旋流逆扩散火焰燃烧器制造技术

本实用新型专利技术属于燃烧器技术领域，涉及旋流逆扩散火焰燃烧器，包括燃烧器中间管以及旋流发生室，旋流发生室设置在燃烧器中间管上并与燃烧器中间管内部相贯通，旋流发生室包括燃料进气管以及与燃料进气管相贯通的柱形腔体，燃料进气管的管壁与柱形腔体的内壁相切，燃料进气管通过柱形腔体与燃烧器中间管内部相贯通，燃料进入形成旋流使燃烧器有较稳定的燃烧状态和更高的燃烧效率，减少NOX的排放，同时能在不同的燃烧条件下调节旋流强度的大小，降低旋流燃烧调节难度，减少调节步骤。

Swirl counter-diffusion flame burner

The utility model belongs to the technical field of burners, and relates to a swirl counter-diffusion flame burner, including a burner intermediate tube and a swirl generating chamber, which is arranged in the middle tube of the burner and is connected with the inner part of the burner intermediate tube. The swirl generating chamber comprises a fuel intake pipe and a cylinder cavity connected with the fuel intake pipe, and a tube wall and a cylinder cavity of the fuel intake pipe. The inner wall is tangent, and the fuel intake pipe connects with the inner part of the burner through the cylindrical cavity. The fuel enters into the swirl to form a stable combustion state and a higher combustion efficiency, which can reduce the emission of NOX. At the same time, it can adjust the swirl intensity under different combustion conditions, reduce the difficulty of swirl combustion regulation and reduce the adjustment steps.

【技术实现步骤摘要】
旋流逆扩散火焰燃烧器
本技术涉及燃烧器
，特别涉及旋流逆扩散火焰燃烧器。
技术介绍
逆扩散火焰燃烧是一种特殊的扩散火焰燃烧方式，与普通扩散火焰燃烧的不同之处在于氧化剂与燃料的位置相反，逆扩散火焰燃烧具有燃烧范围大于预混火焰，清洁程度大于普通扩散火焰的特点；逆扩散火焰燃烧装置多由同轴环形燃烧喷口组成，即燃烧器由三个同心管构成，最内层通入空气，中间层通入燃料，最外层通入保护气来稳定燃烧；由于燃烧管由三个同心管构成，管内气体流速在10～80cm/s且管径有限，管内气体流动状态均为层流，进而形成的火焰均为层流逆扩散火焰。旋流燃烧是通过气体旋流使得燃料与氧化剂充分混合，由于旋转射流的流场中存在中旋涡回流区和射流外边界回流区两个回流区，气流旋转时，导致了建立径向和轴向压力梯度，而该压力梯度反过来又影响流场，最终形成内回流区，当旋转比较强烈时，由于轴向压力梯度的增大，射流介质将在轴向发生回流现象，形成一个包含在射流内部的回流区，因此在燃烧过程中，强旋转可强化燃料和空气的混合，且旋流产生的回流区促使大量高温烟气回流，保证燃烧的稳定，所以旋流燃烧通常应用于燃气锅炉或航空发动机等

