一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒器，特別是關(guān)于一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]無焰燃燒(MILDcombust1n, Flameless combust1n)是一種新型的清潔燃燒技術(shù)。該技術(shù)在低氧濃度且溫度高于燃料自燃點(diǎn)的燃爐內(nèi)，通過控制燃料與氧化劑、高溫?zé)煔獾目焖倩旌隙鴮?shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)燃燒方式相比，無焰燃燒沒有可見的火焰鋒面，整個(gè)爐膛溫度、亮度均勻，避免了大量NOx生成的同時(shí)提高了熱輻射換熱效率，燃燒穩(wěn)定噪聲極低，被國(guó)際燃燒界視為最有潛力的清潔燃燒技術(shù)之一。目前大氣污染日趨嚴(yán)重，發(fā)展清潔燃燒技術(shù)尤為重要。已有研宄表明^,是PM2.5的成因之一，無焰燃燒技術(shù)從源頭直接避免NO x的生成，可大幅度降低煙氣后處理壓力，提高能源利用的環(huán)境友好性。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外已存在基于無焰燃燒技術(shù)的專利。建立無焰燃燒其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是要將燃燒混合物在燃燒前預(yù)熱至燃料自燃點(diǎn)以上，可通過爐外預(yù)熱、蓄熱體預(yù)熱(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00910104757.4)、催化劑降低自燃點(diǎn)(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?6199385.5)，以及爐內(nèi)煙氣混合預(yù)熱等方式實(shí)現(xiàn)。其中，基于爐內(nèi)煙氣混合預(yù)熱方式的燃燒器結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，造價(jià)最低而且最為有效。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?01410019516.0)提出一種直噴式燃?xì)鉄o焰燃燒器。該發(fā)明利用中間燃?xì)夤芘c周圍多個(gè)空氣管平行高速直噴的方式進(jìn)行燃燒。高速射流能使得燃?xì)夂涂諝庋杆倥c爐內(nèi)高溫?zé)煔饣旌?，形成高溫低氧的無焰燃燒條件。但由于燃?xì)夂涂諝馍淞魉俣群芨?，且兩種射流的距離較大，預(yù)熱爐膛階段容易產(chǎn)生火焰不穩(wěn)定而導(dǎo)致熄火。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?01410020218.3)提出一種斜流式常溫?zé)o焰燃燒器。該發(fā)明在預(yù)熱爐膛階段采取部分預(yù)混的燃燒方式，而無焰燃燒階段采取斜流空氣與直噴燃?xì)獾姆穷A(yù)混燃燒方式。但由于缺乏穩(wěn)焰裝置，該發(fā)明在預(yù)熱爐膛階段無法以額定功率進(jìn)行加熱，只能逐步提高燃?xì)夂涂諝饬髁?，以逐步加熱的方式避免熄火問題。由于預(yù)熱爐膛階段采取部分預(yù)混的方式，會(huì)有回火發(fā)生爆炸的隱患。同時(shí)，該發(fā)明在無焰燃燒階段利用斜流空氣的方式增加空氣與燃?xì)獾南嘤鰰r(shí)間以實(shí)現(xiàn)無焰燃燒，但高速斜流空氣會(huì)沖刷爐膛壁面，長(zhǎng)期運(yùn)行可能會(huì)造成爐膛的沖蝕損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種火焰穩(wěn)定、基于非預(yù)混直噴式且使用安全的可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器，其特征在于，它包括:一中心燃?xì)鈬姽?