CN115585458B - 一种高速预热预混燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高速预热预混燃烧装置，属于燃烧器领域。在烧嘴中，混合腔室位于一级空气腔室的前方并与燃气腔室连通；烧嘴的外周面设有与一级空气腔室连通的出气口及与混合腔室连通的进气口，烧嘴的前端面设有与二级空气腔室连通的空气出口及与混合腔室连通的预混出口；外套筒后端套接于烧嘴前端；内套筒设在外套筒和烧嘴之间且其前端贯穿外套筒前端面，内套筒设有腔体和与腔体连通的火焰出口，内套筒的外周壁面设有均与腔体连通的预热进口和预热出口；内套筒和外套筒之间形成前后延伸的第一流道和第二流道，出气口、预热进口、第一流道、第二流道、预热出口和进气口依次连通。本发明能大幅提高助燃空气的温度，节能效果佳，且对窑炉工况影响小。

Description

一种高速预热预混燃烧装置

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，特别涉及一种高速预热预混燃烧装置。

背景技术

目前，自预热类型的烧嘴在工业窑炉技术领域得到广泛的应用。其中，将窑炉尾气用作助燃空气，通入烧嘴内并与燃气进行混合，使助燃风的热量传递至燃气，但是，助燃空气的温度只有200℃左右，助燃温度不足，节能效果不佳。有些烧嘴通过增加独立换热器来对助燃空气进行预热，提升助燃空气的温度，但是，整体结构复杂，体积大，安装不便。

另外，如申请号为CN201410313730.7的专利公开工业窑炉用大功率换热式燃烧器，利用炉道内的高温烟气与助燃空气反复逆向流动进行换热，显著提高助燃温度，从而提升节能效果。可是，烧嘴一般安装在陶瓷烧制的窑炉的侧墙上，窑炉内的烟气温度很高，高达1200℃，换热后的烟气温度仍较高，达不到排放的要求，而且，烟气是流向窑头的，以对陶瓷产品进行预热，可是，如此设置会造成流向窑头的烟气量不足，从而导致预热效果下降。

由此可见，上述烧嘴结构无法满足目前陶瓷窑炉的需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速预热预混燃烧装置，结构简单独特，安装方便，能够大幅提高助燃空气的温度，节能效果佳，而且，对窑炉的工况影响小。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供一种高速预热预混燃烧装置，包括：

烧嘴，其具有一级空气腔室、二级空气腔室、燃气腔室和混合腔室，所述混合腔室位于一级空气腔室的前方，并与燃气腔室连通；所述烧嘴的外周壁面设有与一级空气腔室连通的出气口以及与混合腔室连通的进气口，所述烧嘴的前端面设有与二级空气腔室连通的空气出口以及与混合腔室连通的预混出口；

外套筒，其具有空腔且其后端套接于烧嘴的前端；

内套筒，其设在外套筒和烧嘴之间且其前端贯穿外套筒的前端面，所述内套筒设有腔体和与腔体连通的火焰出口，所述内套筒的外周壁面设有均与腔体连通的预热进口和预热出口；所述内套筒和外套筒之间形成均沿前后延伸的第一流道和第二流道，所述出气口、预热进口、第一流道、第二流道、预热出口和进气口依次连通。

本发明至少具有如下的有益效果：该高速预热预混燃烧装置采用二级助燃燃烧的方式，一级空气腔室内的一级助燃空气经出气口和预热进口流至第一流道处，第一流道和第二流道均沿前后延伸且位于内套筒和外套筒之间，一级助燃空气在流经第一流道和第二流道的过程中能大幅吸收内套筒和外套筒的热量，变成高温的助燃风，并经预热出口和进气口流至混合腔室，同时，燃气腔室内的燃气流至混合腔室，与高温的助燃风进行混合，以形成预热的混合气；从预混出口流出的混合气在点火后能快速燃烧，形成稳定的火焰，同时，二级空气腔室内的二级助燃空气流出空气出口，为火焰补充更多的氧气，让燃气能充分燃烧，使得火焰蔓延至火焰出口外。

