CN204786409U - 一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：它包括一燃气套管、一空气套管和一转杆；所述空气套管同轴密封套设在所述燃气套管外部；所述空气套管的前端固定连接一流量控制固定盘，所述空气套管的后端的一侧设置有一空气进口；所述燃气套管的前端通过一稳焰钝体连接所述流量控制固定盘，所述燃气套管的后端的一侧设置有一燃气进口；所述转杆同轴可转动地设置在所述燃气套管内部，所述转杆的前端贯穿所述流量控制固定盘的中心且固定连接一流量控制转盘；所述流量控制转盘和流量控制固定盘上分别设置有多个开口；所述流量控制固定盘上的开口与所述流量控制转盘盘上的不同开口配合用以控制空气和燃气的流量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无焰燃烧器，特别是关于一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器。
背景技术
近年来，经济发展带来的能源消耗与环境之间的矛盾越发明显，尤其是空气质量问题受到广泛关注。燃烧过程产生的大量NOx是PM2.5的成因之一，并且会导致酸雨等环境问题。无焰燃烧(MILDcombustion,Flamelesscombustion)是一种新型的清洁燃烧技术，可有效降低燃烧过程中的氮氧化物排放。与传统燃烧方式相比，无焰燃烧没有可见的火焰锋面，整个炉膛温度、亮度均匀，一般维持在1200摄氏度，避免了大量热力型NOx生成，并且热辐射换热效率高，燃烧稳定噪声极低，被国际燃烧界视为最有潜力的清洁燃烧技术之一。建立无焰燃烧有两大要素：一是可燃物在发生反应前需预热至高于燃料自燃点的温度；二是可燃物的当量比应略低于1但不能过低，否则氧浓度过高不利于无焰燃烧的发生。实现上述两大要素可通过两种途径：1、可燃物进入炉膛前先进行预热和稀释，再以较快的射流速度将混合物输入炉膛；2、通过高速射流卷吸炉内高温烟气进行预热和稀释。
可以看出，无焰燃烧的实现需要比传统燃烧更高的燃料/空气入射速度，一般应远大于燃料火焰传播速度。高速射流的维持将会带来燃烧器压降大和功率调节范围小的问题。这两个问题在目前已有的无焰燃烧器中未能得到解决。例如，中国专利(申请号201410019516.0)提出一种直喷式燃气无焰燃烧器。该发明利用中间燃气管与周围多个空气管平行高速直喷的方式进行燃烧。但由于燃气和空气射流速度很高，而燃气直管直径较小，此时产生的压降较大。当功率变小时，燃料入射速度将不能满足实现无焰燃烧的要求，因此该发明的功率只能在一定的范围内调节。中国专利(申请号201210421560.5)提出一种引射预燃式无焰燃烧器。该发明需要通过很高速的燃气射流，将热空气引射到预燃室内进行混合，才能最终实现无焰燃烧。一旦燃烧功率降低，燃气射流速度不足时，将不能吸入足够的空气，导致预热不完全无法实现无焰燃烧甚至导致燃烧不充分。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种预热炉膛效率高且压降小的可多级调节功率的燃气无焰燃烧器。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：它包括一燃气套管、一空气套管和一转杆；所述空气套管同轴密封套设在所述燃气套管外部；所述空气套管的前端固定连接一流量控制固定盘，所述空气套管的后端的一侧设置有一空气进口；所述燃气套管的前端通过一稳焰钝体连接所述流量控制固定盘，所述燃气套管的后端的一侧设置有一燃气进口；所述转杆同轴可转动地设置在所述燃气套管内部，所述转杆的前端贯穿所述流量控制固定盘的中心且固定连接一流量控制转盘；所述流量控制转盘和流量控制固定盘上分别设置有多个开口；所述流量控制固定盘上的开口与所述流量控制转盘盘上的不同开口配合用以控制空气和燃气的流量。
所述转杆的前端内部设置有一点火针，所述点火针的前端伸出所述转杆。
所述转杆与所述燃气套管通过一密封固定接头连接。
所述流量控制固定盘和流量控制转盘均划分为多个等面积的扇形区域；位于所述流量控制固定盘上的不同的所述扇形区域设置有不同的呈弧形的开口；位于所述流量控制转盘上的不同的所述扇形区域设置有不同的呈弧形或圆形的开口。
所述流量控制转盘上的开口形状包含流量控制固定盘上的开口形状。
一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：它包括一燃气套管、一空气套管和一转杆；所述转杆同轴可转动地设置在所述空气套管的内部、所述燃气套管的外部；所述空气套管的前端固定连接一流量控制固定盘，所述空气套管的后端的一侧设置有一空气进口；所述燃气套管的前端通过一稳焰钝体连接所述流量控制固定盘；所述转杆的前端固定连接一流量控制转盘；所述流量控制转盘和流量控制固定盘上分别设置有多个开口；所述流量控制固定盘上的开口与所述流量控制转盘盘上的不同开口配合用以控制空气和燃气的流量。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型可以通过调节流量控制转盘与流量控制固定盘上的开口的配合情况，产生不同的流量和流速的射流，从而可以实现不同燃烧状态和功率的调节，进而达到快速预热炉膛的效果。2、本实用新型采取非预混燃烧技术同时保持低NOx排放。3、本实用新型结构简单，阻力小，造价低而灵活性高。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型流量控制固定盘的结构示意图；
图3是本实用新型流量控制转盘的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型包括一燃气套管1、一空气套管2和一呈管状的转杆3，其中，空气套管2同轴密封套设在燃气套管1的外部。空气套管2的前端固定连接一流量控制固定盘4，后端的一侧设置有一空气进口5。燃气套管1的前端通过一稳焰钝体6连接流量控制固定盘4，后端的一侧设置有一燃气进口7。转杆3同轴可转动地设置在燃气套管1的内部，其前端贯穿流量控制固定盘的中心且固定连接一流量控制转盘8。流量控制转盘8和流量控制固定盘4上分别设置有多个开口(如图2、图3所示)，两者开口的相互配合能够产生不同流量及流速的射流，以实现不同的燃烧状态和功率。
