术方案，利用过滤网板对空气进行过滤，避免异物在风机的抽吸力作用下从空气进口进入到燃烧筒内。

本发明进一步设置为：所述转动板的中心位置处设置有朝进风孔方向延伸的散风柱，所述散风柱的表面沿周向均匀设置有若干沿径向延伸的散风叶片。

通过采用上述技术方案，当离心叶轮在转动时带动散风柱同步转动，从而利用散风柱将烟气不断地往四周打散，使烟气能够更加快速有效地与空气混合。

本发明进一步设置为：所述空气进口处设置有风门组件；所述风门组件包括沿垂直于离心叶轮轴心线的水平方向间隔设置的若干风门板；所述风门板之间相互平行，且均朝离心叶轮的转动方向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，由于离心叶轮所产生的吸力于进风孔处为螺旋方向的，则利用倾斜设置的风门板使空气沿离心叶轮转动方向的切向进入进风罩内的，便于空气进入混风腔内。

本发明进一步设置为：所述风门板均沿离心叶轮的轴心线方向延伸，且风门板的两端分别铰接于进风罩上；所述风门组件还包括用于驱动其中一个风门板转动的伺服电机、使所有风门板能够同步转动的连杆机构；当所有风门板转动至同一平面时，空气进口被风门板闭合。

通过采用上述技术方案，使风门板在伺服电机与连杆机构的驱动下能够实现角度的调节，从而改变空气进口在单位时间内的进风量以及空气进入进风罩时的角度，也可以通过风门板将空气进口完全关闭，防止异物在风机不工作时通过空气进口进入进风罩中。

本发明进一步设置为：所述回流管上设置有用于控制烟气回流的控制蝶阀。

通过采用上述技术方案，利用控制蝶阀能够控制回流管的流通速率，从而调节烟气与空气的混合比例，或是通过控制蝶阀完全关闭回流管。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、将回流管的一端连接于进风罩上，利用风机的抽吸力将空气与烟气均吸入风机内，利用风机内的叶片转动作用将空气与烟气进行充分混合，并将混合后的气体排入燃烧筒内，从而达到稀释空气中氧气、降低氮氧化物排放的效果；且风机的工作效率不会受到影响，而燃烧筒内无需另外设置任何混合装置，从而保证了火焰的喷射燃烧效果；

2、利用延伸管使得烟气能够直接被抽入到混风腔内，而空气在进风叶片的作用下沿螺旋方向运动，使得空气与烟气之间产生相对运动，空气在运动时会不断地将接触到的烟气混合进来，使得混合更加均匀，增强了混合效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的进风装置的爆炸结构示意图；

图3是本发明的离心叶轮的结构示意图；

图4是本发明的进风罩的爆炸结构示意图；

图5是本发明的风门组件的结构示意图。

附图标记：1、炉体；11、排烟管；12、回流管；121、延伸管；122、控制蝶阀；2、燃烧筒；21、燃烧口；3、进风装置；31、风机；31a、外壳；a1、进风口；a11、过滤网板；a111、让位孔；31b、离心叶轮；b1、转动板；b11、散风柱；b111、散风叶片；b2、加固板；b21、进风孔；b211、进风叶片；b212、转动环；b3、出风叶片；b4、混风腔；313、驱动电机；32、进风罩；321、空气进口；32c、风门组件；c1、风门板；c2、伺服电机；c3、连杆机构；c31、拐臂；c32、联动杆；4、燃气阀组。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明公开了一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器，如图1所示，包括炉体1与燃烧筒2，燃烧筒2的一端穿至炉体1内并于端部开设有用于喷射火焰的燃烧口21，燃烧筒2的另一端则位于炉体1外侧并于端部连接有进风装置3与燃气阀组4。燃气阀组4于燃烧筒2内连接有若干输气管（图中未示出），通过输气管喷射燃气，并利用进风装置3将燃气往炉体1内喷出，而燃烧筒2内还设置有用于点燃燃气的点火装置（图中未示出），且炉体1的上端连接有一根竖直向上延伸的排烟管11，从而实现燃烧工作。

如图1、图2所示，进风装置3包括连接于燃烧筒2端部上的风机31，风机31包括外壳31a、转动连接于外壳31a内的离心叶轮31b、安装于外壳31a外侧的驱动电机313，驱动电机313的输出轴贯穿至外壳31a内并沿离心叶轮31b的轴心线与其固定连接，从而利用驱动电机313驱动离心叶轮31b与外壳31a内转动。外壳31a呈水平放置的圆筒状，其上端沿切线方向开设有连通燃烧筒2的开口，外壳31a的侧壁上沿离心叶轮31b的轴心线开设有风机31的进风口a1。

