CN212252608U - 一种燃烧头及燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于热能装置领域，具体为一种燃烧头及燃烧器。本实用新型的燃烧头结构，进风管头部设有旋流盘，空气经过旋流盘产生高速旋转，燃气从燃气管圆周上的燃气喷口以较快速度喷入，充分与旋转的空气混合；部分空气透过燃烧筒上的通风孔进入燃烧室参与混合，再配合燃尽风口进入的空气和下游蓄热体(耐火蓄热材料)的辅助将燃气充分燃烧，达到缩短火焰长度的目的，蓄热混风罩使用具有耐火、蓄热能力的材料制作，利用扁长的火焰出口将火焰压扁。本发明可利用在立式炉等空间较为狭小的燃烧环境，燃气能够稳定且充分燃烧。

Description

一种燃烧头及燃烧器

技术领域

本实用新型属于热能装置领域，具体为一种燃烧头及燃烧器。

背景技术

在油田的生产情况下，很多井场、站地域狭小或空间布置有特殊要求，采用体积较小的立式炉。但普通的燃气燃烧器火焰较长，在立式炉上应用会烧到加热炉筒壁，导致炉壁破损。而燃烧头是燃烧器的重要组成部分，普通燃烧头燃烧后的火焰较长，且燃烧不充分。

实用新型内容

为解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种燃烧头及燃烧器，在不影响燃烧器其他性能的情况下，缩短燃烧火焰，并保障燃气燃烧完全。

本实用新型的第一个目的是提供一种燃烧头，包括燃气管、进风管、燃烧筒、旋流盘和蓄热混风罩，其中，燃气管的端部固设有盲板，燃气管上邻近盲板的位置周向均布设有燃气喷孔，燃气管上邻近燃气喷孔的位置设有用于引燃燃气的点火喷孔，点火喷孔和盲板分别位于燃气喷孔的两侧；旋流盘固定套接在燃气管上，且位于燃气喷孔和点火喷孔之间，旋流盘周向设有旋流风孔若干个旋流风孔，每个旋流风孔上设有旋流板；燃烧筒具有第一开口端和第二开口端，第一开口端固定在旋流盘上，第二开口端远离燃气管，燃烧筒上设有圆周阵列的若干通风组，每个通风组包括沿燃烧筒轴向布设的若干通风孔；进风管套接在燃气管的外部，且与燃气管同轴设置，蓄热混风罩与进风管连接，所述燃烧筒位于进风管内，进风管的内径大于燃烧筒的外径。

优选的，蓄热混风罩通过连接套筒与进风管连接，燃烧筒位于连接套筒内，且连接套筒的内径大于燃烧筒的外径。

进一步的，燃烧筒呈锥形结构，第一开口端的直径小于第二开口端的直径，燃烧筒的母线与轴线的夹角为10°-15°。

进一步的，蓄热混风罩为筒状结构，具有方口端和圆口端，圆口端与连接套筒的一端固定连接，方口端具有长边和短边，长边与圆口端连接形成扩径段，短边与圆口端连接形成缩径段。

进一步的，蓄热混风罩由耐火、蓄热的材料制作而成。

进一步的，旋流盘上沿圆周均匀分布有旋流风孔，旋流风孔上与旋流盘轴线平行的一边设有旋流板，旋流板位于燃烧筒的一侧，旋流板与旋流风孔平面呈30°-35°。

进一步的，燃烧筒与连接套筒之间形成燃尽风口，旋流风孔、通风孔和燃尽风口的气流流通面积为3:4:3。

进一步的，还包括点火装置，点火装置位于进风管和燃气管之间，点火装置的点火头位于点火喷孔的上方。

本实用新型的第二个目的是提供一种燃烧器，包括上述中任意一项燃烧头。

进一步的，还包括风机、风门、比例调节机构、燃气蝶阀、伺服电机、电控箱，风门转动连接在风门轴上，风门轴的一端安装有第一摇臂，第一摇臂通过连杆与比例调节结构连接，比例调节机构与燃气蝶阀连接，燃气蝶阀与电磁阀组连接，伺服电机分别与电控箱和风机电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的燃烧头设有旋流盘、燃烧筒和蓄热混风罩，适量的空气通过旋流盘产生旋转后与通过燃气喷孔喷出的燃气迅速混合，另外，部分空气透过燃烧筒上的通风孔进入燃烧室参与混合，在者，连接套筒和燃烧筒之间形成燃尽风口，部分空气通过燃尽风口进入，三重配风与燃气充分混合增强了混合效果，保障燃气燃烧充分。