，一同軸密封設(shè)置在所述中心燃?xì)鈬姽芡獠康沫h(huán)路燃?xì)鈬姽埽瑑善叫星覍?duì)稱設(shè)置在所述環(huán)路燃?xì)鈬姽軆蓚?cè)的對(duì)稱空氣噴管，一設(shè)置在所述環(huán)路燃?xì)鈬姽芎蛯?duì)稱空氣噴管外部的環(huán)路空氣噴管，以及一穩(wěn)焰鈍體；其中，所述環(huán)路空氣噴管與所述環(huán)路燃?xì)鈬姽艹释S設(shè)置；所述穩(wěn)焰鈍體可拆卸地連接在所述中心燃?xì)鈬姽?、環(huán)路燃?xì)鈬姽艿那岸耍辉谒龇€(wěn)焰鈍體上設(shè)置有一與所述中心燃?xì)鈬姽苓B通的中心燃?xì)鈬娍?、兩個(gè)以上位于所述中心燃?xì)鈬娍谥車遗c所述環(huán)路燃?xì)鈬姽苓B通的周邊燃?xì)鈬娍?，以及兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述中心燃?xì)鈬娍趦蓚?cè)的空氣噴口 ；兩所述空氣噴口與兩所述對(duì)稱空氣噴管連通；在所述穩(wěn)焰鈍體的前端設(shè)置一環(huán)狀突起，所述環(huán)狀突起的外徑與所述環(huán)路空氣噴管的內(nèi)徑相等，所述環(huán)狀突起與所述環(huán)路空氣噴管的前端留有距離。
[0006]兩所述對(duì)稱空氣噴管的前端分別通過一螺紋接頭連接一軟管，兩軟管的前端分別通過另一螺紋接頭連接所述穩(wěn)焰鈍體。
[0007]所述穩(wěn)焰鈍體與所述中心燃?xì)鈬姽堋h(huán)路燃?xì)鈬姽懿捎寐菁y或卡扣的方式連接。
[0008]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明設(shè)置有一中心燃?xì)鈬姽?、一環(huán)路燃?xì)鈬姽堋蓪?duì)稱空氣噴管和一環(huán)路空氣噴管，并且在中心燃?xì)鈬姽芎铜h(huán)路燃?xì)鈬姽艿那岸诉B接一前端設(shè)置有一環(huán)狀突起的穩(wěn)焰鈍體，因此本發(fā)明可以在不同的燃燒階段以開啟、關(guān)閉一部分燃?xì)鈬姽?、空氣噴管的方式改變?nèi)細(xì)狻⒖諝獬隹诮孛鎻亩淖內(nèi)細(xì)?、空氣的噴流速度，進(jìn)而分別滿足預(yù)熱階段和無焰燃燒階段的燃燒條件，可見，本發(fā)明可以較為快捷地實(shí)現(xiàn)有焰燃燒與無焰燃燒的切換。2、本發(fā)明在整個(gè)燃燒過程中均可以以額定功率進(jìn)行操作，能夠大幅度提高預(yù)熱爐膛的效率，能夠減少25%以上的預(yù)熱時(shí)間。3、本發(fā)明采取的是非預(yù)混直噴射流的燃燒方式，燃燒過程穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生回火、熄火現(xiàn)象，操作過程安全性能夠得到較大提升。4、本發(fā)明可以根據(jù)不同工況靈活更換關(guān)鍵部件以達(dá)到最佳的預(yù)熱和燃燒效果。5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、易于維護(hù)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于無焰燃燒技術(shù)中。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的俯視示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明的右視圖；
[0012]圖4是本發(fā)明穩(wěn)焰鈍體采用多路燃?xì)鈬娍诤蛢陕房諝鈬娍诘慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5是本發(fā)明穩(wěn)焰鈍體采用三路燃?xì)鈬娍诤驼鄡陕房諝鈬娍诘慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖6是本發(fā)明在預(yù)熱有焰燃燒階段的燃燒原理示意圖；
