CN116940789A - 高调节比燃烧器 - Google Patents

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CN116940789A
CN116940789A CN202280017696.1A CN202280017696A CN116940789A CN 116940789 A CN116940789 A CN 116940789A CN 202280017696 A CN202280017696 A CN 202280017696A CN 116940789 A CN116940789 A CN 116940789A
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金世元
权慜晙
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Abstract

本发明涉及一种具有高调节比(TDR，Turn Down Ratio)的燃烧器，提供一种燃烧器，包括：空气供给部，其供给空气；燃料供给管，其位于所述空气供给部的中央，并供给燃料；保焰板，其具有从所述燃料供给管的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部的前端的倾斜面，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；燃料喷射管，其从所述燃料供给管的前端延伸，并沿所述保焰板的内侧倾斜面设置；主空气供给口，其由所述空气供给部的前端朝向所述保焰板的中心轴开口；多个辅助空气供给口，其形成于所述保焰板的所述倾斜面；主燃料喷射口，其位于所述燃料喷射管的前端；以及多个辅助燃料喷射口，其位于所述燃料喷射管的内侧。

Description

高调节比燃烧器
技术领域
本发明涉及一种具有高调节比(TDR，Turn Down Ratio)的燃烧器。
背景技术
评价燃烧器的性能的标准有多种，但主要性能要素之一是燃烧器能够稳定运行的最大/最小负荷比(TDR：Turn Down Ratio)。
一般的燃烧器呈现调节比3:1～5:1的性能，但对于应用于干燥机等，用于产生热风的燃烧器，调节比是尤为重要的性能要素，需要在宽范围的负荷和空燃比条件下稳定运行，并且必须以比一般燃烧器高两倍以上的调节比运行。
专利文献1公开了一种改善了调节比的燃烧器。
专利文献1的燃烧器被配置为通过阀和开闭机构来控制作为燃料的燃气和作为氧化剂的空气的量，并根据燃烧器的输出来控制燃气和空气的量以增大调节比的燃烧器。
即，专利文献1的燃烧器不是通过燃烧器本身的结构来提高调节比，而是在现有的燃烧器中利用单独的机构控制燃气和空气的流量来提高调节比，因此存在上述需要单独的控制机构等缺点。
(专利文献1)KR 10-1308936B1
发明内容
技术问题
因此，本发明是为了解决上述以往的问题而提出的，旨在提供一种通过改善燃烧器本身的结构来提高调节比的燃烧器。
技术方案
为了达成上述目的，本发明提供一种燃烧器，包括：空气供给部，其供给空气；燃料供给管，其位于所述空气供给部的中央，并供给燃料；保焰板，其具有从所述燃料供给管的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部的前端的倾斜面，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；燃料喷射管，其从所述燃料供给管的前端延伸，并沿所述保焰板的内侧倾斜面设置；主空气供给口，其由所述空气供给部的前端朝向所述保焰板的中心轴开口；多个辅助空气供给口，其形成于所述保焰板的所述倾斜面；主燃料喷射口，其位于所述燃料喷射管的前端；以及多个辅助燃料喷射口，其位于所述燃料喷射管的内侧。