(2)本实用新型的蓄热混风罩为筒状结构，具有方口端和圆口端，圆口端与连接套筒的一端固定连接，方口端具有长边和短边，长边与圆口端连接形成扩径段，短边与圆口端连接形成缩径段，该结构的设计可以将火焰的长度缩短，且未燃烧的混合气体冲击到蓄热混风罩的缩径段，产生气体的上下对冲，加速混合，进一步提高了混合效果；另外蓄热混风罩采用具有耐火、蓄热能力强的材料制成，燃尽效果更好。

(3)本实用新型的燃烧筒与连接套筒之间形成燃尽风口，旋流风孔、通风孔和燃尽风口的气流流通面积为3:4:3，可以保障燃气在蓄热混风罩内或者其出口附近燃尽，使火焰长度进一步的缩短，且该比例的设置可以保障燃烧排放气体中的一氧化碳排放量低于30ppm。

(4)本实用新型的燃烧器的风门转动连接在风门轴上，风门轴的一端安装有摇臂，摇臂通过连杆与比例调节结构连接，比例调节机构与燃气蝶阀连接，燃气蝶阀与电磁阀组连接，伺服电机分别与电控箱和风机电连接，从而可以实现风门的自动调节。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型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的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它附图。

图1为本实用新型燃烧头的外观结构图；

图2为本实用新型燃烧头垂直于方口端长边的剖视图；

图3为本实用新型燃烧头垂直于方口端短边的剖视图；

图4为本实用新型旋流盘结构图；

图5为本实用新型燃烧筒结构图；

图6为本实用新型燃烧头内气体流动图；

图7为本实用新型燃烧器结构图一；

图8为本实用新型燃烧器结构图二；

其中，1-燃气管，101-盲板，102-燃气喷孔，103-点火喷孔，2-进风管， 3-旋流盘，301-旋流板，302-旋流风孔，4-燃烧筒，401-第一开口端，402-第二开口端，403-通风孔，404-燃尽风口，5-蓄热混风罩，501-圆口端，502-方口端，5021-长边，5022-短边，503-扩径段，504-缩径段，6-连接套筒，7-点火装置，8-风机，81-风门轴，9-第一摇臂，10-连杆，11-第二摇臂，12-比例调节机构，13-曲柄，14-燃气蝶阀，15-电磁阀组，16-伺服电机，17-电控箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1至6所示，本实用新型提供一种燃烧头，包括燃气管1、进风管2、燃烧筒4、旋流盘3和蓄热混风罩5，其中，燃气管1的一个端部固设有盲板101，盲板101将燃气管1的端部开口堵死，使燃气无法通过燃气管1的端部开口进入燃烧筒4内，燃气管1呈筒状结构，燃气管1上邻近盲板101的位置周向均布有一圈燃气喷孔102，燃气可从燃气喷孔102内迅速喷出进入燃烧筒4内，燃气管1上邻近燃气喷孔102并远离盲板101的位置设有用于引燃燃气的点火喷孔103，点火喷孔103的设置数量能保证将燃气引燃即可，本实施例不做具体限制，可以了解，点火喷孔103和盲板101分别位于燃气喷孔102的两侧；旋流盘3中心开孔，开孔孔径大小与燃气管1的外径相同，以便旋流盘3固定套设在燃气管1上，旋流盘3套设在燃气喷孔102和点火喷孔103之间，燃烧筒4 固定设置在旋流盘3上，以使点火喷孔103位于燃烧筒4外部，燃气喷孔102 位于燃烧筒4内部；具体的，本实施例的燃烧筒4具有第一开口端401和第二开口端402，第一开口端401固定在旋流盘3的外缘上，第二开口端402远离燃气管1，这样使喷出来的燃气有一定的燃烧空间，且燃烧筒4与燃气管1同轴设置，燃烧筒4上设有圆周阵列的若干通风组，每个通风组包括沿燃烧筒4轴向布设的若干通风孔403，本实施例采用多个小喷孔的方式将细小的气流送入燃烧筒4内部参与助燃，可以强化混合效果，并使燃气加速燃烧。

具体的，进风管2套设在燃气管1的外部，且与燃气管1同轴设置，空气在燃气管1与进风管2之间的环形空间内流动，最终进入燃烧筒4内参与助燃，蓄热混风罩5通过连接套筒6与进风管2连接，燃烧筒4位于连接套筒6内，且连接套筒6的内径大于燃烧筒4的外径，这样，燃烧筒4与连接套筒6之间形成燃尽风口404，空气可从燃尽风口404进入蓄热混风罩5内参与助燃；本实施例的连接套筒6可为进风管2的一部分，与进风管2一体设置；也可与进风管2分体设置，通过法兰与进风管2密封连接，本领域技术人员可根据具体情况进行选择。

