CN207815317U - 一种高效低氮气体燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高效低氮气体燃烧器，包括筒体、用于向筒体出口喷出天然气的天然气通道机构、用于向筒体出口通入助燃空气以与天然气混合燃烧的助燃空气通道机构、旋流盘、导风板；还包括中央控制模块、设置在本体内周壁靠近喉口处的用以检测燃烧区附近温度的温度传感器。本实用新型采用导风板与旋流盘能够使得筒内气流的流速得到极大幅度的提升，使得燃烧器下游火焰的形状和范围得到有效控制，从而减少NOx排放的效果，同时还包括有温度传感器与风扇等部件，通过温度传感器与风扇配合能够使得燃烧区的温度不会过高，进一步减少NOx的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃烧器领域，特别涉及一种高效低氮气体燃烧器。
背景技术
NOx是大气污染物的一种重要组成部分，也是引发雾霾和酸雨的重要因素之一。目前随着环保要求的不断提高，对于NOx排放量的限制也日趋严格，
天然气燃烧器是以天然气为燃料，可降低NOx排放量，因而近些年天然气燃烧器得到了大力发展。天然气燃烧器具有清洁高效、安全简便等优点。
具体的，天然气燃烧器是通过将天然气和空气进行混合和燃烧来达到化学能转变为热能的目的。通过合理的燃烧器结构设计，可以使天然气和空气混合均匀，在保证高效燃烧的基础上，减少局部高温区的产生，从而抑制燃烧过程中NOx的生成，达到低NOx的排放量。例如专利CN 105135432A，采用内、外两层燃料枪的结构形式，调整燃烧区域内燃料和空气的分布，减少高温区域的形成，降低NOx的排放量。
进入燃烧区之前的燃料和空气的混合对燃烧效果影响很大，然而在进入燃烧区前，燃料枪喷出的天然气与空气的混合在时间和空间上都很受限，这会导致这一区域天然气和空气的混合效果变差，进而燃烧区域内浓度、温度分布不均匀，使NOx的生成量增多。
因此，天然气燃烧器的NOx排放仍有很大的改善空间，还有很多降低污染物排放的技术手段有待开发。仍然需要设计更加合理有效的超低NOx排放燃烧器结构形式来有效降低燃烧和控制污染物排放。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种高效低氮气体燃烧器，设置有烟气内循环孔与导风板等部件，其中导风板与旋流盘能够使得筒内气流的流速得到极大幅度的提升，使得燃烧器下游火焰的形状和范围得到有效控制，从而减少NOx排放的效果，同时还包括有温度传感器与风扇等部件，通过温度传感器与风扇配合能够使得燃烧区的温度不会过高，进一步减少NOx的排放。
本实用新型采用以下方案实现：一种高效低氮气体燃烧器，包括筒体、用于向筒体出口喷出天然气的天然气通道机构、用于向筒体出口通入助燃空气以与天然气混合燃烧的助燃空气通道机构、旋流盘、导风板；
所述筒体包括本体，所述本体的出口一端设有喉口，所述本体与喉口的壁部相连；所述喉口的壁部开设多个内循环孔；
所述旋流盘设置在筒体的本体内并与所述筒体同轴，所述旋流盘包括旋流内环、旋流外环以及设置于旋流内环与旋流外环之间的旋流叶片；
所述导风板为漏斗型，包括大的开口与小的开口，所述大的开口与所述本体的壁部相连，所述小的开口与所述旋流盘的旋流外环相连，用以将筒体内的助燃空气全部导向旋流盘；
所述本体的周壁上等间隔开设有四个通风孔，每个通风孔上均设置有电动阀门，每个通风孔均连接有位于筒体外部的通风管道，所述通风管道内设置有风扇，所述风扇的出风方向为朝向通风孔，用以向筒体内吹入助燃空气；
还包括中央控制模块、设置在本体内周壁靠近喉口处的用以检测燃烧区附近温度的温度传感器，所述温度传感器、电动阀门与风扇均与所述中央控制模块电性相连，用以使得当温度传感器检测到的温度大于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇开启向筒体内吹入助燃空气；
