CN219530849U - 一种低氮平焰燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及加热炉燃烧器技术领域，提出了一种低氮平焰燃烧器，包括相互连通的空气通道和炉膛，还包括设置在炉膛上的燃气管和点火器，燃气管用于向炉膛内通入燃气，还包括设置在炉膛内的芯管，芯管内具有燃烧腔，芯管和炉膛之间形成燃烧环形腔，燃气管用于向燃烧腔内通入燃气，贯穿孔设置在芯管上，贯穿孔连通燃烧腔和燃烧环形腔，贯穿孔具有若干个，若干贯穿孔朝向不同。通过上述技术方案，解决了相关技术中燃烧器燃烧后产生热力型氮氧化物，无法达到环境保护的要求，且燃烧器长度方向旋流强度减少，导致火焰燃烧不稳定的技术问题。

Description

一种低氮平焰燃烧器

技术领域

本实用新型涉及加热炉燃烧器技术领域，具体的，涉及一种低氮平焰燃烧器。

背景技术

蓄热式平焰燃烧器是一种将蓄热燃烧技术和平焰燃烧器相结合形成的高效节能的燃烧器，既能够实现蓄热燃烧技术中的烟气回流，进一步实现余热回收，还能够具有平焰燃烧器的放射状平面火焰。基于此种结合的优越性，现有的蓄热式平焰燃烧器具有良好的蓄热能力，蓄热体储蓄的热量进一步用来加热助燃空气，提高燃烧效率，但是现有的蓄热式平焰燃烧器也存在以下两点问题：

1：由于蓄热式平焰燃烧器中蓄热体的存在，造成了助燃空气温度的大幅度提升，而高温的助燃空气在与燃气混合后，火焰峰值温度升高，导致大量的热力型氮氧化物的产生，无法达到环境保护的要求；

2：蓄热式平焰燃烧器具有燃烧室，燃气切向射入与助燃空气在此燃烧室内进行混合，混合后形成旋流，但是由于燃烧室为长条状的，随着燃烧器长度增长，旋流强度减少，火焰不稳定，燃烧不够充分。

实用新型内容

本实用新型提出一种低氮平焰燃烧器，解决了相关技术中燃烧器燃烧后产生热力型氮氧化物，无法达到环境保护的要求，且燃烧器长度方向旋流强度减少，导致火焰燃烧不稳定的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种低氮平焰燃烧器，包括相互连通的空气通道和炉膛，还包括设置在所述炉膛上的燃气管和点火器，所述燃气管用于向所述炉膛内通入燃气，还包括：

芯管，设置在所述炉膛内，所述芯管内具有燃烧腔，所述芯管和所述炉膛之间形成燃烧环形腔，所述燃气管用于向所述燃烧腔内通入燃气，

贯穿孔，设置在所述芯管上，所述贯穿孔连通所述燃烧腔和所述燃烧环形腔，所述贯穿孔具有若干个，若干所述贯穿孔朝向不同。

所述炉膛一端具有端盖，另一端具有开口，所述芯管包括：

第一锥形管，设置在所述炉膛内，且靠近所述端盖侧，

中间管，设置在所述第一锥形管上，位于所述炉膛内，

第二锥形管，设置在所述中间管上，位于所述炉膛内，且靠近所述开口侧，若干所述贯穿孔分布在所述第一锥形管、中间管和第二锥形管上。

所述炉膛为锥形孔，靠近所述端盖侧为小直径，靠近所述开口侧为大直径，所述中间管为锥形状的管体，所述中间管和所述炉膛的锥形面平行。

所述贯穿孔分为第一燃气出口、第二燃气出口、第三燃气出口和第四燃气出口，所述第一燃气出口设置在所述第一锥形管上，所述第二燃气出口和所述第三燃气出口均设置在所述中间管上，且所述第二燃气出口和所述第三燃气出口在所述中间管的轴线方向间隔设置，所述第四燃气出口设置在所述第二锥形管上，所述第一燃气出口、所述第二燃气出口、所述第三燃气出口和所述第四燃气出口的开口方向均垂直于所述炉膛的轴线方向，且朝向各不相同。

