CN219713351U - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃烧器，包括外壳，外壳具有腔体、第一进气口和排气口，腔体包括用于容纳第一多孔介质的第一腔体和用于容纳第二多孔介质的第二腔体；第一腔体和第二腔体由第一分隔板分隔形成，第一分隔板上设置有多个间隔设置的第一连通孔，第一腔体和第二腔体通过第一连通孔相连通；第一进气口与第一腔体相连通，以使燃料与空气依次经过第一进气口和第一腔体后进入第二腔体进行燃烧；排气口与第二腔体相连通；燃烧器还具有用于通入空气的第二进气口，第二进气口与第二腔体相连通，以使空气进入第二腔体进行燃烧，本实用新型的燃烧器解决了现有技术中的燃烧器的燃烧效率较低的问题。

Description

燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术领域，具体而言，涉及一种燃烧器。

背景技术

随着环境保护和能源短缺的日益严峻，提高能源利用率显得十分紧迫。在开发天然气及煤层气等常规品质较高的燃气资源的同时，有大量低热值气体不能高效加以利用。常见的低热值气体燃料主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工行业冶炼尾气、煤矿低浓度瓦斯气等。这些低热值气体使用常规燃烧方式较难实现高效率清洁燃烧。

目前，通常采用燃烧器实现低热值气体的燃烧，然而，现有技术中的燃烧器对燃烧状态的控制不够精细，燃烧效率较低且污染物排放较多。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种燃烧器，以解决现有技术中的燃烧器的燃烧效率较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种燃烧器，包括外壳，外壳具有腔体、第一进气口和排气口，腔体包括用于容纳第一多孔介质的第一腔体和用于容纳第二多孔介质的第二腔体；第一腔体和第二腔体由第一分隔板分隔形成，第一分隔板上设置有多个间隔设置的第一连通孔，第一腔体和第二腔体通过第一连通孔相连通；第一进气口与第一腔体相连通，以使燃料与空气依次经过第一进气口和第一腔体后进入第二腔体进行燃烧；排气口与第二腔体相连通；燃烧器还具有用于通入空气的第二进气口，第二进气口与第二腔体相连通，以使空气进入第二腔体进行燃烧。

进一步地，腔体还包括用于容纳第三多孔介质的第三腔体；燃烧器还包括：第二分隔板，设置在腔体内且与外壳连接，第二分隔板具有多个间隔设置的第二连通孔，第二分隔板和第一分隔板之间形成第二腔体；第三腔体和第二腔体由第二分隔板分隔形成，第三腔体通过第二连通孔与第二腔体相连通。

进一步地，燃烧器还包括：进气管，进气管穿设在外壳上，进气管的第一端形成第二进气口，进气管的部分管段插设在第三腔体内，进气管的第二端与第二腔体相连通，以将空气通入第二腔体内。

进一步地，进气管的第二端穿过第三腔体与第二腔体相连通；和/或，进气管穿设在排气口内。

进一步地，燃烧器还包括：固定板，设置在腔体内且与外壳连接，固定板位于第二分隔板远离第一分隔板的一侧，固定板和第二分隔板之间形成第三腔体；其中，固定板上设置有多个间隔设置的第三连通孔，第三腔体通过第三连通孔与排气口相连通。

进一步地，外壳具有进气部，进气部具有进气通道，进气部的第一端形成与进气通道相连通的第一进气口，进气部的第二端插设在第一腔体内，进气通道由进气部的第一端延伸至进气部的第二端。

进一步地，第一腔体内设置有第一多孔介质，第一多孔介质为碳化硅泡沫陶瓷；和/或，第二腔体内设置有第二多孔介质，第二多孔介质为碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝泡沫陶瓷。

进一步地，第三腔体内设置有第三多孔介质，第三多孔介质为碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝泡沫陶瓷。