具体的，如图5所示，燃烧筒4呈锥形结构，第一开口端401的直径小于第二开口端402的直径，即燃烧筒4呈扩张的形式向远离燃气管1的方向延伸，燃烧筒4的母线与轴线的夹角为10°-15°，另外，燃烧筒4上通风孔403的轴线与燃烧筒4的母线垂直，这样适量的空气以一定的倾斜角度进入燃烧筒4与燃气进行混合，混合面积增大，相比空气垂直进入燃烧筒4，空气与燃气的混合效果更好，燃烧更充分。

具体的，如图2和图3所示，蓄热混风罩5为筒状结构，具有方口端502 和圆口端501，圆口端501与连接套筒6的一端固定连接，蓄热混风罩5与燃烧筒4连通形成加长的燃烧空间，使燃气和空气有更充分的燃烧时间、燃烧空间和混合空间，另外，蓄热混风罩5的方口端502具有长边5021和短边5022，长边5021与部分圆口端连接形成扩径段503，短边5022与剩余的圆口端连接形成缩径段504，对称设置的扩径段503和缩径段504使火焰在蓄热混风罩5内呈扁平状，且未燃烧的气体在蓄热混风罩的缩径段504处上下对冲，通过改变气流的方向，使未燃气体与通过燃尽风口进来的空气进一步的加速混合，混合效果更好，最终将燃烧火焰塑性为扁平的扇形火焰，缩短了火焰的长度。

具体的，蓄热混风罩5由耐火、蓄热的材料制作而成，未充分燃烧的混合气体可以在蓄热混风罩5内进一步的加速燃烧，本实用新型可应用在立式炉等空间狭小的燃烧环境内，燃气能够稳定且充分燃烧。

具体的，如图4所示，旋流盘3上沿圆周均匀分布有旋流风孔302，旋流风孔302呈长方形，若干个旋流风孔302沿旋流盘3的圆周阵列，每个旋流风孔 302上设有旋流板301，旋流风孔302的大小与旋流板301的大小相同，旋流板 301水平放置在旋流风孔302上能将旋流风孔302完全覆盖，旋流板301的长边与旋流风孔302的长边固定设置，并且旋流板301沿长边向上弯折一定的角度，使旋流板301将旋流风孔302的开口遮盖一部分，使空气呈一定的角度进入燃烧筒4内，旋流板301位于燃烧筒4的一侧，旋流板301与旋流风孔302的平面呈30°-35°(即旋流板301沿长边向上弯折的角度是30°-35°)，适量的空气通过旋流风孔302进入燃烧筒4，经过旋流板301的空气高速旋转并改变气流方向，首先与燃气喷孔102喷出的燃气进行快速混合燃烧，此处未燃尽的气体继续向前推进，并与通过燃烧筒4上的通风孔403进入的空气进行混合燃烧，进一步提高了混合和燃烧的效果；另外在燃烧筒4内未完全燃烧的气体进入蓄热混风罩5内，适量的空气通过燃尽风口404进入蓄热混风罩5与未燃尽的气体进一步的混合，并参与助燃，使燃烧效果更好，本实用新型通过三重配风与燃气进行充分的混合，保障燃气燃烧更充分，并且通过特殊结构的蓄热混风罩5 将燃烧火焰压扁并缩短火焰长度。

具体的，旋流风孔302、通风孔403和燃尽风口404的气流流通面积为3:4:3，该比例的设置是为保障燃烧排放气体中一氧化碳排放量低于30ppm，并控制氧含量在3.5％以下，经试验确定采用这个配风比例效果较好。

具体的，本实施例还包括点火装置7，点火装置7位于进风管2和燃气管1 之间的环形空间内，点火装置7的点火头位于点火喷孔103的上方，用于启动点火。

如图6所示是本实用新型燃烧头内的气体流动示意图，可以看出点火装置7 在点火喷孔103处将燃气引燃，大量的燃气从燃气喷孔102内高速喷出首先与经过旋流盘3进入的空气混合燃烧，部分空气从燃烧筒4内的通风孔403进入燃烧筒4，且通风孔403的进风方向倾斜一定的角度，此时，燃气与空气的混合比较缓和，冲击力相对减小，混合更充分，混合的气体在燃烧筒4内继续燃烧，并向前推进，进入蓄热混风罩5内，部分空气从燃尽风口404进入蓄热混风罩5，由于缩径段504的存在，使从燃尽风口404进入的空气在缩径段504的内壁上上下冲击，使空气改变方向折回与未燃的燃气进一步的混合，燃烧效果进一步的提高，相比于一重配风系统或二重配风系统，燃烧更充分。

