一种稳焰盘及燃烧器

文档序号:1796054 发布日期:2021-11-05 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种稳焰盘及燃烧器 (Steady flame dish and combustor ) 是由 林继铭 李浩蓁 林得福 张勇 苏波 于 2021-07-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种稳焰盘及燃烧器,稳焰盘包括第一罩筒、第一旋流叶轮、第二罩筒和第二旋流叶轮,第一罩筒同轴嵌套在第二罩筒之内,第一旋流叶轮设在第一罩筒之内,第二旋流叶轮设在第一罩筒和第二罩筒之间,第一旋流叶轮的叶片和第二旋流叶轮的叶片均沿周向均匀间隔布设,第一旋流叶轮上的各叶片与周向切线之间具有相同的倾斜夹角,第二旋流叶轮上的各叶片与周向切线之间具有相同的倾斜夹角,第一旋流叶轮和第二旋流叶轮沿轴向按照气流流经顺序先后间隔布设。燃烧器包括风筒,风筒的一端设有风机且另一端装接一燃烧筒,燃烧筒和风筒之间装接有所述的稳焰盘。它具有如下优点:减少氮氧化物的产生,提高燃烧效率和改善燃烧效果。(The invention discloses a flame stabilizing disc and a combustor, wherein the flame stabilizing disc comprises a first cover cylinder, a first rotational flow impeller, a second cover cylinder and a second rotational flow impeller, the first cover cylinder is coaxially nested in the second cover cylinder, the first rotational flow impeller is arranged in the first cover cylinder, the second rotational flow impeller is arranged between the first cover cylinder and the second cover cylinder, blades of the first rotational flow impeller and blades of the second rotational flow impeller are uniformly arranged at intervals along the circumferential direction, the same inclined included angle is formed between each blade on the first rotational flow impeller and the circumferential tangent line, the same inclined included angle is formed between each blade on the second rotational flow impeller and the circumferential tangent line, and the first rotational flow impeller and the second rotational flow impeller are sequentially arranged at intervals along the axial direction according to the airflow flowing sequence. The combustor comprises an air duct, one end of the air duct is provided with a fan, the other end of the air duct is connected with a combustion drum, and the flame stabilizing disc is connected between the combustion drum and the air duct. It has the following advantages: reduce the generation of nitrogen oxides, improve the combustion efficiency and improve the combustion effect.)

一种稳焰盘及燃烧器

技术领域

本发明涉及燃气燃烧结构,尤其涉及一种稳焰盘和燃烧器。

背景技术

2018年世界能源统计年鉴指出,中国仍然是世界上最大的能源消耗国,能源消费引发而来的环境问题不断引发了人们的重视,因此提高能效、保护环境依旧是能源研究科学的两大主题。

燃烧过程中生成的NOx(氮氧化物)是造成环境污染的主要因素,NOx生成量的高低成为衡量燃烧器燃烧性能的重要指标,并且燃烧产物NOx对环境和人体的危害很大,所以需要控制NOx的排放量。燃烧器是一种将燃料的化学能转化为热能的装置。燃烧装置的基本用途就是在换热装置中合理组织燃料的燃烧过程,以保证其工作合乎工艺、技术、经济以及环保方面的要求。燃料的燃烧方法和燃烧装置的合理结构对设备内的热工过程有着直接、重要的影响。因此,需要提出改进的燃气燃烧器的技术方案,在产生极低的氮氧化物的同时,提高燃气的燃烧效率,获得更好的节能环保的效果。

发明内容

本发明提供了一种稳焰盘和燃烧器,其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是:

一种稳焰盘,它包括第一罩筒、第一旋流叶轮、第二罩筒和第二旋流叶轮,该第一罩筒同轴嵌套在第二罩筒之内,该第一旋流叶轮设在第一罩筒之内,该第二旋流叶轮设在第一罩筒和第二罩筒之间,该第一旋流叶轮的叶片和第二旋流叶轮的叶片均沿周向均匀间隔布设,该第一旋流叶轮上的各叶片与周向切线之间具有相同的倾斜夹角,该第二旋流叶轮上的各叶片与周向切线之间具有相同的倾斜夹角,该第一旋流叶轮和第二旋流叶轮沿轴向按照气流流经顺序先后间隔布设。

一实施例之中:该第二罩筒的筒壁上设有若干第一小孔,该些第一小孔沿周向均匀分布,各第一小孔的孔径沿气流流向逐渐减小。

一实施例之中:该第一罩筒的筒壁沿气流流向逐渐向中心轴线倾斜内收。

一实施例之中:该第二罩筒的筒壁沿气流流向逐渐向中心轴线倾斜内收。

一实施例之中:该第一旋流叶轮的叶片上靠近中心轴线一端部布设有多个第二小孔。

一实施例之中:该第一旋流叶轮的叶片和第二旋流叶轮的叶片的倾斜角度不同。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是:

一种燃烧器,它包括风筒,风筒的一端设有将气流吹入风筒的风机,风筒的另一端装接一燃烧筒,该燃烧筒和风筒之间装接有如技术方案之一所述的稳焰盘,稳焰盘的中心设贯穿第一旋流叶轮的第一燃气喷嘴,稳焰盘的第二罩筒和第一罩筒之间设有贯穿第二旋流叶轮的若干第二燃气喷嘴,该若干第二燃气喷嘴绕周向间隔布设,该第一燃气喷嘴接通第一供气气道,该第二燃气喷嘴接通第二供气气道。

一实施例之中:该第二燃气喷嘴嘴口位于第一燃气喷嘴的嘴口的气流流向前端。

一实施例之中:该第二燃气喷嘴和第一燃气喷嘴的嘴口处均设有多个供燃气喷出的气孔,该第一燃气喷嘴上的气孔的孔径大于第二燃气喷嘴上的气孔的孔径。

一实施例之中:该若干第二燃气喷嘴绕周向均匀间隔布设。

本技术方案与背景技术相比,它具有如下优点:

本案所述的稳焰盘通过第一罩筒、第二罩筒将燃烧区分为两个区域(第一旋流叶轮所在区和第二旋流叶轮所在区),通过分区燃烧,使燃烧过程中在两个区域产生压差,两个区域产生能量交换,加快空气和燃料的混合程度,通过第一旋流叶轮和第二旋流叶轮对流进燃烧筒内的空气事先切割并产生旋转气流,使空气呈螺旋状上升,加快了空气流通速率,并且螺旋上升的空气与燃气喷嘴出来的燃气充分混合燃烧,让燃烧更加的迅速稳定,提高燃烧效率,此外空气的螺旋流动还能对燃烧筒进行降温,避免产生局部高温区,降低氮氧化物的排放。

本案所述的燃烧器装设有所述的稳焰盘,具备了该稳焰盘所具有的所有优点,且在稳焰盘的中心设贯穿第一旋流叶轮的第一燃气喷嘴,在稳焰盘的第二罩筒和第一罩筒之间设有贯穿第二旋流叶轮的若干第二燃气喷嘴,可以有效的分散火焰,减少局部高温的情况,有效的降低了热力型氮氧化物生成。通过第一供气气道和第二供气气道可分别给第一燃气喷嘴和第二燃气喷嘴提供不同浓度的燃料,通过修正第一供气气道和第二供气气道中燃料的配比,可以得到燃烧最佳功效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为实施例一所述的稳焰盘的立体结构示意图。

图2为实施例一所述的稳焰盘的正视图。

图3为实施例二所述的燃烧器的整体结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

具体实施方式

实施例一,查阅图1和图2:

一种稳焰盘10,它包括第一罩筒11、第一旋流叶轮12、第二罩筒13和第二旋流叶轮14,该第一罩筒11同轴嵌套在第二罩筒13之内,该第一旋流叶轮12 设在第一罩筒11之内,该第二旋流叶轮14设在第一罩筒11和第二罩筒13之间,该第一旋流叶轮12的叶片和第二旋流叶轮14的叶片均沿周向均匀间隔布设,该第一旋流叶轮12上的各叶片与周向切线之间具有相同的倾斜夹角,该第二旋流叶轮14上的各叶片与周向切线之间具有相同的倾斜夹角,该第一旋流叶轮12和第二旋流叶轮14沿轴向按照气流流经顺序先后间隔布设。该第一旋流叶轮12和第二旋流叶轮14上的叶片均绕周向均匀间隔设置。

通过第一旋流叶轮12和第二旋流叶轮14对流进燃烧筒内的空气事先切割并产生旋转气流,使空气呈螺旋状上升,加快了空气流通速率,并且螺旋上升的空气与燃气喷嘴出来的燃气充分混合燃烧,让燃烧更加的迅速稳定,提高燃烧效率。此外空气的螺旋流动还能对燃烧筒进行降温,避免产生局部高温区,降低氮氧化物的排放。

该第二罩筒13的筒壁上设有若干第一小孔131,该些第一小孔131沿周向均匀分布,各第一小孔131的孔径沿气流流向逐渐减小。该第一旋流叶轮的叶片12 上靠近中心轴线一端部布设有多个第二小孔121,该些第二小孔121的孔径可大小不一,各第二小孔121在径向方向上按照孔径由大到小布设,该第二小孔121 的设置有助于在燃烧过程中产生回流,把部分燃烧烟气重新通过第二小孔121吸回燃烧筒内,卷吸回的烟气混合燃料,降低了氧的浓度,形成弥散燃烧,减缓燃烧反应,降低了火焰温度,燃烧温度分布均匀,减少了氮氧化物的产生。

