CN117212796A - 一种燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃烧器，其包括主管，主管的两端分别为进气端和出气端，出气端上固定设有第一封堵板，第一封堵板上设有第一喷孔，主管的外侧壁上固定设有多个朝出气端倾斜布置的外支管，外支管内设有同轴布置的内支管，内支管的一端固定设在主管的外侧壁上并且与主管的内腔连通，内支管的另一端固定设有第二封堵板，外支管的靠近主管出气端一侧的管壁上设有多个第二喷孔，内支管的管壁上设有多个第三喷孔，第三喷孔与第二喷孔一一对应布置，第三喷孔与对应的第二喷孔之间固定连接有拉法尔喷嘴。其目的是为了提供一种燃烧器，其通过强化燃气喷射与助燃空气的均匀快速混合，保证天然气完全燃烧，实现降低火焰长度和减少黑烟的效果。

Description

一种燃烧器

技术领域

本发明属于城市燃气作业中天然气燃烧工艺节能与环境保护技术领域，具体涉及一种燃烧器。

背景技术

近几年来，随着天然气的大力推行，有关天然气放空、排放和燃烧过程及影响的问题也随之而来，为此需要针对这一问题进行研究改善，从而使得燃烧放空达到更好的效果。

对于天然气来说，其是碳氢化合物的混合物，由95％的甲烷、2.5％的乙烷、0.2％的丙烷、0.06％的丁烷、0.02％的某些高级烷烃(C₅H₁₂+C₁₀H₂₂)、1.6％的氮气(N₂)、0.7％的二氧化碳(CO₂)、微量的硫化氢(H₂S)、水(H₂O)以及其他微量气体杂质和不可燃组分组成。含有多碳元素的物质，如果让其直接排放，其全球变暖潜能值，将会极大地增加温室效应，基于上述原因，需要将城市燃气作业中的天然气进行燃烧放空，以便减少环境的污染。现有的一般燃烧器，直接对天然气进行点火放空，会产生大量的黑烟，影响居民环境，已经不满足现实需要，因此，需要对现有燃烧器进行改进加工，降低点火放空的火焰长度，有效控制黑烟的产生，同时降低噪音污染。

因此，研发一种既能保证低火焰长度，又能减少黑烟产生的节能环保型燃烧器很有意义，对于城市放空系统则是更加迫切的。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进，提供一种燃烧器，该燃烧器通过强化燃气喷射与助燃空气的均匀快速混合，保证天然气完全燃烧，实现降低火焰长度和减少黑烟的效果。

本发明燃烧器，包括主管，所述主管的两端分别为进气端和出气端，所述出气端上固定设有第一封堵板，所述第一封堵板上设有第一喷孔，所述主管的外侧壁上固定设有多个外支管，所述外支管朝主管的出气端倾斜布置，所述外支管内设有同轴布置的内支管，所述内支管的一端固定设在主管的外侧壁上并且与主管的内腔连通，所述内支管的另一端固定设有第二封堵板，所述外支管的靠近主管出气端一侧的管壁上设有多个第二喷孔，多个所述第二喷孔沿外支管的轴向间隔布置，所述内支管的管壁上设有多个第三喷孔，多个所述第三喷孔与多个所述第二喷孔一一对应布置，所述第三喷孔与对应的第二喷孔之间固定连接有拉法尔喷嘴。

本发明燃烧器，其中所述内支管内沿轴向滑动密封设有挡板，所述挡板与一螺杆的一端固定连接，所述螺杆的另一端沿内支管的轴向穿过第二封堵板，所述外支管的远离主管一端转动安装有螺母，所述螺杆的另一端与螺母螺纹连接。