此外，提供一种燃烧器，包括：空气供给部，其供给空气；燃料供给管，其位于所述空气供给部的中央，并供给燃料；保焰板，其具有从所述燃料供给管的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部的前端的倾斜面，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；燃料喷射管，其从所述燃料供给管的前端延伸，并沿所述保焰板的外侧倾斜面设置；主空气供给口，其由所述空气供给部的前端朝向所述保焰板的中心轴开口而成；多个辅助空气供给口，其形成于所述保焰板的所述倾斜面；主燃料喷射口，其位于所述燃料喷射管的前端；以及多个辅助燃料喷射口，其位于所述燃料喷射管的内侧。
另外，提供一种燃烧器，包括：空气供给部，其供给空气；燃料供给管，其位于所述空气供给部的中央，并供给燃料；保焰板，其具有从所述燃料供给管的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部的前端的倾斜面，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；主空气供给口，其由所述空气供给部的前端朝向所述保焰板的中心轴开口而成；多个辅助空气供给口，其形成于所述保焰板的所述倾斜面；主燃料喷射口，其位于所述燃料供给管的前端中央，使得燃料沿所述保焰板的中心轴被喷射；以及辅助燃料喷射口，其在所述燃料供给管的前端位于所述主燃料喷射口的周围侧，并且使燃料沿所述保焰板的倾斜面被喷射。
优选地，由所述辅助燃料喷射口喷射的燃料和由所述辅助空气供给口供给的空气在所述保焰板的内部的所述规定空间内燃烧，由所述主燃料喷射口喷射的燃料和由所述主空气供给口供给的空气在所述保焰板的所述规定空间的上部燃烧。
优选地，还包括：外隔壁，其从所述保焰板的外侧壁隔开预定间距凸出形成。
优选地，还包括：内隔壁，其从所述保焰板的内侧壁隔开预定间距凸出形成。
优选地，所述外隔壁和所述内隔壁相互错开设置。
优选地，还包括：再循环端口，其位于所述空气供给部的周围侧，并朝向所述空气供给部的前端开口。
优选地，还包括：划分壁：其在所述空气供给部的内部沿长度方向设置。
发明的效果
如上所述，根据本发明的燃烧器，可以获得如下效果。
通过倒圆锥形(杯形)的保焰板，在保焰板内部的空间形成用于保焰的辅助火焰，并在保焰板的上部形成主火焰以实现火焰的稳定化，从而提高燃烧器的调节比。
另外，通过分阶段供给燃烧所需的空气和燃料来进行多级燃烧，从而能够实现在宽范围的空燃比和负荷范围内的燃烧。
此外，可以抑制由燃烧产生的氮氧化物的产生。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的燃烧器的示意图。
图2是本发明的第一实施例的燃烧器的示意图，示出添加再循环端口和划分壁的形态。
图3示出本发明的第一实施例的燃烧器的燃烧过程。
图4示出本发明的第一实施例的添加燃烧器的再循环端口和划分壁的形态下的燃烧过程。
图5是本发明的第二实施例的燃烧器的示意图。
图6是本发明的第二实施例的燃烧器的示意图，示出添加再循环端口和划分壁的形态。
图7示出本发明的第二实施例的燃烧器的燃烧过程。
图8示出本发明的第二实施例的添加燃烧器的再循环端口和划分壁的形态下的燃烧过程。
图9是本发明的第三实施例的燃烧器的示意图。
图10是本发明的第三实施例的燃烧器的示意图，示出添加再循环端口和划分壁的形态。
图11示出本发明的第三实施例的燃烧器的燃烧过程。
图12示出本发明的第三实施例的燃烧器的添加再循环端口和划分壁的形态下的燃烧过程。
具体实施方式
本发明的上述目的、特征和其他优点将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例而变得更清楚。在此过程中，为了描述的清楚和方便起见，图中示出的线的粗细或构成要素的尺寸等可能被夸大地示出。此外，稍后将描述的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语，其可根据用户、运用者的意图或惯例而不同。因此，对这些术语的定义应基于本说明书全文的内容来阐述。
此外，所阐述的实施例是为了描述发明而示例性地提供的，并不限定本发明的技术范围。
下面参照附图详细描述本发明的各个优选实施例的燃烧器。
在下面的描述中，将从各图观察时的上侧称为“前端”，将下侧称为“后端”。
第一实施例
首先，参照图1对本发明的第一实施例的燃烧器的构造进行详细描述。