该第一罩筒11的筒壁沿气流流向逐渐向中心轴线倾斜内收。该第二罩筒13 的筒壁沿气流流向逐渐向中心轴线倾斜内收。即该第一罩筒11和第二罩筒13均呈锥台状,其小径端朝向气流流向前端,该第一罩筒11和第二罩筒13的倾斜内收对燃气以及空气往燃烧筒中心引导,燃烧更充分,燃烧效率更高。同时内收结构的第一罩筒11和第二罩筒13,使结构更加紧凑,缩小结构整体尺寸。

该第一旋流叶轮的叶片12和第二旋流叶轮的叶片14的倾斜角度不同。可以增加燃气和空气的混合程度,加强燃烧气流的扰动性,以形成利于燃烧的良好空气动力场,使得燃气充分燃烧。第一旋流叶轮12和第二旋流叶轮14的叶片与其各自切向方向的夹角的角度值可在径向上从中心向外依次递减设置,各旋流叶轮的叶片与其各自切向方向的夹角的角度的依次递减能够有效防止燃烧过程中的气流偏斜问题,使得燃气和空气混合度加强。

实施例二,请查阅图1至图4:

一种燃烧器,它包括风筒20,风筒20的一端设有将气流吹入风筒20的风机 30,风筒20的另一端装接一燃烧筒40,该燃烧筒40和风筒20之间装接有实施例一所述的稳焰盘10,稳焰盘10的中心设贯穿第一旋流叶轮12的第一燃气喷嘴 50,稳焰盘10的第二罩筒13和第一罩筒11之间设有贯穿第二旋流叶轮14的若干第二燃气喷嘴60,该若干第二燃气喷嘴60绕周向间隔布设,该第一燃气喷嘴 50接通第一供气气道70,该第二燃气喷嘴60接通第二供气气道80。该第一供气气道70和第二供气气道80为两独立的互不相通的气道。第一供气气道70和第二供气气道80可分别通入不同浓度的燃料,通过修正第一供气气道70和第二供气气道80中燃料的配比,得到燃烧最佳功效。通过适用于多区燃烧的喷嘴结构(即第一燃气喷嘴50和多个第二燃气喷嘴60),可以有效的分散火焰,减少局部高温的情况,有效的降低了热力型氮氧化物生成。

在第一旋流叶轮12中心设第一燃气喷嘴50,在第二旋流叶轮14上设第二燃气喷嘴60,再结合第一罩筒11和第二罩筒13将中心第一燃料喷嘴50附近的燃烧和周围第二燃料喷嘴60附近的燃烧划分开,形成了两个火焰区(中心的第一燃气喷嘴50所在的区域和周围的第二燃气喷嘴60所在的区域),使得通入后的燃气能够快速、及时地被点燃形成良好的空气动力场,以此稳定燃气的燃烧状态,避免炉内出现回火或脱火情况。通过分区燃烧,使燃烧过程中在两个区域产生压差,两个区域产生能量交换,加快空气和燃料的混合程度,加强燃烧强度,燃烧火炬变短,进而达到减小炉膛尺寸,并提高燃烧效率的目的。燃料和空气在第一燃气喷嘴附近区域形成富燃料的火焰区,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的火焰区内析出挥发分,因此减少了氮氧化物的生成。

该第二燃气喷嘴60嘴口位于第一燃气喷嘴50的嘴口的气流流向前端。能使得第一燃气喷嘴50处未完全燃烧的气体可以在气流前端的第二燃气喷嘴60附近继续燃烧,再次降低了低价氮氧化物的排放,同时该结构也有助于火焰的稳定,减少了火焰的波动,提供了稳定的燃烧,提高燃烧效果。

该第二燃气喷嘴60和第一燃气喷嘴50的嘴口处均设有多个供燃气喷出的气孔51、61。该第一燃气喷嘴50上的气孔51的孔径大于第二燃气喷嘴60上的气孔61的孔径,使第一燃气喷嘴50附近产生具有高强度的旋流,在第一燃气喷嘴 50附近形成中心负压,助于燃气快速稳定燃烧。该若干第二燃气喷嘴60绕周向均匀间隔布设。该气孔51、61均呈圆形。

第一燃气喷嘴50和第一旋流叶轮12连接处设置有一密封结构,可以避免第一燃气喷嘴50喷出的燃气经第一燃气喷嘴50和第一旋流叶轮12的连接缝隙流出。该密封结构可以是一环圈,该第一燃气喷嘴50通过环圈固定在第一旋流叶轮 12中心。

本案所述气流方向(或气流流向或气流流进的先后顺序)为风机30吹向风筒 20内在风筒20、稳焰盘10及燃烧筒40中形成的气流总体流向。

本案所述的稳焰盘10结构设计独特,合理,能够使采用该稳焰盘10的燃烧器在热工过程降低氮氧化物的生成,保护环境,同时又能保证良好的燃烧效率和燃烧效果。

以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

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