由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器的製作方法

2023-04-30 23:39:16 2

專利名稱：由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種組合式燃氣燃燒器，是可裝備於鍋爐、工業加熱爐、中餐灶、 冶金爐、噴槍等燃氣設備上使用的燃燒器。
背景技術：
目前，完全預混式燃燒器在組織氣體進行燃燒時，全部都是利用稍前流出的完全 預混氣體燃燒產生的熱量、傳遞給稍後流出的完全預混氣體，稍後流出的完全預混氣體在 具有了燃燒所需全部熱量的條件下，就可使燃燒反應持續穩定充分進行下去。這種支持以 完全預混氣體自身熱量條件促進燃燒反應持續進行的燃燒器，必需要具有一種特殊的穩焰 載體，以利用穩焰載體與完全預混氣體發生摩擦或碰撞，促使煙氣中的熱量回流、或經穩焰 載體傳遞、為稍後流出的完全預混氣體燃燒時所用，以此來達到促進完全預混氣體燃燒反 應持續和穩定進行的目的。由於令完全預混氣體充分燃燒所需求的熱量較多，當這部分熱 量全部都由先前流出的完全預混氣體燃燒產生的熱量來提供時，這就要求回流的熱量或經 穩焰載體傳遞的熱量必需足夠多，在如此情況下、穩焰載體自身吸收的熱量必將增多，穩焰 載體的溫度也必將大幅度提高，因此目前的完全預混式燃燒器在設置穩焰載體時、對於使 用材料的耐熱、耐久、隔熱、保溫性能等方面都會提出較高的要求，受到如此條件的制約，完 全預混式燃燒器就難以做到體積小、重量輕、自身蓄熱量少、結構簡單、成本低廉。綜上所 述，就是完全預混式燃燒器與完全預混式燃燒方法不能得到廣泛使用的癥結所在。

發明內容
本發明是將部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器加以組合，目的是提供一個獨 立的能源條件來協助完全預混氣體燃燒，即提供部分預混氣體燃燒產生的熱量為完全預混 氣體燃燒時所用，進而省去了傳統的完全預混式燃燒器必需具有的穩焰載體，不但能優化 完全預混氣體燃燒的性能，還能使完全預混氣體燃燒產生的熱量在第一時間裡直接和完全 的輸出供利用，並有效的減小熱量傳遞過程中的分散和損耗，本案提供的組合燃燒器與其 支持使用的部分預混燃燒方法和完全預混燃燒方法的組合，可為設計生產出體積小、重量 輕、能效高、結構簡單、成本低廉的燃氣設備提供強有力的技術支持。技術方案本發明具有部分預混式燃燒器和完全預混式燃燒器。部分預混式燃燒器具有空氣 增壓機，空氣管道，空氣調節閥，燃氣管道，燃氣調節閥，空氣與燃氣配比混合器，部分預混 氣體分配器，分火圈，火孔，燃燒火道及穩焰擋板；完全預混式燃燒器具有空氣增壓機，完全 預混式燃燒器的空氣管道，完全預混式燃燒器的空氣調節閥，完全預混式燃燒器的燃氣管 道，完全預混式燃燒器的燃氣調節閥，完全預混式燃燒器的空氣與燃氣配比混合器，完全預 混氣體分配器，分火蓋，噴氣孔。它們的連接關係是這樣的部分預混式燃燒器的穩焰擋板連接分火圈，分火圈設 置有火孔，穩焰擋板與分火圈之間的空隙是燃燒火道，分火圈與部分預混氣體分配器連接，部分預混氣體分配器連接空氣與燃氣配比混合器，空氣與燃氣配比混合器連接燃氣調節閥 與空氣調節閥，燃氣調節閥連接燃氣管道，空氣調節閥連接空氣管道，空氣管道連接空氣增 壓機；完全預混式燃燒器的分火蓋設置有噴氣孔，分火蓋連接完全預混氣體分配器，完全預 混氣體分配器連接完全預混式燃燒器的空氣與燃氣配比混合器，完全預混式燃燒器的空氣 與燃氣配比混合器連接完全預混式燃燒器的燃氣調節閥與空氣調節閥，完全預混式燃燒器 的空氣調節閥通過空氣管道與空氣增壓機連接，完全預混式燃燒器的燃氣調節閥通過燃氣 管道連通燃氣管網。