CN214064911U - 燃烧器以及浸没燃烧设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及燃烧设备领域，涉及一种燃烧器以及浸没燃烧设备。该燃烧器包括壳体、多孔层、用于燃烧的多孔介质层。且多孔层的多个通孔的轴线方向设置为与燃烧器的入口轴心线平行，能够沿气体传输方向均匀地将燃气和空气的混合气体输送到多孔介质层中，从而保证燃气和混合气体在多孔介质中均匀稳定地燃烧充分，进而保证达到燃烧器出口的只有烟气。由于燃气于多孔介质中充分燃烧，燃烧器出口不存在火焰，因此能够应用于浸没燃烧设备中确保燃气充分燃烧，避免火焰与水浴中液体直接接触。由于该燃烧器出口无火焰，因此可以缩小燃烧器与水浴液面的距离，从而有望提高浸没燃烧设备的结构紧凑性。

Description

燃烧器以及浸没燃烧设备

技术领域

本申请涉及燃烧设备领域，具体而言，涉及一种燃烧器以及浸没燃烧设备。

背景技术

浸没燃烧过程中燃烧器面临高背压且背压波动剧烈的运行环境。燃烧器燃烧易产生燃烧不完全、燃烧不稳定，甚至存在爆鸣、回火等风险。且在浸没燃烧过程中，燃料燃烧产生的火焰应避免与水浴中的液体直接接触，因此用于浸没燃烧的燃烧器一般都距离水浴液面有一定的高度，浸没燃烧的罐体也需相应有一定的高度，导致浸没燃烧设备在设备紧凑型上还有提升的空间。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种燃烧器以及浸没燃烧设备，其旨在提高浸没燃烧设备的结构紧凑性同时燃烧稳定。

第一方面，本申请提供一种燃烧器，包括：

壳体，具有腔体，腔体上开设有入口和出口；

多孔层，多孔层上设置有多个通孔，多个通孔的轴心线均与入口轴心线平行；以及

用于燃烧的多孔介质层；多孔层与多孔介质层叠放设置在腔体内，且封堵于入口和出口之间；多孔层设置在靠近入口的一侧，多孔介质设置在靠近出口的一侧。

该燃烧器通过设置多孔层，且多孔层的多个通孔的轴线方向设置为与燃烧器的入口轴心线平行，能够沿气体传输方向均匀地将燃气和空气的混合气体输送到多孔介质层中，从而保证燃气和混合气体在多孔介质中均匀稳定地燃烧充分，进而保证达到燃烧器出口的只有烟气。该燃烧器由于燃气于多孔介质中充分燃烧，燃烧器出口不存在火焰，因此能够应用于浸没燃烧设备中确保燃气充分燃烧，避免火焰与水浴中液体直接接触。由于该燃烧器出口无火焰，因此可以缩小燃烧器与水浴液面的距离，从而有望提高浸没燃烧设备的结构紧凑性。

在本申请的其他实施例中，多孔层的厚度不小于20mm。在本申请的其他实施例中，上述多个通孔均匀排布。

在本申请的其他实施例中，上述多个通孔的孔径均在小于1.2mm的范围内。

通过将上述的多个通孔的孔径设置在小于1.2mm范围内，能够有效保证达到天然气猝灭直径，从而避免回火。

在本申请的其他实施例中，上述燃烧器包括保温层，保温层设置在多孔介质层的周向，且抵接于壳体内壁。

在本申请的其他实施例中，上述入口与出口相对设置。

在本申请的其他实施例中，上述燃烧器包括：布气件；

布气件设置在壳体内，位于入口和多孔介质层之间，且平行于多孔层；

布气件的周壁与壳体的内壁之间存在用于使混合气体通过的缝隙。

通过设置布气件，能够使得混合气体在到达多孔层前在Y轴方向上速度基本一致，进而使得混合气体进入到多孔层内的速度基本相同，进而能够有效地提高混合气体流速的稳定性，进而保证燃烧稳定性。

在本申请的其他实施例中，上述壳体包括第一壳体和第二壳体，入口设置在第一壳体上，出口设置在第二壳体上；

第一壳体具有第一半腔，第二壳体具有第二半腔；第一壳体连接于第二壳体，以使第一半腔和第二半腔围合形成腔体。

在本申请的其他实施例中，上述出口处设置有喷嘴，喷嘴为拉瓦尔喷嘴。

通过在燃烧器的出口处设置拉瓦尔喷嘴，能够达到提升烟气流速的作用。

第二方面，本申请提供一种浸没燃烧设备，包括前述任一实施方式的燃烧器。

该浸没燃烧设备，结构更加紧凑，且燃烧器入口处压力波动幅度小。相对于常规燃烧器，该浸没燃烧设备具有燃烧稳定性高、负荷调节比高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的燃烧器的第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的燃烧器的第二视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的燃烧器的第三视角的结构示意图。

