一种基于多区域燃烧的燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器领域，具体是指一种基于多区域燃烧的燃烧器。

背景技术

普通的燃烧器已经完全不能达到现今工业水平对温度的要求。而燃烧器同时还存在燃烧不彻底的缺陷，这对环境会造成极大的伤害，同时对使用者的身体会造成伤害，燃气的残留同时也会使危险上升；又因为燃烧器燃烧过程中燃烧效率低是产生NOx的主要因素，排放出的NOx将造成大气环境的污染。

现今，普通的燃烧器存在许多缺陷：燃气与空气接触时间短、混合不均匀，造成燃烧的不充分，不仅浪费能源、污染环境，而且燃烧时的火焰温度低，不适于高温生产场所应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多区域燃烧的燃烧器，实现提高燃烧效率，使燃烧器受热均匀。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于多区域燃烧的燃烧器，包括燃烧器筒体、燃气喷射系统及稳焰盘；所述燃气喷射系统及稳焰盘设置于所述燃烧器筒体内；所述燃气喷射系统包括中心燃气管以及多个以所述中心燃气管为中心旋转对称设置的环形燃气喷管；所述中心燃气喷管的末端设置有多个中心燃气通孔；所述燃气喷射系统还包括多个以所述中心燃气管为中心旋转对称设置的燃气支管，所述燃气支管的一端连通所述环形燃气喷管；所述燃气支管上沿所述燃烧器筒体的径向设置有第一分流通孔，所述燃气支管远离所述环形燃气喷管的末端设置有第二分流通孔；所述环形燃气喷管的末端设置有环形燃气通孔；

所述稳焰盘包括由内向外且同心设置的旋流内圆环、封闭隔环及旋流外圆环；所述旋流内圆环与封闭隔环之间均匀设置有多个第一级旋流叶片；所述旋流外圆环与封闭隔环之间均匀设置有多个第二级旋流叶片；所述第二级旋流叶片上设置有叶片凹槽；所述旋流内圆环的内部还设置有一开缝钝体，所述开缝钝体上设置有多个开缝小孔；

所述燃烧器筒体从一端至另一端分别依次设置有头罩、喉口及筒身；所述筒身连接喉口的一端设置有环形燃气进气环，所述环形燃气喷管连通所述环形燃气进气环；所述环形燃气进气环还连通有环形燃气进气口；所述筒身上还连通有一中心燃气进气口，所述中心燃气进气口连通所述中心燃气管；

所述中心燃气管与开缝钝体形成第一燃烧区；所述第一级旋流叶片与燃气支管形成第二燃烧区；所述第二级旋流叶片与环形燃气喷管形成第三燃烧区。

在一较佳的实施例中，所述旋流内圆环、封闭隔环及旋流外圆环的高度依次增高，使得所述稳焰盘呈中间低四周高分布。

在一较佳的实施例中，所述第一级旋流叶片的设置方向与所述燃烧器筒体的径向间隔角度。

在一较佳的实施例中，所述第二级旋流叶片的设置方向与所述燃烧器筒体的径向间隔45°。

在一较佳的实施例中，旋流外圆环的外侧旋转对称设置有多个缺口，所述缺口用于固定所述环形燃气喷管。

在一较佳的实施例中，所述喉口沿所述筒身至头罩的的方向其直径逐渐减小，所述喉口与头罩形成燃烧室；所述稳焰盘与燃气喷射系统位于所述燃烧室内。

在一较佳的实施例中，所述燃气支管设置有四个，均匀分布于所述燃烧室内，两两之间间隔90°设置。

在一较佳的实施例中，所述环形燃气喷管设置有12个。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供了一种基于多区域燃烧的燃烧器，所述的燃气喷射系统与稳焰盘组合形成多区域燃烧的优化结构，形成一种燃气混合质量好、燃烧效率高的燃烧器。保证了进气系统的燃气充足，避免了燃烧过程中的局部高温，从而提高燃气与空气混合质量，形成稳定的火焰，提高了燃烧的效率；多级旋流叶片的设置有助于形成强烈的旋转扰动，以此在炉内形成更适合于燃烧的空气动力场，燃烧气流的扰动性大大增强，减少了气流损失，也进一步地提高了燃烧的效率。通过此高效燃烧器，燃气着火速度快，火焰稳定且燃气充分、燃烧状态稳定，发生回火和脱火的概率降低，具有燃烧效率高且燃烧较为均匀的优点。

附图说明

图1为本发明优选实施例中基于多区域燃烧的燃烧器的结构示意图；

图2为本发明优选实施例中燃烧器筒体的结构示意图；

图3为本发明优选实施例中燃气喷射系统的结构布置示意图；

图4为本发明优选实施例中燃气喷射系统的局部结构布置放大示意图；

图5为本发明优选实施例中稳焰盘的结构示意图；

图6为本发明优选实施例中稳焰盘底部结构示意图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种基于多区域燃烧的燃烧器，参考图1至5，包括燃烧器筒体1、燃气喷射系统2及稳焰盘3；所述燃气喷射系统2及稳焰盘3设置于所述燃烧器筒体1内；所述燃气喷射系统2包括中心燃气管206以及多个以所述中心燃气管206为中心旋转对称设置的环形燃气喷管201；所述中心燃气喷管的末端设置有多个中心燃气通孔207；所述燃气喷射系统2还包括多个以所述中心燃气管206为中心旋转对称设置的燃气支管203，所述燃气支管203的一端连通所述环形燃气喷管201；所述燃气支管203上沿所述燃烧器筒体1的径向设置有第一分流通孔204，所述燃气支管203远离所述环形燃气喷管201的末端设置有第二分流通孔205；所述环形燃气喷管201的末端设置有环形燃气通孔202；在本实施例中，所述燃气支管203设置有四个，均匀分布于所述燃烧室内，两两之间间隔90°设置。所述环形燃气喷管201设置有12个。

