CN210425014U - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃烧器。所述燃烧器包括：第一管道，所述第一管道具有长形的第一区段，所述第一区段引导空气在其中沿第一流动方向通过；第二管道，所述第二管道安装在所述第一管道上，所述第二管道包括引导燃料气体在其中通过的第二区段；与所述第二管道连接的分配器，所述分配器位于所述第一区段中并且具有分流燃料气体的多个孔眼，使得燃料气体经由所述多个孔眼与所述第一区段中经过的空气混合。本申请涉及的燃烧器提供了均匀的预混合气体的径向分布和均匀的火焰形式。

Description

燃烧器

技术领域

本申请属于加热设备领域，具体说涉及一种燃烧器。

背景技术

燃烧器作为一种加热设备，被广泛应用于化工、石油、电力等工业或民用领域。燃烧器可以将空气与燃料按一定方式混合并燃烧，通过燃烧这一化学手段转化为热能。燃烧器的设计根据燃料种类，混合方式、结构布置等多方面的要求可以是不同的。例如，对于锅炉而言，锅炉燃烧器的设计会考虑到合理配风和火焰形状，使燃烧完全和稳定，并且排放达到标准规定。

实用新型内容

本申请要解决的一个技术问题是提供一种燃烧器，其中空气和燃料空气在燃烧前充分预混合。

一种燃烧器，其包括：

第一管道，所述第一管道具有长形的第一区段，所述第一区段引导空气在其中沿第一流动方向通过；

第二管道，所述第二管道安装在所述第一管道上，所述第二管道包括引导燃料气体在其中通过的第二区段，和；

与所述第二管道连接的分配器，所述分配器位于所述第一区段中并且具有对燃料气体分流的多个孔眼，燃料气体经由所述多个孔眼与所述第一区段中经过的空气混合；

喷嘴，所述喷嘴位于所述第一管道的末端以燃烧空气和燃料气体的混合物。

本申请在第一管道内设置带有孔眼的分配器，其中分配器输送来自第二管道的燃料气体并且燃料气体经由孔眼与第一管道内的空气进行混合。与不设置分配器的燃烧器设计相比，由于本申请的分配器设置在第一管道内，因此可以使空气和燃料气体得到充分混合，以为后续的充分燃烧做好准备。分配器可以是与第二管道分开的部件，也可以与第二管道集成在一起。分配器可以具有孔眼布置在其上的多种形状。

在一种燃烧器的实施例中，所述分配器成形为与所述第二区段一体的第三管道，所述多个孔眼分布在所述第三管道的表面上。

在一种燃烧器的实施例中，所述多个孔眼中的每一个都具有限定燃料气体离开所述孔眼方向的排放方向，所述排放方向定向为使得燃料气体朝着所述第一流动方向上的空气并与其混合。所谓的“排放方向”即燃料气体经由孔眼离开的出射方向。多个孔眼可以具有相同的排放方向，也可以具有不同的排放方向。也就是说，燃料气体可以经由孔眼在一个排放方向上与空气混合，也可以在不同的排放方向上与空气混合，因此燃料气体可以以预定的方式与空气混合。

在一种燃烧器的实施例中，所述排放方向与所述第一流动方向成角度，所述角度在90º至135º之间。

在一种燃烧器的实施例中，所述多个孔眼具有阵列分布，所述阵列包括所述多个孔眼沿燃料气体的第二流动方向对齐的多个列。

在一种燃烧器的实施例中，所述多个列的数量在2至4列之间。

在一种燃烧器的实施例中，所述孔眼具有圆形、椭圆形或四边形的形状。

在一种燃烧器的实施例中，所述孔眼的最小直径为1.5mm；所述第二管道中设置有燃料气体通过的限流板，所述限流板上限流孔的最小直径为1.5mm。

在一种燃烧器的实施例中，所述喷嘴包括喷射部，所述喷射部围绕所述喷嘴的周向表面布置，所述喷射部上分布由多个第一孔和多个第二孔组成的喷射孔阵列，其中所述多个第一孔中的每一个孔具有大于所述多个第二孔中的每一个孔的直径。经混合的空气和燃料气体经由喷嘴在炉膛内燃烧。喷射部具有两种类型的孔，即尺寸较大的第一孔和尺寸较小的第二孔。这两种孔经一定的排列后既可以有助于火焰燃烧，并且能补偿火焰出孔而产生的压力波动。

在一种燃烧器的实施例中，所述多个第二孔中每两个组成一个孔对，所述多个第一孔中的每一个孔与所述孔对以交错的形式布置在所述周向表面上。

本申请涉及的燃烧器提供了均匀的预混合气体的径向分布和均匀的火焰形式，尤其适用于低热值释放和热混合要求不高，特别是1000瓦以下燃烧功率的燃烧器。并且，本申请涉及的燃烧器具有氮氧化物的低排放，可符合相关的排放要求。