如图2所示，流量控制固定盘4上可以按照一定的角度划分为多个等面积的扇形区域，不同的扇形区域设置有不同的弧形的开口。如图3所示，流量控制转盘8采用与流量控制固定盘4相同的角度划分成多个扇形区域，不同的扇形区域设置有不同的弧形或圆形的开口。在本实用新型的使用过程中，转动转杆3即可使流量控制转盘8与流量控制固定盘4上的开口相互配合，从而得到不同流速的射流。
进一步地，可以在转杆3的前端内部设置一点火针9，点火针9的前端伸出转杆3。
进一步地，转杆3与燃气套管1可以通过一密封固定接头10连接，当需要调节本实用新型的燃烧功率时，需松开密封固定接头10，然后转动转杆3，调节完毕后再拧紧密封固定接头10。
进一步地，流量控制固定盘4和流量控制转盘8均可以采用60°角进行扇形区域的划分，从而实现了燃烧状态下有两个范围的功率调节。
进一步地，流量控制转盘8上的开口形状包含流量控制固定盘上的开口形状，以保证最大的流动面积。
上述实施例中，也可以改变转杆3与燃气套管1之间的位置关系，即将转杆3可转动地设置在燃气套管1的外部、空气套管2的内部，从而得到一个基于上述实施例的变形形式。
本实用新型在使用时，首先应以有焰燃烧的方式将炉膛加热至燃气自燃点以上。燃气和空气分别通过燃气套管1和空气套管2进入燃烧器。此时，流量控制转盘8的a′应与流量控制固定盘4的a重合，则流动截面积最大，流动速度最低，加上稳焰钝体6的辅助，能产生稳定的有焰燃烧状态。即使以很大的功率进行燃烧也不会因为流速过大而熄火。待炉膛壁面温度升至燃气自燃点以上时，转动转杆3使流量控制转盘8的b′与流量控制固定盘4的a重合，空气和燃气的流动截面积都大幅度减小，使得两者的流速都大大提高，以高速射流的方式进入炉膛，大量卷吸炉内的高温烟气，从而实现无焰燃烧。虽然此时燃烧器的阻力会增加，但由于只是一个突缩的局部损失，燃烧器总体阻力并不会大幅度增加。经测试，阻力增加的幅度约为7％。当功率需求变小时，可以通过降低空气和燃气的进气量来进行调节，但一旦低于某个临界值，此时燃气和空气的入射速度将无法满足实现无焰燃烧的条件，因此需要进一步减小流动截面积来提高流速。此时，只要转动转杆3，使流量控制转盘8的c′与流量控制固定盘4的a重合，则又可提高流动速度，继续维持无焰燃烧状态。因此，本实用新型的设计将使得该燃烧器具备比现有无焰燃烧器更广的功率范围。
本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (6)
1.一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：它包括一燃气套管、一空气套管和一转杆；所述空气套管同轴密封套设在所述燃气套管外部；所述空气套管的前端固定连接一流量控制固定盘，所述空气套管的后端的一侧设置有一空气进口；所述燃气套管的前端通过一稳焰钝体连接所述流量控制固定盘，所述燃气套管的后端的一侧设置有一燃气进口；所述转杆同轴可转动地设置在所述燃气套管内部，所述转杆的前端贯穿所述流量控制固定盘的中心且固定连接一流量控制转盘；所述流量控制转盘和流量控制固定盘上分别设置有多个开口；所述流量控制固定盘上的开口与所述流量控制转盘盘上的不同开口配合用以控制空气和燃气的流量。
2.如权利要求1所述的一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：所述转杆的前端内部设置有一点火针，所述点火针的前端伸出所述转杆。
3.如权利要求1或2所述的一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：所述转杆与所述燃气套管通过一密封固定接头连接。
4.如权利要求1或2所述的一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：所述流量控制固定盘和流量控制转盘均划分为多个等面积的扇形区域；位于所述流量控制固定盘上的不同的所述扇形区域设置有不同的呈弧形的开口；位于所述流量控制转盘上的不同的所述扇形区域设置有不同的呈弧形或圆形的开口。
5.如权利要求4所述的一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：所述流量控制转盘上的开口形状包含流量控制固定盘上的开口形状。
6.一种可多级调节功率的燃气无焰燃烧器，其特征在于：它包括一燃气套管、一空气套管和一转杆；所述转杆同轴可转动地设置在所述空气套管的内部、所述燃气套管的外部；所述空气套管的前端固定连接一流量控制固定盘，所述空气套管的后端的一侧设置有一空气进口；所述燃气套管的前端通过一稳焰钝体连接所述流量控制固定盘；所述转杆的前端固定连接一流量控制转盘；所述流量控制转盘和流量控制固定盘上分别设置有多个开口；所述流量控制固定盘上的开口与所述流量控制转盘盘上的不同开口配合用以控制空气和燃气的流量。
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|---|---|---|---|---|
| CN107461742A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-12-12 | 苏州博墨热能产品有限公司 | 分级无焰低氮燃烧头 |
| CN110260321A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-09-20 | 华中科技大学 | 一种实现超低NOx排放的旋转式无焰燃烧器 |
| CN110345478A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-18 | 华中科技大学 | 一种带振荡腔稳火装置的无焰燃烧器 |
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| CN110260321B (zh) * | 2019-06-30 | 2020-06-02 | 华中科技大学 | 一种实现超低NOx排放的旋转式无焰燃烧器 |
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