燃烧器从前端侧插入并设置于诸如燃烧炉1、燃烧室的燃烧空间来使用。
空气供给部100呈管状形状，并且从后端朝向前端侧供给空气。
燃料供给管200呈管状直径小于空气供给部100的直径的形态，设置在空气供给部100的内部中央。
从燃料供给管200的后端朝向前端侧供给燃料。
保焰板300跨设在燃料供给管200和空气供给部100的前端。具体地，形成从燃料供给管200的前端使直径变宽地延伸的倾斜面310而设置。
即，燃料供给管200位于保焰板300的中心，从燃料供给管200延伸的倾斜面310从燃料供给管200的前端侧倾斜地延伸，大致呈倒圆锥形或杯的形态而设置。
从而，在保焰板300的内部形成有规定空间，在保焰板300的倾斜面310穿孔有多个辅助空气供给口311，从空气供给部100供给的空气的一部分通过辅助空气供给口311被供给到保焰板300的内部的规定空间内。
此外，朝向所述保焰板300的中心轴开口的主空气供给口120位于空气供给部100的前端。因此，从空气供给部100供给的空气中的其余一部分通过主空气供给口120被供给到保焰板300的上部中心侧。
燃料喷射管210从燃料供给管200的前端延伸，从燃料供给管200供给的燃料流入燃料喷射管210。
燃料喷射管210从燃料供给管200的前端沿保焰板300的倾斜面310设置在保焰板300的内侧。
在燃料喷射管210的内侧，即朝向保焰板300的内侧的周围部分部分，沿燃料喷射管210的长度方向设置有多个辅助燃料喷射口211。
另外，主燃料喷射口212位于燃料喷射管210的前端部分。
从燃料供给管200向燃料喷射管210供给的燃料的一部分通过燃料喷射管210的辅助燃料喷射口211被喷射到保焰板300的内部，其余一部分通过主燃料喷射口212被喷射到保焰板300的前端侧。
即，由辅助燃料喷射口211喷射的燃料与由辅助空气供给口311供给的空气一起在保焰板300的内部的规定空间内进行燃烧，由主燃料喷射口212喷射的燃料与由主空气供给口120供给的空气一起在保焰板300的上部进行燃烧。
此外，保焰板300中设置有外隔壁312和内隔壁313。
多个外隔壁312从保焰板300的外侧壁，即倾斜面310的外侧面，沿上下方向隔开预定间距凸出形成。
具体地，外隔壁312从保焰板300的倾斜面310外侧向空气供给部100的前端内侧凸出形成。
由此，供给到空气供给部100的空气被外隔壁312分成多级，并且通过辅助空气供给口311被供给到保焰板300内的预定间距。
多个内隔壁313从保焰板300的内侧壁，即，倾斜面310的内侧面沿上下方向隔开预定间距凸出形成。
具体地，内隔壁313从保焰板300的倾斜面310的内侧朝向保焰板300的中心侧凸出形成。
由此，由辅助燃料喷射口211喷射的燃料可以被内隔壁313分成多级地喷射到保焰板300的内部。
另外，所述外隔壁312和内隔壁313可以相互错开设置。具体地，内隔壁313被设置成位于隔开外隔壁312的各预定间距内。
由此，被外隔壁312分成多级并被供给到保焰板300的内部的空气经过外隔壁312时再次被分成多级并被供给到保焰板300的内部而与燃料一起燃烧。
这样，通过外隔壁312和内隔壁313，燃料和空气被供给到保焰板300的内部而进行燃烧。
另外，如图2所示，本实施例的燃烧器还可以包括再循环端口110和划分壁120。
再循环端口110位于空气供给部100的周围侧。再循环端口110朝向空气供给部100的前端开口地位于空气供给部100的周围侧。
由此，在燃烧器插入到燃烧炉1中的状态下在燃烧炉1的内部产生的废气空气通过供给到供给部100的前端侧的空气的流速通过再循环端口110再次流入空气供给部100并燃烧。
划分壁120沿空气供给部100的长度方向设置在空气供给部100的内部。具体地，划分壁120以靠近再循环端口110的方式设置，以在划分壁120与空气供给部100的外壁之间形成较窄的空气流路，使得空气供给部100的外壁侧空气流速增加，从而使得在燃烧炉1的内部产生的废气可以顺畅地流入再循环端口110。
下面进一步参照图3对本发明的第一实施例的燃烧器的燃烧过程进行描述。
通过空气供给部100和燃料供给管200向燃烧器的前端侧分别供给空气和燃料。
