CN112344364B - 一种分级配风装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分级配风装置，包括：进风壳体、调风装置、喷管、一次气流通道、二次气流通道和旋转气流调节结构；所述进风壳体包括内部腔体、进风口和出风口；所述喷管与在所述进风壳体的出风口连通；所述调风装置安装在所述进风壳体的进风口处；所述一次气流通道和二次气流通道位于所述进风壳体的内部腔体内，所述一次气流通道和二次气流通道相对独立。本发明分级配风装置通过上述旋转气流调节结构和调风板位置进行联合调节，可以改变喷口处一、二次风喷出的比例及旋转强度，在燃烧器上使用能获得不同形状的火焰，能适合不同炉体形态，提高燃料混合效果，通过分级配风控制燃料的燃烧速度，从而能有效降低烟气中NOx的排放。

Description

一种分级配风装置

技术领域

本发明涉及工业加热的燃烧器领域，特别是涉及一种分级配风装置。

背景技术

燃料燃烧降低其氮氧化物（NOx ）的排放是亟待解决的环保问题。目前降低NOx排放物的燃烧技术可分成燃烧前、燃烧中和燃烧后处理三大技术。燃烧前脱氮主要是采用燃料净化处理，即把燃料转化成低氮燃料；燃烧中脱氮主要采用分级燃烧改变炉内燃烧条件以减少NOx生成的方法：如空气分级、燃料分级和烟气循环燃烧；燃烧后处理方法如选择性催化还原法、非催化选择性还原法、烟气脱销法等。

目前采用分级配风的方法是比较有效的降低NOx排放浓度的方法。但是现有的分级配风装置结构比较简单，并且不能调节，把NOx排放浓度降低到小于更小浓度的非常困难。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种分级配风装置，在燃烧器上使用能获得不同形状的火焰，能适合不同炉体形态，提高燃料混合效果，通过分级配风控制燃料的燃烧速度，从而能有效降低烟气中NOx的排放。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种分级配风装置，包括：进风壳体、调风装置、喷管、一次气流通道、二次气流通道和旋转气流调节结构；

所述进风壳体包括内部腔体、进风口和出风口；

所述喷管与在所述进风壳体的出风口连通；所述调风装置安装在所述进风壳体的进风口处；所述一次气流通道和二次气流通道安装在所述进风壳体的内部腔体内，所述一次气流通道和二次气流通道相对独立；

所述调风装置包括调风板，所述调风板能够转动并停留在至少两个极限位置，所述调风板位于中间位置时，所述一次气流通道的进口和所述二次气流通道的进口同时打开；所述调风板位于第一极限位置时，所述二次气流通道的进口关闭，所述一次气流通道的进口打开；所述调风板位于第二极限位置时，所述一次气流通道的进口关闭，所述二次气流通道的进口打开；

所述旋转气流调节结构包括进风通道，所述进风通道与所述第一气流通道连通，所述旋转气流调节结构设有第一状态和第二状态，所述旋转气流调节结构位于第一状态时，所述进风通道形成旋风通道；所述旋转气流调节结构位于第二状态时，所述进风通道形成直风通道。

在本发明一个较佳实施例中，所述进风壳体的内部腔体内设有前隔板和后隔板，所述前隔板位于所述进风壳体的出风口处，所述后隔板位于所述进风壳体的进风口处，所述后隔板将所述内部腔体分割成一次气流通过的第一空腔和二次气流通过的第二空腔。

在本发明一个较佳实施例中，所述二次气流通道包括若干二次气流导管，所述二次气流导管的前端安装在所述前隔板上，并与所述喷管连通；所述二次气流导管的后端安装在所述后隔板上，并与所述二次气流通过的第二空腔连通，所述第二空腔、所述二次气流导管和所述喷管形成所述二次气流通道。

在本发明一个较佳实施例中，所述喷管的出风口处设有二次气流喷口，所述二次气流喷口为不同角度的喷孔或者为由一定角度的叶片组成的喷孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述旋转气流调节结构，包括导气管、旋风器、调旋器和调节器；

所述导气管位于所述喷管的出口处；

所述调旋器和所述旋风器位于所述内部腔体中，所述调旋器包括后套管和调旋管，所述后套管安装在所述内部腔体的尾端，所述调旋管包括开槽段和密封段，所述调旋管的开槽段与所述后套管套装连接；