进一步地，固定板由氧化铝材料制成。

进一步地，外壳包括外壳本体和绝热层，绝热层设置在外壳本体内侧，绝热层位于外壳本体和腔体之间。

应用本实用新型的技术方案，燃烧器适用于低热值燃气燃烧，第一腔体为多孔介质防回火区，第二腔体为多孔介质燃烧区。燃料与空气的混合气体由第一进气口进入第一腔体，然后通过第一连通孔后进入第二腔体，在第二腔体的上游进行一级燃烧；并且空气可以通过第二进气口进入第二腔体内，在第二腔体的下游与一级燃烧产物进行混合或进行二级燃烧。该燃烧器通过将空气分两次通入，使得燃料和空气能够充分混合，提高燃烧器的燃烧效率并降低污染物排放。并且，第一进气口和第二腔体之间设置有第一腔体，且第一腔体内设置第一多孔介质，能够避免燃烧火焰回火至与第一进气口连接的管道，放置损伤管道，提高燃烧器的运行安全性。需要说明的是，第二腔体的上游和下游沿燃料与空气的混合气体的流动方向依次设置。此外，燃烧器的排气口与燃烧器下游装置相连，以输出高温尾气。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的燃烧器的实施例的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、外壳；11、腔体；111、第一腔体；112、第二腔体；113、第三腔体；12、第一进气口；13、排气口；14、进气部；141、进气通道；15、外壳本体；16、绝热层；

20、第一多孔介质；

30、第二多孔介质；

40、第一分隔板；

50、第二进气口；

60、第三多孔介质；

70、第二分隔板；

80、进气管；

90、固定板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型提供了一种燃烧器，请参考图1，包括外壳10，外壳10具有腔体11、第一进气口12和排气口13，腔体11包括用于容纳第一多孔介质20的第一腔体111和用于容纳第二多孔介质30的第二腔体112；第一腔体111和第二腔体112由第一分隔板40分隔形成，第一分隔板40上设置有多个间隔设置的第一连通孔，第一腔体111和第二腔体112通过第一连通孔相连通；第一进气口12与第一腔体111相连通，以使燃料与空气依次经过第一进气口12和第一腔体111后进入第二腔体112进行燃烧；排气口13与第二腔体112相连通；燃烧器还具有用于通入空气的第二进气口50，第二进气口50与第二腔体112相连通，以使空气进入第二腔体112进行燃烧。

本实用新型的燃烧器适用于低热值燃气燃烧，第一腔体111为多孔介质防回火区，第二腔体112为多孔介质燃烧区。燃料与空气的混合气体由第一进气口12进入第一腔体111，然后通过第一连通孔后进入第二腔体112，在第二腔体112的上游进行一级燃烧；并且空气可以通过第二进气口50进入第二腔体112内，在第二腔体112的下游与一级燃烧产物进行混合或进行二级燃烧。该燃烧器通过将空气分两次通入，使得燃料和空气能够充分混合，提高燃烧器的燃烧效率并降低污染物排放。并且，第一进气口12和第二腔体112之间设置有第一腔体111，且第一腔体111内设置第一多孔介质20，能够避免燃烧火焰回火至与第一进气口12连接的管道，放置损伤管道，提高燃烧器的运行安全性。需要说明的是，第二腔体112的上游和下游沿燃料与空气的混合气体的流动方向依次设置。

此外，燃烧器的排气口13与燃烧器下游装置相连，以输出高温尾气。

在本实施例中，腔体11还包括用于容纳第三多孔介质60的第三腔体113；燃烧器还包括：第二分隔板70，设置在腔体11内且与外壳10连接，第二分隔板70具有多个间隔设置的第二连通孔，第二分隔板70和第一分隔板40之间形成第二腔体112；第三腔体113和第二腔体112由第二分隔板70分隔形成，第三腔体113通过第二连通孔与第二腔体112相连通。

具体实施时，第三腔体113为多孔介质蓄热区，能够对第二腔体112进行保温，保证燃烧稳定性。

在本实施例中，燃烧器还包括进气管80，进气管80穿设在外壳10上，进气管80的第一端形成第二进气口50，进气管80的部分管段插设在第三腔体113内，进气管80的第二端与第二腔体112相连通，以将空气通入第二腔体112内。

具体实施时，为了实现对燃烧气氛与温度场分布的控制，提高燃烧稳定性并降低污染物排放，燃烧器在多孔介质的基础上采用了空气分级策略。第二进气口50与第三腔体113形成配合，二级空气经过预热进入第二腔体112，与燃烧产物高温烟气混合。