通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1为本申请涉及的燃烧器的一种实施例的横截面图；

图2为图1中沿A-A线的横截面图；

图3示出了空气的流动方向和燃料气体的流动方向；

图4为图1中喷嘴的放大示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

图1示出了本申请涉及的燃烧器的一种实施例的横截面图。如图所示，燃烧器包括第一管道10、第二管道20、喷嘴40以及燃烧室50。第一管道10用于输送空气并且可以是强制通风，其与未示出的空气源连接。第一管道10包括长形的第一区段11，空气经由第一区段11通过，并且第一区段11定义了空气的流动方向，即图中示出的第一流动方向x ₁ 。在空气的流动路径上，交叉于该流动路径，存在另一条用于燃料气体的流动路径。由图中可以看到，第一区段11的一侧上设置了第二管道20，燃料气体自第二管道20如以图中示出的第二流动方向x ₂ 被输送到第一区段11中，与第一区段11内的空气发生混合。随后，空气和燃料气体的混合物继续沿着第一区段11进入到喷嘴40中，经由喷嘴40喷出后在燃烧室50中燃烧。燃烧室50的内侧布置有内衬51，也称为耐火砖，以经受空气和燃料气体在燃烧高温下的物理化学变化和机械作用。

燃烧器还包括分配器30。分配器30连接第二管道20，经由第二管道20通过的燃料气体会到达分配器30内。分配器30用于将燃料气体分流并且排出以与空气进行混合。分配器30的结构可以参照图2。图2是图1中沿A-A线示出的横截面图。其中，空气沿第一流动方向x ₁ 在第一区段11内流动，燃料气体沿第二流动方向x ₂ 在第二管道20内流动。分配器30设置在第一区段11内，分配器30上设置有用于对燃料气体分流的多个孔眼32，燃料气体到达分配器30后，经由多个孔眼32进入到第一区段11，在与经过的空气混合后沿第一区段11朝着喷嘴40的方向继续移动。

第二管道20连接着未示出的燃料气体源。第二管道20包括第二区段21和安装法兰22，其中第二区段21引导燃料气体在其内流动通过。安装法兰22用于将第二管道20安装到第一管道10的一侧上。第二管道20设置有限流板（未示出）。该限流板位于第二管道20内并且其上设置有限流孔，燃料气体经由限流孔后以一定的工作压力在第二管道20内流动。限流板的位置可以在第二管道20内或在第二区段21的始端。分配器30位于第二区段21的末端，其成形为从第二区段21延伸出的第三管道31，并深入到第一区段11内。在图2中可以看到，分配器30沿径向延伸通过第一区段11，占据了第一区段11的几乎整个直径段。可以想到，分配器30的长度不限于图中所示，其可以使得分配器30延伸到第一区段11的中央，或占据第一区段11的仅一小部分等。分配器30可以是与第二区段21一体的第三管道31，如图2所示。分配器30也可以与第二管道20为分开的部件，在第二区段21内流动的燃料气体最后会进入到分配器30中，以与空气混合。分配器30还可以是除管道外的其他形状，其上布置有喷射孔眼32，以将燃料气体与空气混合。

分配器的使用有助于燃料气体与空气充分混合。因为分配器30设置在第一区段11内，并且燃料气体经由孔眼32被直接排放到第一区段11内，得以在第一区段11中扩散开并且与更多的空气合流。

继续参见图2，多个孔眼32包括平行的两列，沿第三管道31的延伸方向布置。每一列各有7个孔眼32，并且均匀地布置，即各孔眼32之间的距离相等。孔眼32的阵列的设计取决于分配器30和喷嘴40之间的距离，在图示实施例中，列的数量可以在2至4列之间。

孔眼32还定义了燃料气体沿孔眼32排出的排放方向。燃料气体排出分配器30后与迎面的空气相遇可以更好地进行两者的充分混合，以得到径向上均匀的混合气体。参见图3，实线示出了空气的第一流动方向x ₁ ，虚线示出了燃料气体的排放方向y或者y'。第一流动方向x ₁ 与排放方向成一定的角度，该角度在90º（即第一流动方向x ₁ 与排放方向y的夹角）至135º（即第一流动方向x ₁ 与排放方向y'的夹角）之间，使得燃料气体与空气以对流的方式混合。排放方向的角度设置取决于分配器30和喷嘴40之间的距离。在图中实施例中，由于孔眼32布置在横截面为圆形的第三管道31上，因此可以通过在第三管道31的不同角度的径向上（主要在面对空气源的第三管道的半部分上）布置孔眼来设置排放方向。可以想到，排放方向并非一定沿第三管道31的径向方向，特别是当分配器30为其他形状时。另外，多个孔眼32的燃料气体的排放方向可以是相同的或不同的，如在图示实施例中但非限制性的，相同列中的孔眼32之间的排放方向是相同的，而不同列的孔眼32之间的排放方向可以不相同。