所述旋风器的一端和所述调旋管的密封段连接， 所述旋风器的另一端与所述导气管连接；

所述调节器和所述调旋管连接，所述调节器调节所述调旋管在所述后套管和所述导气管之间的前后移动；

当所述调旋管位于后端时，所述旋风器与所述导气管连通形成旋风通道；

当所述调旋管位于前端时，所述调旋管与所述导气管连通形成直风通道。

在本发明一个较佳实施例中，所述旋风器包括旋风器前盖、旋风器后盖和叶片，所述叶片安装在所述旋风器前盖和所述旋风器后盖之间，所述调旋管的密封段与所述旋风器后盖连接，所述导气管与所述旋风器前盖连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述调节器包括调节结构和连接杆，所述调节结构安装在所述进风壳体的外侧，所述连接杆一端与所述调节结构连接，另一端与所述调旋管连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述导气管的后端安装在所述前隔板上，所述导气管的前端安装在所述喷管的出风口处，并延伸至所述喷管的出风口外。

在本发明一个较佳实施例中，所述导气管位于所述喷管的同轴中心位置，若干所述二次气流导管围绕着所述导气管安装。

在本发明一个较佳实施例中，所述调风板的位置调整范围为0°-180°之间，获得的一次气流与二次气流的百分比在5%-95%之间，通过调整所述旋转气流调节结构的状态，一次气流能在直流风、旋流风和直流旋流混合风之间转换。

本发明的有益效果是：本发明分级配风装置，通过上述旋转气流调节结构和调风板位置进行联合调节，可以改变喷口处一、二次风喷出的比例及旋转强度，在燃烧器上使用能获得不同形状的火焰，能适合不同炉体形态，提高燃料混合效果。通过分级配风控制燃料的燃烧速度，从而能有效降低烟气中NOx的排放。

附图说明

图1是本发明分级配风装置一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示分级配风装置的后视结构示意图；

图3是图2的A-A剖视结构示意图；

图4是图3的E-E剖视结构示意图；

图5是图3的局部放大结构示意图；

图6是图1所示分级配风装置的第一工作状态的剖视结构示意图；

图7是图1所示分级配风装置的第二工作状态的剖视结构示意图；

图8是图1所示分级配风装置的第三工作状态的剖视结构示意图；

图9是图1所示分级配风装置的第四工作状态的剖视结构示意图；

图10是图1所示分级配风装置的第五工作状态的剖视结构示意图；

附图中各部件的标记如下：100-进风壳体、210-调风板、220-调风指示手柄、300-喷管、310-一次气流喷口、320-二次气流喷口、510-二次气流导管、600-旋转气流调节结构、610-导气管、630-叶片、640-旋风器后盖、650-调旋管、660-连接杆、680-后套管、690-调节结构、691-外螺旋管、692-内螺旋管、693-手柄、710-前隔板、720-后隔板。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-图10，需要说明的是，本实施例中所提供的图示说明了本发明的基本构想，遂图式中的本发明中有关的组件按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制。本发明实施例包括：

如图1至图5所示，一种分级配风装置，包括：进风壳体100、调风装置、喷管300、一次气流通道、二次气流通道和旋转气流调节结构600。

所述进风壳体100包括内部腔体、进风口和出风口。本实施例所示，所述进风壳体100成L型，所述进风口和所述出风口位于L型的两端。

所述喷管300安装在所述进风壳体100的出风口处，所述喷管300的尾端与所述进风壳体100的出风口连接，本实施例中所述喷管300的尾端与所述进风壳体100的出风口通过螺栓等连接件进行可拆卸地连接固定，也可以采用其他方式固定。所述喷管300的出口处设置有一次气流喷口310和二次气流喷口320。所述二次气流喷口320为不同角度的喷孔或者为由一定角度的叶片组成的喷孔，可以根据不同燃烧特性更换。

所述调风装置安装在所述进风壳体100的进风口处。所述调风装置包括相互连接的调风板210和调风指示手柄220，所述调风板210安装在所述进风壳体100中，所述调风指示手柄220安装在所述进风壳体100外，通过拧转所述调风指示手柄220可以调整所述调风板210的角度位置。所述调风板210能够转动并可以停留在至少两个极限位置：第一极限位置和第二极限位置。所述调风板210位于中间位置时，所述一次气流通道的进口和所述二次气流通道的进口同时打开；所述调风板210位于第一极限位置时，将所述二次气流通道的进口关闭，所述一次气流通道的进口打开；所述调风板210位于第二极限位置时，将所述一次气流通道的进口关闭，所述二次气流通道的出口打开。