所述温度传感器采用铂铑热电偶。所述铂铑热电偶适用于各种高温燃烧场合，其具有稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。
由于在喉口处开设烟气内循环孔，孔外的压力大于孔内压力，从而能够将外部烟气卷吸入筒体内，实现烟气进入燃烧区域，降低燃烧局部温度，实现浓淡燃烧。同时采用导风板与旋流盘能够使得筒内气流的流速得到极大幅度的提升，使得燃烧器下游火焰的形状和范围得到有效控制，从而减少NOx排放的效果。另外，本实用新型采用了温度传感器、通风孔以及风扇，通过在中央控制模块中预设一个温度范围，则当温度传感器检测到的温度大于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇开启向筒体内吹入助燃空气，当温度传感器检测到的温度小于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇关闭，停止向筒体内吹入助燃空气。通过温度传感器与风扇配合能够使得燃烧区的温度不会过高，进一步减少NOx的排放。
进一步地，所述天然气通道机构包括中心管道和多个外围管道，所述中心管道穿设于旋流内环中；所述中心管道包括中心天然气枪、天然气气室及中心喷射孔，天然气气室设于中心天然气枪的靠近喉口的一端，中心喷射孔经由天然气气室与中心天然气枪连通；所述多个外围管道与筒体的中心线平行并围设在筒体的内周壁内侧，所述外围管道的前端穿过筒体，且外围管道的喷射孔位于筒体的外部，并靠近喉口，所述外围管道位于筒体内部的部分穿过所述导风板。
其中，外围管道设有喷射孔的一端朝筒体的内部倾斜，从而向筒体喷射天然气，以与天然气快速、均匀混合。
进一步地，所述天然气通道机构还包括多个L形支管，所述L形支管包括相互垂直连接的轴向管和径向管，轴向管与筒体的中心线平行并围设在筒体的内周壁内侧，，径向管经由烟气内循环孔伸入筒体内部，且径向管的沿轴向的投影至少部分位于旋流盘的投影范围内，径向管的伸入筒体内部的一端具有径向喷射孔，伸入筒体的径向管的外周设有多个周向喷射孔。
本实用新型采用天然气通道机构和助燃空气通道机构，部分天然气可通过中心管道被喷射至中心，同时L形支管的径向喷射孔也可将天然气射入旋流盘上方，部分天然气通过外围管道被喷射，直接射入外层的助燃空气，保证燃烧器出口处速度分布合理、燃料气和助燃空气掺混均匀，燃烧后烟气经由烟气内循环进入燃烧区域，合理控制燃烧区域，从而保证燃烧的稳定性和良好的NOx减排效果。
进一步地，所述L形支管围绕筒体等间距的分布，相邻L形支管之间设有相同数量的外围管道，各L形支管的径向管的延长线穿过筒体的轴线。
进一步地，所述喉口的壁部相较于本体朝筒体内缩。
进一步地，所述筒体还包括导向板，所述导向板连接于喉口的壁部的外缘，并朝筒体的外部倾斜的扩张。
外扩的壁部使得喉口呈喇叭口状，部分烟气排出后朝筒内卷吸，一部分经由烟气内循环孔进入筒内的过渡燃烧区域，一部分被导向板导向至外围管道，进入外围燃烧区域。因此，导向板与烟气内循环孔配合能够有助于形成烟气内循环，有效降低局部高温区的范围，抑制NOx的生成。
进一步地，所述导向板的倾斜角度的范围为20°-45°。
进一步地，所述烟气内循环孔的个数为8-12个，所述外围管道的个数为16-24个。
与现有技术相比，本实用新型由于在喉口处开设烟气内循环孔，孔外的压力大于孔内压力，从而能够将外部烟气卷吸入筒体内，实现烟气进入燃烧区域，降低燃烧局部温度，实现浓淡燃烧。同时采用导风板与旋流盘能够使得筒内气流的流速得到极大幅度的提升，使得燃烧器下游火焰的形状和范围得到有效控制，从而减少NOx排放的效果。另外，本实用新型采用了温度传感器、通风孔以及风扇，通过在中央控制模块中预设一个温度范围，则当温度传感器检测到的温度大于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇开启向筒体内吹入助燃空气，当温度传感器检测到的温度小于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇关闭，停止向筒体内吹入助燃空气。通过温度传感器与风扇配合能够使得燃烧区的温度不会过高，进一步减少NOx的排放。