本发明燃烧器，其中所述内支管的内管壁上设有轴向布置的滑槽，所述挡板上固定设有与所述滑槽配合使用的滑块，所述滑块位于滑槽内。

本发明燃烧器，其中所述内支管的内管壁上固定设有轴向布置的滑块，所述挡板上设有与滑块配合使用的滑槽，所述滑块位于滑槽内。

本发明燃烧器，其中所述外支管的远离主管一端固定设有第三封堵板，所述第三封堵板上设有第一通孔，所述第一通孔内设有所述螺母，所述螺母与第一通孔之间为间隙配合，所述螺母通过轴承转动安装在外支管的内壁上，所述螺杆的另一端穿过第二封堵板后与螺母螺纹连接。

本发明燃烧器，其中多个所述外支管沿主管的外侧壁周向均匀间隔布置。

本发明燃烧器，其中还包括呈筒状的稳焰罩，所述主管和外支管均位于稳焰罩内，所述外支管与稳焰罩的内壁之间留有间隙，所述稳焰罩上设有周向布置的多个第二通孔。

本发明燃烧器，其中所述第二通孔为圆形、椭圆形、多边形或其他不规则形状。

本发明燃烧器，其中所述第二通孔为条形通孔，所述条形通孔沿稳焰罩的轴向布置，所述条形通孔内设有多个间隔布置的条形挡风板，所述条形挡风板沿稳焰罩的轴向布置，相邻两个条形挡风板之间形成通风间隙，所述通风间隙沿稳焰罩内筒壁的切线方向布置。

本发明燃烧器与现有技术不同之处在于本发明燃烧器在使用的时候，天然气从主管的进气端进入，之后一部分天然气从主管的第一喷孔喷出并燃烧，其余天然气则进入到内支管内，之后再依次经第三喷孔、拉法尔喷嘴和第二喷孔喷出并燃烧，由于外支管朝主管的出气端倾斜布置，即外支管靠近主管的出气端聚拢布置，这样主管上喷射的火焰被多个外支管上喷射的火焰包裹起来，形成了聚拢式的喷射情形，有效降低了火焰的长度，使得燃烧更加均匀充分。除此之外，在内支管的第三喷孔和外支管的第二喷孔之间固定连接有拉法尔喷嘴，这样，天然气在从外支管上喷出燃烧时，先从内支管的第三喷孔进入到拉法尔喷嘴内，再依次经拉法尔喷嘴的前部压缩段、中间喉部以及后部扩张段后从外支管的第二喷孔喷出并燃烧，拉法尔喷嘴的前部压缩段、中间喉部、后部扩张段共同作用形成的截面收缩、收缩顶峰和扩张的不断变化下，形成助燃空气和燃气压力的不断变化，这种流通断面和流体压力的不断变化，能够实现天然气与助燃空气的快速均匀混合燃烧。拉法尔喷嘴还能够降低天然气的喷出速度，从而起到减小火焰长度的作用。由此可见，本发明能够通过强化燃气喷射与助燃空气的均匀快速混合，保证天然气完全燃烧，实现降低火焰长度和减少黑烟的效果。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明燃烧器实施例一的主视图；

图2为本发明燃烧器实施例一的主视剖视图；

图3为本发明燃烧器实施例一中外支管的内部结构示意图；

图4为沿图3中A-A线的剖视图；

图5为本发明燃烧器实施例一的俯视图；

图6为本发明燃烧器实施例二的俯视图；

图7为沿图6中B-B线的剖视图；

图8为本发明燃烧器实施例三的主视剖视图；

图9为沿图8中C-C线的剖视图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，并结合图2-5所示，本发明燃烧器，包括主管4，所述主管4的两端分别为进气端和出气端，所述出气端上固定设有第一封堵板9，所述第一封堵板9上设有第一喷孔10，所述主管4的外侧壁上固定设有多个外支管3，所述外支管3朝主管4的出气端倾斜布置，所述外支管3内设有同轴布置的内支管13，所述内支管13的一端固定设在主管4的外侧壁上并且与主管4的内腔连通，所述内支管13的另一端固定设有第二封堵板5，所述外支管3的靠近主管4出气端一侧的管壁上设有多个第二喷孔7，多个所述第二喷孔7沿外支管3的轴向均匀间隔布置，所述内支管13的管壁上设有多个第三喷孔6，多个所述第三喷孔6与多个所述第二喷孔7一一对应布置，所述第三喷孔6与对应的第二喷孔7之间固定连接有拉法尔喷嘴8。