技术实现思路
为了使燃烧器能有较稳定的燃烧状态和更高的燃烧效率，本技术提供一套高燃烧效率、低NOX排放、易调节燃料流量的旋流逆扩散火焰燃烧器。本技术所采用的技术方案是：旋流逆扩散火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流逆扩散火焰燃烧器包括燃烧器中间管以及旋流发生室，所述旋流发生室设置在燃烧器中间管上并与燃烧器中间管内部相贯通。上述旋流发生室包括燃料进气管以及与燃料进气管相贯通的柱形腔体；所述燃料进气管的管壁与柱形腔体的内壁相切；所述燃料进气管通过柱形腔体与燃烧器中间管内部相贯通。上述柱形腔体的顶部设置有与柱形腔体相贯通的收缩口；所述柱形腔体通过收缩口与燃烧器中间管内部相贯通。上述燃料进气管数目为一个或多个；所述燃料进气管是多个时，多个燃料进气管分布在旋流发生室侧壁上。上述燃料进气管是4个时，4个燃料进气管均匀分布在旋流发生室侧壁上，燃料进气管的管壁与柱形腔体的内壁相切。上述燃料进气管是多个时，多个燃料进气管的管径是等同的。上述旋流逆扩散火焰燃烧器还包括中间管进气管；所述旋流发生室以及中间管进气管自上而下依次设置在燃烧器中间管上并分别与燃烧器中间管相贯通。本技术提供的旋流逆扩散火焰燃烧器，与传统扩散燃烧器相比，在燃烧器中间管上设置与燃烧器中间管内部相贯通的旋流发生室；旋流发生室包括燃料进气管以及与燃料进气管相贯通的柱形腔体，燃料进气管的管壁与柱形腔体的内壁相切，燃料进气管通过柱形腔体与燃烧器中间管内部相贯通，柱形腔体的顶部设置有与柱形腔体相贯通的收缩口，柱形腔体通过收缩口与燃烧器中间管内部相贯通；在通入燃料时，在燃烧器出口处燃料以旋流方式与空气相混合，使得中心空气卷入燃料中，从而加强燃料与空气的混合程度，使燃料燃烧更加充分且减少NOX的排放；同时该装置能够在不同的燃烧条件下进行燃料旋流强度的调节，利用不同旋流强度的火焰特性来增加不同的实际使用空间。因此具有以下优点：(1)采用旋流燃烧方式有效的缩短火焰长度，在较短的距离内达到与普通扩散直流燃烧相比更高的温度。(2)旋流逆扩散燃烧更好的将燃料与空气混合，并且形成中心燃烧区，在中心燃烧区内燃烧为低温燃烧，因此在燃烧过程中减少有害气体NOX产生。(3)旋流逆扩散燃烧在其燃烧中心线最高温度区更稳定，燃烧火焰更加稳定，有效地避免回火。(4)在不同燃烧条件下，通过调整燃料流量来改变旋流强度，简化旋流燃烧调节难度，减少调节步骤。附图说明图1是本技术所提供的旋流逆扩散火焰燃烧器结构示意图；图2是本技术所提供的旋流发生室剖面示意图；图3是本技术所提供的旋流发生室俯视示意图；其中：1-燃烧器外管，11-外管进气管，2-旋流发生室，21-燃料进气管，22-收缩口，23-柱形腔体，3-燃烧器中间管，31-中间管进气管，4-燃烧器内管，41-内管进气管。具体实施方式本技术提供的旋流逆扩散火焰燃烧器，包括燃烧器中间管3以及旋流发生室2，旋流发生室2设置在燃烧器中间管3上并与燃烧器中间管3内部相贯通；旋流发生室2包括燃料进气管21以及与燃料进气管21相贯通的柱形腔体23，燃料进气管21的管壁与燃烧器中间管3内部相贯通；柱形腔体23的顶部设置有与柱形腔体23相贯通的收缩口22，柱形腔体23通过收缩口22与燃烧器中间管3内部相贯通；燃料进气管21数目为一个或多个，所述燃料进气管21是多个时，多个燃料进气管21分布在旋流发生室2侧壁；燃料进气管21是多个时，多个燃料进气管21的管径是等同的；旋流逆扩散火焰燃烧器还包括中间管进气管31；旋流发生室2以及中间管进气管31自上而下依次设置在燃烧器中间管3上并分别与燃烧器中间管3相贯通。下面结合附图对本技术做详细阐明。参见图1，具体实施时，旋流逆扩散火焰燃烧器包括燃烧器外管1、燃烧器中间管3、燃烧器内管4，三个管子从外到内依次同轴嵌套，燃烧器内管4底部与内管进气管41连通，空气从内管进气管41通入竖直达到喷口处，作为燃料燃烧主要氧气供给；燃烧器外管1底部与外管进气管11相连通，且连通处同轴对称，以保证向上气流稳定，作为旋流燃烧外层供氧气流，增加其燃烧效率，降低喷口底部火焰温度有助于减少NOX的形成；燃烧器中间管3底端与中间管进气管31相连接，作为竖直方向燃料的供给，旋流发生室2设置在燃烧器中间管3上并与燃烧器中间管3内部相贯通，旋流发生室2以及中间管进气管31自上而下依次设置在燃烧器中间管3上并分别与燃烧器中间管3相贯通。参见图2，旋流发生室2包括燃料进气管21以及与燃料进气管21相贯通的柱形腔体23，柱形腔体23的顶部设置有与柱形腔体23相贯通的收缩口22，收缩口22为台型，柱形腔体23通过收缩口22与燃烧器中间管3内部相贯通，燃烧器应用时，燃料从燃料进气管21切向通入，与从中间管进气管31竖直方向通入的燃料形成旋流到达燃烧器喷口处。参见图3，燃料进气管21数目为4个，均与分布在旋流发生室2的四个侧壁上，4个燃料进气管21的管壁与柱形腔体23的内壁相切，4个燃料进气管21依次相互垂直，且4个燃料进气管21的管径大小是等同的，此时通入4个燃料进气管21的燃料流量保持一致，总流量在10～80cm/s。具体实施时，燃烧器的所有管材为不锈钢，旋流发生室2材质为铝，外管进气管11、四个燃料进气管21、中间管进气管31、内管进气管41的进气端口都设置有螺纹，燃气通过螺纹连接进入各进气管中。具体实施时，对于不同切向与不同径向的燃料流速建立旋流强度公式，计算公式为；其中，S-旋流强度；r0-燃料进气管半径；R-柱形腔体的半径；At-燃料进气管的总面积；mθ—切向质量流量；mA-竖直轴向质量流量。需要注意的是，应用上述公式计算旋流强度时，将体积流量转换为质量流量后计算旋流强度。公式中r0、R、At是已知定值，只要带入实际的mθ和mA，也就是燃料进气管21切向进入的切向流量和中间管进气管31竖直进入的轴向流量就可以计算出燃料的旋流强度。相反的，r0、R、At是已知定值，若给出旋流强度，也可以利用公式反推出燃料切向和竖直轴向流量，使得旋流强度可以通过切向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.旋流逆扩散火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流逆扩散火焰燃烧器包括燃烧器中间管(3)以及旋流发生室(2)，所述旋流发生室(2)设置在燃烧器中间管(3)上并与燃烧器中间管(3)内部相贯通。

【技术特征摘要】
1.旋流逆扩散火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流逆扩散火焰燃烧器包括燃烧器中间管(3)以及旋流发生室(2)，所述旋流发生室(2)设置在燃烧器中间管(3)上并与燃烧器中间管(3)内部相贯通。2.根据权利要求1所述旋流逆扩散火焰燃烧器，其特征在于：所述旋流发生室(2)包括燃料进气管(21)以及与燃料进气管(21)相贯通的柱形腔体(23)；所述燃料进气管(21)的管壁与柱形腔体(23)的内壁相切；所述燃料进气管(21)通过柱形腔体(23)与燃烧器中间管(3)内部相贯通。3.根据权利要求2所述旋流逆扩散火焰燃烧器，其特征在于：所述柱形腔体(23)的顶部设置有与柱形腔体(23)相贯通的收缩口(22)，所述柱形腔体(23)通过收缩口(22)与燃烧器中间管(3)内部相贯通。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亮，刘长春，
申请(专利权)人：陕西山高水远机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61