附图说明
图1是本实用新型的低氮气体燃烧器的立体剖视图。
图2是本实用新型的低氮气体燃烧器的俯视示意图。
图中，1为筒体1，1-1为本体，1-2为喉口，1-3为导向板，2为助燃空气通道机构，3为天然气通道机构，3-1为中心管道，3-2为外围管道，3-3为L形支管，3-1-1为中心天然气枪，3-1-2为天然气气室，3-1-3为中心喷射孔，3-3-1为轴向管，3-3-2为径向管，4为旋流盘，4-1为旋流内环，4-2为旋流外环，4-3为旋流叶片，5为烟气内循环孔，6为导风板，7为风扇，8为通风管道，9为温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种高效低氮气体燃烧器，包括筒体1、用于向筒体1出口喷出天然气的天然气通道机构3、用于向筒体1出口通入助燃空气以与天然气混合燃烧的助燃空气通道机构2、旋流盘4、导风板6；
所述筒体1包括本体1-1，所述本体1-1的出口一端设有喉口1-2，所述本体1-1与喉口1-2的壁部相连；所述喉口1-2的壁部开设多个内循环孔5；
所述旋流盘4设置在筒体1的本体1-1内并与所述筒体1同轴，所述旋流盘4包括旋流内环4-1、旋流外环4-2以及设置于旋流内环4-1与旋流外环4-2之间的旋流叶片4-3；
所述导风板6为漏斗型，包括大的开口与小的开口，所述大的开口与所述本体的壁部相连，所述小的开口与所述旋流盘的旋流外环相连，用以将筒体内的助燃空气全部导向旋流盘；
所述本体的周壁上等间隔开设有四个通风孔，每个通风孔上均设置有电动阀门，每个通风孔均连接有位于筒体外部的通风管道8，所述通风管道8内设置有风扇7，所述风扇7的出风方向为朝向通风孔，用以向筒体内吹入助燃空气；
还包括中央控制模块、设置在本体内周壁靠近喉口处的用以检测燃烧区附近温度的温度传感器9，所述温度传感器9、电动阀门与风扇7均与所述中央控制模块电性相连，用以使得当温度传感器9检测到的温度大于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇7开启向筒体内吹入助燃空气；
所述温度传感器9采用铂铑热电偶。所述铂铑热电偶适用于各种高温燃烧场合，其具有稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。
由于在喉口处开设烟气内循环孔，孔外的压力大于孔内压力，从而能够将外部烟气卷吸入筒体内，实现烟气进入燃烧区域，降低燃烧局部温度，实现浓淡燃烧。同时采用导风板6与旋流盘能够使得筒内气流的流速得到极大幅度的提升，使得燃烧器下游火焰的形状和范围得到有效控制，从而减少NOx排放的效果。另外，本实用新型采用了温度传感器9、通风孔以及风扇7，通过在中央控制模块中预设一个温度范围，则当温度传感器9检测到的温度大于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇7开启向筒体内吹入助燃空气，当温度传感器9检测到的温度小于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇7关闭，停止向筒体内吹入助燃空气。通过温度传感器9与风扇7配合能够使得燃烧区的温度不会过高，进一步减少NOx的排放。
在本实施例中，所述天然气通道机构3包括中心管道3-1和多个外围管道3-2，所述中心管道3-1穿设于旋流内环4-1中；所述中心管道3-1包括中心天然气枪3-1-1、天然气气室3-1-2及中心喷射孔3-1-3，天然气气室3-1-2设于中心天然气枪3-1-1的靠近喉口1-2的一端，中心喷射孔3-1-3经由天然气气室3-1-2与中心天然气枪3-1-1连通；所述多个外围管道3-2与筒体的中心线平行并围设在筒体的内周壁内侧，所述外围管道的前端穿过筒体，且外围管道3-2的喷射孔位于筒体1的外部，并靠近喉口1-2，所述外围管道位于筒体内部的部分穿过所述导风板6。
其中，外围管道设有喷射孔的一端朝筒体的内部倾斜，从而向筒体喷射天然气，以与天然气快速、均匀混合。
