CN219177711U

CN219177711U - 一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶

Info

Publication number: CN219177711U
Application number: CN202223533570.6U
Authority: CN
Inventors: 徐鹏; 闫晓宇; 赵靖怡; 白钰阳
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2022-12-29
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2032-12-29

Abstract

本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶，其中燃烧器包括内火盖、外火盖、气体分流器和引射器。燃烧器的外火盖设计为内外两层火孔，自带两层环形聚火圈并减小了火盖的最大外径，减少热辐射损失，提高了燃烧器的热效率，弥补了因热值低带来的不足。在本燃烧器燃烧的火焰高度一致，减少了NO_x的产生，火孔出口处的壁面设有倾角可防止异物掉落堵塞火孔，避免了因不正常燃烧导致烟气排放超标的问题。

Description

一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶

技术领域

本实用新型燃气灶具技术领域，尤其涉及一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶。

背景技术

“双碳”背景下，全球已展开多个天然气掺氢项目。为了让居民用户安全、有效地使用氢能，现有的传统天然气灶具受限，需设计适用新的掺氢天然气灶具燃烧器。然而，相较于天然气，掺氢天然气燃烧易生成NO_x，且因热值低使得燃烧器达到一定热负荷所需的火孔总面积较大，一般采用扩大火盖外径增加火孔数量，然而会增加材料用量且火焰易不聚拢，热负荷降低。因此，需要一种掺氢天然气燃烧器解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶，能够使得掺氢天然气灶具提高热效率，弥补因热值低带来的不足，降低CO和NO_x排放。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种掺氢天然气燃烧器，包括内火盖、外火盖、气体分流器和引射器；内火盖与外火盖相互同心布置，并且内火盖位于外火盖的中心区域；

外火盖设有多个第一火孔和多个第二火孔；多个第一火孔呈环形排列构造成第一火孔组，多个第二火孔呈环形排列构造成第二火孔组，第二火孔组相对于第一火孔组位于内环侧；第一火孔组的背侧部设有第一环形聚火圈，第二火孔组通过自身底部与第一环形聚火圈相连通；第一环形聚火圈设有一个或多个第一引火火孔，还设有多个通气槽，多个通气槽均匀分布构造成总通气槽，第二火孔组背侧部设有第二环形聚火圈，第二环形聚火圈上设有一个或多个第二引火火孔；

内火盖具有多个环形排列的第三火孔；

气体分流器的入口与引射器的出口相连通，气体分流器的入口包括第一混气通道和第二混气通道，第一混气通道连通内火盖，第二混气通道连通外火盖；气体分流器还设有环形混气腔，第二混气通道连通环形混气腔，环形混气腔上设有多个通气台，通气台与通气槽一一对应地相互连接；

引射器包括主引射器和副引射器，主引射器的出口连接第二混气通道，副引射器的出口连接第一混气通道。

优选地，第一环形聚火圈的水平倾角小于或等于第二火孔组的第二火孔的倾角，第二环形聚火圈的水平倾角小于或等于内火盖的第三火孔的倾角。

优选地，第一火孔、第二火孔和第三火孔的倾角大于零且相等，第一火孔、第二火孔和第三火孔的火孔深度、火孔截面面积和火孔出口高度相等。

优选地，第一火孔、第二火孔和第三火孔的火孔出口壁面部具有向下的内倾角。

优选地，第一混气通道与第二混气通道相互同心布置，且第一混气通道的直径小于第二混气通道的直径；副引射器的出口与主引射器的出口相互同心布置，且副引射器的出口的直径小于主引射器的出口的直径。