由于火焰在内套筒的腔体内燃烧，外套筒安装在高温的窑墙上，因此，内套筒和外套筒的温度很高，而一级助燃空气能吸收大量的来自内套筒和外套筒的热能，大大提高自身的温度，在混合过程中能极大提升燃气的温度，达到节能效果佳的目的，并且，对窑炉的工况影响很小。

作为上述技术方案的进一步改进，所述烧嘴包括燃气导管和预混导管，所述燃气导管设有多根且其后端与燃气腔室连通，所述预混导管设有多根且其后端与混合腔室连通，每根所述燃气导管部分插入每根预混导管，所述预混出口设在预混导管的前端。如此设置，让燃气经多根燃气导管分别导入至多根预混导管内，使得燃气在预混导管内与高温的助燃风进行更加均匀的混合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述烧嘴还包括套筒、第一风盘和第二风盘，所述套筒具有内腔，所述出气口和进气口设在套筒的外周壁面，多根所述预混导管呈间隔设置，所述预混导管的前端贯穿设于第二风盘，所述预混导管的后端贯穿设于第一风盘，所述第一风盘设有贯穿前后的空气通孔，所述第二风盘设有贯穿前后的旋流槽，所述旋流槽和空气通孔连通，所述第一风盘和第二风盘位于进气口的前侧，并分别与套筒的外周面连接。

如此设置，令多根预混导管通过第一风盘和第二风盘固定在套筒的内腔，而且，第一风盘设置空气通孔，多根预混导管之间具有间隙，第二风盘设置旋流槽，促使部分的高温的助燃风经空气通孔、间隙和旋流槽流出，并与预热后的混合气相互混合，从旋流槽流出的高温助燃风起到搅拌作用，使高温助燃风和混合气形成更均匀的混合气，从而促使燃气能快速稳定燃烧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述烧嘴还包括二级空气管道；所述二级空气管道前后贯穿第一风盘和第二风盘，所述二级空气管道具有所述二级空气腔室，所述二级空气管道的前端设有所述空气出口，所述二级空气管道的后端设有二级空气进口，多根所述预混导管环绕空气出口呈圆周设置。

如此设置，二级助燃空气经二级空气腔室往前流出空气出口，并与从多根预混导管流出的预热后的混合气进行混合，多根预混导管环绕空气出口设置，能增加混合气与二级助燃空气的接触面积，从而促使燃气能够燃烧更完全。

作为上述技术方案的进一步改进，所述二级空气管道设有前后延伸的空气通道，所述空气通道向后延伸至第一风盘和第二风盘之间，并与空气通孔连通；所述空气通道设有多个且环绕空气出口圆周布置。

如此设计，使位于第一风盘和第二风盘之间的高温助燃风中的一部分经旋流槽流出，另一部分经空气通道流出，由于多个空气通道环绕空气出口圆周设置，因此，从空气通道流出的高温助燃风位于二级助燃空气和预热后的混合气之间，能够让高温助燃风再次与预热后的混合气进一步混合，令燃气和一级助燃空气混合地更加均匀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述烧嘴还包括燃气管道和壳体；所述壳体位于进气口和出气口之间，并与套筒的内周面连接，所述燃气导管的后端贯穿设在壳体，所述燃气管道的前端贯穿设在壳体。

由于壳体内部容积比燃气管道大，在燃气管道内高速流动的燃气流进壳体后，自身速度减少，壳体内的燃气通过多根燃气导管进行分配，并流向预混导管，如此设置，可使燃气导管的数量增加，降低燃气的速度，令燃气能与高温助燃风混合时间更长、更均匀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述二级空气管道的前端依次贯穿燃气管道、壳体、第一风盘和第二风盘并呈同轴设置；所述燃气管道与二级空气管道之间存在间隙。二级空气管道、燃气管道、壳体、第一风盘和第二风盘采用同轴设置的方式，令烧嘴结构更为紧凑，而且，在燃气管道流动的燃气与在二级空气管道流动的二级助燃空气相互独立、不影响。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内套筒的外周壁面设有沿前后延伸的隔板，所述隔板与外套筒的内周面连接，所述预热进口和预热出口之间设有所述隔板，所述第一流道的前端和第二流道的前端连通。位于内套筒和外套筒之间的第一流道和第二流道通过隔板进行分隔，令一级助燃空气能依次流经第一流道和第二流道，如此设计，在内套筒和外套筒的长度有限的情况下，增加一级助燃空气的流动距离，使得一级助燃空气能吸收大量的热量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预热进口和预热出口各设有两个且关于内套筒的中轴线对称设置。如此设置，能增加第一流道和第二流道的数量，令一级助燃空气能够与内套筒的外周面、外套筒的内周面相接触，从而增大换热面积，促使一级助燃空气的温度得到大幅提高。