在本实施例中，所述天然气通道机构3还包括多个L形支管3-3，所述L形支管3-3包括相互垂直连接的轴向管3-3-1和径向管3-3-2，轴向管3-3-1与筒体的中心线平行并围设在筒体的内周壁内侧，径向管3-3-2经由烟气内循环孔5伸入筒体1内部，且径向管3-3-2的沿轴向的投影至少部分位于旋流盘4的投影范围内，径向管3-3-2的伸入筒体1内部的一端具有径向喷射孔，伸入筒体1的径向管3-3-2的外周设有多个周向喷射孔。
本实用新型采用天然气通道机构和助燃空气通道机构，部分天然气可通过中心管道被喷射至中心，同时L形支管的径向喷射孔也可将天然气射入旋流盘上方，部分天然气通过外围管道被喷射，直接射入外层的助燃空气，保证燃烧器出口处速度分布合理、燃料气和助燃空气掺混均匀，燃烧后烟气经由烟气内循环进入燃烧区域，合理控制燃烧区域，从而保证燃烧的稳定性和良好的NOx减排效果。
在本实施例中，所述L形支管3-3围绕筒体1等间距的分布，相邻L形支管3-3之间设有相同数量的外围管道3-2，各L形支管3-3的径向管的延长线穿过筒体1的轴线。
在本实施例中，所述喉口1-2的壁部相较于本体1-1朝筒体1内缩。
在本实施例中，所述筒体1还包括导向板1-3，所述导向板连接于喉口1-2的壁部的外缘，并朝筒体1的外部倾斜的扩张。
外扩的壁部使得喉口呈喇叭口状，部分烟气排出后朝筒内卷吸，一部分经由烟气内循环孔进入筒内的过渡燃烧区域，一部分被导向板导向至外围管道，进入外围燃烧区域。因此，导向板与烟气内循环孔配合能够有助于形成烟气内循环，有效降低局部高温区的范围，抑制NOx的生成。
在本实施例中，所述导向板1-3的倾斜角度的范围为20°-45°。
在本实施例中，所述烟气内循环孔5的个数为8-12个，所述外围管道3-2的个数为16-24个。
值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：包括
筒体(1)、用于向筒体(1)出口喷出天然气的天然气通道机构(3)、用于向筒体(1)出口通入助燃空气以与天然气混合燃烧的助燃空气通道机构(2)、旋流盘(4)、导风板(6)；
所述筒体(1)包括本体(1-1)，所述本体(1-1)的出口一端设有喉口(1-2)，所述本体(1-1)与喉口(1-2)的壁部相连；所述喉口(1-2)的壁部开设多个内循环孔(5)；
所述旋流盘(4)设置在筒体(1)的本体(1-1)内并与所述筒体(1)同轴，所述旋流盘(4)包括旋流内环(4-1)、旋流外环(4-2)以及设置于旋流内环(4-1)与旋流外环(4-2)之间的旋流叶片(4-3)；
所述导风板(6)为漏斗型，包括大的开口与小的开口，所述大的开口与所述本体的壁部相连，所述小的开口与所述旋流盘的旋流外环相连，用以将筒体内的助燃空气全部导向旋流盘；
所述本体的周壁上等间隔开设有四个通风孔，每个通风孔上均设置有电动阀门，每个通风孔均连接有位于筒体外部的通风管道(8)，所述通风管道(8)内设置有风扇(7)，所述风扇(7)的出风方向为朝向通风孔，用以向筒体内吹入助燃空气；
还包括中央控制模块、设置在本体内周壁靠近喉口处的用以检测燃烧区附近温度的温度传感器(9)，所述温度传感器(9)、电动阀门与风扇(7)均与所述中央控制模块电性相连，用以使得当温度传感器(9)检测到的温度大于中央控制模块中预设的温度时中央控制模块控制所述电动阀门与风扇(7)开启向筒体内吹入助燃空气；
所述温度传感器(9)采用铂铑热电偶。
2.根据权利要求1所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述天然气通道机构(3)包括中心管道(3-1)和多个外围管道(3-2)，所述中心管道(3-1)穿设于旋流内环(4-1)中；所述中心管道(3-1)包括中心天然气枪(3-1-1)、天然气气室(3-1-2)及中心喷射孔(3-1-3)，天然气气室(3-1-2)设于中心天然气枪(3-1-1)的靠近喉口(1-2)的一端，中心喷射孔(3-1-3)经由天然气气室(3-1-2)与中心天然气枪(3-1-1)连通；所述多个外围管道(3-2)与筒体的中心线平行并围设在筒体的内周壁内侧，所述外围管道的前端穿过筒体，且外围管道(3-2)的喷射孔位于筒体(1)的外部，并靠近喉口(1-2)，所述外围管道位于筒体内部的部分穿过所述导风板(6)。
