CN217356873U - 一种通道式矩形阵列气体混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通道式矩形阵列气体混合器，属于气体混合器设备技术领域，包括主气体通道以及设于主气体通道内的副气体通气管；所述副气体通气管为间隔排列的n个，其中n≥2，n个副气体通气管的排布方向与主气体的流向垂直，所述副气体通气管的一端伸出主气体通道外，且所述副气体通气管的另一端与主气体通道的内壁密封连接，所述副气体通气管处于主气体通道内的部分且朝向主气体流出方向的侧面上设有若干个出气孔；本实用新型可以混合效果好，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，另外解决在混合过程中副气体的压力克服问题；整体结构简单，易加工制造，制造成本低，易于大规模推广使用。

Description

一种通道式矩形阵列气体混合器

技术领域

本实用新型涉及气体混合器设备技术领域，具体涉及一种通道式矩形阵列气体混合器。

背景技术

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。燃烧器的目标群体广泛，有锅炉、冶炼炉、熔炉、热处理等领域，和热能有关的行业，燃烧系统是必不可少的。按燃烧器的燃烧控制方式划分：单段火燃烧器、双段火燃烧器、比例调节燃烧器。按燃料雾化方式划分为：机械式雾化燃烧器、介质雾化燃烧器；按结构划分为：整体式燃烧器以及分体式燃烧器。工业燃烧器常用来提供热量，例如将可燃气体或燃料与空气进行混合后燃烧，用于加热特定的工件或设备，在燃烧工程中，所谓的“预混”燃烧器是已知的，其中空气和燃料在实际燃烧头上游的混合器中混合。

气体燃烧器主要有天然气燃烧器和高炉煤气燃烧器两类。大容量天然气燃烧器大多采用多枪进气平流式，天然气枪放在调风器的空气通道内。高炉煤气燃烧器因高炉煤气发热量较低，着火困难，常在炽热的通道内燃烧，而后喷入燃烧室。为了达到低排放的目的，预混燃烧技术被广泛采用。因此，需要能够实现燃料与空气预先混合的装置，即燃料空气混合器，并在混合器出口处形成混合均匀及有一定速度型的燃料空气混合气，进而进入火焰筒内参与燃烧。气流混合决定燃烧性质，即火焰长度、温度等。

目前国内外燃烧器的气体混合方式主要有：自由射流，相交气流混合，旋流气流混合，高压喷射气流混合等，它们的混合方式都是靠气流相互碰撞来实现助燃气体与可燃气体的混合，不同的混合方式存在不同的弊端，如；

自由射流，即当气流由管嘴或空口喷射到充满静止介质的无限空间时，形成的气流称为自由射流，自由射流的实质是喷出气体与周围介质进行动量和质量交换的过程，即喷出气体与周围介质的混合过程；通过自由射流，混合效率慢。且混合效果欠佳，进行燃烧前，不能及时实现充分混合。

相交气流混合，广泛采用多股燃气射流以某一角度喷入空气流的方法，混合阻力大，需要借助外置的动力设备，混合效果欠佳。

旋转气流混合，即流体从喷嘴流出后，气流本身一面旋转，一面又向静止介质中扩散前进，采用该方法，对燃烧的稳定性影响较大，不易控制。

综上所述，通过上述混合方式混合不同气体时，混合时间长，效率低，且混合效果欠佳。另外，副气体向主气流气体中强制混合时，多需要借助外部动力，将副气体通入主气流中实现与主气流的混合，混合过程中，阻力大，气体压头衰减严重，混合时间长，混合效果欠佳，未能及时达到混合要求，可能会出现局部区域助燃气体密度大，从而引起局部温度高的现象，另外还能可能出现局部助燃气体密度小，燃料燃烧不完全的现象。