作为上述技术方案的进一步改进，高速预热预混燃烧装置还包括封板；所述封板位于外套筒的前侧，并设于内套筒和外套筒之间，所述封板位于隔板的前方。

如此设置，令封板能分别与内套筒的外周面和外套筒的内周面相接触，从而对外套筒的前端开口进行密封处理，避免一级助燃空气从外套筒的前端开口流出，而且，封板位于隔板的前方，令一级助燃空气沿第一流道流至封板和隔板之间的区域时，会发生流道方向改变，进而流至第二流道内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明实施例所提供的高速预热预混燃烧装置的结构立体图；

图2是本发明实施例所提供的高速预热预混燃烧装置的组装示意图；

图3是本发明实施例所提供的烧嘴的结构示意图；

图4是本发明实施例所提供的烧嘴芯的结构示意图；

图5是本发明实施例所提供的高速预热预混燃烧装置的剖视示意图；

图6是本发明实施例所提供的烧嘴的内部结构的剖视示意图。

附图中标记如下：100、烧嘴；101、燃气进口；102、一级空气进口；103、二级空气进口；104、出气口；105、进气口；106、内腔；110、外壳；111、一级空气腔室；112、套筒；120、二级空气管道；121、二级空气腔室；130、燃气管道；131、燃气腔室；140、壳体；141、缓冲腔；150、燃气导管；160、第一风盘；161、空气通孔；170、预混导管；171、管腔；180、第二风盘；181、旋流槽 ；182、气孔；190、喷头；191、空气出口；192、空气通道；200、内套筒；201、预热进口；202、预热出口；203、隔板；204、火焰出口；205、腔体；300、外套筒；301、前端开口；302、空腔；400、封板。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，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。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个及以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

需要说明的是，附图中X方向是由高速预热预混燃烧装置的后侧指向前侧；Y方向是由高速预热预混燃烧装置的左侧指向右侧；Z方向是由高速预热预混燃烧装置的下侧指向上侧。图2中的虚线表示高速预热预混燃烧装置的组装路径。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6，下面对本发明的高速预热预混燃烧装置举出若干实施例。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种高速预热预混燃烧装置，该高速预热预混燃烧装置具有结构简单独特、安装简便、体积小的优点，能够令助燃空气的温度大幅度提高，达到节能效果佳的目的，并且，在该高速预热预混燃烧装置安装于窑炉并运行时，对窑炉的工况影响非常小。

具体的，高速预热预混燃烧装置的结构包括有烧嘴100、内套筒200、封板400和外套筒300。

烧嘴100具有一级空气腔室111、二级空气腔室121、燃气腔室131和混合腔室。其中，在一级空气腔室111内流动的是一级助燃空气，在二级空气腔室121内流动的是二级助燃空气，在燃气腔室131内流动的是燃气，可以为天然气、水煤气、氢气等等，在此不做具体限定。混合腔室为一级助燃空气和燃气提供混合的空间。