如图5所示，多个所述外支管3沿主管4的外侧壁周向均匀间隔布置。在本实施例中，外支管3的数量设为四个，当然，也可以设为其他数量。

如图1、2所示，主管4的出气端朝上布置，外支管3朝上倾斜布置，即实现上述的外支管3朝主管4的出气端倾斜布置。

如图2所示，主管4的管壁上设有与内支管13相对应的通气孔11，内支管13与主管4的内腔通过通气孔11实现连通。

如图2、3所示，由于多个第二喷孔7沿外支管3的轴向均匀间隔布置，并且第三喷孔6与第二喷孔7一一对应布置，因此，多个第三喷孔6也沿内支管13的管壁轴向均匀间隔布置。

拉法尔喷嘴8属于现有技术，其包括前部压缩段、中间喉部以及后部扩张段，至于拉法尔喷嘴8的工作原理不再予以赘述。

如图2-4所示，本发明燃烧器，其中所述内支管13内沿轴向滑动密封设有挡板12，所述挡板12与一螺杆1的一端固定连接，所述螺杆1的另一端沿内支管13的轴向穿过第二封堵板5，所述外支管3的远离主管4一端转动安装有螺母2，所述螺杆1的另一端与螺母2螺纹连接。

如图4所示，本发明燃烧器，其中所述内支管13的内管壁上设有轴向布置的滑槽，所述挡板12上固定设有与所述滑槽配合使用的滑块16，所述滑块16位于滑槽内。滑块16与滑槽的形状相适配，在滑块16和滑槽的作用下，挡板12能够滑动密封设在内支管13内。当然，也可以将滑块16和滑槽的设置位置相互调换，即所述内支管13的内管壁上固定设有轴向布置的滑块16，所述挡板12上设有与滑块16配合使用的滑槽，所述滑块16位于滑槽内。

如图1-3、5所示，本发明燃烧器，其中所述外支管3的远离主管4一端固定设有第三封堵板15，所述第三封堵板15上设有第一通孔，所述第一通孔内设有所述螺母2，所述螺母2与第一通孔之间为间隙配合，所述螺母2通过轴承14转动安装在外支管3的内壁上(当然，轴承14位于外支管3内)，所述螺杆1的另一端穿过第二封堵板5后与螺母2螺纹连接。

如图2、3所示，当转动螺母2时，由于螺杆1与挡板12固定连接，并且挡板12沿轴向滑动密封设在内支管13内，因此，螺杆1和挡板12并不会跟随螺母2一起转动，而只会沿着内支管13的轴向滑动。

天然气的流动方向为：从主管4进入到内支管13，再从挡板12与主管4之间的第三喷孔6、拉法尔喷嘴8和第二喷孔7喷出外支管3。基于此，当转动螺母2让挡板12沿着内支管13的轴向朝远离主管4的方向滑动时，挡板12与主管4之间的第三喷孔6数量会增加，即增加了天然气喷出的第三喷孔6的数量，相反，当反向转动螺母2让挡板12沿着内支管13的轴向朝靠近主管4的方向滑动时，挡板12与主管4之间的第三喷孔6的数量会减少，即减少了天然气喷出的第三喷孔6的数量。

将第三喷孔6、拉法尔喷嘴8以及第二喷孔7所共同形成的孔称之为放散孔17，综上所述，当挡板12沿着内支管13作靠近主管4的滑动时，内支管13上的第三喷孔6从主管4的远侧向近侧方向逐渐关闭(第三喷孔6关闭也即是放散孔17关闭)，即可用于喷出天然气的放散孔17的数量在减少；相反，当挡板12沿着内支管13作远离主管4的滑动时，内支管13上的第三喷孔6从主管4的近侧向远侧方向逐渐打开(第三喷孔6打开也即是放散孔17打开)，即可用于喷出天然气的放散孔17的数量在增加。这样，可以根据实际的放散量，来调整放散孔17的打开数量。