如图1、图4所示，进风口a1（见图2）处固定安装有进风罩32，进风罩32底部开设有空气进口321，而排烟管11上分支连接有一根回流管12，回流管12的另一端连接至进风罩32正对进风口a1的侧壁上。利用风机31的抽吸力将空气与烟气均吸入风机31内，利用离心叶轮31b的转动将空气与烟气进行充分混合，并将混合后的气体排入燃烧筒2内，从而达到稀释空气中氧气、降低氮氧化物排放的效果；且风机31的工作效率不会受到影响，而燃烧筒2内无需另外设置任何混合装置，从而保证了火焰的喷射燃烧效果。

如图4所示，回流管12上安装有用于控制烟气回流的控制蝶阀122，利用控制蝶阀122能够控制回流管12的流通速率，从而调节烟气与空气的混合比例，或是通过控制蝶阀122完全关闭回流管12。

如图2、图3所示，离心叶轮31b包括与驱动电机313的输出轴固定连接的呈圆形的转动板b1、与转动板b1沿轴心线方向间隔设置的呈圆形的加固板b2、沿圆周方向均匀固定于转动板b1与加固板b2之间的若干出风叶片b3；出风叶片b3倾斜设置于转动板b1的外缘位置，使离心叶轮31b中心处形成一个混风腔b4；而加固板b2的中心处则开设有进风孔b21，加固板b2于进风孔b21处略微朝进风口a1方向拱起，使进风口a1与进风孔b21相互衔接，从而实现进风罩32与混风腔b4的连通。当风机31正常工作时，转动的离心叶轮31b通过出风叶片b3的推动从出风叶片b3之间的间隙往外出风，并通过轴向的进风孔b21往混风腔b4内进风；而烟气与空气即通过进风口a1与进风孔b21被抽入混风腔b4内，并在出风叶片b3的推动下被打散、混合，从而达到稀释空气的效果。

如图3、图4所示，进风孔b21的边缘上沿周向均匀焊接有若干进风叶片b211，进风叶片b211在风机31工作时通过转动产生朝混风腔b4内的吸力，加快空气进入混风腔b4内，且空气在进风叶片b211的作用下会沿螺旋方向进入，增强了空气与烟气的混合效率。进风叶片b211的内侧固定连接有与转动板b1同一轴心线的转动环b212，回流管12连接至进风罩32的一端上连接有穿过转动环b212延伸至混风腔b4内的延伸管121，使得烟气能够直接被抽入到混风腔b4内，避免烟气从进风罩32下方的空气进口321逃出。转动板b1的中心位置处固定连接有朝延伸管121方向延伸的散风柱b11，散风柱b11的表面沿周向均匀固定有若干沿径向延伸的散风叶片b111，当离心叶轮31b在转动时带动散风柱b11同步转动，从而利用散风柱b11将烟气不断地往四周打散，使烟气能够更加快速有效地与空气混合；而空气在进风叶片b211的作用下沿螺旋方向运动，使得空气在运动时会不断地将被打散的烟气混合进来，使得混合更加均匀，增强了混合效果。

如图3、图4所示，进风罩32于进风口a1处安装有过滤网板a11，过滤网板a11中间开设有供延伸管121穿过的让位孔a111；利用过滤网板a11对空气进行过滤，避免异物在风机31的抽吸力作用下从空气进口321进入到燃烧筒2内。

如图4、图5所示，进风罩32底部于空气进口321处安装有风门组件32c；风门组件32c包括铰接于进风罩32上的若干风门板c1、用于驱动其中一个风门板c1转动的伺服电机c2、使所有风门板c1能够同步转动的连杆机构c3。风门板c1均沿离心叶轮31b的轴心线方向延伸，且风门板c1中间固定连接有一根转动轴（图中未示出），转动轴的两端分别转动连接于进风罩32的两侧端壁上且端部朝外穿出；连杆机构c3包括分别固定连接于各个风门板c1穿出进风罩32的端部上的拐臂c31、铰接于拐臂c31端部上的联动杆c32，而连接有伺服电机c2的风门板c1端部上固定连接有多个拐臂c31，每个拐臂c31分别通过联动杆c32与其他风门板c1上的拐臂c31连接，形成可活动的平行四边形结构，从而实现风门板c1之间的联动。