混合腔室位于一级空气腔室111的前方，而且，混合腔室与燃气腔室131连通。燃气腔室131位于一级空气腔室111和混合腔室之间。

烧嘴100设有进气口105和出气口104，进气口105和出气口104位于烧嘴100的外周壁面上，进气口105位于出气口104的前方。其中，出气口104与一级空气腔室111连通。烧嘴100的后端设有一级空气进口102和燃气进口101。一级空气进口102与一级空气腔室111连通，令一级助燃空气经一级空气进口102流进一级空气腔室111内，并从出气口104流出。燃气进口101与燃气腔室131连通，令燃气经燃气进口101流进燃气腔室131内。进气口105与混合腔室连通，令一级助燃空气经进气口105流至混合腔室内，同时，燃气从燃气腔室131流入至混合腔室内，并与一级助燃空气进行混合，以形成均匀的混合气。

烧嘴100设有空气出口191和预混出口，空气出口191和预混出口位于烧嘴100的前端面，空气出口191与二级空气腔室121连通。烧嘴100的后端设有二级空气进口103，二级空气进口103与二级空气腔室121相通，令二级助燃空气经二级空气进口103流入至二级空气腔室121，并从空气出口191流出。预混出口与混合腔室连通，位于混合腔室内的混合气经预混出口流出，并与从空气出口191的二级助燃空气进行混合，让燃气能燃烧完全。

外套筒300内部中空形成有空腔302，空腔302贯穿外套筒300的前端面和后端面，外套筒300的后端套接于烧嘴100的前端，外套筒300可以通过螺栓固定在烧嘴100上，也即外套筒300的后端开口被烧嘴100封闭，而外套筒300的前端开口301呈开放。

内套筒200内部中空形成有腔体205，腔体205贯穿内套筒200的前端面和后端面，内套筒200的后端套接在烧嘴100的前端，内套筒200位于外套筒300和烧嘴100之间，内套筒200可以通过螺栓固定在烧嘴100上，也即内套筒200的后端开口被烧嘴100封闭，而内套筒200的前端开口为火焰出口204，为开放结构，火焰出口204与腔体205连通。

内套筒200的前端贯穿外套筒300的前端面。具体的，内套筒200的前端能穿过外套筒300的前端开口301，并往前延伸至前端开口301之外。而且，封板400位于外套筒300的前侧，封板400设于内套筒200和外套筒300之间，能够填充内套筒200和外套筒300之间的间隙。

在本实施例中，内套筒200和外套筒300的横截面形状为圆形，封板400为圆环状，封板400能分别与内套筒200的外周面和外套筒300的内周面连接，使得外套筒300的前端开口301被封板400遮挡。

内套筒200设有预热进口201和预热出口202，预热进口201和预热出口202位于内套筒200的外周壁面，预热进口201和预热出口202均与腔体205连通，预热进口201位于预热出口202的后方。

内套筒200和外套筒300之间形成有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道均是沿前后方向延伸设置。具体的，内套筒200和外套筒300之间设置有隔板203，隔板203沿前后方向延伸设置，隔板203分别与内套筒200的外周壁面和外套筒300的内周壁面连接，预热进口201和预热出口202之间设有隔板203，因此，隔板203的数量为两块。由于内套筒200和外套筒300同轴设置，内套筒200和外套筒300之间具有呈环状的间隙，两块隔板203设在该间隙中，从而分隔出第一流道和第二流道，第一流道的前端和第二流道的前端相连通，因此，一级助燃空气能够沿着第一流道流至第二流道。

封板400位于隔板203的前方，封板400的后端和隔板203的前端具有间隙，使得第一流道的前端和第二流道的前端相连通。

在本实施例中，隔板203设在内套筒200的外周壁面，隔板203与内套筒200一体成型，在内套筒200和外套筒300安装于烧嘴100后，隔板203抵接于外套筒300的内周壁面。

可以理解的是，位于内套筒200和外套筒300之间的第一流道和第二流道通过隔板203进行分隔，令一级助燃空气能依次流经第一流道和第二流道，也即一级助燃空气先是沿着内套筒200的外周壁面往前流动，再沿着内套筒200的另一外周壁面往后流动，如此设计，在内套筒200和外套筒300的长度有限的情况下，增加一级助燃空气的流动距离，使得一级助燃空气能吸收大量的热量，极大地提高一级助燃空气的温度。