[0015]圖7是本發(fā)明在無焰燃燒階段的燃燒原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017]如圖1?3所示，本發(fā)明包括一中心燃?xì)鈬姽?，在中心燃?xì)鈬姽躀的外部同軸密封設(shè)置一環(huán)路燃?xì)鈬姽?，在環(huán)路燃?xì)鈬姽?的外部同軸設(shè)置一環(huán)路空氣噴管3，在環(huán)路燃?xì)鈬姽?的兩側(cè)平行對(duì)稱設(shè)置兩對(duì)稱空氣噴管4，兩對(duì)稱空氣噴管4位于環(huán)路空氣噴管3的內(nèi)壁與環(huán)路燃?xì)鈬姽?的外壁之間。中心燃?xì)鈬姽躀和環(huán)路燃?xì)鈬姽?的前端共同連接一穩(wěn)焰鈍體5，穩(wěn)焰鈍體5以可拆卸的方式與中心燃?xì)鈬姽?、環(huán)路燃?xì)鈬姽?連接，例如螺紋連接、卡扣連接等方式。在穩(wěn)焰鈍體5上設(shè)置有一中心燃?xì)鈬娍?51、兩個(gè)以上周邊燃?xì)鈬娍?2和兩個(gè)空氣噴口 53，其中，中心燃?xì)鈬娍?51與中心燃?xì)鈬姽躀連通，周邊燃?xì)鈬娍?52與環(huán)路燃?xì)鈬姽?連通，兩空氣噴口 53與兩對(duì)稱空氣噴管4連通。在穩(wěn)焰鈍體5的前端設(shè)置一環(huán)狀突起54，環(huán)狀突起54的外徑與環(huán)路空氣噴管3的內(nèi)徑相等，并且環(huán)狀突起54與環(huán)路空氣噴管3的前端留有距離以供環(huán)路空氣噴管3中的空氣噴出。
[0018]上述實(shí)施例中，兩對(duì)稱空氣噴管4前端分別通過一螺紋接頭6連接一軟管7，兩軟管7的前端分別通過另一螺紋接頭6連接穩(wěn)焰鈍體5。
[0019]上述實(shí)施例中，穩(wěn)焰鈍體5上的周邊燃?xì)鈬娍?52可以是兩個(gè)，也可以是四個(gè)(如圖4所示)；空氣噴口 53可以采用寬距，也可以采用窄距(如圖5所示)。
[0020]本發(fā)明的使用過程如下:
[0021]首先應(yīng)以有焰燃燒的方式將爐膛加熱至燃?xì)庾匀键c(diǎn)以上。此時(shí)燃?xì)夥謩e從中心燃?xì)鈬姽躀和環(huán)路燃?xì)鈬姽?進(jìn)入，空氣/氧化劑分別從對(duì)稱空氣噴管4環(huán)路空氣噴管3入，經(jīng)過穩(wěn)焰鈍體5進(jìn)入爐膛產(chǎn)生火焰進(jìn)行燃燒。由于預(yù)熱階段燃?xì)夂涂諝獾某隹诮孛娣e較大，氣體的速度均較低，加之穩(wěn)焰鈍體5的外沿處形成了回流(如圖6左所示)，即使燃燒器此時(shí)以額定功率加熱爐膛也不會(huì)產(chǎn)生熄火的問題。此外，環(huán)形突起54能將火焰從一般的集中火焰燃燒變?yōu)榉稚⒒鹧嫒紵藭r(shí)明亮的火焰分布于在爐膛空間內(nèi)，有利于整體的爐膛壁面溫度的提高。待爐膛壁面溫度升至燃?xì)庾匀键c(diǎn)以上時(shí)，關(guān)閉環(huán)路燃?xì)鈬姽?和環(huán)路空氣噴管3。由于燃?xì)夂涂諝夤┙o量不變而出口截面面積變小，此時(shí)中心燃?xì)鈬姽躀和對(duì)稱空氣噴管4中的氣流速度和流量都會(huì)大幅度提高，使得氣體經(jīng)穩(wěn)焰鈍體5高速噴出，從而氣體能與爐內(nèi)高溫?zé)煔饪焖倩旌?，產(chǎn)生能發(fā)生無焰燃燒的條件，在爐膛內(nèi)實(shí)現(xiàn)無焰燃燒。若要從無焰燃燒切換至有焰燃燒，只需重新打開環(huán)路燃?xì)鈬姽?和環(huán)路空氣噴管3即可，切換過程穩(wěn)定而便捷。
[0022]本發(fā)明在使用過程中，也可以改變使用方式，在環(huán)路燃?xì)鈬姽?和對(duì)稱空氣噴管4中通入燃?xì)?，而在中心燃?xì)鈬姽躀和環(huán)路空氣噴管3中通入空氣，在這樣的使用方法下也可以完成上述燃燒過程。