部分預混式燃燒器的分火圈、燃燒火道與穩焰擋板呈環形，在環形中間 設置完全預混式燃燒器的分火蓋。部分預混式燃燒器是這樣工作的調節燃氣調節閥與空氣調節閥、將一定量的燃 氣與空氣輸送至空氣與燃氣配比混合器，得到一次空氣係數α 1.0的完全預混氣體，完全預混氣體再經完全預混氣體分配器和分火蓋、 將完全預混氣體均勻分配給每個噴氣孔，從噴氣孔噴出的完全預混氣體、在部分預混氣體 燃燒產生熱量的作用下進行燃燒。組合燃燒器是這樣相互作用、促進燃燒的一次空氣係數α > 1. 0的完全預混氣 體從噴氣孔噴出後，在噴氣孔周圍形成負氣壓，就會卷吸部分預混氣體燃燒的火焰，使部分 預混氣體燃燒的火焰緊縛於完全預混氣體之上，部分預混氣體燃燒釋放的熱量直接傳遞給 完全預混氣體，得到燃燒所需全部熱量的完全預混氣體就能夠進行快速、穩定、充分的燃燒 反應，並充分釋放熱量。由於部分預混氣體與完全預混氣體在燃燒過程中進行再混合，完全 預混氣體燃燒的過剩空氣將提供部分預混氣體燃燒使用，從而使得到二次空氣補給的部分 預混氣體也能完全燃燒，並充分釋放熱量，最後兩種混合氣體釋放的全部熱量同時輸出，供 有效利用。有益效果由於本發明的完全預混氣體燃燒所需的熱量是由另一個能源條件來提供的，因此 使完全預混式燃燒器無需設置高溫火道或高溫燃燒室等穩焰載體，這不但簡化了燃燒器結 構，減輕了燃燒器的體積和重量，而且能減少結構部件自身的蓄熱損失、同時還能減少熱量 的分撒，並能夠使燃燒器快速進入最佳燃燒工況，尤其對階段性使用的燃燒設備優化燃燒 性能有益，便於採用近距離大強度的對流方式進行換熱，有益於將燃燒器的熱流量設定範 圍拓寬，使流量調節比加大，有益於延長燃燒器的使用期限和提高燃燒器使用安全的係數， 有益於簡化結構，減輕重量，減小體積，降低成本配比。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明圖1是本發明的實施例的結構示意圖。圖2是圖1中的分火圈與分火蓋的剖面圖。
圖3是本發明的實施例的燃燒工況示意圖。圖4是本發明的噴氣孔的一種變化示意圖。如圖1、圖2、圖3所示，部分預混式燃燒器2，完全預混式燃燒器1，空氣增壓機 2-10，空氣管道2-9，空氣調節閥2-8，燃氣管道2-0，燃氣調節閥2_3，空氣與燃氣混合器 2-7，部分預混氣體分配器2-1，分火圈2-2，火孔2-4，燃燒火道2_5，穩焰擋板2_6，完全預混 式燃燒器1的空氣增壓機1-9，完全預混燃燒器1的空氣管道1-8，完全預混式燃燒器1的 空氣調節閥1-7，完全預混式燃燒器1的燃氣管道1-4，完全預混式燃燒器1的燃氣調節閥 1-5，完全預混式燃燒器1的空氣與燃氣配比混合器1-6，完全預混氣體分配器1-3，分火蓋
1-2，噴氣孔1-1，部分預混氣體燃燒火焰2-11的流動通道1-10，噴氣孔1-1向心方向排列 的相鄰両孔眼間的距離A，噴氣孔1-1圓周方向排列的相鄰両孔眼間的距離B，部分預混氣 體2-13，部分預混氣體2-13的燃燒火焰2-11，完全預混氣體1_13，完全預混氣體1_13的燃 燒火焰1-11，兩種混合氣體共同的燃燒產物3-1。
具體實施例方式本發明的實施方式是空氣增壓機2-10連接空氣管道2-9，空氣管道2-9連接空 氣調節閥2-8，燃氣管道2-0連接燃氣調節閥2-3，空氣調節閥2-8與燃氣調節閥2_3連接 空氣與燃氣配比混合器2-7，空氣與燃氣配比混合器2-7的另一端連接部分預混氣體分配 器2-1，部分預混氣體分配器2-1連接分火圈2-2，分火圈2-2連接穩焰擋板2_6，分火圈2_2 上設有火孔2-4，分火圈2-2與穩焰擋板2-6之間是燃燒火道2-5，分火圈2_2和燃燒火道
