[发明专利]一种热气机用预混旋流平焰式燃烧器有效
申请号: | 200610119370.2 | 申请日: | 2006-12-08 |
公开(公告)号: | CN101196293A | 公开(公告)日: | 2008-06-11 |
发明(设计)人: | 梁鹏飞;张巍;汪海贵;冯大磊 | 申请(专利权)人: | 上海齐耀动力技术有限公司 |
主分类号: | F23C5/14 | 分类号: | F23C5/14;F23D14/02;F23D14/46 |
代理公司: | 上海欣创专利商标事务所 | 代理人: | 西江 |
地址: | 201203上海*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 热气 机用预混旋流平焰式 燃烧 | ||
技术领域
本发明涉及燃烧器,尤其关于以可燃气体为燃料的小型热气机用燃烧器。
背景技术
气体燃烧器广泛应用于锅炉、冶金及玻璃炉窑和外燃式发动机中,按照空气与燃气的混合方式,可分为扩散式燃烧器、预混式燃烧器和引射式燃烧器,引射式燃烧器介于扩散式燃烧器、预混式燃烧器两者之间。目前用于锅炉的燃烧器,由于锅炉的炉膛容积较大,一般采用有一定长度的燃烧火焰来加热锅炉水管,但这种结构容易导致燃烧高温区大,排放高,如果要控制排放,就需要控制燃烧的空间,就必须要加快燃烧反应速度,完善空气和燃气的混合,缩短燃烧火焰的长度。平焰燃烧器由于其加热均匀、火焰短等特点而得到广泛采用。相比锅炉,热气机燃烧室体积小、负荷大,其燃烧容积负荷比锅炉的燃烧容积负荷一般要大8倍左右,另外纵向尺寸有严格要求,因此热气机要求火焰长度尽可能短。
型号为V160型的热气机采用了扩散式燃烧器,以天然气等气体为燃料,其燃料的流入采用单管端部敞开式,并采用了两个旋流器以增强空气与可燃气体的充分混合。该燃烧器具有燃烧火焰长度可调、空气预热温度较高、结构简单、安全性好等优点,但存在以下不足之处:
1)空气和可燃气体混合慢、且不够充分,导致燃烧不够完善,排放较差。
2)火焰长度偏大,燃烧高温区大,且燃烧室尺寸不够紧凑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热气机用预混旋流平焰式燃烧器,解决目前的燃烧器空气和可燃气体混合差、火焰长度大、高温区大、燃烧不充分、排放较差,且燃烧室结构不够紧凑的技术问题。
本发明的目的是通过以下的技术方案来解决的:
一种热气机用预混旋流平焰式燃烧器,包括燃烧室、用于可燃气体进气管、空气进气管、布置在燃烧室顶部的燃烧器本体、空气预热器、点火器和废气排出管,所述的燃烧器本体为一个圆盘形阀块结构,在其纵向均匀布置有可燃气体进气孔,在其周向均匀设置有空气进气孔,空气进气孔与燃烧器本体的径向倾斜一定角度;在燃烧器本体的下半部内侧有一个截顶的锥形空腔,可燃气体进气孔和空气进气孔与此空腔相连通,喷入的可燃气体和预热空气在此空腔中充分混合。
该燃烧器取消了传统的旋流器,将气体的旋流和混合功能集中到一个小的燃烧器本体上,为了强化混合,预热空气从燃烧器本体的四周有一定倾斜角度的预热空气进气孔中流入,而可燃气体从顶部可燃气体进气孔中喷入,在这个过程中,空气速度较大,火焰无法稳定,因此燃烧反应不会在靠近燃烧器本体的区域进行,只会快速、充分地混合;在往下区域,随着可燃气体速度和空气旋转强度的减弱,混合气的速度降低,燃烧反应就会稳定进行,燃烧完的高温燃气依靠旋转惯性,覆盖整个燃烧室,形成均匀的高温气流对热气机的加热器进行加热,使加热器表面的温度稳定均匀,避免被火焰直接灼烧,提高了可靠性。因此,该燃烧器兼有扩散燃烧器和预混燃烧器的优点,燃烧充分,排放好,且火焰非常短,十分有利于设计成紧凑性的热气机燃烧器。另外,该燃烧器本体没有旋流器,简化了结构,且对空气预热温度没有限制,可以充分利用燃烧废气预热空气,对燃烧也有一定好处。
上述的热气机用预混旋流平焰式燃烧器,还包括用于对可燃气体和预热空气起分配作用的可燃气体分配器和空气分配器,可燃气体分配器的上端与可燃气体进气管连通,下端与燃烧器本体上的可燃气体进气孔连通;空气分配器的前端与空气预热器的空气出口连通,后端与燃烧器本体上的空气进气孔连通。可燃气体分配器和空气分配器用于对可燃气体和空气均匀分配的作用,使得进入燃烧器本体的可燃气体和空气均匀喷出,充分混合。
上述的热气机用预混旋流平焰式燃烧器,所述的可燃气体进气孔在燃烧器本体的纵向垂直布置,均匀布置成一圈,下端出口靠近空腔的锥面;预热空气进气孔靠近燃烧器本体的下半部,均匀布置成一圈,其出口与空腔的锥面贯通;可燃气体进气孔和预热空气进气孔的轴线相互垂直,且位于一个平面。这样有利于流速较高的预热空气形成旋流,与均匀喷入的可燃气体充分混合。
上述的热气机用预混旋流平焰式燃烧器,所述的空气进气孔与燃烧器本体的径向倾斜角度为30~60度。在此角度范围,预热空气的旋流效果最好,且有利于预热器空气进气孔的布置。
上述的热气机用预混旋流平焰式燃烧器,所述的空气预热器布置在燃烧室外周,为环形多层薄壁板壳式结构,内部从上到下逐步扩张,形成燃烧室,外部与燃烧器的外壳体相适配;燃烧产生的废气从下端进入空气预热器,从上端排出,用于对空气进行预加热。空气预热器布置在燃烧室外围,内部空间形成燃烧室,结构紧凑,且预热器采用钣金件焊接而成,冷空气经过多个折返回路与高温废气充分换热,换热效果好。
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