如图5所示，四个外支管3上的放散孔17形成阵列式分布，使天然气的燃烧更加均匀。

本发明燃烧器与现有技术不同之处在于本发明燃烧器在使用的时候，天然气从主管4的进气端进入，之后一部分天然气从主管4的第一喷孔10喷出并燃烧，其余天然气则进入到内支管13内，之后再依次经第三喷孔6、拉法尔喷嘴8和第二喷孔7喷出并燃烧，由于外支管3朝主管4的出气端倾斜布置，即外支管3靠近主管4的出气端聚拢布置，这样主管4上喷射的火焰被多个外支管3上喷射的火焰包裹起来，形成了聚拢式的喷射情形，有效降低了火焰的长度，使得燃烧更加均匀充分。除此之外，在内支管13的第三喷孔6和外支管3的第二喷孔7之间固定连接有拉法尔喷嘴8，这样，天然气在从外支管3上喷出燃烧时，先从内支管13的第三喷孔6进入到拉法尔喷嘴8内，再依次经拉法尔喷嘴8的前部压缩段、中间喉部以及后部扩张段后从外支管3的第二喷孔7喷出并燃烧，拉法尔喷嘴8的前部压缩段、中间喉部、后部扩张段共同作用形成的截面收缩、收缩顶峰和扩张的不断变化下，形成助燃空气和燃气压力的不断变化，这种流通断面和流体压力的不断变化，能够实现天然气与助燃空气的快速均匀混合燃烧。拉法尔喷嘴8还能够降低天然气的喷出速度，从而起到减小火焰长度的作用。由此可见，本发明能够通过强化燃气喷射与助燃空气的均匀快速混合，保证天然气完全燃烧，实现降低火焰长度和减少黑烟的效果。

本发明基于喷射强化和集中燃烧原理设计，适用于处理适量城市燃气中的天然气排放气体，聚拢式燃烧可使火焰高度减少，满足高效节能的环保要求。

本发明中，天然气首先进入到主管4内，之后再从主管4分别进入到不同的内支管13内，这样天然气分为几股气体进入到不同的流道之中，减缓了大流量的排放速度。主管4只有一个第一喷孔10，四个周向分布的外支管3上面均匀阵列布置着多个放散孔17，这四个外支管3靠近主管4中心聚拢，使得燃气火焰在喷出时与助燃空气充分接触，完全混合，同时还让直接喷射出的火焰长度得到了有效的减少。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的外支管3靠近主管4中心聚拢布置，实现了天然气和助燃空气快速均匀混合，降低了火焰的高度；外支管3上的放散孔17呈阵列式布置，实现了天然气的阵列式喷射；放散孔17中设有拉法尔喷嘴8，在正常工况运行时，天然气和空气通过拉法尔喷嘴8的前部锥形部位和喉部进行加强混合。

(2)本发明中四个外支架上的放散孔17喷出的天然气气流与主管4上第一喷孔10喷出的天然气气流会相互交叉，从而加强了气流之间的混合。

(3)本发明中主管4喷出的火焰被四个外支管3喷出的火焰包裹起来，形成了聚拢式的喷射情况，有效降低了火焰的长度，使得燃烧更加均匀充分。

(4)本发明中的拉法尔喷嘴8由前部压缩段、中间喉部、后部扩张段共同作用形成的截面收缩、收缩顶峰和扩张的不断变化下，形成助燃空气和天然气压力的不断变化，这种流通断面和流体压力的不断变化，能够实现天然气与助燃空气的快速均匀混合燃烧。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于增加了稳焰罩18，具体为：如图6、7所示，本发明燃烧器，其中还包括呈筒状的稳焰罩18，所述主管4和外支管3均位于稳焰罩18内，所述外支管3与稳焰罩18的内壁之间留有间隙，所述稳焰罩18上设有周向均匀布置的多个第二通孔19。第二通孔19为圆形、椭圆形、多边形或其他不规则形状。第二通孔19能够将外界的空气导入稳焰罩18内，以对天然气进行助燃。