孔眼32的形状可以是圆形、椭圆形或四边形等任意形状。

孔眼32的直径取决于燃料气体的工作压力设置。在图示实施例中，孔眼32的最小直径可设置为1.5mm。前述的限流板上的限流孔的最小直径也可设置为1.5mm。

分配器30相对于第一区段11的位置，即分配器30与喷嘴40之间的距离，可取决于燃烧室50内的内衬51的厚度。

喷嘴40设置在第一管道10的末端。已经混合的气体经由喷嘴40喷出后在燃烧室50内燃烧。图4示出了喷嘴的一种实施例的放大图。喷嘴40包括喷射部41，喷射部41设置在喷嘴40的周向表面上并且设置有喷射混合气体的多个孔。这些孔包括尺寸较大的第一孔42和尺寸较小的第二孔43，它们组成喷射孔阵列布置在喷射部41上。该孔阵列可以均匀地沿径向将混合气体排出，以得到燃烧室内良好的燃烧效果。在图示实施例中，每两个第二孔43组成一个孔对44，第一孔42和孔对44沿喷射部41的圆周方向交错排列，即每两个第一孔42之间布置一个由第二孔43组成的孔对44。大小孔的布置可以是如图4所示的方式，也可以是其他布置，例如每两个第一孔42之间布置一个第二孔43或者更多个第二孔43。由于第二孔43设置在尺寸较大的两个第一孔42之间，有助于距离间隔较远的相邻第一孔42的引燃。而且，当第一管道10内的压力发生变化时，尺寸较大的第一孔42处的压力受影响会产生压力波动从而降低燃烧器性能，第二孔43有助于补偿邻近的第一孔42处的压力波动，从而使得喷嘴40产生在径向上均匀的火焰形式。另外，空气和燃料气体在分配器处已经预先充分混合，喷嘴40的喷射孔具有叠加效应，使得混合气体在径向上均匀燃烧。

根据图示所示的实施例，燃烧器可具有0.065兆瓦的低热释放值。分配器30由半径为3/8英寸的第三管道31构成。孔眼32的直径为4mm，并且均匀地沿第三管道31布置成两列，其中第一区段11内的空气的第一流动方向与孔眼32的燃料气体的排放方向的夹角为120º。

虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征是包括：

第一管道(10)，所述第一管道(10)具有长形的第一区段(11)，所述第一区段(11)引导空气在其中沿第一流动方向通过；

第二管道(20)，所述第二管道(20)安装在所述第一管道(10)上，所述第二管道(20)包括引导燃料气体在其中通过的第二区段(21)；

与所述第二管道(20)连接的分配器(30)，所述分配器(30)位于所述第一区段(11)中并且具有分流燃料气体的多个孔眼(32)，使得燃料气体经由所述多个孔眼(32)与所述第一区段(11)中经过的空气混合；

喷嘴(40)，所述喷嘴(40)位于所述第一管道(10)的末端以燃烧空气和燃料气体的混合物。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征是：所述分配器(30)成形为与所述第二区段(21)一体的第三管道(31)，所述多个孔眼(32)分布在所述第三管道(31)的表面上。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征是：所述多个孔眼(32)中的每一个都具有限定燃料气体离开所述孔眼方向的排放方向，所述排放方向定向为使得燃料气体朝着所述第一流动方向上的空气并与其混合。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征是：所述排放方向与所述第一流动方向成角度，所述角度在90º至135º之间。

5.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征是：所述多个孔眼(32)具有阵列分布，所述阵列包括所述多个孔眼(32)沿燃料气体的第二流动方向对齐的多个列。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征是：所述多个列的数量在2至4列之间。

7.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征是：所述孔眼(32)具有圆形、椭圆形或四边形的形状。

8.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征是：所述孔眼(32)的最小直径为1.5mm；所述第二管道(20)中设置有燃料气体通过的限流板，所述限流板上限流孔的最小直径为1.5mm。

9.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征是：所述喷嘴(40)包括喷射部(41)，所述喷射部(41)围绕所述喷嘴(40)的周向表面布置，所述喷射部(41)上分布由多个第一孔(42)和多个第二孔(43)组成的喷射孔阵列，其中所述多个第一孔(42)中的每一个孔具有大于所述多个第二孔(43)中的每一个孔的直径。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征是：所述多个第二孔(43)中每两个组成一个孔对(44)，所述多个第一孔(42)中的每一个孔与所述孔对(44)以交错的形式布置在所述周向表面上。

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