“引射作用”属于流体力学，具体是指流体高速流动时，由于速度较周围的流体快而带动周围的流体一起流动，高速流体周边压力的变化对周围的流体产生引流的作用。

本实用新型利用引射作用使不同压力的两股流体相互混合，通过主气流快速流过，带动副气体流出，主气体和副气体在流动的过程中速度逐渐均衡，进而实现混合，不需要外置的动力，节省能源，综合效益好，且通过阵列结构提高混合效果和效率；混合效果好，混合时间短，缩短流经长度，及时达到混合要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种通道式矩形阵列气体混合器，混合效果好，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，另外解决在混合过程中副气体的压力克服问题；整体结构简单，易加工制造，综合效益好，制造成本低，实用性强，易于大规模推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种通道式矩形阵列气体混合器，包括主气体通道以及设于主气体通道内的副气体通气管；

所述副气体通气管为间隔排列的n个，其中n≥2，n个副气体通气管的排布方向与主气体的流向垂直，所述副气体通气管的一端伸出主气体通道外，且所述副气体通气管的另一端与主气体通道的内壁密封连接，所述副气体通气管处于主气体通道内的部分且朝向主气体流出方向的侧面上设有若干个出气孔。

其中，所述副气体通气管的一端通过焊接密封固定于主气体通道的内壁上，主气体通道的侧壁上设有允许副气体通气管通过的通孔，且副气体通气管通过通孔处的周向通过焊接密封固定。

采用上述的技术方案，通过均匀分布于主气体通道内的副气体通气管，对流经的主气体流进行分切，主气体以高速流过相邻副气体通气管之间，由于主气体流速快而出现一个负压区，副气体通气管内的副气体由于引射的作用喷出，与主气体充分混合并由主气体通道的出口进入下一工序。混合效果好，混合时间短，缩短流经长度，及时达到混合要求，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，另外解决在混合过程中副气体的压力克服问题，综合特性好，有利于提高综合效益。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主气体通道的一侧设有副气体集箱，所述副气体通气管伸出主气体通道的一端伸入到副气体集箱内，所述副气体集箱上设有进气管口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述副气体集箱与副气体通气管相对的一侧设有允许副气体通气管通过的通孔，且副气体通气管通过通孔处的周向通过焊接密封固定，实现连接连通副气体集箱与副气体通气管之间的同时，还可以辅助支撑副气体集箱。

采用上述技术方案，副气体集箱对外与副气体源连通，通过副气体集箱实现对多个副气体通气管提供副气体，结构简单合理。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述副气体集箱的直径大于副气体通气管的直径。

作为本实用新型的一种优选技术方案，相邻两个副气体通气管之间的间距大于副气体通气管的直径。

采用上述技术方案，副气体集箱的直径大于副气体通气管的直径，一方面通过副气体通气管实现一定程度上减小主气体气流的流通面积，增加气体流速，实现通过引射作用使得副气体通气管内的副气体由于引射的作用喷出，另一方面，避免主气体气流的流通面积减小的过多，使得主气体气流流通时，阻力过大。

作为本实用新型的一种优选技术方案，靠近主气体通道内壁的副气体通气管与主气体通道内壁之间的间距与相邻副气体通气管之间的间距相等。

采用上述技术方案，副气体通气管间隔均匀的排布于主气体通道内，保证充分有效的混合，增大混合面积且提高混合效果和效率。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述出气孔为竖向间隔排列的若干行，每行的出气孔间隔布置，相邻行之间的出气孔上、下相对交错分布。

采用上述的技术方案，出气孔间隔均匀排列，充分分布于主气体通道的整个截面上，副气体通过主气流的引射作用由出气孔排出，与主气体有效、充分的混合。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主气体通道内在副气体通气管的一侧形成气体混合区，且气体混合区在副气体通气管的远离主气体流入的一侧。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1、本实用新型中，通过均匀分布于主气体通道内的副气体通气管，对流经的主气体流进行分切，主气体以高速流过相邻副气体通气管之间，由于主气体流速快而出现一个负压区，副气体通气管内的副气体由于引射的作用喷出，与主气体充分混合并由主气体通道的出口进入下一工序。混合效果好，混合时间短，缩短流经长度，及时达到混合要求，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，另外解决在混合过程中副气体的压力克服问题，综合特性好，有利于提高综合效益。