所述稳焰盘3包括由内向外且同心设置的旋流内圆环307、封闭隔环304及旋流外圆环301；具体来说，所述旋流内圆环307、封闭隔环304及旋流外圆环301的高度依次增高，使得所述稳焰盘3呈中间低四周高分布，组成多级旋流，形成强烈的旋转扰动，使燃气和空气混合更充分，也利于在开缝钝体306处形成负压回流区，保证高温烟气的及时回流，让燃烧更加充分。旋流外圆环301的外侧旋转对称设置有多个缺口309，所述缺口309用于固定所述环形燃气喷管201。

所述旋流内圆环307与封闭隔环304之间均匀设置有多个第一级旋流叶片305；所述旋流外圆环301与封闭隔环304之间均匀设置有多个第二级旋流叶片302；所述第二级旋流叶片302上设置有叶片凹槽303；所述旋流内圆环307的内部还设置有一开缝钝体306，所述开缝钝体306上设置有多个开缝小孔308。

所述燃烧器筒体1从一端至另一端分别依次设置有头罩101、喉口102及筒身106；所述喉口102沿所述筒身106至头罩101的的方向其直径逐渐减小，所述喉口102与头罩101形成燃烧室；所述稳焰盘3与燃气喷射系统2位于所述燃烧室内。在燃烧室中燃气和空气充分混合，此过程中能形成良好的涡流运动，提高了混合质量，抑制NOx的生成。

所述筒身106连接喉口102的一端设置有环形燃气进气环103，所述环形燃气喷管201连通所述环形燃气进气环103；所述环形燃气进气环103还连通有环形燃气进气口104；所述筒身106上还连通有一中心燃气进气口105，所述中心燃气进气口105连通所述中心燃气管206。

具体来说，所述第一级旋流叶片305的设置方向与所述燃烧器筒体1的径向间隔角度。在本实施例中，所述第二级旋流叶片302的设置方向与所述燃烧器筒体1的径向间隔45°。

所述中心燃气管206与开缝钝体306形成第一燃烧区；在所述的旋流内圆环307处设置有开缝钝体306，燃气从中心燃气管206通入，经中心燃气通孔207喷出与开缝小孔308流入的空气相混合，在中心附近产生旋流，燃气充分混合燃烧，又由于燃气通孔数量较多而且又进行了位置的分布，所以产生的火焰不会太集中的堆积在一起，提升了火焰传播速度，继而提高了燃烧效率。

所述第一级旋流叶片305与燃气支管203形成第二燃烧区；燃气支管203沿燃烧器筒体1径向均匀设置有3个第一分流通孔204，燃气支管203末端的端面上设置有1个第二分流通孔205；燃气经燃气支管203喷入，使大量燃气和空气进入第一级旋流叶片305内充分混合，通入的燃气能够快速、及时地被点燃；又由于通入的其他气体能够与燃气在燃烧器内形成良好的空气动力场，以此稳定燃气的燃烧状况，形成旋转气流的小火焰，使喷出的火焰温度更低，能够有效的避免炉内出现回火或脱火情况，从而抑制了NOx的生成。

所述第二级旋流叶片302与环形燃气喷管201形成第三燃烧区。环形燃气喷管201沿稳焰盘3圆周方向均匀布置有12个，与旋流外圆环301结合布置于一起，其每个环形燃气喷管201端面上设有2个朝向与稳焰盘3中心的环形燃气通孔202；第二级旋流叶片302经封闭隔环304与第一级旋流叶片305形成多级叶片，所述的第二级旋流叶片302表面上设有叶片凹槽303，利于在旋流中心形成负压回流区，保证高温烟气的及时回流，让燃烧更加充分。燃气经所述的环形燃气喷管201的环形燃气通孔202和燃气支管203的第一分流通孔204联合进气，在第二级旋流叶片302形成涡流运动，使燃气和空气混合质量增加，提高了燃烧效率。

本发明提供了一种基于多区域燃烧的燃烧器，所述的燃气喷射系统2与稳焰盘3组合形成多区域燃烧的优化结构，形成一种燃气混合质量好、燃烧效率高的燃烧器。保证了进气系统的燃气充足，避免了燃烧过程中的局部高温，从而提高燃气与空气混合质量，形成稳定的火焰，提高了燃烧的效率；多级旋流叶片的设置有助于形成强烈的旋转扰动，以此在炉内形成更适合于燃烧的空气动力场，燃烧气流的扰动性大大增强，减少了气流损失，也进一步地提高了燃烧的效率。通过此高效燃烧器，燃气着火速度快，火焰稳定且燃气充分、燃烧状态稳定，发生回火和脱火的概率降低，具有燃烧效率高且燃烧较为均匀的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。