[0023]本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器，其特征在于，它包括: 一中心燃?xì)鈬姽埽? 一同軸密封設(shè)置在所述中心燃?xì)鈬姽芡獠康沫h(huán)路燃?xì)鈬姽埽? 兩平行且對(duì)稱設(shè)置在所述環(huán)路燃?xì)鈬姽軆蓚?cè)的對(duì)稱空氣噴管， 一設(shè)置在所述環(huán)路燃?xì)鈬姽芎蛯?duì)稱空氣噴管外部的環(huán)路空氣噴管，以及 一穩(wěn)焰鈍體； 其中，所述環(huán)路空氣噴管與所述環(huán)路燃?xì)鈬姽艹释S設(shè)置；所述穩(wěn)焰鈍體可拆卸地連接在所述中心燃?xì)鈬姽?、環(huán)路燃?xì)鈬姽艿那岸?；在所述穩(wěn)焰鈍體上設(shè)置有一與所述中心燃?xì)鈬姽苓B通的中心燃?xì)鈬娍?、兩個(gè)以上位于所述中心燃?xì)鈬娍谥車遗c所述環(huán)路燃?xì)鈬姽苓B通的周邊燃?xì)鈬娍?，以及兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述中心燃?xì)鈬娍趦蓚?cè)的空氣噴口 ；兩所述空氣噴口與兩所述對(duì)稱空氣噴管連通；在所述穩(wěn)焰鈍體的前端設(shè)置一環(huán)狀突起，所述環(huán)狀突起的外徑與所述環(huán)路空氣噴管的內(nèi)徑相等，所述環(huán)狀突起與所述環(huán)路空氣噴管的前端留有距離。2.如權(quán)利要求1所述的一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器，其特征在于，兩所述對(duì)稱空氣噴管的前端分別通過一螺紋接頭連接一軟管，兩軟管的前端分別通過另一螺紋接頭連接所述穩(wěn)焰鈍體。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器，其特征在于，所述穩(wěn)焰鈍體與所述中心燃?xì)鈬姽堋h(huán)路燃?xì)鈬姽懿捎寐菁y或卡扣的方式連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可快速實(shí)現(xiàn)無焰燃燒的燃燒器，它包括：一中心燃?xì)鈬姽?，一同軸密封設(shè)置在中心燃?xì)鈬姽芡獠康沫h(huán)路燃?xì)鈬姽?，兩平行且?duì)稱設(shè)置在環(huán)路燃?xì)鈬姽軆蓚?cè)的對(duì)稱空氣噴管，一設(shè)置在環(huán)路燃?xì)鈬姽芎蛯?duì)稱空氣噴管外部的環(huán)路空氣噴管，以及一穩(wěn)焰鈍體；其中，環(huán)路空氣噴管與環(huán)路燃?xì)鈬姽艹释S設(shè)置；穩(wěn)焰鈍體可拆卸地連接在中心燃?xì)鈬姽?、環(huán)路燃?xì)鈬姽艿那岸耍辉诜€(wěn)焰鈍體上設(shè)置有一與中心燃?xì)鈬姽苓B通的中心燃?xì)鈬娍?、兩個(gè)以上位于中心燃?xì)鈬娍谥車遗c環(huán)路燃?xì)鈬姽苓B通的周邊燃?xì)鈬娍冢约皟蓚€(gè)對(duì)稱設(shè)置在中心燃?xì)鈬娍趦蓚?cè)的空氣噴口；兩空氣噴口與兩對(duì)稱空氣噴管連通；在穩(wěn)焰鈍體的前端設(shè)置一環(huán)狀突起，環(huán)狀突起的外徑與環(huán)路空氣噴管的內(nèi)徑相等，環(huán)狀突起與環(huán)路空氣噴管的前端留有距離。
【IPC分類】F23D14/26, F23D14/46, F23D14/12
【公開號(hào)】CN104990078
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510428050
【發(fā)明人】米建春, 張健鵬
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日