图标：100-燃烧器；110-壳体；111-腔体；112-入口；113-出口；114-第一壳体；115-第二壳体；1141-本体；1142-连接部；1143-连接耳；120-多孔介质层；130-喷嘴；131-喉部；132-连接端；133-出气端；140-保温层；141-卡接部；150-多孔层；151-通孔；160-布气件；162-连接杆；170-点火与火检电极。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1～图3，本申请实施方式提供了一种燃烧器100，包括：壳体110、多孔介质层120和多孔层150。

进一步地，壳体110具有腔体111，腔体111上开设有入口112和出口113。

该入口112用于使燃气与空气的混合气体通过该入口112进入到壳体110的腔体111内。

进一步地，多孔介质层120用于燃烧。进一步地，多孔介质层120设置在腔体111内，且封堵于入口112和出口113之间。

该燃烧器100通过设置用于燃烧的多孔介质层120，并将多孔介质层120封堵于入口112和出口113之间，能够使得燃气和空气的混合气体在多孔介质层120内燃烧。相对于自由空间燃烧，多孔介质由于具有多个无序孔，能够使得燃气和空气在多孔介质中完全燃烧，然后排除烟气，进而使得到达燃烧器出口时，只有烟气，没有火焰。由于该燃烧器出口无火焰，因此可以缩小燃烧器与水浴液面的距离，从而有望提高浸没燃烧设备的结构紧凑性。

进一步地，上述的多孔介质层120的材料可以选择采用本领域常见的燃烧多孔介质材料，示例性地，包含ZrO₂、SiC的多孔介质材料。

参照图1～图3，在本申请一些实施方式中，上述的壳体110包括第一壳体114和第二壳体115，入口112设置在第一壳体114上，出口113设置在第二壳体115上。

进一步地，第一壳体114具有第一半腔，第二壳体115具有第二半腔。第一壳体114连接于第二壳体115，以使第一半腔和第二半腔围合形成腔体111。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的第一壳体114的形状大小均相同。

进一步地，上述的第一壳体114和第二壳体115均包括圆锥形状的本体1141和圆环状的连接部1142。

在本申请一些实施方式中，上述的第一壳体114和第二壳体115通过螺栓等连接件连接在一起。

在图示的实施例中，上述的第一壳体114和第二壳体115的连接部1142上分别设置有连接耳1143。在该连接耳1143上设置有通孔，螺栓等连接件安装在该通孔内，从而将第一壳体114和第二壳体115连接在一起。

进一步地，入口112与出口113相对设置；且入口112与出口113均设置在壳体110的轴心线L上。

图示的实施例中，上述的入口112和出口113分别设置在第一壳体114和第二壳体115的圆锥形状的本体1141的顶部。

进一步地，多孔介质层120设置在第一壳体114内。

进一步地，燃烧器100包括保温层140，保温层140设置在多孔介质层120的周向，且抵持于壳体110内壁。

通过设置保温层140，能够起到保温的作用，从而保证整个燃烧器100内的温度，进而保证燃气在多孔介质层120内部燃烧，进而使得到达出口113处时只有高温烟气。

在图示的实施例中，上述的保温层140的形状呈圆环状。多孔介质层120设置在保温层140形成的圆环中。进一步地，上述的保温层140的底部设置有卡接部141。该卡接部141向圆环内延伸，从而方便多孔介质层120设置在该保温层140内，并且保证稳定性。