供给到空气供给部100的空气中的一部分通过保焰板300的外隔壁312分成多级，并通过辅助空气供给口311供给到保焰板300的内部时经过内隔壁313而再次分成多级。
供给到燃料供给部的燃料流入燃料喷射管210。
向燃料喷射管210供给的燃料中的一部分通过辅助燃料喷射口211被供给到保焰板300的内部时经过内隔壁313而分成多级来进行供给。
如此，由辅助燃料喷射口211喷射的辅助燃料和由辅助空气供给口311供给的辅助空气在保焰板300的内部的空间形成辅助火焰10而进行多级燃烧。
另一方面，供给到空气供给部100的空气中其余的流动到空气供给部100的前端，并通过主空气供给口120被供给到保焰板300的上部。
另外，流入燃料喷射管210的燃料中的其余一部分流动到燃料喷射管210的前端并由主燃料喷射口212喷射。
如此，由主燃料喷射口212喷射的主燃料和由主空气供给口120供给的主空气在保焰板300的上部形成主火焰20而进行燃烧。
通过多级燃烧形成在保焰板300内部的空间的辅助火焰10可以在宽范围的空燃比和负荷范围内持续维持，并且通过在这样的辅助火焰10的上部形成主火焰20，可以实现稳定的运行。
因此，相比现有的燃烧器表现出更高的调节比的性能，由此可以应用于多种热风利用系统。
另外，如图4所示，当进一步设有再循环端口110和划分壁120时，燃烧产生的废气通过在划分壁120的外侧与再循环端口110之间流动的空气的流速通过再循环端口110再次流入空气供给部100内，并如上所述地被再供给而进行燃烧。
由此，可以抑制燃烧产生的热氮氧化物的产生。
第二实施例
下面参照图5对本发明的第二实施例的燃烧器的构造进行详细描述。
在本实施例的描述中，将以与上述第一实施例的不同之处为中心进行描述，对对应的构件使用相同的附图标记，并且对与上述第一实施例相同的构造和特征将省略或简化其说明。
如图3所示，在本实施例中，不同于本第一实施例，燃料喷射管210位于保焰板300的外侧。
具体地，燃料喷射管210从燃料供给管200的前端沿保焰板300的外侧倾斜面310设置。
因此，从燃料喷射管210喷射到辅助燃料喷射口211的燃料向保焰板300的外侧喷射，并通过保焰板300的辅助空气供给口311流入保焰板300的内部并进行燃烧。
如图6所示，如同第一实施例，本实施例的燃烧器也还可以包括再循环端口110和划分壁120。
下面进一步参照图7对本发明的第二实施例的燃烧器的燃烧过程进行描述。
通过空气供给部100和燃料供给管200向燃烧器的前端侧分别供给空气和燃料。
供给到空气供给部100的空气中的一部分通过保焰板300的外隔壁312分成多级。
供给到燃料喷射管210的燃料中的一部分通过辅助燃料喷射口211被喷射到保焰板300的外侧。
由辅助燃料喷射口211的燃料与如上所述地由空气供给部100供给并被外隔壁312分成多级的空气一起在保焰板300的倾斜面310的外侧进行预混合而形成燃料和空气的混合气，混合气通过辅助空气供给口311经过内隔壁313而流入保焰板300的内部的空间并形成辅助火焰10的同时进行多级燃烧。
另一方面，由空气供给部100供给的空气中其余的空气流动到空气供给部100的前端，并通过主空气供给口120被供给到保焰板300的上部。
另外，流入燃料喷射管210的燃料中的其余一部分流动到燃料喷射管210的前端并由主燃料喷射口212喷射。
如此，由主燃料喷射口212喷射的主燃料和由主空气供给口120供给的主空气在保焰板300的上部形成主火焰20的同时进行燃烧，这与在所述第一实施例中的相同，如图8所示，在本实施例中，燃烧时产生的废气通过再循环端口110和划分壁120进行再循环和再燃烧。
通过多级燃烧形成在保焰板300的内部的空间的辅助火焰10可以在宽范围的空燃比和负荷范围内持续维持，并且通过在这样的辅助火焰10的上部形成主火焰20，可以实现稳定的运行。
因此，相比现有的燃烧器表现出更高的调节比的性能，由此可以应用于多种热风利用系统。
第三实施例
下面参照图9对本发明的第三实施例的燃烧器的构造进行详细描述。
同样地，在本实施例的描述中，也将以与第一实施例和第二实施例的不同之处为中心进行描述，对对应的构成要素使用相同的附图标记，并且对与第一实施例和第二实施例相同的构造和特征省略或简化其说明。