2-5與穩焰擋板2-6呈環形結構，呈環中間設置的是完全預混式燃燒器1的分火蓋1-2，分 火蓋1-2上設置有噴氣孔1-1，分火蓋1-2與完全預混燃燒器1的分配器1-3相連通，完全 預混燃燒器1的分配器1-3連接完全預混式燃燒器1的空氣與燃氣配比混合器1-6，完全預 混式燃燒器1的空氣與燃氣配比混合器1-6連接完全預混式燃燒器1的燃氣調節閥1-5與 空氣調節閥1-7，完全預混式燃燒器1的空氣調節閥1-7通過完全預混式燃燒器1的空氣管 道1-8與空氣增壓機1-9連接，完全預混燃燒器1的燃氣調節閥1-5連接完全預混燃燒器 1的燃氣管道1-4。本實施例的完全預混燃燒器1的噴氣孔1-1為階梯形狀、開口直徑較小、以 0. 8-1. 2毫米為宜，目的是減小燃氣動能的損耗，提高完全預混氣體的流出速度，進而提高 完全預混氣體燃燒時的強度。噴氣孔1-1向心方向排列的相鄰両孔之間的距離A較小，以 4-6毫米為宜，目的是使氣流之間相互作用、以利火焰傳播，提高燃燒的穩定性；噴氣孔1-1 圓周方向排列的相鄰両孔之間的距離B較大，以13-20毫米為宜，目的是為部分預混氣體燃 燒火焰2-11向分火蓋1-2中心流動提供通道，以利於部分預混氣體燃燒火焰2-11中的熱 量、作用位於分火蓋1-2中心的噴氣孔1-1流出的完全預混氣體1-13。組合燃燒器是這樣相互作用、促進燃燒的一次空氣係數α > 1. 0的完全預混氣 體1-13從噴氣孔1-1噴出後，在噴氣孔1-1周圍形成負氣壓，就會卷吸部分預混氣體燃燒 的火焰2-11，使部分預混氣體燃燒的火焰2-11緊縛於完全預混氣體1-13的燃燒火焰1-11 之上，部分預混氣體2-13燃燒釋放的熱量直接傳遞給完全預混氣體1-13，得到了燃燒所需 全部熱量的完全預混氣體1-13就能夠進行快速、穩定、充分的燃燒反應，並充分釋放熱量。 部分預混氣體2-13與完全預混氣體1-13在燃燒過程中進行再混合，完全預混氣體1-13燃燒的過剩空氣將提供部分預混氣體2-13燃燒使用，進而使得到二次空氣補給的部分預混 氣體2-13也能完全燃燒，並充分釋放熱量，最後兩種混合氣體釋放的全部熱量3-1同時輸 出，供有效利用。 很明顯，以上所述實施例是本發明的一個小流量工業燃燒器的一個特定的較佳實 施例，因燃燒器的用途較為廣泛，而且熱負荷大小相差懸殊，比如燃氣噴槍需求的燃燒器的 熱負荷就較小、並且要求輸出熱量要集中，如圖4所示，就需要設置不垂直於分火蓋1-2的 噴氣孔1-1，而且噴氣孔的數量也不宜過多，以便完全預混氣體燃燒火焰1-11噴向一點，達 到使熱量聚集、提高火焰溫度的目的。所以本發明絕不限制應用的方式和所述的實施例，凡 依本發明所作的改變，所產生的功能與作用未超出本發明技術方案時，應屬本發明的所述 範圍，它應包括所有變化。
權利要求
由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，由部分預混式燃燒器2和完全預混式燃燒器1構成。
2.由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，可同時的組織部分預混氣 體2-13和完全預混氣體1-13的配比流出。
3.由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，能夠支持部分預混氣體 2-13和完全預混氣體1-13協同進行燃燒反應。