还包括：

蓄热体，设置在所述空气通道内，

挡火砖，设置在所述空气通道内，位于所述空气通道和所述炉膛连通处。

还包括：

耐火纤维毯，通过锚固件设置在所述空气通道外侧，所述空气通道为水泥材质。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中，为了解决相关技术中燃烧器燃烧后产生热力型氮氧化物，无法达到环境保护的要求，且燃烧器长度方向旋流强度减少，导致火焰燃烧不稳定的技术问题，本实用新型提出了一种低氮平焰燃烧器，通过在炉膛内设置芯管，芯管上再设置若干个连通芯管内外的贯穿孔，使得通入芯管内的燃气实现分流，贯穿孔内切向旋流射出的燃气与空气通道内通入的低氧助燃空气进行充分混合燃烧，降低了燃烧速度和火焰峰值温度，从而减少氮氧化物的生成，且火焰多层旋流，解决旋流燃烧火焰不稳定问题，进一步提高燃料利用率，不仅保留了现有蓄热式平焰燃烧器的节能以及优良的传热能力，而且大大降低了氮氧化物含量，改善了火焰燃烧状况。

工作时，助燃空气与部分烟气混合成为低氧助燃空气后经空气管道进入，与高温蓄热体换热后达到助燃温度，低氧助燃空气再经过挡火砖进入燃烧环形腔内。同时燃气经过燃气管后到达芯管，芯管上具有若干贯穿孔，贯穿孔根据在芯管上的位置从端盖侧到开口侧顺序分为第一燃气出口、第二燃气出口、第三燃气出口和第四燃气出口，每个燃气出口根据炉膛的长度调整切向角度保证旋流状态，形成多层旋流燃烧火焰，使燃烧更加稳定，达到弥散燃烧状态。

进一步，在芯管内部分燃气先从第一燃气出口切向旋流射出，与低氧助燃空气在燃烧环形腔内充分混合，此时混合气体内燃气供给量少，混合气体经点火器点燃，火焰燃烧速度慢，火焰温度较低，能够大大减少氮氧化物的产生，因第一燃气出口燃气供给量少，混合后的气体中助燃空气未完全耗尽。

再进一步，燃气继续从第二燃气出口、第三燃气出口及第四燃气出口按出口旋向角度依次切向旋流射出后，被第一燃气出口处过来的旋流火焰引燃，直至助燃空气完全消耗，达到加工所使用温度。

同时平焰燃烧器开口处火焰是紧贴炉壁向四周均匀伸展的圆盘形，辐射传热强度增强，能在很大的平面内造成均匀的温度场，降低氮氧化物的同时保证工件质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中炉膛的结构示意图；

图3为本实用新型中芯管的结构示意图；

图4为本实用新型中第一燃气出口分布的示意图；

图5为本实用新型中第二燃气出口分布的示意图；

图6为本实用新型中第三燃气出口分布的示意图；

图7为本实用新型中第四燃气出口分布的示意图；

图中：1、空气通道，2、炉膛，3、燃气管，4、点火器，5、芯管，6、燃烧腔，7、燃烧环形腔，8、贯穿孔，9、端盖，10、开口，11、第一锥形管，12、中间管，13、第二锥形管，14、第一燃气出口，15、第二燃气出口，16、第三燃气出口，17、第四燃气出口，18、蓄热体，19、挡火砖，20、耐火纤维毯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图7所示，为了解决相关技术中燃烧器燃烧后产生热力型氮氧化物，无法达到环境保护的要求，且燃烧器长度方向旋流强度减少，导致火焰燃烧不稳定的技术问题，本实施例提出了一种低氮平焰燃烧器，通过在炉膛2内设置芯管5，芯管5上再设置若干个连通芯管5内外的贯穿孔8，使得通入芯管5内的燃气实现分流，贯穿孔8内切向旋流射出的燃气与空气通道1内通入的低氧助燃空气进行充分混合燃烧，降低了燃烧速度和火焰峰值温度，从而减少氮氧化物的生成，且火焰多层旋流，解决旋流燃烧火焰不稳定问题，进一步提高燃料利用率，不仅保留了现有蓄热式平焰燃烧器的节能以及优良的传热能力，而且大大降低了氮氧化物含量，改善了火焰燃烧状况。