外套筒300的长度是根据窑炉的侧墙厚度而定。内套筒200和外套筒300可以为碳化硅套。

在一些实施例中，预热进口201的数量和预热出口202的数量均为一个。

而在本实施例中，预热进口201和预热出口202的数量都为两个，而且，两个预热进口201关于内套筒200的前后延伸的中轴线对称设置，两个预热出口202关于内套筒200的前后延伸的中轴线对称设置。具体的，隔板203的数量为四块，并且，四块隔板203环绕内套筒200的前后延伸的中轴线呈圆周设置，从而分隔出两条第一流道和两条第二流道，两条第一流道关于内套筒200对称设置，两条第二流道关于内套筒200对称设置。

可以理解的是，采用上述的设置方式，能增加第一流道和第二流道的数量，令一级助燃空气能够与内套筒200的外周面、外套筒300的内周面相接触，从而增大换热面积，促使一级助燃空气的温度得到大幅提高。一级助燃空气吸收热量的同时，能够降低内套筒200和外套筒300的温度。

出气口104、预热进口201、第一流道、第二流道、预热出口202和进气口105依次连通，因此，一级空气腔室111内的一级助燃空气经出气口104和预热进口201流至第一流道，在第一流道内一级助燃空气往前流动；然后，一级助燃空气流入第二流道，并在第二流道内往后流动，最后经预热出口202和进气口105流进混合腔室。

可以理解的是，该高速预热预混燃烧装置采用二级助燃燃烧的方式，也即为燃气提供一级助燃空气和二级助燃空气。一级空气腔室111内的一级助燃空气往前流动，并依次经出气口104和预热进口201流至第一流道处，第一流道和第二流道均沿前后延伸且位于内套筒200和外套筒300之间，一级助燃空气在高速通过第一流道和第二流道的过程中能大幅吸收内套筒200和外套筒300的热量，变成高温的助燃风，并依次经预热出口202和进气口105流至混合腔室。

同时，燃气腔室131内的燃气往前流至混合腔室，与高温的助燃风进行第一次混合，也即预混，以形成预热的混合气；从预混出口流出的混合气在点火电极作用被点着后能快速燃烧，形成稳定的火焰。此时，二级空气腔室121内的二级助燃空气往前流动，并从空气出口191流出，为火焰补充更多的氧气，让燃气能充分燃烧，使得火焰蔓延至火焰出口204之外。

由于火焰在内套筒200的腔体205内燃烧，内套筒200会接收火焰的辐射热而引起温度上升，外套筒300安装在高温的窑墙上，外套筒300的温度也很高，而一级助燃空气能吸收大量的来自内套筒200和外套筒300的热能，大大提高自身的温度，在混合过程中能极大提升燃气的温度，达到节能效果佳的目的，并且，对窑炉的工况影响很小。在一级助燃空气从内套筒200和外套筒300之间的间隙高速通过时，利用烧嘴100自身散发出来的热量来加热一级助燃空气，使得一级助燃空气的温度可达400至500℃，很好地完成一级助燃空气的预热工作。

在一些实施例中，烧嘴100的结构包括有燃气导管150和预混导管170。燃气导管150和预混导管170可以为圆管。

燃气导管150沿前后方向延伸设置，燃气导管150的数量为多根，所有的燃气导管150的后端连通于燃气腔室131，因此，燃气腔室131内的燃气经多根燃气导管150进行分配。

预混导管170沿前后方向延伸设置，预混导管170的数量为多根，所有的预混导管170的后端连通于混合腔室，因此，预热后的一级助燃空气流进混合腔室内，然后再流进预混导管170内，通过多根预混导管170对预热后的一级助燃空气进行分配。

预混导管170内部中空形成有管腔171，管腔171的直径比燃气导管150的外径大。因此，每根燃气导管150的前端部分插入每根预混导管170，可以理解的是，燃气导管150插入预混导管170的长度可以根据实际情况而定，在此不做具体限定。每根预混导管170的前端具有开口，该开口为预混出口。