4.按照權利要求1所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，其 特徵在於，部分預混式燃燒器包括空氣增壓機2-10，空氣管道2-9，空氣調節閥2-8，燃氣管 道2-0，燃氣調節閥2-3，空氣與燃氣配比混合器2-7，部分預混氣體分配器2-1，分火圈2_2， 火孔2-4，燃燒火道2-5，穩焰擋板2-6，其特徵在於部分預混式燃燒器2的分火圈2_2和 燃燒火道2-5與穩焰擋板2-6整體呈環形，在環形中間設置完全預混式燃燒器1的分火蓋 1-2。
5.按照權利要求1所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，其 特徵在於，完全預混式燃燒器包括空氣增壓機1-9，完全預混式燃燒器1的空氣管道1-8，完 全預混式燃燒器1的空氣調節閥1-7，完全預混式燃燒器1的燃氣管道1-4，完全預混燃燒 器1的燃氣調節閥1-5，完全預混式燃燒器1的空氣與燃氣配比混合器1-6，完全預混氣體 分配器1-3，分火蓋1-2，噴氣孔1-1。其特徵在於完全預混式燃燒器1的噴氣孔1-1的出口 外不設鈍體障礙。
6.按照權利要求2所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，其 特徵在於，由部分預混式燃燒器2組織配比一次空氣係數α 1. 0的完全預混氣體1-13噴出。
7.按照權利要求2所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，其 特徵在於，部分預混式燃燒器2的額定熱流量小於完全預混式燃燒器1的額定熱流量。
8.按照權利要求3所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，其 特徵在於，部分預混氣體2-13和完全預混氣體1-13協同進行燃燒反應。
9.按照權利要求3所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器，其 特徵在於，部分預混氣體2-13燃燒產生的熱量提供給完全預混氣體1-13燃燒時使用，完全 預混氣體1-13燃燒的過剩空氣提供給部分預混氣體2-13燃燒使用。
10.按照權利要求3所述的由部分預混式燃燒器與完全預混式燃燒器組成的燃燒器， 其特徵在於，使用兩種燃燒方法進行燃氣能量的轉換，但是部分預混式燃燒器2可獨自支 持部分預混氣體2-13燃燒，完全預混式燃燒器1不能獨自支持完全預混氣體1-13燃燒。
全文摘要
將部分預混燃燒器與完全預混燃燒器組合而成的燃燒器，目的是提供一種能同時組織一次空氣係數α＜1.0的部分預混氣體與一次空氣係數α＞1.0的完全預混氣體輸出，部分預混氣體燃燒產生的熱量提供給完全預混氣體燃燒時使用，完全預混氣體燃燒的過剩空氣提供給部分預混氣體燃燒使用，通過兩種混合氣體的相互作用，達到提高燃燒性能的目的。組合燃燒器包括部分預混氣體分配器，分火圈，火孔，完全預混氣體分配器，分火蓋，噴氣孔，空氣增壓機等。本發明可使完全預混燃燒器在無實體性質的穩焰載體條件下，實現完全預混氣體的穩定、快速、充分燃燒，可大大降低燃氣設備自身的能量損耗，提高熱量的輸出強度，提高燃氣設備的能效比。
文檔編號F23D23/00GK101893245SQ20091006699
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者李芳春 申請人:李芳春