如图7和图8所示，本实用新型还提供一种燃烧器，包括上述任意一项燃烧头。

具体的，该燃烧器还包括风机8、风门、比例调节机构12、燃气蝶阀14、伺服电机16、电控箱17，其中，燃烧头进风管2的入风口连接风机8的出风口，风机8的下方设有进风口，进风口处设有风门(图中未示出)和风门轴81，风门转动连接在风门轴81上，位于风机8外侧的风门轴81的一端安装有第一摇臂9，第一摇臂9通过连杆10与比例调节机构12连接，本实施例的比例调节机构12为可调凸轮机构，可调凸轮机构上安装有第二摇臂11和曲柄13，可调凸轮机构通过第二摇臂11与连杆10连接，通过曲柄13与燃气蝶阀14连接，燃气蝶阀14与电磁阀组15连接，伺服电机16分别与电控箱17和风机8电连接，本实施例通过调节可调凸轮机构，实现风门的自动调节，本实用新型的风门调节原理属于现有技术，本技术领域人员可通过现有技术了解该风门调节原理。

应当指出的是“外侧”、“内侧”、“第一”、“第二”等只是为了描述的方便，而不应理解为对本发明实质内容的限制。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种燃烧头，其特征在于，包括燃气管、进风管、燃烧筒、旋流盘和蓄热混风罩，其中，

所述燃气管的一个端部固设有盲板，所述燃气管上邻近所述盲板的位置周向均布有燃气喷孔，所述燃气管上邻近所述燃气喷孔的位置设有用于引燃燃气的点火喷孔，所述点火喷孔和所述盲板分别位于所述燃气喷孔的两侧；

所述旋流盘固定套接在所述燃气管上，且位于所述燃气喷孔和所述点火喷孔之间，所述旋流盘上周向设有若干个旋流风孔，每个所述旋流风孔上设有旋流板；

所述燃烧筒具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端固定在所述旋流盘上，所述第二开口端远离所述燃气管，所述燃烧筒上设有圆周阵列的若干通风组，每个所述通风组包括沿燃烧筒轴向布设的若干通风孔；

所述进风管套接在所述燃气管的外部，且与所述燃气管同轴设置，所述蓄热混风罩与所述进风管连接，所述燃烧筒位于所述进风管内，所述进风管的内径大于所述燃烧筒的外径。

2.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述蓄热混风罩通过连接套筒与所述进风管连接，所述燃烧筒位于所述连接套筒内，且所述连接套筒的内径大于所述燃烧筒的外径。

3.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述燃烧筒呈锥形结构，所述第一开口端的直径小于所述第二开口端的直径，所述燃烧筒的母线与轴线的夹角为10°-15°。

4.根据权利要求2所述的燃烧头，其特征在于，所述蓄热混风罩为筒状结构，具有方口端和圆口端，所述圆口端与所述连接套筒的一端固定连接，所述方口端具有长边和短边，所述长边与所述圆口端连接形成扩径段，所述短边与所述圆口端连接形成缩径段。

5.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述蓄热混风罩由耐火、蓄热的材料制作而成。

6.根据权利要求2所述的燃烧头，其特征在于，所述旋流盘上沿圆周均匀分布有所述旋流风孔，所述旋流风孔上与所述旋流盘轴线平行的一边设有所述旋流板，所述旋流板位于所述燃烧筒的一侧，所述旋流板与所述旋流风孔平面呈30°-35°。

7.根据权利要求6所述的燃烧头，其特征在于，所述燃烧筒与所述连接套筒之间形成燃尽风口，所述旋流风孔、所述通风孔和所述燃尽风口的气流流通面积为3:4:3。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的燃烧头，其特征在于，还包括点火装置，所述点火装置位于所述进风管和所述燃气管之间，所述点火装置的点火头位于所述点火喷孔的上方。

9.一种燃烧器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的燃烧头。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，还包括风机、风门、比例调节机构、燃气蝶阀、伺服电机、电控箱，所述风门转动连接在风门轴上，所述风门轴的一端安装有第一摇臂，所述第一摇臂通过连杆与所述比例调节结构连接，所述比例调节机构与所述燃气蝶阀连接，所述燃气蝶阀与电磁阀组连接，所述伺服电机分别与所述电控箱和所述风机电连接。

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