3.根据权利要求2所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述天然气通道机构(3)还包括多个L形支管(3-3)，所述L形支管(3-3)包括相互垂直连接的轴向管(3-3-1)和径向管(3-3-2)，轴向管(3-3-1)与筒体的中心线平行并围设在筒体的内周壁内侧，径向管(3-3-2)经由烟气内循环孔(5)伸入筒体(1)内部，且径向管(3-3-2)的沿轴向的投影至少部分位于旋流盘(4)的投影范围内，径向管(3-3-2)的伸入筒体(1)内部的一端具有径向喷射孔，伸入筒体(1)的径向管(3-3-2)的外周设有多个周向喷射孔。
4.根据权利要求3所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述L形支管(3-3)围绕筒体(1)等间距的分布，相邻L形支管(3-3)之间设有相同数量的外围管道(3-2)，各L形支管(3-3)的径向管的延长线穿过筒体(1)的轴线。
5.根据权利要求2所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述喉口(1-2)的壁部相较于本体(1-1)朝筒体(1)内缩。
6.根据权利要求1所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述筒体(1)还包括导向板(1-3)，所述导向板连接于喉口(1-2)的壁部的外缘，并朝筒体(1)的外部倾斜的扩张。
7.根据权利要求6所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述导向板(1-3)的倾斜角度的范围为20°-45°。
8.根据权利要求2所述的一种高效低氮气体燃烧器，其特征在于：所述烟气内循环孔(5)的个数为8-12个，所述外围管道(3-2)的个数为16-24个。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200811 Address after: 242800 Donghe garden, Qingyang Economic Development Zone, Chizhou, Anhui Patentee after: Anhui Huaxia Blue Sky Mechanical and Electrical Equipment Co.,Ltd. Address before: Room 2-58g, building 1, No.27 Huli Road, Mawei District, Fuzhou City, Fujian Province 350001 (in the pilot Free Trade Zone) Patentee before: CHINA CERULEAN SKY TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: An efficient and low nitrogen gas burner Effective date of registration: 20231228 Granted publication date: 20180904 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Qingyang County Branch Pledgor: Anhui Huaxia Blue Sky Mechanical and Electrical Equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075035 |