工作时，助燃空气与部分烟气混合成为低氧助燃空气后经空气管道进入，与高温蓄热体18换热后达到助燃温度，低氧助燃空气再经过挡火砖19进入燃烧环形腔7内。同时燃气经过燃气管3后到达芯管5，芯管5上具有若干贯穿孔8，贯穿孔8根据在芯管5上的位置从端盖9侧到开口10侧顺序分为第一燃气出口14、第二燃气出口15、第三燃气出口16和第四燃气出口17，每个燃气出口根据炉膛2的长度调整切向角度保证旋流状态，形成多层旋流燃烧火焰，使燃烧更加稳定，达到弥散燃烧状态。进一步，在芯管5内部分燃气先从第一燃气出口14切向旋流射出，与低氧助燃空气在燃烧环形腔7内充分混合，此时混合气体内燃气供给量少，混合气体经点火器4点燃，火焰燃烧速度慢，火焰温度较低，能够大大减少氮氧化物的产生，因第一燃气出口14燃气供给量少，混合后的气体中助燃空气未完全耗尽。再进一步，燃气继续从第二燃气出口15、第三燃气出口16及第四燃气出口17按出口旋向角度依次切向旋流射出后，被第一燃气出口14处过来的旋流火焰引燃，直至助燃空气完全消耗，达到加工所使用温度。同时平焰燃烧器开口10处火焰是紧贴炉壁向四周均匀伸展的圆盘形，辐射传热强度增强，能在很大的平面内造成均匀的温度场，降低氮氧化物的同时保证工件质量。

具体的，本实施例提出的一种低氮平焰燃烧器包括相互连通的空气通道1和炉膛2，还包括设置在上述炉膛2上的燃气管3和点火器4，上述燃气管3用于向上述炉膛2内通入燃气，还包括：

芯管5，通过支座设置在上述炉膛2内，上述芯管5内具有燃烧腔6，上述芯管5和上述炉膛2之间形成燃烧环形腔7，上述燃气管3用于向上述燃烧腔6内通入燃气，

贯穿孔8，设置在上述芯管5上，上述贯穿孔8连通上述燃烧腔6和上述燃烧环形腔7，上述贯穿孔8具有若干个，若干上述贯穿孔8朝向不同。

进一步，上述炉膛2一端具有端盖9，另一端具有开口10，燃气管3和点火器4均设置在端盖9上，端盖9由圆形钢板和莫来石浇注料组成，上述芯管5包括：

第一锥形管11，设置在上述炉膛2内，且靠近上述端盖9侧，

中间管12，设置在上述第一锥形管11上，位于上述炉膛2内，

第二锥形管13，设置在上述中间管12上，位于上述炉膛2内，且靠近上述开口10侧，若干上述贯穿孔8分布在上述第一锥形管11、中间管12和第二锥形管13上。

进一步，上述炉膛2为锥形孔，锥形孔边缘与轴线呈2～3°夹角，可降低出口处火焰的压力，锥形孔靠近上述端盖9侧为小直径，靠近上述开口10侧为大直径，上述中间管12为锥形状的管体，上述中间管12和上述炉膛2的锥形面平行。