所述一次气流通道和所述二次气流通道位于在所述进风壳体100的内部腔体内，所述一次气流通道和所述二次气流通道相对独立，所述一次气流通道的进口和所述二次气流通道的进口位于所述进风壳体100的进风口处，所述一次气流通道的出口和所述二次气流通道的出口位于所述进风壳体100的出风口处。具体地，所述进风壳体100的内部腔体内设有前隔板710和后隔板720，所述前隔板710位于所述进风壳体100的出风口处，所述后隔板720位于所述进风壳体100的进风口处，所述后隔板720将所述内部腔体分割成一次气流通过的第一空腔和二次气流通过的第二空腔。所述二次气流通道包括若干二次气流导管510，所述二次气流导管510的前端安装在所述前隔板710上，并与所述喷管300连通；所述二次气流导管510的后端安装在所述后隔板720上，并与所述二次气流通过的第二空腔连通，所述第二空腔、所述二次气流导管510和所述喷管300形成所述二次气流通道。一次气流通过的所述第一空腔为所述一次气流通道。

所述旋转气流调节结构600包括进风通道，所述进风通道与所述第一气流通道连通，所述旋转气流调节结构600设有第一状态和第二状态，所述旋转气流调节结构600位于第一状态时，所述进风通道形成旋风通道；所述旋转气流调节结构600位于第二状态时，所述进风通道形成直风通道。

具体地，所述旋转气流调节结构600，包括导气管610、旋风器、调旋器和调节器；所述导气管610位于所述喷管300的出口处；所述调旋器和所述旋风器位于所述内部腔体中，所述调旋器包括后套管680和调旋管650，所述后套管680安装在所述内部腔体的尾端，所述调旋管650包括开槽段和密封段，所述调旋管650的开槽段与所述后套管680套装连接； 所述旋风器的一端和所述调旋管650的密封段连接，所述旋风器的另一端与所述导气管610连接；所述调节器和所述调旋管650连接，所述调节器调节所述调旋管650在所述后套管680和所述导气管610之间的前后移动；当所述调旋管650位于后端时，所述旋风器与所述导气管610连通形成旋风通道；当所述调旋管650位于前端时，所述调旋管与所述导气管610连通形成直风通道。

所述旋风器包括旋风器前盖、旋风器后盖640和叶片630，所述叶片630安装在所述旋风器前盖和所述旋风器后盖640之间，所述调旋管650的密封段与所述旋风器后盖640连接，所述导气管610与所述旋风器前盖620连接。本实施例中，所述旋风器前盖为所述前隔板710的一部分。结合图4作为示例，所述的叶片630为单体，采用6片均匀分布、正向安装，气流通过叶片630导向后形成右旋旋转风。所述旋风器后盖640内径与所述叶片630内沿轮廓一致，并且与调旋管650密封段的外径采用活动配合。

所述调旋器位于所述内部腔体中，所述调旋器的一端和所述旋风器连接，另一端与所述进风壳体100的后端连接。所述调旋器包括调旋管650和后套管680，所述后套管680安装在所述内部腔体的后端，且所述后套管680的尾端封闭。所述调旋管650包括开槽段和密封段，所述调旋管650的开槽段与所述后套管680套装连接；进一步优选地，所述后套管680与调旋管650开槽段的内径配合或者外径活动配合。所述调旋管650的密封段与所述旋风器后盖4连接，所述导气管610与所述旋风器前盖连接。作为示例，所述调旋管650的密封段为光滑管，所述调旋管650的开槽段为表面开设有6条均匀分布的开槽的管道。作为示例，所述调旋管650的开槽段的开槽等效截面与所述叶片630形成的等效截面一致，其形状都为长槽口。所述调节器调节所述调旋管650能够在所述后套管680和所述导气管610之间的前后移动，为了便于限制所述调旋管650的位移距离，本实施例中所述调旋管650的外壁有凸出的结构，且位于调旋管650的密封段和开槽段的连接处。结合图4所示，当所述调旋管650位于前端时，所述凸出的结构与所述旋风器后盖640接触，限制所述调旋管650继续往前位移。

