CN201412849Y - 一种环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器，有效解决热风炉燃烧器燃烧过程中煤气与空气混合不均匀，燃烧不充分，燃烧温度不高及使用寿命短的问题，该燃烧器是，空气进口管安装在外壁上，墙体内有与空气进口管连通的空气分配环道及其上均匀布置的空气通道，空气进口管下部的墙体侧壁上有煤气进口管，并与墙体内的煤气分配环道相连通，煤气通道均匀布置在煤气分配环道上，煤气通道和空气通道环形交错布置，在混合气体喷嘴内相接，空气喷嘴水平布置，与径向呈倾斜状，混合气体喷嘴呈向上倾斜于预燃室的中心，燃烧器本体上部有球形拱顶，燃烧室在预燃室下方，本实用新型气流混合充分、流场稳定、燃烧强度高，是对现有热风炉燃烧器的一个创造性改进和革新。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及燃烧器，尤其是高炉顶燃式热风炉用的一种环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器。
二、背景技术
顶燃式热风炉是最近年来在国内应用比较广泛的一种炉型，但是其燃烧器存在的缺陷却是不容忽视的。尤其是目前广泛使用的带预燃室的顶燃式热风炉，由于燃烧器的煤气和空气喷嘴布置在不同的截面上，上截面喷嘴在预燃室形成的旋转向下的气流使下一个截面喷嘴喷入的气流无法进入该气流之中，这样就导致了煤气和空气在初始阶段混合不均匀，燃烧不充分，使得过量空气系数偏大，废气中CO含量过高，因而降低了燃料的理论燃烧温度，进而影响热风炉热风温度的提高，同时由于混合气流的旋流运动使得进入蓄热体的轴向气流的分布极不均匀，严重影响蓄热室中蓄热体传热效果和蓄热体的利用律。此外有些带预燃室的燃烧器是简单的安装在热风炉的墙体上，密封效果差，使用寿命短。因此，改进燃烧器结构及连接方式，使之能实现高强度的燃烧、高效率的传热、以及稳定的结构，是热风炉技术发展的有效途径。
三、实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型之目的就是提供一种环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器，有效解决热风炉燃烧器燃烧过程中煤气与空气混合不均匀，燃烧不充分，燃烧温度不高及使用寿命短的问题，其解决的技术方案是：包括有燃烧器本体、空气进口管和煤气进口管，空气进口管安装在预燃室墙体外侧壁上，预燃室墙体内有与空气进口管连通的空气分配环道，空气分配环道上均匀布置有空气通道，空气进口管下部的预燃室墙体侧壁上装有煤气进口管，预燃室墙体内的煤气分配环道与煤气进口管相连通，煤气通道均匀布置在煤气分配环道上，煤气通道和空气通道环形交错布置，在混合气体喷嘴内相接，其轴线在同一个水平面上，空气喷嘴水平布置，与径向呈有角度的倾斜状，混合气体喷嘴的中心线与水平方向呈向上倾斜指向炉腔上部预燃室的中心，燃烧器本体上部有球形拱顶，燃烧室在预燃室下方。
这样的燃烧器结构，使得进入预燃室的煤气射流与空气射流形成交叉混合并构成一种复杂的流场结构，即相互混合又旋转向上，之后从中部旋转向下，上下气流之间存在强烈的热量与质量交换，形成一个紊流强度极大的流动状态。这种流场结构有利于空气与煤气的充分混合、预热着火、及稳定燃烧，极大地提高了燃烧强度。
而预燃室的支撑连接以及燃烧室的支撑和连接，既保证了燃烧器的良好密封效果，又使燃烧室墙体在温度周期性变化下产生的热应力得到安全释放，也有效避免了蓄热室大墙热胀产生的位移对燃烧器的影响，从而有效地保护了燃烧器结构的稳定。
本实用新型以独特的结构有效地解决气体燃料燃烧的关键问题，显著提高了燃烧强度和强化了蓄热室的传热.蓄热能力。
本实用新型结构新颖独特，结构间的连接合理，可有效提高热风炉燃烧器的燃烧效率和燃烧温度，以及蓄热室的利用率和传热效果，是热风炉燃烧器结构上的一个创新。
四、附图说明
图1为本实用新型燃烧器及其拱顶的剖面主视图。
图2为本实用新型截面俯视剖面图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
由图1和图2所示，本实用新型解决的技术方案是，包括有燃烧器本体、空气进口管和煤气进口管，空气进口管1安装在预燃室墙体11外侧壁上，预燃室墙体内有与空气进口管1连通的空气分配环道2，空气分配环道2上均匀布置有空气通道3，空气进口管1下部的预燃室墙体侧壁上装有煤气进口管4，预燃室墙体内的煤气分配环道5与煤气进口管相连通，煤气通道6均匀布置在煤气分配环道5上，煤气通道6和空气通道3环形交错布置，并在混合气体喷嘴13内相接，其轴线在同一个水平面上(目前的布置方式)，空气喷嘴3水平布置，与径向呈有角度的倾斜状，混合气体喷嘴13的中心线与水平方向呈向上倾斜(即有倾角)指向炉腔上部预燃室10的中心，燃烧器本体上部有球形拱项9，燃烧室7在预燃室10的下方。