如图9所示，在本实施例中，不同于第一实施例和第二实施例，不设有燃料喷射管210，并且主燃料喷射口212和辅助燃料喷射口211位于燃料供给管200的前端。
主燃料喷射口212位于燃料供给管200的前端中央。通过燃料供给管200供给的燃料中的一部分通过主燃料喷射口212沿保焰板300的中心轴喷射。
辅助燃料喷射口211在燃料供给管200的前端位于主燃料喷射口212的周围侧。通过燃料供给管200供给的燃料中的其余一部分通过辅助燃料喷射口211沿保焰板300的倾斜面310的内侧喷射。
如图10所示，如同第一实施例和第二实施例，本实施例的燃烧器也还可以包括再循环端口110和划分壁120。
下面进一步参照图11对本发明的第三实施例的燃烧器的燃烧过程进行详细描述。
通过空气供给部100和燃料供给管200向燃烧器的前端侧分别供给空气和燃料。
通过空气供给部100和燃料供给管200向燃烧器的前端侧分别供给空气和燃料。
由空气供给部100供给的空气中的一部分通过保焰板300的外隔壁312分成多级，并通过辅助空气供给口311被供给到保焰板300的内部时经过内隔壁313而再次分成多级。
由燃料供给管200供给的燃料中的一部分通过辅助燃料喷射口211沿保焰板300的倾斜面310的内侧喷射。
从辅助燃料喷射口211沿保焰板300的倾斜面310的内侧喷射的辅助燃料和由辅助空气供给口311供给的辅助空气在保焰板300的内部的空间形成辅助火焰10时进行多级燃烧。
另一方面，由空气供给部100供给的空气中其余的空气流动到空气供给部100的前端，并通过主空气供给口120被供给到保焰板300的上部。
另外，发燃料供给管200供给的燃料中的其余一部分通过主燃料喷射口212沿保焰板300的中心轴被喷射到保焰板300的上部，并与由主空气供给口120供给的空气在保焰板300的上部形成主火焰20的同时进行燃烧。
通过多级燃烧形成在保焰板300内部的空间的辅助火焰10可以在宽范围的空燃比和负荷范围内持续维持，并且通过在这样的辅助火焰10的上部形成主火焰20，可以实现稳定的运行。
因此，相比现有的燃烧器表现出更高的调节比的性能，由此可以应用于多种热风利用系统。
另外，如图12所示，再循环端口110和划分壁120对废气的再循环和再燃烧与上述第一实施例和第二实施例相同。
如上所述，根据本发明的燃烧器，可以获得如下效果。
通过倒圆锥形(杯形)的保焰板，在保焰板内部的空间形成用于保焰的辅助火焰，并在保焰板的上部形成主火焰以实现火焰的稳定化，从而提高燃烧器的调节比。
另外，通过分阶段供给燃烧所需的空气和燃料来进行多级燃烧，从而能够实现在宽范围的空燃比和负荷范围内的燃烧。
此外，通过使燃烧时产生的废气再循环和再燃烧，可以抑制由燃烧产生的氮氧化物的产生。
虽然上文中对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述特定的实施例。即，本发明所属领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求书的思想和范围的情况下对本发明做出多种变更和修改，并且所有那些适当的变更和修改的等同物也应当被视为落入本发明的范围内。
(符号说明)
1：燃烧炉，100：空气供给部，110：再循环端口，120：划分壁，200：燃料供给管，210：燃料喷射管，211：辅助燃料喷射口，212：主燃料喷射口，300：保焰板，310：倾斜面，311：辅助空气供给口，312：外隔壁，313：内隔壁。

Claims (9)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：
空气供给部(100)，其供给空气；
燃料供给管(200)，其位于所述空气供给部(100)的中央，并供给燃料；
保焰板(300)，其具有从所述燃料供给管(200)的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部(100)的前端的倾斜面(310)，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；