所述调节器包括调节结构690和连接杆660，所述调节结构690安装在所述进风壳体100的外侧，所述连接杆660一端与所述调节结构690连接，另一端与所述调旋管650连接。为了便于与所述连接杆660的连接，所述调旋管650的管外壁有一凸出的耳状连接结构，所述连接杆660与所述耳状连接结构连接，所述耳状连接结构位于所述调旋管650的密封段和开槽段的连接处。所述调节结构690为螺纹旋转转换直线拉动方式，位于进风壳体100的外侧与连接杆660相连。具体为所述调节结构690包括外螺旋管691和内螺旋管692，所述外螺旋管691的前端固定在所述进风壳体100的外侧，所述内螺旋管692的前端与所述外螺旋管691的后端通过螺纹连接，所述连接杆660套装在所述外螺旋管691和所述内螺旋管692内，所述连接杆660的前端和所述调旋管650连接，所述连接杆660的后端与所述内螺旋管692的后端连接。为了方便调节，所述内螺旋管692的后端有手柄693结构。

本实施里所示的所述调节结构690的动作过程如下：通过转动所述调节结构690外侧的手柄693可以带动连接杆660向前或向后移动，从而联动所述调旋管650前后移动，使得气流可以在切向叶片形成的进气槽和调旋管后端的直向槽之间转换。

本实施里所示旋转气流调节结构600的动作过程如下：结合图6所示，当所述调旋管650位于后端时，所述旋风器与所述导气管610连通形成旋风通道。具体地，所述调旋管650位于后端时，所述调旋管650的开槽段位于所述后套管680处，所述开槽段的直向槽被所述后套管680封闭，而所述旋风器的切向叶片形成的进气槽打开。这样气流从所述进风壳体670的进风口处进入所述一次气流通道，然后流经所述旋风器的切向叶片形成的进气槽形成旋转气流，最后从导气管610中排出。结合图7所示，当所述调旋管位于前端时，所述调旋管与所述导气管连通形成直风通道。具体地，所述调旋管650位于前端时，所述调旋管650的开槽段离开所述后套管680处，所述开槽段的直向槽打开，而所述调旋管650的密封段位于所述旋风器内，因此所述旋风器的切向叶片形成的进气槽被关闭。这样气流从所述进风壳体100的进风口处进入所述一次气流通道，然后流经所述调旋管650的开槽段的直向槽，进入所述调旋管650的密封段。形成轴向气流，最后从导气管610中排出。

所述导气管610的后端安装在所述前隔板710上，所述导气管610的前端安装在所述喷管300的出风口处，并延伸至所述喷管300的出风口外。所述导气管610位于所述喷管300的同轴中心位置，若干所述二次气流导管510围绕着所述导气管610安装。

本发明分级配风装置的调风板210的角度位置可以在0°-180°之间任意可调，获得一次气流与二次气流在5%-95%之间可调节。同时，一次气流在直流风与旋流风之间可调。从而可以改变喷口处一、二次风喷出的比例及旋转强度，在燃烧器上使用能获得不同形状的火焰。一次气流与二次气流最大可以流入95%的助燃空气，调风板210位置位于中间状态，在总管空气流量、压力允许时，助燃空气总流量接近一次气流或者二次气流的二倍，可以使燃烧器获得更大的调节比。

结合图6所示，本发明分级配风装置的第一工作状态为：将所述旋转气流调节结构600调至第一状态，即所述调旋管650位于后端，所述进风通道为旋风通道，调整调风板210至第一极限位置，将二次气流通道关闭，一次气流在前隔板710和后隔板720间形成压力腔，鼓入进风壳体100内的95%助燃空气经旋风通道后形成旋转气流，在一次气流喷口处形成切向旋流风即径向扩散气流，位于外侧的二次气流很少，控制在5%左右。

结合图7所示，本发明分级配风装置的第二工作状态为：将所述旋转气流调节结构600调至第二状态，即所述调旋管650位于前端，所述进风通道为直风通道，调整所述调风板210至第一极限位置，将二次气流通道关闭，一次气流在前隔板710和后隔板720间形成压力腔，鼓入进风壳体100内的95%及以上助燃空气经过旋风通道形成轴向风，在一次气流喷口处形成轴向直流风，位于外侧的二次气流控制在5%左右。

结合图8所示，本发明分级配风装置的第三工作状态为：调整所述调风板210至第二极限位置，将所述一次气流通道关闭，二次气流通过所述二次气流导管510在二次气流喷口前形成压力腔，鼓入进风壳体100内的95%及以上的助燃空气经在二次气流喷口处形成扩散气流，位于内侧的一次气流控制在5%左右。

结合图9所示，本发明分级配风装置的第四工作状态为：调整所述调风板210至中间位值，鼓入进风壳体100内的助燃空气形成50%一次气流，50%二次气流。所述旋转气流调节结构600调至旋流位置，50%一次气流为旋流风。

