CN214468626U - 旋流式预混燃烧喷头及燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋流式预混燃烧喷头及燃烧器，涉及燃烧器技术领域，主要目的是提高燃气和空气预先混合的均匀度。本实用新型的主要技术方案为：旋流式预混燃烧喷头，包括：空气腔体的一端设有第一出口，空气腔体的周侧壁均布有多个进气口，每一个进气口的相对边缘分别连接于导向板，空气通道的延伸方向重合于空气腔体内侧面圆周的切线方向；燃气腔体设置于空气腔体内部，燃气腔体的一端设有第二出口，第一出口的朝向和第二出口的朝向相同，燃气腔体内安装有导向管，导向管重合于燃气腔体的径向直径，导向管的中部连接于燃气管，导向管两端的开口朝向分别重合于燃气腔体的圆周切线方向，导向管两端的开口朝向彼此相反。

Description

旋流式预混燃烧喷头及燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种旋流式预混燃烧喷头及燃烧器。

背景技术

低氮燃烧器减少NOx排放是顺应国家号召改善环境空气质量的需要。近年来的检测数据表明，典型特征污染区PM2.5出现较大的超标比例和区域性长时间严重超标情况，改善环境空气质量面临巨大挑战。此外，氮氧化物也会造成其他环境污染，如酸雨、温室气体效应、破坏臭氧层以及光化学烟雾等。因此，减少NOx排放是改善空气环境质量的重要任务之一。其中锅炉是氮氧化物(NOx)的主要来源之一。而无论是燃煤锅炉，还是燃气锅炉，都存在氮氧化物(NOx)排放的污染问题。

超低氮燃烧器的技术是一项节能减排的工程应用技术，对于燃气锅炉的发展具有重要意义。随着我国能源结构调整和对氮氧化物排放要求越来越高，低氮燃烧锅炉在我国必然有广阔的发展前景，这也是能源替代发展的必然。

一般燃烧器上都标注有适用的燃气和助燃气。目前，市场上燃气燃烧器喷嘴采用的都是直喷式混合器，首先，这种混合器在燃气与空气混合时出现混合不均匀，造成燃气不能够燃烧充分和燃烧排放物NOx过高等后果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种旋流式预混燃烧喷头及燃烧器，主要目的是提高燃气和空气预先混合的均匀度。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型提供了一种旋流式预混燃烧喷头，其包括：空气腔体、燃气腔体和混合腔体；

所述空气腔体的一端设有第一出口，所述空气腔体的周侧壁均布有多个进气口，每一个所述进气口的相对边缘分别连接于导向板，用于形成空气通道，所述空气通道的延伸方向重合于所述空气腔体内侧面圆周的切线方向；

所述燃气腔体设置于所述空气腔体内部，所述燃气腔体的一端设有第二出口，所述第一出口的朝向和所述第二出口的朝向相同，所述燃气腔体内安装有导向管，所述导向管重合于所述燃气腔体的径向直径，所述导向管的中部连接于燃气管，所述导向管两端的开口朝向分别重合于所述燃气腔体的圆周切线方向，所述导向管两端的开口朝向彼此相反；

所述混合腔体的进口连接于所述第一出口。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，所述空气腔体的中轴线、所述燃气腔体的中轴线和所述混合腔体的中轴线依次重合。

可选的，所述导向管贴合于所述燃气腔体另一端面的内侧，所述导向管的中部连接于所述燃气管的一端，所述燃气管的另一端依次贯穿所述燃气腔体的另一端面和所述空气腔体的另一端面。

可选的，所述第二出口的内边缘设有第一环形内缩圈。

可选的，所述混合腔体的出口的内边缘设有第二环形内缩圈。

可选的，所述第一出口和所述第二出口平齐。

另一方面，本实用新型提供了一种燃烧器，其包括：火焰盘和多个如前所述的旋流式预混燃烧喷头，所述火焰盘圆周排布有多个安装孔，每一个所述混合腔体对应于其中一个所述安装孔。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：

在使用本燃烧器喷头时，鼓风机风道内的空气经多个空气通道进入空气腔体内，空气脱离空气通道沿空气腔体的内侧壁螺旋流动，并靠近第一出口，最终进入混合腔体内；同时，燃气自燃气管进入导向管，并自导向管的两端喷出，喷出的两股燃气分别沿燃气腔体的内侧壁螺旋流动,并靠近第二出口，最终到达混合腔体内，螺旋流动的燃气和螺旋流动的空气在混合腔体内混合。而且因为第一出口的朝向和第二出口的朝向相同，在空气和燃气同方向螺旋运动的情况下，空气和燃气在混合腔体内迅速充分混合。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种旋流式预混燃烧喷头的轴向剖视图；