优选地，第二混气通道的侧壁具有多个沿第二混气通道周向均匀布置的气流通道，第二混气通道通过气流通道连通环形混气腔。

优选地，气体分流器布置在内火盖和外火盖的下方，引射器布置在气体分流器的下方。

第二方面，本实用新型一种掺氢天然气燃气灶，包括上述的掺氢天然气燃烧器。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶，其中燃烧器包括内火盖、外火盖、气体分流器和引射器。燃烧器的外火盖设计为内外两层火孔，自带两层环形聚火圈并减小了火盖的最大外径，减少热辐射损失，提高了燃烧器的热效率，弥补了因热值低带来的不足。在本燃烧器燃烧的火焰高度一致，减少了NO_x的产生，火孔出口处的壁面设有倾角可防止异物掉落堵塞火孔，避免了因不正常燃烧导致烟气排放超标的问题。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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他的附图。

图1是本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器的内火盖和外火盖的组合体的立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器的内火盖和外火盖的组合体的俯视图；

图3是图2中A处的剖面图；

图4是图1另一角度的立体结构示意图；

图5是本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器的气体分流器的立体结构示意图；

图6是图5另一角度的立体结构示意图；

图7是图5的俯视图；

图8是图7中A处的剖面图；

图9是本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器的引射器的立体结构示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是图10中A处的剖面图；

图12是本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器整体的立体结构示意图。

图中：

1.内火盖；11.第三火孔；12.内火盖环壁；121.内火盖入口；

2.外火盖；20.第一火孔组；21.第二火孔组；22.第二环形聚火圈；23.第一环形聚火圈；24.第二引火火孔；25.第一引火火孔；26.总通气槽；27.内环壁；28.外环壁；201.第一火孔；211.第二火孔；221.内连接处；261.通气槽；262.分气腔；281.外连接处；

3.气体分流器；30.第一混气通道；31.第二混气通道；32.气流通道；33.通气台；34.连接台；35.环形混气腔；36.外连接处；37.平台；38.固定孔；39.内连接处；

4.引射器；40.副引射器出口；41.主引射器出口；42.副引射器入口；43.主引射器入口；44.副引射器；45.主引射器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

参见图1至3，本实用新型提供一种掺氢天然气燃烧器，包括内火盖1和外火盖2，内火盖1和外火盖2是分开独立的，内火盖1上开设有多个第三火孔11，多个第三火孔11在水平方向上具有大于零且相等的倾角，外火盖2设有多个第一火孔201以及多个第二火孔211，多个第一火孔201呈环形排列构造出第一火孔组20，多个第二火孔211呈环形排列构造出第二火孔组21。第二火孔组21相对于第一火孔组20位于内环侧。第一火孔组20背侧部(即与火孔出炎方向相反的一侧)设有第一环形聚火圈23，第二火孔组21背侧部设有第二环形聚火圈22，第二火孔组21通过自身底部与第一环形聚火圈23相连通，是的第一环形聚火圈23与第二环形聚火圈22相互连通。设置第二环形聚火圈22减少了内火盖1上多个火孔11处的火焰热辐射损失，设置第一环形聚火圈23减少了内火盖1上多个火孔11处和第二火孔组21的火焰热辐射损失，提高了燃烧器的热效率。

为保证第一火孔组20和第二火孔组21处的燃气能够点燃，在第一环形聚火圈23和第二环形聚火圈22上设有一个或多个第一引火火孔25以及一个或多个第二引火火孔24。

第一环形聚火圈23还设有多个通气槽261，多个通气槽261沿第一环形聚火圈23的周向均匀分布构造成总通气槽26，位于第二火孔组21正下方区域，进而保证第二火孔组21处的二次空气充足。如图4所示，第一环形聚火圈23底部等间距地布置4个弧形的通气槽261，每个通气槽261的构型相同。

在本实用新型提供的实施例中，引射器4用于将燃气和空气的混合气体通入本燃烧器内。气体分流器3的入口与引射器4的出口相连通，气体分流器3的出口分别与内火盖和外火盖相流体连接，气体分流器3设有环形混气腔35，气体分流器3的入口连通环形混气腔35。燃气-空气的混合气体进入环形混气腔35后，再通过外火盖2底部的(环形的)分气腔262被分配到第一环形聚火圈22和第二环形聚火圈23处(引燃后后由第一火孔组20和第二火孔组21射入燃烧)。如图5所示，环形混气腔35上(顶部)还设有多个通气台33，通气台33与通气槽261一一对应地相互连接。通过环形混气腔35—通气台33—通气槽261向第二火孔组21的位置通二次空气。