燃料喷射管(210)，其从所述燃料供给管(200)的前端延伸，并沿所述保焰板(300)的内侧倾斜面(310)设置；
主空气供给口(120)，其由所述空气供给部(100)的前端朝向所述保焰板(300)的中心轴开口而成；
多个辅助空气供给口(311)，其形成于所述保焰板(300)的所述倾斜面(310)；
主燃料喷射口(212)，其位于所述燃料喷射管(210)的前端；以及
多个辅助燃料喷射口(211)，其位于所述燃料喷射管(210)的内侧。
2.一种燃烧器，其特征在于，包括：
空气供给部(100)，其供给空气；
燃料供给管(200)，其位于所述空气供给部(100)的中央，并供给燃料；
保焰板(300)，其具有从所述燃料供给管(200)的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部(100)的前端的倾斜面(310)，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；
燃料喷射管(210)，其从所述燃料供给管(200)的前端延伸，并沿所述保焰板(300)的外侧倾斜面(310)设置；
主空气供给口(120)，其由所述空气供给部(100)的前端朝向所述保焰板(300)的中心轴开口而成；
多个辅助空气供给口(311)，其形成于所述保焰板(300)的所述倾斜面(310)；
主燃料喷射口(212)，其位于所述燃料喷射管(210)的前端；以及
多个辅助燃料喷射口(211)，其位于所述燃料喷射管(210)的内侧。
3.一种燃烧器，其特征在于，包括：
空气供给部(100)，其供给空气；
燃料供给管(200)，其位于所述空气供给部(100)的中央，并供给燃料；
保焰板(300)，其具有从所述燃料供给管(200)的前端使直径变宽地延伸而位于所述空气供给部(100)的前端的倾斜面(310)，并且配置为在内部形成有规定空间的倒圆锥形态；
主空气供给口(120)，其由所述空气供给部(100)的前端朝向所述保焰板(300)的中心轴开口而成；
多个辅助空气供给口(311)，其形成于所述保焰板(300)的所述倾斜面(310)；
主燃料喷射口(212)，其位于所述燃料供给管(200)的前端中央，使得燃料沿所述保焰板(300)的中心轴被喷射；以及
辅助燃料喷射口(211)，其在所述燃料供给管(200)的前端位于所述主燃料喷射口(212)的周围侧，并且使燃料沿所述保焰板(300)的倾斜面(310)被喷射。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，
由所述辅助燃料喷射口(211)喷射的燃料和由所述辅助空气供给口(311)供给的空气在所述保焰板(300)的内部的所述规定空间内燃烧，
由所述主燃料喷射口(212)喷射的燃料和由所述主空气供给口(120)供给的空气在所述保焰板(300)的所述规定空间的上部燃烧。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，还包括：
外隔壁(312)，其从所述保焰板(300)的外侧壁隔开预定间距凸出形成。
6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，还包括：
内隔壁(313)，其从所述保焰板(300)的内侧壁隔开预定间距凸出形成。
7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，
所述外隔壁(312)和所述内隔壁(313)相互错开设置。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，还包括：
再循环端口(110)，其位于所述空气供给部(100)的周围侧，并朝向所述空气供给部(100)的前端开口。
9.根据权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，还包括：
划分壁(120)，其在所述空气供给部(100)的内部沿长度方向设置。
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