在本申请一些实施方式中，上述的保温层140的材料可以选择氧化铝等材料。

上述的保温层140抵接在第一壳体114和第二壳体115的圆环状的连接部1142处，从而使得燃气仅仅能够进入到多孔介质层120进行燃烧，避免火焰到达出口113处。

在本申请一些实施方式中，上述的保温层140固定在第一壳体114和第二壳体115的圆环状的连接部1142的内壁上，从而使得连接更加牢固。

进一步地，燃烧器100包括：多孔层150。

进一步地，多孔层150与多孔介质层120叠放，且多孔层150设置在靠近入口112的一侧，多孔介质层120设置在靠近出口113的一侧。

通过设置多孔层150，能够起到防止回火的作用，从而保证燃气和空气的混合气体在多孔介质层120中充分地燃烧。

进一步地，多孔层150具有多个通孔151，多个通孔的轴心线均与入口轴心线平行。

通过将上述的多个通孔151的轴线方向设置为与燃烧器100的入口112轴心线平行，能够沿Y轴方向均匀地将燃气和空气的混合气体输送到多孔介质层120中，从而保证燃气和混合气体在多孔介质中均匀稳定地燃烧充分，保证达到燃烧器出口的只有烟气。同时通过设置多个通孔151的轴线方向设置为与燃烧器100的入口112轴心线平行，能够使得多孔介质层120受热均匀，从而避免出现多孔介质层120局部受热不均匀的情况，进而能够提高多孔介质层120的使用寿命。

在图示的实施例中，上述的燃烧器100的入口112和出口113相对设置，且入口112和出口113均设置在燃烧器100轴心线L上。多个通孔151的轴线均与燃烧器100的轴心线L的方向相同。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的多个通孔151的孔径均在小于1.2mm的范围内。

通过将上述的多个通孔的孔径设置在小于1.2mm范围内，能够有效保证达到天然气猝灭直径，从而避免回火。

进一步可选地，在本申请一些实施方式中，上述的多个通孔的孔径设置在0.1mm～1.2mm范围内。进一步可选地，上述的多个通孔的孔径设置在0.5mm～1.1mm范围内。进一步可选地，上述的多个通孔的孔径设置在0.6mm～1.0mm范围内。示例性地，上述的多个通孔的孔径为0.7mm、0.8mm、0.9mm或者1.0mm。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的多个通孔151的形状均为圆形孔。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的多个通孔151的均匀排布。

通过将上述的多个通孔均匀排布，从而能够将从燃烧器100的入口112进入到腔体111内的燃气和空气的混合气体均匀地分布到多孔介质层120中。

进一步地，上述的多孔层的厚度不小于20mm。

进一步可选地，上述的多孔层的厚度在20mm～50mm范围内。

示例性地，上述的多孔层的厚度为25mm、30mm、35mm、40mm或者45mm。

通过将上述的多孔层的厚度设置为不小于20mm，能够保证防止回火的效果，保证燃气和空气在多孔介质中充分地燃烧。

进一步地，在本申请一些实施方式中，进入到上述的多个通孔内的燃气和空气的混合气体的流速应该控制在等于此时燃气燃烧速度的至少三倍。

通过将进入到上述的多个通孔内的燃气和空气的混合气体的流速控制在等于此时燃气燃烧速度的至少三倍，能够有效地防止燃烧器100回火。

在图示的实施例中，上述的多孔层150的材料为多孔氧化铝多孔板。

进一步地，该多孔氧化铝多孔板上设置有多个均匀分布的圆形的通孔，该多孔氧化铝多孔板为圆形，多个圆形的通孔以圆心为中点，呈圆形阵列排布或者沿圆形多孔板的直径方向间隔均匀地排布。在图示的实施例中，上述的多个通孔均为长竖直通孔。

参照图3，进一步地，燃烧器100包括：布气件160。

进一步地，布气件160设置在壳体110内，位于入口112和多孔介质层120之间，且平行于多孔层150。

进一步地，布气件160的周壁与壳体110的内壁之间存在用于使混合气体通过的缝隙。

通过设置布气件160，并且使得布气件160布气件的周壁与壳体110的内壁之间存在用于使混合气体通过的缝隙，从而使得燃烧器100入口112进入到壳体110内的燃气和空气的混合气体能够经过布气件160对混合气体重新布气后，从布气件160的周壁与壳体110的内壁之间存在的缝隙之间传输到多孔层150。通过这种布气方式，能够使得混合气体在到达多孔层150前在Y轴方向上速度基本一致，进而使得混合气体进入到多孔层150内的速度基本相同，进而能够有效地提高混合气体流速的稳定性，进而保证燃烧稳定性。

在图示的实施例中，上述的布气件160为圆形板。圆形板的周向与壳体110的内壁均不接触。从而使得混合气体能够从圆形板状的布气件160的周向均匀地分布后向多孔层150传输。