多根燃气导管150和多根预混导管170可以是同轴设置，多根燃气导管150可以采用均匀间隔设置。

可以理解的是，一级助燃空气和燃气在空间较大的混合腔室内进行混合，燃气与一级助燃空气混合均匀度一般。本实施例设置多根燃气导管150和多根预混导管170，让燃气经多根燃气导管150分别导入至多根预混导管170内，使得燃气在预混导管170内与高温的助燃风进行更加均匀的混合，从而提高燃气和一级助燃空气的混合均匀度。并且，燃气导管150通过混合腔室并往前伸入至预混导管170内，进入混合腔室内的高温助燃风垂直吹向燃气导管150，能将燃气导管150内的燃气进行加热升温，完成燃气在混合前的预热工作，有助将燃气的温度最大限度提升，有助提高燃烧温度，达到节能降耗目的。

在一些实施例中，烧嘴100的结构还包括有套筒112、第一风盘160和第二风盘180。

套筒112内部中空形成有内腔106，内腔106的前端为开口结构。出气口104和进气口105设在套筒112的外周壁面。内套筒200套接在套筒112上，套筒112的外周面和内套筒200的内周面相接触。

多根预混导管170呈间隔设置，且关于套筒112的中轴线呈圆周排布。预混导管170的前端贯穿设于第二风盘180，预混导管170的后端贯穿设于第一风盘160，预混导管170分别与第一风盘160和第二风盘180连接固定。由于预混导管170贯穿第一风盘160和第二风盘180，因此，预混导管170的前后端开口均为开放结构。比如，第二风盘180设有多个气孔182，气孔182与预混导管170的前端开口相通。

第一风盘160设有空气通孔161，空气通孔161贯穿第一风盘160的前后端面，空气通孔161与混合腔室连通，空气通孔161的数量为多个。在本实施例中，空气通孔161设在第一风盘160的外周面，多个空气通孔161关于第一风盘160的中轴线呈圆周布置。可以理解的是，空气通孔161可以避开预混导管170设置。

第二风盘180设有旋流槽181，旋流槽181贯穿第二风盘180的前后端面，旋流槽181的数量为多个。在本实施例中，旋流槽181设在第二风盘180的外周面，多个旋流槽181关于第二风盘180的中轴线呈圆周排布。

由于第一风盘160和第二风盘180之间在前后方向上具有间隙，而多根预混导管170呈间隔设置，无法完全填充第一风盘160和第二风盘180之间的间隙，而且，旋流槽181和该间隙连通，空气通孔161和该间隙连通，因此，预热后的一级助燃空气可以依次流经空气通孔161、间隙和旋流槽181。

第一风盘160和第二风盘180均位于进气口105的前侧，第一风盘160的内周面和第二风盘180的内周面均与套筒112的外周面连接。

可以理解的是，采用上述设置，令多根预混导管170通过第一风盘160和第二风盘180固定在套筒112的内腔106，而且，第一风盘160设置空气通孔161，多根预混导管170之间具有间隙，第二风盘180设置旋流槽181，促使部分的高温的助燃风经空气通孔161、第一风盘160和第二风盘180之间的间隙以及旋流槽181流出，然后，该部分的高温助燃风与预热后的混合气相互混合，从旋流槽181流出的高温助燃风起到强烈的搅拌作用，使高温助燃风和混合气形成更均匀的混合气，从而促使燃气能快速稳定燃烧。

在一些实施例中，烧嘴100的结构还包括有二级空气管道120。

二级空气管道120沿前后方向延伸设置，二级空气管道120内部中空形成有二级空气腔室121，二级空气管道120的前端设有空气出口191，二级空气管道120的后端设有二级空气进口103，使得二级助燃空气能经二级空气进口103流进二级空气腔室121，并从空气出口191流出。

二级空气管道120的前端依次贯穿第一风盘160和第二风盘180。具体的，第一风盘160和第二风盘180设有安装通孔，二级空气管道120的外周面与安装通孔的内周面相连接。二级空气管道120的空气出口191位于第二风盘180的前侧，二级空气管道120的二级空气进口103位于第一风盘160的后侧。