稳焰罩18能够防止火焰来回跳动，并且还能起到隐蔽火焰的作用，除此之外，稳焰罩18还能够将热量引导至高处，避免工作人员所在的低处的辐射热量过高，以起到保护工作人员的作用。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于第二通孔19的结构不同，具体为：如图8、9所示，本发明燃烧器，其中所述第二通孔19为条形通孔，所述条形通孔沿稳焰罩18的轴向布置，所述条形通孔内设有多个间隔布置并且相互平行的条形挡风板20，所述条形挡风板20沿稳焰罩18的轴向布置，相邻两个条形挡风板20之间形成通风间隙21，所述通风间隙21沿稳焰罩18内筒壁的切线方向布置。

这样，空气在经第二通孔19的通风间隙21进入到稳焰罩18内后，会沿稳焰罩18的内筒壁转动，从而增强空气与天然气的混合，使天然气更加充分地燃烧。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种燃烧器，其特征在于：包括主管，所述主管的两端分别为进气端和出气端，所述出气端上固定设有第一封堵板，所述第一封堵板上设有第一喷孔，所述主管的外侧壁上固定设有多个外支管，所述外支管朝主管的出气端倾斜布置，所述外支管内设有同轴布置的内支管，所述内支管的一端固定设在主管的外侧壁上并且与主管的内腔连通，所述内支管的另一端固定设有第二封堵板，所述外支管的靠近主管出气端一侧的管壁上设有多个第二喷孔，多个所述第二喷孔沿外支管的轴向间隔布置，所述内支管的管壁上设有多个第三喷孔，多个所述第三喷孔与多个所述第二喷孔一一对应布置，所述第三喷孔与对应的第二喷孔之间固定连接有拉法尔喷嘴。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：所述内支管内沿轴向滑动密封设有挡板，所述挡板与一螺杆的一端固定连接，所述螺杆的另一端沿内支管的轴向穿过第二封堵板，所述外支管的远离主管一端转动安装有螺母，所述螺杆的另一端与螺母螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：所述内支管的内管壁上设有轴向布置的滑槽，所述挡板上固定设有与所述滑槽配合使用的滑块，所述滑块位于滑槽内。

4.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：所述内支管的内管壁上固定设有轴向布置的滑块，所述挡板上设有与滑块配合使用的滑槽，所述滑块位于滑槽内。

5.根据权利要求3或4所述的燃烧器，其特征在于：所述外支管的远离主管一端固定设有第三封堵板，所述第三封堵板上设有第一通孔，所述第一通孔内设有所述螺母，所述螺母与第一通孔之间为间隙配合，所述螺母通过轴承转动安装在外支管的内壁上，所述螺杆的另一端穿过第二封堵板后与螺母螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于：多个所述外支管沿主管的外侧壁周向均匀间隔布置。

7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于：还包括呈筒状的稳焰罩，所述主管和外支管均位于稳焰罩内，所述外支管与稳焰罩的内壁之间留有间隙，所述稳焰罩上设有周向布置的多个第二通孔。

8.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于：所述第二通孔为圆形、椭圆形、多边形或其他不规则形状。

9.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于：所述第二通孔为条形通孔，所述条形通孔沿稳焰罩的轴向布置，所述条形通孔内设有多个间隔布置的条形挡风板，所述条形挡风板沿稳焰罩的轴向布置，相邻两个条形挡风板之间形成通风间隙，所述通风间隙沿稳焰罩内筒壁的切线方向布置。