引射器4包括主引射器45和副引射器44。

图3显示了两组环形聚火圈的纵向剖面结构示意，第一火孔201、第二火孔211和第三火孔11都采用向下倾斜(逆出火方向)的设置方式，第一引火火孔25以及第二引火火孔24同样也采用了向下倾斜的设置，位于第一火孔201和第二火孔211之间的第一环形聚火圈23被构造为由下至上宽度逐渐加大的构型，即第一环形聚火圈23的内环壁27具有水平方向的倾角。类似的，邻接倾斜的第二火孔211的第二环形聚火圈22的内壁也具有水平方向的倾角。而在本实用新型提供的优选实施例中，如图3所示，第一环形聚火圈23在其纵截面的水平方向倾角小于或等于第二火孔211的水平方向倾角，第二环形聚火圈22在其纵截面的水平方向倾角小于或等于火孔11的水平方向倾角，如此设置能够减少热辐射损失的同时保证烟气顺利流出，避免了燃烧不充分导致CO排放超标的问题。

进一步优选地，内火盖1的多个第三火孔11、外火盖2的第一火孔组20以及第二火孔组21的火孔截面积、倾角相等，且火孔水平倾角大于零，从而保证火焰高度一致，避免了因局部受热过高产生NO_x的问题。

如图2和图3所示，内火盖1的第一环壁12、外火盖2的内环壁27以及外环壁28的纵截面有向下以及向内的倾角，建议倾角取值在0～15°范围内。

优选地，内火盖1的第一环壁12、外火盖2的内环壁27以及外环壁28的下倾角取值相等。

在本实用新型提供的实施例中，引射器4包括主引射器45和副引射器44。请参考图4-图11，主引射器45和副引射器44相互构成为并排双通道的整体结构。二者的通路在出口端相汇合，如图9所示，引射器4的出口端采用同心套环的设置方式，即较小直径的副引射器出口40套置在较大直径的主引射器出口41内，二者为同心布置。空气和燃气(的混合气体)经副引射器入口42进入后到达副引射器出口40，进入气体分流器3的第一混气通道30，经过混气通道31后从内火盖1的入口121到达多个第三火孔11处(即向内火盖通气)。空气和燃气经主引射器入口43进入后到达主引射器出口41，进入气体分流器3第二混气通道31，再经过多个气流通道32到达环形混气腔35，通过分气腔262被分配到第一火孔组20和第二火孔组21处(即向外火盖2通气)。

与引射器4的出口端的配置相同的是，第一混气通道30与第二混气通道31也采用同心套环的布置方式，即第一混气通道30位于内环心。安装时第一混气通道30对应地与副引射器出口40相配合连接，第二混气通道31对应地与主引射器出口41相配合连接。

可选地，混合气体通过主引射器出口41，进入第二混气通道31，在第二混气通道31的侧壁，沿其周向均匀地布置多个气流通道32，用于连通环形混气腔35，混合气体经过多个气流通道32到达环形混气腔35，气流可以均匀快速地到达火孔处，保证火焰高度一致。

可选地，内火盖1的入口121与气体分流器3的第一混气通道30、外火盖2的外连接处281与气体分流器3的外连接处36、外火盖2的内连接处221与气体分流器3的内连接处39以及外火盖2的通气槽261与气体分流器3的通气台33的连接方法没有固定的要求。

气体分流器3的安装可以根据现有技术的方式，例如图5中，设置在平台37上。在气体分流器3上还设置固定孔38用于安装。例如参见图12，在一种优选实施例中，内火盖1、外火盖2位于气体分流器3上，然后三者的整体结构安装在平台37上，平台37下方是引射器4，共同构成本掺氢天然气燃烧器。