如图4、图5所示，风门板c1之间相互平行，并沿垂直于离心叶轮31b轴心线的水平方向等距排布，且当所有风门板c1转动至水平面时，空气进口321被风门板c1闭合。使风门板c1在伺服电机c2与连杆机构c3的驱动下能够实现角度的调节，从而改变空气进口321在单位时间内的进风量以及空气进入进风罩32时的角度，也可以通过风门板c1将空气进口321完全关闭，防止异物在风机31不工作时通过空气进口321进入进风罩32中。而由于离心叶轮31b所产生的吸力于进风孔b21处为螺旋方向的，则通过伺服电机c2控制风门板c1朝离心叶轮31b的转动方向倾斜设置，能够使空气沿离心叶轮31b转动方向的切向进入进风罩32内的，便于空气进入混风腔b4内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种可增强烟气混合效果的回流式燃烧器，包括炉体（1）与燃烧筒（2），所述燃烧筒（2）的一端穿至炉体（1）内并于端部设置有燃烧口（21），所述燃烧筒（2）的另一端位于炉体（1）外并于端部设置有进风装置（3）与燃气阀组（4）；所述燃烧筒（2）内设置有与燃气阀组（4）连接的若干输气管、用于点燃燃气的点火装置；所述炉体（1）上设置有排烟管（11）；其特征在于：所述进风装置（3）包括连接于燃烧筒（2）上的风机（31）、设置于风机（31）的进风口（a1）处的进风罩（32），所述进风罩（32）底部设置有空气进口（321）；所述排烟管（11）上设置有回流管（12），所述回流管（12）连接至进风罩（32）侧壁上。

2.根据权利要求1所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述风机（31）包括外壳（31a）、转动连接于外壳（31a）内的离心叶轮（31b）、用于驱动离心叶轮（31b）转动的驱动电机（313）；所述离心叶轮（31b）包括与驱动电机（313）的输出轴固定连接的转动板（b1）、与转动板（b1）沿轴心线方向间隔设置的加固板（b2）、沿圆周方向均匀设置于转动板（b1）与加固板（b2）之间的若干出风叶片（b3）；所述出风叶片（b3）均设置于转动板（b1）的外缘位置，使离心叶轮（31b）中心处形成混风腔（b4）；所述加固板（b2）的中心设置有进风孔（b21），所述外壳（31a）上于进风孔（b21）处开设有连通混风腔（b4）与进风罩（32）的进风口（a1）。

3.根据权利要求2所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述进风孔（b21）的边缘上沿周向均匀设置有若干进风叶片（b211），所述进风叶片（b211）在风机（31）工作时通过转动产生朝混风腔（b4）内的吸力。

4.根据权利要求3所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述进风叶片（b211）的内侧固定连接有与转动板（b1）同一轴心线的转动环（b212）；所述回流管（12）连接至进风罩（32）的一端设置有穿过转动环（b212）延伸至混风腔（b4）内的延伸管（121）。

5.根据权利要求4所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述进风口（a1）处设置有过滤网板（a11）；所述过滤网板（a11）上设置有供延伸管（121）穿过的让位孔（a111）。

6.根据权利要求2所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述转动板（b1）的中心位置处设置有朝进风孔（b21）方向延伸的散风柱（b11），所述散风柱（b11）的表面沿周向均匀设置有若干沿径向延伸的散风叶片（b111）。

7.根据权利要求1所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述空气进口（321）处设置有风门组件（322）；所述风门组件（322）包括沿垂直于离心叶轮（31b）轴心线的水平方向间隔设置的若干风门板（c1）；所述风门板（c1）之间相互平行，且均朝离心叶轮（31b）的转动方向倾斜设置。

8.根据权利要求7所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述风门板（c1）均沿离心叶轮（31b）的轴心线方向延伸，且风门板（c1）的两端分别铰接于进风罩（32）上；所述风门组件（322）还包括用于驱动其中一个风门板（c1）转动的伺服电机（c2）、使所有风门板（c1）能够同步转动的连杆机构（c3）；当所有风门板（c1）转动至同一平面时，空气进口（321）被风门板（c1）闭合。

9.根据权利要求1所述的烟气回流式燃烧器，其特征在于：所述回流管（12）上设置有用于控制烟气回流的控制蝶阀（122）。

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