进一步地，在图示的实施例中，上述的布气件160通过连接杆162连接在壳体110的腔体111内。

通过采用连接杆162将布气件160连接在壳体110的腔体111内，使得布气件160能够稳定地与壳体110连接。

在图示的实施例中，上述的圆板形状的布气件160通过三个连接杆162连接在壳体110的腔体111内。通过设置三个连接杆162，稳定性更好，是滴布气件160与壳体110的连接更加稳定。

进一步地，参照图1和图2，喷嘴130设置在出口113处，且喷嘴130为拉瓦尔喷嘴。

通过在燃烧器100的出口113处设置拉瓦尔喷嘴，能够达到提升烟气流速的作用。燃气在多孔介质层120内燃烧后产生的高温烟气到达喷嘴130，由于喷嘴130为拉瓦尔喷嘴，拉瓦尔喷嘴喉部结构能够使得烟气达到壅塞状态，即使燃烧器100背压发生变化时，燃烧器100的入口112与腔体111内部的压力也能够保持恒定不变，从而保证燃烧稳定性。即使拉瓦尔喷嘴喉部烟气未达到壅塞现象时，拉瓦尔喷嘴其较小的出口依然能起到提高烟气流速的作用。当该燃烧器100应用在浸没燃烧设备中时，通过燃烧器100提高流速烟气可起到降低燃烧器入口处压力波动幅度的作用，从而保证燃烧稳定性。

在图示的实施例中，上述的喷嘴130安装在第二壳体115的顶部出口113处。喷嘴130的连接端132的口径与出口113的口径大小相等，在喉部131处，喷嘴130的管径达到最小值，在喷嘴130的出气端133其口径又逐渐扩大。在图示的实施例中，上述的喷嘴130的出气端133的口径大于喉部131处的管径小于出口113的口径大小。总而言之，上述的喷嘴130的结构呈先渐缩然后渐扩的趋势。

进一步地，在本申请一些实施方式中，上述的燃烧器100设置有点火与火检电极170，该点火与火检电极170设置在壳体110外部，通过设置该点火与火检电极170能够对进入到壳体内的燃气和空气的混合气体进行点火燃烧。

本申请一些实施方式还提供一种浸没燃烧设备，该浸没燃烧设备包括前述任一个实施方式提供的燃烧器。

该浸没燃烧设备通过设置上述的燃烧器，能够在保证避免火焰与水浴中液体直接接触的同时保证燃烧稳定性。

相对于常规燃烧器，该浸没燃烧设备具有燃烧稳定性高、负荷调节比高的优点。

进一步地，该浸没燃烧设备由于设置前述任一个实施方式提供的燃烧器，由于燃气于多孔介质层中已充分燃烧，燃烧器出口不存在火焰，因此可适当减小浸没燃烧罐体中水浴上方的空间，因此设备紧凑性上可有一定提升。并且由于燃烧器能够提高烟气流速，在浸没燃烧设备中较高的烟气流速可起到降低燃烧器入口处压力波动幅度的作用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：

壳体，具有腔体；所述腔体上开设有入口和出口；

多孔层，所述多孔层上设置有多个通孔，所述多个通孔的轴心线均与所述入口的轴心线平行；以及

用于燃烧的多孔介质层；所述多孔层与所述多孔介质层叠放设置在所述腔体内，且封堵于所述入口和所述出口之间；所述多孔层设置在靠近所述入口的一侧，所述多孔介质设置在靠近所述出口的一侧。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

所述多孔层的厚度不小于20mm。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，

所述多个通孔均匀排布。

4.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，

所述多个通孔的孔径均在小于1.2mm的范围内。

5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

所述入口与所述出口相对设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃烧器，其特征在于，

所述燃烧器包括保温层，所述保温层设置在所述多孔介质层的周向，且抵接于所述壳体内壁。

7.根据权利要求1-5任一项所述的燃烧器，其特征在于，

所述燃烧器包括：布气件；

所述布气件设置在所述壳体内，位于所述入口和所述多孔介质层之间，且平行于所述多孔层；

所述布气件的周壁与所述壳体的内壁之间存在用于使混合气体通过的缝隙。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述入口设置在所述第一壳体上，所述出口设置在所述第二壳体上；

所述第一壳体具有第一半腔，所述第二壳体具有第二半腔；所述第一壳体连接于所述第二壳体，以使所述第一半腔和所述第二半腔围合形成所述腔体。

9.根据权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，

所述出口处设置有喷嘴，所述喷嘴为拉瓦尔喷嘴。

10.一种浸没燃烧设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的燃烧器。

Images