在本实施例中，进气管80的第二端穿过第三腔体113与第二腔体112相连通；和/或，进气管80穿设在排气口13内。

在本实施例中，燃烧器还包括：固定板90，设置在腔体11内且与外壳10连接，固定板90位于第二分隔板70远离第一分隔板40的一侧，固定板90和第二分隔板70之间形成第三腔体113；其中，固定板90上设置有多个间隔设置的第三连通孔，第三腔体113通过第三连通孔与排气口13相连通。具体实施时，固定板90用于固定并限制第一腔体，第二腔体和第三腔体在外壳10中的位置。

在本实施例中，外壳10具有进气部14，进气部14具有进气通道141，进气部14的第一端形成与进气通道141相连通的第一进气口12，进气部14的第二端插设在第一腔体111内，进气通道141由进气部14的第一端延伸至进气部14的第二端。

具体地，第一腔体111内设置有第一多孔介质20，第一多孔介质20为碳化硅泡沫陶瓷；和/或，第二腔体112内设置有第二多孔介质30，第二多孔介质30为碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝泡沫陶瓷。

具体实施时，第二腔体112内的第二多孔介质30具有相对较大的孔直径，在降低流阻、提高混合均匀性的同时，来自第一腔体111的固态传导热量可以提高二级燃烧的稳定性。其中，碳化硅材料具有相对高的热导率，有利于强化燃烧稳定性与燃烧速率；氧化铝材料具有相对高的比热容和更低的生产成本，是良好的蓄热介质。

具体地，第三腔体113内设置有第三多孔介质60，第三多孔介质60为碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝泡沫陶瓷。

具体地，固定板90由氧化铝材料制成。这样的设置能够进一步对第二腔体进行保温。

在本实施例中，外壳10包括外壳本体15和绝热层16，绝热层16设置在外壳本体15内侧，绝热层16位于外壳本体15和腔体11之间。

可选地，外壳本体15由金属材料制成，绝热层16由非金属材料制成。

具体地，为了提高对燃烧器内部的空间利用，优化空间温度分布，燃烧器内部采用了旋流燃烧方式，混合气体从第一进气口12进入旋流叶片，在第二腔体112内部形成旋流燃烧。

具体实施时，鉴于低热值燃气燃烧困难的特点，本申请提出一种可以满足低热值燃烧的燃烧器；为了实现对燃烧气氛与温度场分布的控制，提高燃烧稳定性并降低污染物排放，燃烧器在多孔介质的基础上采用了空气分级策略，且二级空气通过第二进气口进气，可以更好地实现混合。

本申请的燃烧器采用空气分级燃烧策略，可以实现对燃烧状态比较精细地控制，以进一步提高燃烧器的燃烧效率并降低污染物排放。

本申请的燃烧器的燃烧室(即腔体)中采用多孔介质燃烧方法，以碳化硅或氧化铝制成的泡沫结构作为燃烧反应稳定介质，利用碳化硅或氧化铝具有的高热容、高热导、性质稳定的优点，提高燃料燃烧的反应速率和稳定性，同时结合空气分级策略，针对不同燃料的特点进行燃烧状态控制，实现多种燃料在宽负荷变化范围调节下的高效低污染利用。可见，本申请的关键点为二级空气管路、一级和二级空气分配比例，以级多孔介质材料的可靠性。该燃烧器具有对不同燃料、宽负荷范围的适应特点，可用于工业过程中产生的低热值可燃尾气处理，具有负荷波动特性的燃料燃烧，和新型特种燃料的燃烧，例如氢气、氨气等富氢燃料气或者甲醇、乙醇等生物质燃料气。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的燃烧器适用于低热值燃气燃烧，第一腔体111为多孔介质防回火区，第二腔体112为多孔介质燃烧区。燃料与空气的混合气体由第一进气口12进入第一腔体111，然后通过第一连通孔后进入第二腔体112，在第二腔体112的上游进行一级燃烧；并且空气可以通过第二进气口50进入第二腔体112内，在第二腔体112的下游与一级燃烧产物进行混合或进行二级燃烧。该燃烧器通过将空气分两次通入，使得燃料和空气能够充分混合，提高燃烧器的燃烧效率并降低污染物排放。并且，第一进气口12和第二腔体112之间设置有第一腔体111，且第一腔体111内设置第一多孔介质20，能够避免燃烧火焰回火至与第一进气口12连接的管道，放置损伤管道，提高燃烧器的运行安全性。需要说明的是，第二腔体112的上游和下游沿燃料与空气的混合气体的流动方向依次设置。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种燃烧器，包括外壳(10)，所述外壳(10)具有腔体(11)、第一进气口(12)和排气口(13)，其特征在于，所述腔体(11)包括用于容纳第一多孔介质(20)的第一腔体(111)和用于容纳第二多孔介质(30)的第二腔体(112)；所述第一腔体(111)和所述第二腔体(112)由第一分隔板(40)分隔形成，所述第一分隔板(40)上设置有多个间隔设置的第一连通孔，所述第一腔体(111)和所述第二腔体(112)通过所述第一连通孔相连通；