图2为图1中B-B处的向视图；

图3为图1中A部分的放大图；

图4为图1中C部分的放大图；

图5为本实用新型实施例提供的一种燃烧器的喉口正视图。

说明书附图中的附图标记包括：空气腔体1、燃气腔体2、混合腔体3、第一出口4、导向板5、空气通道6、第二出口7、导向管8、燃气管9、第一环形内缩圈10、第二环形内缩圈11、内火焰盘12、外火焰盘13、点火枪14。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，一方面，本实用新型的一个实施例提供的一种旋流式预混燃烧喷头，其包括：空气腔体1、燃气腔体2和混合腔体3；

所述空气腔体1的一端设有第一出口4，所述空气腔体1的周侧壁均布有多个进气口，每一个所述进气口的相对边缘分别连接于导向板5，用于形成空气通道6，所述空气通道6的延伸方向重合于所述空气腔体1内侧面圆周的切线方向；

所述燃气腔体2设置于所述空气腔体1内部，所述燃气腔体2的一端设有第二出口7，所述第一出口4的朝向和所述第二出口7的朝向相同，所述燃气腔体2内安装有导向管8，所述导向管8重合于所述燃气腔体2的径向直径，所述导向管8的中部连接于燃气管9，所述导向管8两端的开口朝向分别重合于所述燃气腔体2的圆周切线方向，所述导向管8两端的开口朝向彼此相反；

所述混合腔体3的进口连接于所述第一出口4。

旋流式预混燃烧喷头的工作过程如下:

在使用本旋流式预混燃烧喷头时，鼓风机风道内的空气经多个空气通道6进入空气腔体1内，空气脱离空气通道6沿空气腔体1的内侧壁螺旋流动，并靠近第一出口4，最终进入混合腔体3内；同时，燃气自燃气管9进入导向管8，并自导向管8的两端喷出，喷出的两股燃气分别沿燃气腔体2的内侧壁螺旋流动,并靠近第二出口7，最终到达混合腔体3内，螺旋流动的燃气和螺旋流动的空气在混合腔体3内混合。而且因为第一出口4的朝向和第二出口7的朝向相同，当燃气螺旋运动至混合腔体3内时，因为离心力，燃气向燃气腔体2的径向外围扩散，而且在空气的螺旋运动轨迹的方向和燃气的螺旋运动轨迹的方向相同的情况下，空气和燃气在混合腔体3内迅速充分混合。

在本实用新型的技术方案中，通过使用本燃烧喷头，使燃气和空气在被点燃前，充分混合，提高了燃气和空气预先混合的均匀度。

具体的,空气腔体1的侧壁、燃气腔体2的侧壁和混合腔体3的侧壁分别呈圆筒形。

具体的，导向管8两端的开口朝向彼此相反，自导向管8的两端流出的两股燃气的螺旋运动的方向相同。

具体的，导向管8两端的开口朝向分别和空气通道6的出口朝向相同，以使空气的螺旋运动轨迹的方向和燃气的螺旋运动轨迹的方向相同。

具体的，多个进气口的长度方向和空气腔体1的轴向相同，每一个进气口的宽度方向的相对边缘分别连接于导向板5，两个相对的导向板5构成空气通道6，用于引流鼓风机风道内的空气沿空气腔体1内侧圆周的切线方向螺旋圆周运动。

如图1所示，在具体实施方式中，所述空气腔体1的中轴线、所述燃气腔体2的中轴线和所述混合腔体3的中轴线依次重合。

在本实施方式中，具体的，燃气运动轨迹所构成的螺旋线的中轴线重合于所述空气运动轨迹所构成的螺旋线的中轴线。当燃气流出燃气腔体2一端的第二出口7时，燃气向外围均匀扩散时，向各方位扩散的燃气同步接触空气，进一步提高了燃气和空气均匀混合的速度。

如图1所示，在具体实施方式中，所述导向管8贴合于所述燃气腔体2另一端面的内侧，所述导向管8的中部连接于所述燃气管9的一端，所述燃气管9的另一端依次贯穿所述燃气腔体2的另一端面和所述空气腔体1的另一端面。

在本实施方式中，具体的，导向管8贴合于燃气腔体2另一端面的内侧，当燃气分别流出导向管8的两端时，以使燃气腔体2内燃气的螺旋运动轨迹的中轴线长度等于燃气腔体2的长度，以使脱离燃气腔体2的燃气具备足够的螺旋运动的离心力，以提高燃气向混合腔体3内部四周扩散的速度，以提高燃气和空气在混合腔体3内混合的速度。