进一步，上述贯穿孔8分为第一燃气出口14、第二燃气出口15、第三燃气出口16和第四燃气出口17，上述第一燃气出口14设置在上述第一锥形管11上，上述第二燃气出口15和上述第三燃气出口16均设置在上述中间管12上，且上述第二燃气出口15和上述第三燃气出口16在上述中间管12的轴线方向间隔设置，上述第四燃气出口17设置在上述第二锥形管13上，上述第一燃气出口14、上述第二燃气出口15、上述第三燃气出口16和上述第四燃气出口17的开口10方向均垂直于上述炉膛2的轴线方向，且朝向各不相同。

进一步，上述的低氮平焰燃烧器还包括：

蓄热体18，设置在上述空气通道1内，蓄热体18一侧用轻质粘土砖保温，方便蓄热体18的维修更换，耐火纤维模块在轻质粘土砖外侧继续保温，方形钢板经过螺栓与耐火纤维模块固定在一起，方形钢板上有圆钢，

挡火砖19，设置在上述空气通道1内，位于上述空气通道1和上述炉膛2连通处，耐火纤维毯20，通过锚固件设置在上述空气通道1外侧，上述空气通道1为水泥材质。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低氮平焰燃烧器，包括相互连通的空气通道(1)和炉膛(2)，还包括设置在所述炉膛(2)上的燃气管(3)和点火器(4)，所述燃气管(3)用于向所述炉膛(2)内通入燃气，其特征在于，还包括：

芯管(5)，设置在所述炉膛(2)内，所述芯管(5)内具有燃烧腔(6)，所述芯管(5)和所述炉膛(2)之间形成燃烧环形腔(7)，所述燃气管(3)用于向所述燃烧腔(6)内通入燃气，

贯穿孔(8)，设置在所述芯管(5)上，所述贯穿孔(8)连通所述燃烧腔(6)和所述燃烧环形腔(7)，所述贯穿孔(8)具有若干个，若干所述贯穿孔(8)朝向不同。

2.根据权利要求1所述的一种低氮平焰燃烧器，其特征在于，所述炉膛(2)一端具有端盖(9)，另一端具有开口(10)，所述芯管(5)包括：

第一锥形管(11)，设置在所述炉膛(2)内，且靠近所述端盖(9)侧，

中间管(12)，设置在所述第一锥形管(11)上，位于所述炉膛(2)内，

第二锥形管(13)，设置在所述中间管(12)上，位于所述炉膛(2)内，且靠近所述开口(10)侧，若干所述贯穿孔(8)分布在所述第一锥形管(11)、中间管(12)和第二锥形管(13)上。

3.根据权利要求2所述的一种低氮平焰燃烧器，其特征在于，所述炉膛(2)为锥形孔，靠近所述端盖(9)侧为小直径，靠近所述开口(10)侧为大直径，所述中间管(12)为锥形状的管体，所述中间管(12)和所述炉膛(2)的锥形面平行。

4.根据权利要求2所述的一种低氮平焰燃烧器，其特征在于，所述贯穿孔(8)分为第一燃气出口(14)、第二燃气出口(15)、第三燃气出口(16)和第四燃气出口(17)，所述第一燃气出口(14)设置在所述第一锥形管(11)上，所述第二燃气出口(15)和所述第三燃气出口(16)均设置在所述中间管(12)上，且所述第二燃气出口(15)和所述第三燃气出口(16)在所述中间管(12)的轴线方向间隔设置，所述第四燃气出口(17)设置在所述第二锥形管(13)上，所述第一燃气出口(14)、所述第二燃气出口(15)、所述第三燃气出口(16)和所述第四燃气出口(17)的开口(10)方向均垂直于所述炉膛(2)的轴线方向，且朝向各不相同。

5.根据权利要求1所述的一种低氮平焰燃烧器，其特征在于，还包括：

蓄热体(18)，设置在所述空气通道(1)内，

挡火砖(19)，设置在所述空气通道(1)内，位于所述空气通道(1)和所述炉膛(2)连通处。

6.根据权利要求1所述的一种低氮平焰燃烧器，其特征在于，还包括：

耐火纤维毯(20)，通过锚固件设置在所述空气通道(1)外侧，所述空气通道(1)为水泥材质。