所述第一进气口(12)与所述第一腔体(111)相连通，以使燃料与空气依次经过所述第一进气口(12)和所述第一腔体(111)后进入所述第二腔体(112)进行燃烧；所述排气口(13)与所述第二腔体(112)相连通；

所述燃烧器还具有用于通入空气的第二进气口(50)，所述第二进气口(50)与所述第二腔体(112)相连通，以使空气进入所述第二腔体(112)进行燃烧。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述腔体(11)还包括用于容纳第三多孔介质(60)的第三腔体(113)；所述燃烧器还包括：

第二分隔板(70)，设置在所述腔体(11)内且与所述外壳(10)连接，所述第二分隔板(70)具有多个间隔设置的第二连通孔，所述第二分隔板(70)和所述第一分隔板(40)之间形成所述第二腔体(112)；

所述第三腔体(113)和所述第二腔体(112)由所述第二分隔板(70)分隔形成，所述第三腔体(113)通过所述第二连通孔与所述第二腔体(112)相连通。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括：

进气管(80)，所述进气管(80)穿设在所述外壳(10)上，所述进气管(80)的第一端形成所述第二进气口(50)，所述进气管(80)的部分管段插设在所述第三腔体(113)内，所述进气管(80)的第二端与所述第二腔体(112)相连通，以将空气通入所述第二腔体(112)内。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，

所述进气管(80)的第二端穿过所述第三腔体(113)与所述第二腔体(112)相连通；和/或，

所述进气管(80)穿设在所述排气口(13)内。

5.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括：

固定板(90)，设置在所述腔体(11)内且与所述外壳(10)连接，所述固定板(90)位于所述第二分隔板(70)远离所述第一分隔板(40)的一侧，所述固定板(90)和所述第二分隔板(70)之间形成所述第三腔体(113)；

其中，所述固定板(90)上设置有多个间隔设置的第三连通孔，所述第三腔体(113)通过所述第三连通孔与所述排气口(13)相连通。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述外壳(10)具有进气部(14)，所述进气部(14)具有进气通道(141)，所述进气部(14)的第一端形成与所述进气通道(141)相连通的所述第一进气口(12)，所述进气部(14)的第二端插设在所述第一腔体(111)内，所述进气通道(141)由所述进气部(14)的第一端延伸至所述进气部(14)的第二端。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一腔体(111)内设置有所述第一多孔介质(20)，所述第一多孔介质(20)为碳化硅泡沫陶瓷；和/或，所述第二腔体(112)内设置有第二多孔介质(30)，所述第二多孔介质(30)为碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝泡沫陶瓷。

8.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述第三腔体(113)内设置有所述第三多孔介质(60)，所述第三多孔介质(60)为碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝泡沫陶瓷。

9.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述固定板(90)由氧化铝材料制成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述外壳(10)包括外壳本体(15)和绝热层(16)，所述绝热层(16)设置在所述外壳本体(15)内侧，所述绝热层(16)位于外壳本体(15)和所述腔体(11)之间。