所说的空气通道呈水平布置与径向的夹角的角度范围为0-60°，所说的混合气体喷嘴13的中心线与水平方向呈向上倾斜指向炉腔上部预燃室10的中心，其倾斜角的变化范围在0-45°之间，喷嘴角度的选择可根据具体情况来设置。
所说的燃烧室墙体12与预燃室墙体11由迷宫8滑移连接，构成燃烧室内墙面变直径的内腔体，内腔体水平截面与内腔体壁呈60-80°的夹角。
对于这种燃烧器，当空气由空气进口管1进入空气分配环道2，空气通过均匀布置在环道上的空气通道3，与预燃室的径向方向成一定角度进入预燃室；煤气由煤气进口管4进入煤气分配环道5，煤气通过均匀布置在环道上的煤气通道6，最终通过混合气体喷嘴13与预燃室中轴线倾斜向上进入预燃室10，由于煤气通道和空气通道环形交错布置在同一层面上且在混合气体喷嘴13内相接，煤气气流和空气气流在混合气体喷嘴13内相接并充分混合，向上进入球形拱顶9空间后向下折返并燃烧，由于预燃室空间狭小，燃烧过程继续在燃烧室7中进行，燃烧产生的高温烟气在有一定旋流的状态下进入蓄热室。
由于煤气通道和空气通道是环形交错均匀布置在同一个环形截面上且在混合气体喷嘴13内相接，大大增加了煤气和空气的混合机率，缩短了混合所用的时间，有利于实现空气和煤气充分均匀的混合；由于旋转气流的上下交互作用，有效保证了旋流混合、火焰稳定与高强度燃烧；充分燃烧后的烟气进入蓄热室，不会在蓄热体上发生燃烧的现象，即使在高负荷状态下也不易出现上述现象；燃烧的充分直接减少了废气中的CO的含量。
因此本实用新型实现了气流混合充分、流场稳定、燃烧强度高等性能，是对现有热风炉燃烧器的一个创造性改进和革新。
Claims (4)
1、一种环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器，包括有燃烧器本体、空气进口管和煤气进口管，其特征在于，空气进口管(1)安装在预燃室墙体(11)外侧壁上，预燃室墙体内有与空气进口管(1)连通的空气分配环道(2)，空气分配环道(2)上均匀布置有空气通道(3)，空气进口管(1)下部的预燃室墙体侧壁上装有煤气进口管(4)，预燃室墙体内的煤气分配环道(5)与煤气进口管相连通，煤气通道(6)均匀布置在煤气分配环道(5)上，煤气通道(6)和空气通道(3)环形交错布置，并在混合气体喷嘴(13)内相接，其轴线在同一个水平面上，空气喷嘴(3)水平布置，与径向呈有角度的倾斜状，混合气体喷嘴(13)的中心线与水平方向呈向上倾斜指向炉腔上部预燃室(10)的中心，燃烧器本体上部有球形拱项(9)，燃烧室(7)在预燃室(10)的下方。
2、根据权利要求1所述的环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器，其特征在于，所说的空气通道呈水平布置与径向的夹角的角度范围为0-60°。
3、根据权利要求1所述的环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器，其特征在于，所说的混合气体喷嘴(13)的中心线与水平方向呈向上倾斜指向炉腔上部预燃室(10)的中心，其倾斜角的变化范围在0-45之间。
4、根据权利要求1所述的环形预混旋流喷射的陶瓷燃烧器，其特征在于，所说的燃烧室墙体(12)与预燃室墙体(11)由迷宫(8)滑移连接，构成燃烧室内墙面变直径的内腔体，内腔体水平截面与内腔体壁呈60--80°的夹角。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102410535A (zh) * | 2011-11-19 | 2012-04-11 | 陈维汉 | 带快速旋流混合装置的多孔锥体中燃烧的燃烧器 |
| CN107058662A (zh) * | 2016-11-12 | 2017-08-18 | 刘力铭 | 空气出口管和煤气出口管交错或交汇布置的燃烧装置 |
| CN111763018A (zh) * | 2019-04-02 | 2020-10-13 | 北京卡卢金热风炉技术有限公司 | 一种带燃烧器的加热炉装置 |
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