2、本实用新型中，副气体集箱对外与副气体源连通，通过副气体集箱实现对多个副气体通气管提供副气体，结构简单合理。

3、本实用新型中，副气体通气管间隔均匀的排布于主气体通道内，通过阵列结构，保证充分有效的混合，增大混合面积且提高混合效果和效率。

4、本实用新型中，出气孔间隔均匀排列，充分分布于主气体通道的整个截面上，副气体通过主气流的引射作用由出气孔排出，与主气体有效、充分的混合。

5、本实用新型中，副气体集箱的直径大于副气体通气管的直径，一方面通过副气体通气管实现一定程度上减小主气体气流的流通面积，增加气体流速，实现通过引射作用使得副气体通气管内的副气体由于引射的作用喷出，另一方面，避免主气体气流的流通面积减小的过多，使得主气体气流流通时，阻力过大。

6、本实用新型的通道式矩形阵列气体混合器，整体结构简单，设计合理、巧妙，易加工制造，制造成本低，实用性强，易于大规模推广使用。

附图说明

图1为本实用新型通道式矩形阵列气体混合器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中主气体与副气体混合时的示意图；

图3为本实用新型中副气体通气管的结构示意图；

图4为图3中区域A的局部放大图。

1、主气体通道；2、副气体通气管；21、出气孔；3、副气体集箱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-4，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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实用新型的限制。

如图1-4所示：一种通道式矩形阵列气体混合器，包括主气体通道1以及设于主气体通道1内的副气体通气管2；

所述副气体通气管2为间隔排列的4个，4个副气体通气管2的排布方向与主气体的流向垂直，所述副气体通气管2的一端伸出主气体通道1外，且所述副气体通气管2的另一端与主气体通道1的内壁密封连接，所述副气体通气管2处于主气体通道1内的部分且朝向主气体流出方向的侧面上设有若干个出气孔21。

其中，副气体通气管2的一端通过焊接密封固定于主气体通道1的内壁上，主气体通道1的侧壁上设有允许副气体通气管2通过的通孔，且副气体通气管2通过通孔处的周向通过焊接密封固定。

其中，所述主气体通道1内在副气体通气管2的一侧形成气体混合区，且气体混合区在副气体通气管2的远离主气体流入的一侧。

通过均匀分布于主气体通道1内的副气体通气管2，对流经的主气体流进行分切，主气体以高速流过相邻副气体通气管2之间，由于主气体流速快而出现一个负压区，副气体通气管2内的副气体由于引射的作用喷出，与主气体充分混合并由主气体通道1的出口进入下一工序。

混合效果好，混合时间短，缩短流经长度，及时达到混合要求，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，出气孔21出口处压力小，可以解决在混合过程中副气体的压力克服问题，综合特性好，有利于提高综合效益。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，

其中，所述主气体通道1的一侧设有副气体集箱3，所述副气体通气管2伸出主气体通道1的一端伸入到副气体集箱3内。

其中，副气体集箱3与副气体通气管2相对的一侧设有允许副气体通气管2通过的通孔，且副气体通气管2通过通孔处的周向通过焊接密封固定，实现连接连通副气体集箱3与副气体通气管2之间的同时，还可以辅助支撑副气体集箱3。

其中，所述副气体集箱3的直径大于副气体通气管2的直径。

使用时，副气体集箱3对外与副气体源设备连通，使用过程中，整个副气体集箱3充满副气体，便于通过各个副气体通气管2进入到主气体通道1内。

其中，副气体集箱3上开设进气管口。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，

其中，相邻两个副气体通气管2之间的间距大于副气体通气管2的直径。

副气体集箱3的直径大于副气体通气管2的直径，一方面通过副气体通气管2实现一定程度上减小主气体气流的流通面积，增加气体流速，实现通过引射作用使得副气体通气管2内的副气体由于引射的作用喷出，另一方面，避免主气体气流的流通面积减小的过多，使得主气体气流流通时，阻力过大。