如图3所示，在具体实施方式中，所述第二出口7的内边缘设有第一环形内缩圈10。

在本实施方式中，具体的，燃气腔体2内的燃气流过第二出口7时，第一环形内缩圈10对流动的燃气起到收拢作用。在燃气管9内燃气流量不变的情况下，第二出口7的直径变小，被收拢的燃气的螺旋运动轨迹的螺旋直径(相对于没有第一环形内缩圈10)变小，燃气流速变大。

具体的，第一环形内缩圈10的内环面呈弧面，螺旋运动的燃气接触至第一环形内缩圈10时，沿第一环形内缩圈10的内环面继续螺旋运动，但是螺旋运动轨迹的螺旋直径变小。

如图4所示，在具体实施方式中，所述混合腔体3的出口的内边缘设有第二环形内缩圈11。

在本实施方式中，具体的，在混合腔体3内，燃气和空气螺旋混合，混合气体继续螺旋运动，流经混合腔体3的出口时，第二环形内缩圈11对流动的混合气体起到收拢作用。混合腔体3的出口的直径变小，被收拢的混合气体的螺旋运动轨迹的螺旋直径(相对于没有第二环形内缩圈11)变小，混合气体流速变大，混合气体喷出混合腔体3出口的距离更远，在锅炉燃烧室内混合气体被点燃所产生的火焰柱体更长。

具体的，第二环形内缩圈11的内环面呈弧面，螺旋运动的混合气体接触至第二环形内缩圈11时，沿第二环形内缩圈11的内环面继续螺旋运动，但是螺旋运动轨迹的螺旋直径变小。

如图1所示，在具体实施方式中，所述第一出口4和所述第二出口7平齐。

在本实施方式中，具体的，所述第一出口4和所述第二出口7平齐，燃气和空气相互混合的行程长度等于混合腔体3的长度，充分利用混合腔体3的内部空间，使燃气和空气进行混合。

如图5所示，另一方面，本实用新型的另一个实施例提供了一种燃烧器，其包括：火焰盘和多个如前所述的旋流式预混燃烧喷头，所述火焰盘圆周排布有多个安装孔，每一个所述混合腔体3对应于其中一个所述安装孔。

具体的，燃烧器包括十六个旋流式预混燃烧喷头，火焰盘包括内火焰盘12和外火焰盘13，外火焰盘13和内火焰盘12分别安装于燃烧器的喉口位置，内火焰盘12的内圈设有点火枪14，内火焰盘12圆周排布有四个安装孔，外火焰盘13圆周排布有十二个安装孔，每一个旋流式预混燃烧喷头的混合腔体3对应穿设安装于其中一个所述安装孔。

具体的，在提高每一个旋流式预混燃烧喷头所喷出的混合气体中燃气和空气的混合均匀度的基础上，锅炉燃烧室内的火焰温度更加均衡。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种旋流式预混燃烧喷头，其特征在于，包括：

空气腔体，所述空气腔体的一端设有第一出口，所述空气腔体的周侧壁均布有多个进气口，每一个所述进气口的相对边缘分别连接于导向板，用于形成空气通道，所述空气通道的延伸方向重合于所述空气腔体内侧面圆周的切线方向；

燃气腔体，所述燃气腔体设置于所述空气腔体内部，所述燃气腔体的一端设有第二出口，所述第一出口的朝向和所述第二出口的朝向相同，所述燃气腔体内安装有导向管，所述导向管重合于所述燃气腔体的径向直径，所述导向管的中部连接于燃气管，所述导向管两端的开口朝向分别重合于所述燃气腔体的圆周切线方向，所述导向管两端的开口朝向彼此相反；

混合腔体，所述混合腔体的进口连接于所述第一出口。

2.根据权利要求1所述的旋流式预混燃烧喷头，其特征在于，

所述空气腔体的中轴线、所述燃气腔体的中轴线和所述混合腔体的中轴线依次重合。

3.根据权利要求1所述的旋流式预混燃烧喷头，其特征在于，

所述导向管贴合于所述燃气腔体另一端面的内侧，所述导向管的中部连接于所述燃气管的一端，所述燃气管的另一端依次贯穿所述燃气腔体的另一端面和所述空气腔体的另一端面。

4.根据权利要求1至3任一项所述的旋流式预混燃烧喷头，其特征在于，

所述第二出口的内边缘设有第一环形内缩圈。

5.根据权利要求1至3任一项所述的旋流式预混燃烧喷头，其特征在于，

所述混合腔体的出口的内边缘设有第二环形内缩圈。

6.根据权利要求1至3任一项所述的旋流式预混燃烧喷头，其特征在于，

所述第一出口和所述第二出口平齐。

7.一种燃烧器，其特征在于，包括：

火焰盘和多个如权利要求1至6任一项所述的旋流式预混燃烧喷头，所述火焰盘圆周排布有多个安装孔，每一个所述混合腔体对应于其中一个所述安装孔。

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