结合图10所示，本发明分级配风装置的第五工作状态为：调整所述调风板210至中间位值，鼓入进风壳体100内的助燃空气形成50%一次气流，50%二次气流。一种旋转气流调节结构600调至直流位置，50%一次气流为直流风。

本发明分级配风装置的其它工作状态不再一一列举，本发明分级配风装置通过上述旋转气流调节结构690和调风板位置进行联合调节，可以改变喷口处一、二次风喷出的比例及旋转强度，在燃烧器上使用能获得不同形状的火焰，能适合不同炉体形态，提高燃料混合效果。通过分级配风控制燃料的燃烧速度，从而能有效降低烟气中NOx的排放。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种分级配风装置，其特征在于，包括：进风壳体、调风装置、喷管、一次气流通道、二次气流通道和旋转气流调节结构；

所述进风壳体包括内部腔体、进风口和出风口；

所述喷管与在所述进风壳体的出风口连通；所述调风装置安装在所述进风壳体的进风口处；所述一次气流通道和所述二次气流通道位于所述进风壳体的内部腔体内，所述一次气流通道和所述二次气流通道相对独立；

所述调风装置包括调风板，所述调风板转动并停留在至少两个极限位置，所述调风板位于中间位置时，所述一次气流通道的进口和所述二次气流通道的进口同时打开；所述调风板位于第一极限位置时，所述二次气流通道的进口关闭，所述一次气流通道的进口打开；所述调风板位于第二极限位置时，所述一次气流通道的进口关闭，所述二次气流通道的进口打开；

所述旋转气流调节结构包括进风通道，所述进风通道与所述一次气流通道连通，所述旋转气流调节结构设有第一状态和第二状态，所述旋转气流调节结构位于第一状态时，所述进风通道形成旋风通道；所述旋转气流调节结构位于第二状态时，所述进风通道形成直风通道；所述进风壳体的内部腔体内设有前隔板和后隔板，所述前隔板位于所述进风壳体的出风口处，所述后隔板位于所述进风壳体的进风口处，所述后隔板将所述内部腔体分割成一次气流通过的第一空腔和二次气流通过的第二空腔；所述二次气流通道包括若干二次气流导管，所述二次气流导管的前端安装在所述前隔板上，并与所述喷管连通；所述二次气流导管的后端安装在所述后隔板上，并与所述二次气流通过的第二空腔连通，所述第二空腔、所述二次气流导管和所述喷管形成所述二次气流通道；

所述旋转气流调节结构，包括导气管、旋风器、调旋器和调节器；

所述导气管位于所述喷管的出口处；

所述调旋器和所述旋风器位于所述内部腔体中，所述调旋器包括后套管和调旋管，所述后套管安装在所述内部腔体的尾端，所述调旋管包括开槽段和密封段，所述调旋管的开槽段与所述后套管套装连接；

所述旋风器的一端和所述调旋管的密封段连接，所述旋风器的另一端与所述导气管连接；

所述调节器和所述调旋管连接，所述调节器调节所述调旋管在所述后套管和所述导气管之间的前后移动；

当所述调旋管位于后端时，所述旋风器与所述导气管连通形成旋风通道；

当所述调旋管位于前端时，所述调旋管与所述导气管连通形成直风通道；

所述导气管的后端安装在所述前隔板上，所述导气管的前端安装在所述喷管的出风口处，并延伸至所述喷管的出风口外；所述导气管位于所述喷管的同轴中心位置，若干所述二次气流导管围绕着所述导气管安装。

2.根据权利要求1所述的分级配风装置，其特征在于，所述喷管的出风口处设有二次气流喷口，所述二次气流喷口为不同角度的喷孔或者为由一定角度的叶片组成的喷孔。

3.根据权利要求1所述的分级配风装置，其特征在于，所述旋风器包括旋风器前盖、旋风器后盖和叶片，所述叶片安装在所述旋风器前盖和所述旋风器后盖之间，所述调旋管的密封段与所述旋风器后盖连接，所述导气管与所述旋风器前盖连接。

4.根据权利要求1所述的分级配风装置，其特征在于，所述调节器包括调节结构和连接杆，所述调节结构安装在所述进风壳体的外侧，所述连接杆一端与所述调节结构连接，另一端与所述调旋管连接。

5.根据权利要求1所述的分级配风装置，其特征在于，所述调风板的位置调整范围为0°-180°之间，获得的一次气流与二次气流的百分比在5％-95％之间，通过调整所述旋转气流调节结构的状态，一次气流能在直流风、旋流风和直流旋流混合风之间转换。