其中，靠近主气体通道1内壁的副气体通气管2与主气体通道1内壁之间的间距与相邻副气体通气管2之间的间距相等。

副气体通气管2间隔均匀的排布于主气体通道1内，保证充分有效的混合，增大混合面积且提高混合效果和效率。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，

其中，所述出气孔21为竖向间隔排列的2行，每行的出气孔21间隔布置，相邻行之间的出气孔21上、下相对交错分布。

两行出气孔21中，上出气孔21与下出气孔21之间形成如图3所示的α角，为了保证副气体通气管2侧面的出气孔21排布间隔均匀，α角可以但是不限定为90度。

本实用新型的使用的具体流程：如图2所示，主气体由主气体通道1的进口端流入，经过竖向间隔排布的副气体通气管2时，主气流经副气体通气管2进行分切，主气体以高速流过相邻副气体通气管2之间，由于主气体流速快而出现一个负压区，副气体通气管2内的副气体由于引射的作用喷出，与主气体充分混合并由主气体通道1的出口进入下一工序。

使用时，副气体集箱3对外与副气体源设备连通，为了方便使用，连通的管道上设阀门。使用过程中，整个副气体集箱3内充满副气体，便于通过各个副气体通气管2进入到主气体通道1内。

具体主气体可以是燃气，副气体为助燃气体空气，充分混合后即供燃烧器燃烧使用。

根据主气体通道1截面的尺寸，副气体通气管2竖向间隔排布，使得出气孔21充分均匀的排布于主气体通道1的截面上，使得主气体与副气体充分混合，不留空缺区域。

混合效果好，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，出气孔21出口处压力小，可以解决在混合过程中副气体的压力克服问题。

另外，该混合器结构简单，设计合理、巧妙，易加工制造，制造成本低，易于大规模推广使用。

“引射作用”属于流体力学，具体是指流体高速流动时，由于速度较周围的流体快而带动周围的流体一起流动，高速流体周边压力的变化对周围的流体产生引流的作用。

本实用新型利用引射作用使不同压力的两股流体相互混合，通过主气流快速流过，带动副气体流出，主气体和副气体在流动的过程中速度逐渐均衡，进而实现充分、有效的混合，不需要外置的动力，节省能源，综合效益好，且通过阵列结构提高混合效果和效率。混合效果好，混合时间短，缩短流经长度，及时达到混合要求，避免出现局部区域助燃气体密度大，从而引起局部温度高的现象，或出现局部助燃气体密度小，燃料燃烧不完全的现象。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：包括主气体通道（1）以及设于主气体通道（1）内的副气体通气管（2）；

所述副气体通气管（2）为间隔排列的n个，其中n≥2，n个副气体通气管（2）的排布方向与主气体的流向垂直，所述副气体通气管（2）的一端伸出主气体通道（1）外，且所述副气体通气管（2）的另一端与主气体通道（1）的内壁密封连接，所述副气体通气管（2）处于主气体通道（1）内的部分且朝向主气体流出方向的侧面上设有若干个出气孔（21）。

2.如权利要求1所述的通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：所述主气体通道（1）的一侧设有副气体集箱（3），所述副气体通气管（2）伸出主气体通道（1）的一端伸入到副气体集箱（3）内。

3.如权利要求2所述的通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：所述副气体集箱（3）的直径大于副气体通气管（2）的直径。

4.如权利要求1所述的通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：相邻两个副气体通气管（2）之间的间距大于副气体通气管（2）的直径。

5.如权利要求4所述的通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：靠近主气体通道（1）内壁的副气体通气管（2）与主气体通道（1）内壁之间的间距与相邻副气体通气管（2）之间的间距相等。

6.如权利要求1所述的通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：所述出气孔（21）为竖向间隔排列的若干行，每行的出气孔（21）间隔布置，相邻行之间的出气孔（21）上、下相对交错分布。

7.如权利要求1所述的通道式矩形阵列气体混合器，其特征在于：所述主气体通道（1）内在副气体通气管（2）的一侧形成气体混合区，且气体混合区在副气体通气管（2）的远离主气体流入的一侧。

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