应当理解的是，图2、图7和图10中的箭头符号为剖视图的剖面方向。

第二方面，本实用新型提供一种掺氢天然气燃气灶，包括上述的掺氢天然气燃烧器。

综上所述，本实用新型提供的一种掺氢天然气燃烧器和掺氢天然气燃气灶，其中燃烧器包括内火盖、外火盖、气体分流器和引射器。燃烧器的外火盖设计为内外两层火孔，自带两层环形聚火圈并减小了火盖的最大外径，减少热辐射损失，提高了燃烧器的热效率，弥补了因热值低带来的不足。在本燃烧器燃烧的火焰高度一致，减少了NO_x的产生，火孔出口处的壁面设有倾角可防止异物掉落堵塞火孔，避免了因不正常燃烧导致烟气排放超标的问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种掺氢天然气燃烧器，其特征在于，包括内火盖、外火盖、气体分流器和引射器；所述内火盖与所述外火盖相互同心布置，并且所述内火盖位于所述外火盖的中心区域；

所述外火盖设有多个第一火孔和多个第二火孔；所述多个第一火孔呈环形排列构造成第一火孔组，所述多个第二火孔呈环形排列构造成第二火孔组，所述第二火孔组相对于所述第一火孔组位于内环侧；所述第一火孔组的背侧部设有第一环形聚火圈，所述第二火孔组通过自身底部与所述第一环形聚火圈相连通；所述第一环形聚火圈设有一个或多个第一引火火孔，还设有多个通气槽，所述多个通气槽均匀分布构造成总通气槽，所述第二火孔组背侧部设有第二环形聚火圈，所述第二环形聚火圈上设有一个或多个第二引火火孔；

所述内火盖具有多个环形排列的第三火孔；

所述气体分流器的入口与所述引射器的出口相连通，所述气体分流器的入口包括第一混气通道和第二混气通道，所述第一混气通道连通所述内火盖，所述第二混气通道连通所述外火盖；所述气体分流器还设有环形混气腔，所述第二混气通道连通所述环形混气腔，所述环形混气腔上设有多个通气台，所述通气台与所述通气槽一一对应地相互连接；

所述引射器包括主引射器和副引射器，所述主引射器的出口连接所述第二混气通道，所述副引射器的出口连接所述第一混气通道。

2.根据权利要求1所述的掺氢天然气燃烧器，其特征在于，所述第一环形聚火圈的水平倾角小于或等于所述第二火孔组的第二火孔的倾角，所述第二环形聚火圈的水平倾角小于或等于所述内火盖的所述第三火孔的倾角。

3.根据权利要求2所述的掺氢天然气燃烧器，其特征在于，所述第一火孔、第二火孔和第三火孔的倾角大于零且相等，所述第一火孔、第二火孔和第三火孔的火孔深度、火孔截面面积和火孔出口高度相等。

4.根据权利要求2所述的掺氢天然气燃烧器，其特征在于，所述第一火孔、第二火孔和第三火孔的火孔出口壁面部具有向下的内倾角。

5.根据权利要求1所述的掺氢天然气燃烧器，其特征在于，所述第一混气通道与所述第二混气通道相互同心布置，且所述第一混气通道的直径小于所述第二混气通道的直径；所述副引射器的出口与所述主引射器的出口相互同心布置，且所述副引射器的出口的直径小于所述主引射器的出口的直径。

6.根据权利要求1所述的掺氢天然气燃烧器，其特征在于，所述第二混气通道的侧壁具有多个沿所述第二混气通道周向均匀布置的气流通道，所述第二混气通道通过所述气流通道连通所述环形混气腔。

7.根据权利要求1所述的掺氢天然气燃烧器，其特征在于，所述气体分流器布置在所述内火盖和外火盖的下方，所述引射器布置在所述气体分流器的下方。

8.一种掺氢天然气燃气灶，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的掺氢天然气燃烧器。