而且，多根预混导管170环绕空气出口191呈圆周设置，也即预热后的预混气在流出后会包围着从空气出口191流出的二级助燃空气。

可以理解的是，二级助燃空气经二级空气腔室121往前流出空气出口191，并与从多根预混导管170流出的预热后的混合气进行混合，多根预混导管170环绕空气出口191设置，能增加混合气与二级助燃空气的接触面积，从而促使燃气能够燃烧更完全。

进一步的，二级空气管道120设有空气通道192，空气通道192沿前后方向延伸设置，空气通道192的一端向后延伸至第一风盘160和第二风盘180之间，使得空气通道192连通于空气通孔161。空气通道192的数量为多个，多个空气通道192环绕空气出口191呈圆周布置。

可以理解的是，采用上述的结构设计，使得位于第一风盘160和第二风盘180之间的高温助燃风中的一部分经旋流槽181流出，该部分的高温助燃风位于混合气的外围，位于第一风盘160和第二风盘180之间的高温助燃风中的另一部分经空气通道192流出，该部分的高温助燃风位于混合气的内围，同时，从空气通道192流出的高温助燃风位于二级助燃空气和预热后的混合气之间，能够让高温助燃风再次与预热后的混合气进一步混合，令燃气和一级助燃空气混合地更加均匀。

在一些实施例中，烧嘴100的结构还包括有燃气管道130和壳体140。

壳体140位于进气口105和出气口104之间，而且，壳体140的外周面与套筒112的内周面连接，套筒112为呈圆筒状的不锈钢套，那么，壳体140的形状为圆筒状，使套筒112能够套在壳体140。

壳体140内部中空形成有缓冲腔141，燃气导管150的后端贯穿设在壳体140，使得燃气导管150与缓冲腔141连通；燃气管道130的前端贯穿设在壳体140，使得燃气管道130与缓冲腔141连通。在燃气管道130高速流动的燃气进入缓冲腔141后，速度变慢，然后，经多根燃气导管150流出缓冲腔141，缓冲腔141能起到一定的缓冲作用，降低燃气的流速。具体的，壳体140的前端面设有多个连接孔，多根燃气导管150的后端对应穿过多个连接孔，并与壳体140连接固定，使得燃气导管150与缓冲腔141相通；壳体140的后端面设有一个连接通孔，连接通孔可以位于壳体140的后端面的中部位置，燃气管道130的前端穿过该连接通孔，并与壳体140连接固定，使得燃气管道130与缓冲腔141相通。壳体140的直径比燃气管道130的直径大。

可以理解的是，由于壳体140内部容积比燃气管道130大，在燃气管道130内高速流动的燃气流进壳体140的缓冲腔141后，自身速度减少，缓冲腔141内的燃气通过多根燃气导管150进行分配，并流向预混导管170。如此设置，可使燃气导管150的数量增加，降低燃气的速度，令燃气能与高温助燃风混合时间更长、更均匀。

在一些实施例中，二级空气管道120的前端依次贯穿燃气管道130、壳体140、第一风盘160和第二风盘180，并且，它们呈同轴设置。燃气管道130与二级空气管道120之间存在间隙，使得燃气管道130内的燃气能经过该间隙流至壳体140内。由于二级空气管道120贯穿第二风盘180，二级空气管道120的前端往前凸出，形成喷头190。

烧嘴100的结构还包括外壳110。外壳110的前端和套筒112的后端连接固定，而内套筒200的后端和外套筒300的后端均连接于外壳110的前端。二级空气管道120贯穿外壳110设置。

在套筒112和外壳110连接固定、壳体140安装于套筒112后，套筒112和外壳110共同形成一个一级空气腔室111，一级空气腔室111位于壳体140的后侧，一级空气腔室111在燃气管道130的外围。外壳110设有一级空气进口102，一级空气进口102与一级空气腔室111连通。

另外，外壳110设有燃气进口101，燃气进口101与位于一级空气腔室111内的燃气管道130相连通。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种高速预热预混燃烧装置，其特征在于，包括：

烧嘴（100），其具有一级空气腔室（111）、二级空气腔室（121）、燃气腔室（131）和混合腔室，所述混合腔室位于一级空气腔室（111）的前方，并与燃气腔室（131）连通；所述烧嘴（100）的外周壁面设有与一级空气腔室（111）连通的出气口（104）以及与混合腔室连通的进气口（105），所述烧嘴（100）的前端面设有与二级空气腔室（121）连通的空气出口（191）以及与混合腔室连通的预混出口；

外套筒（300），其具有空腔（302）且其后端套接于烧嘴（100）的前端；

内套筒（200），其设在外套筒（300）和烧嘴（100）之间且其前端贯穿外套筒（300）的前端面，所述内套筒（200）设有腔体（205）和与腔体（205）连通的火焰出口（204），所述内套筒（200）的外周壁面设有均与腔体（205）连通的预热进口（201）和预热出口（202）；所述内套筒（200）和外套筒（300）之间形成均沿前后延伸的第一流道和第二流道，所述出气口（104）、预热进口（201）、第一流道、第二流道、预热出口（202）和进气口（105）依次连通；

所述内套筒（200）的外周壁面设有沿前后延伸的隔板（203），所述隔板（203）与外套筒（300）的内周面连接，所述预热进口（201）和预热出口（202）之间设有所述隔板（203），所述第一流道的前端和第二流道的前端连通。

2.根据权利要求1所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述烧嘴（100）包括燃气导管（150）和预混导管（170），所述燃气导管（150）设有多根且其后端与燃气腔室连通，所述预混导管（170）设有多根且其后端与混合腔室连通，每根所述燃气导管（150）部分插入每根预混导管（170），所述预混出口设在预混导管（170）的前端。

3.根据权利要求2所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述烧嘴（100）还包括套筒（112）、第一风盘（160）和第二风盘（180），所述套筒（112）具有内腔（106），所述出气口（104）和进气口（105）设在套筒（112）的外周壁面，多根所述预混导管（170）呈间隔设置，所述预混导管（170）的前端贯穿设于第二风盘（180），所述预混导管（170）的后端贯穿设于第一风盘（160），所述第一风盘（160）设有贯穿前后的空气通孔（161），所述第二风盘（180）设有贯穿前后的旋流槽（181），所述旋流槽（181）和空气通孔（161）连通，所述第一风盘（160）和第二风盘（180）位于进气口（105）的前侧，并分别与套筒（112）的外周面连接。

4.根据权利要求3所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述烧嘴（100）还包括二级空气管道（120）；所述二级空气管道（120）前后贯穿第一风盘（160）和第二风盘（180），所述二级空气管道（120）具有所述二级空气腔室（121），所述二级空气管道（120）的前端设有所述空气出口（191），所述二级空气管道（120）的后端设有二级空气进口（103），多根所述预混导管（170）环绕空气出口（191）呈圆周设置。

5.根据权利要求4所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述二级空气管道（120）设有前后延伸的空气通道（192），所述空气通道（192）向后延伸至第一风盘（160）和第二风盘（180）之间，并与空气通孔（161）连通；所述空气通道（192）设有多个且环绕空气出口（191）圆周布置。

6.根据权利要求4所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述烧嘴（100）还包括燃气管道（130）和壳体（140）；所述壳体（140）位于进气口（105）和出气口（104）之间，并与套筒（112）的内周面连接，所述燃气导管（150）的后端贯穿设在壳体（140），所述燃气管道（130）的前端贯穿设在壳体（140）。

7.根据权利要求6所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述二级空气管道（120）的前端依次贯穿燃气管道（130）、壳体（140）、第一风盘（160）和第二风盘（180）并呈同轴设置；所述燃气管道（130）与二级空气管道（120）之间存在间隙。

8.根据权利要求1所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，所述预热进口（201）和预热出口（202）各设有两个且关于内套筒（200）的中轴线对称设置。

9.根据权利要求8所述的高速预热预混燃烧装置，其特征在于，还包括封板（400）；所述封板（400）位于外套筒（300）的前侧，并设于内套筒（200）和外套筒（300）之间，所述封板（400）位于隔板（203）的前方。

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