一种全预混表面燃烧器头部气体分配结构制造技术

一种全预混表面燃烧器头部气体分配结构，解决了如何在较小的压力损失条件下增强燃烧头部的压力分布均匀性和提高表面燃烧器头部对不洁净空气的适用性的问题。本发明专利技术的支撑筒内部采取等压风室结构的设计，可以在较小的压力损失、更为简单的结构和低成本条件下实现燃烧头部近端和远端压力分配均匀，使支撑筒圆柱外壁面上出气孔速度大小接近，利用等压锥完成均匀分配可省去复杂的异型分配结构；采用多孔泡沫陶瓷替代传统的金属纤维结构，可以减缓空气不洁净和外力碰撞导致的孔隙堵塞问题且方便更换；其中采用双层多孔泡沫陶瓷圆筒具有更高的功率调节能力和安全性能。高的功率调节能力和安全性能。高的功率调节能力和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种全预混表面燃烧器头部气体分配结构


[0001]本专利技术涉及一种燃烧器头部气体分配结构，属于气体燃烧


技术介绍

[0002]随着国家环保政策的日益严格，采用扩散或者半预混燃烧方式的传统燃烧器在燃烧过程中产生的污染物浓度很难达到现有的排放标准。通过分析NOx的生成机理得出，采用燃烧温度分布均匀的全预混表面燃烧方式可以进一步降低NOx的排放浓度。目前表面燃烧方式多采用金属纤维表面燃烧器，其NOx排放浓度可控制在30mg/m3以下，并且燃烧效率高于90％，拥有较广的适用范围。但是，在前期应用过程中发现存在以下问题：表面燃烧器的头部气体分配结构在实际运行过程中很难确保燃烧头部近端和远端压力分布的均匀性；即使具有较好的压力分配均匀性，普遍都具有较复杂的结构，带来很大的压损；另外，空气不洁净和外力对其碰撞挤压容易堵塞金属纤维材质的孔隙，造成燃烧器头部的预混气分布不均匀，进一步导致燃烧温度分布均匀性变差，以致出现局部蓝焰和局部红外燃烧的现象，甚至变负荷时可能会出现回火和爆炸等安全问题，即使在空气过滤器存在的条件下，也会带来整体压力损失增加，容易造成燃烧头部首尾压力分布不一致；燃烧头部压力分布的均匀性与燃烧器表面温度分布、CO和NOx的排放浓度密切相关，还会影响燃烧头部燃烧面的使用寿命。从加工角度，现有技术方案采用分配筒上的异形孔或按一定规律分布的非均匀气孔，要造成了加工难度大，成本偏高的问题。
[0003]综上所述，在较小的压力损失条件下增强燃烧头部的压力分布均匀性和提高表面燃烧器头部对不洁净空气的适用性尤为关键，这是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对如何采用更为简单的结构，在较小的压力损失条件下增强燃烧头部的压力分布均匀性和提高表面燃烧器头部对不洁净空气的适用性的问题，本专利技术提供一种全预混表面燃烧器头部气体分配结构。
[0005]本专利技术的一种全预混表面燃烧器头部气体分配结构，所述结构包括支撑筒1、等压锥2和出气孔3；
[0006]所述支撑筒1为近端开口远端靠等压锥2底边封闭的圆筒，等压锥2位于支撑筒1内部，使支撑筒1内部形成等压风室；支撑筒1的壁面分布若干出气孔3，出气孔3的中心所在截面与支撑筒1的中心轴线垂直且相交。
[0007]作为优选，所述等压锥2的外形为以直线或曲线为母线的结构，等压锥的母线直段与支撑筒1的中心轴线所形成的夹角控制在2
‑
10
°
之间。
[0008]作为优选，通过修改等压锥2的母线与支撑筒中心轴线夹角α，优化支撑筒外壁面出气孔速度大小的均匀性。
[0009]作为优选，所述结构还包括多孔泡沫陶瓷，所述多孔泡沫陶瓷包裹在支撑筒1的外表面。
[0010]作为优选，所述结构包括双层多孔泡沫陶瓷圆筒，分别为第一层多孔泡沫陶瓷圆筒5和第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6；第一层多孔泡沫陶瓷圆筒5覆盖在支撑筒1的外表面，第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6覆盖在第一层多孔泡沫陶瓷圆筒5外表面；第一层多孔泡沫陶瓷圆筒5用于预热燃气和防止回火，第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6作为燃烧层，当火焰在第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6的表面时为表面燃烧模式，当火焰在第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6内部燃烧时则为浸没燃烧模式。
[0011]作为优选，第一层多孔泡沫陶瓷圆筒5选用氧化铝或氧化锆泡沫陶瓷材料，孔密度控制在50
‑
65PPI；
[0012]作为优选，第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6圆筒材质选用碳化硅泡沫陶瓷材料，孔密度控制在10
‑
20PPI。
[0013]作为优选，所述第一层多孔泡沫陶瓷圆筒5和第二层多孔泡沫陶瓷圆筒6之间可以留有空隙，空隙内设有空气层或填充有催化剂。
[0014]作为优选，所述结构还包括限位盘4和接耳7；所述支撑筒1的远端设置有限位盘4，限位盘4通过接耳7与等压锥2底边连接。
[0015]作为优选，所述支撑筒1的径向截面为圆形、方形、矩形或多边形。
[0016]本专利技术的有益效果，本专利技术的支撑筒1内部采取等压风室结构的设计方案，可以在较小的压力损失、更为简单的结构和低成本条件下实现燃烧头部近端和远端压力分配均匀，使支撑筒圆柱外壁面上出气孔速度大小接近，利用等压锥完成均匀分配可省去复杂的异型分配结构；另一方面，多孔泡沫陶瓷替代传统的金属纤维结构可以减缓空气不洁净和外力碰撞导致的孔隙堵塞问题且方便更换；与此同时，双层多孔泡沫陶瓷圆筒的设计模式可以通过控制入口燃气流量实现表面燃烧蓝焰模式和浸没燃烧红外辐射模式，及可以起到预热新鲜预混气和防止回火的作用，并且对低热值气体燃烧也有一定的适应性，具有更高的功率调节能力和安全性能。
附图说明
[0017]图1为全预混表面燃烧器圆形头部气体分配结构示意图；
[0018]图2为全预混表面燃烧器方形头部气体分配结构示意图；
[0019]图3为全预混表面燃烧器头部气体分配结构局部剖视图；
[0020]图4为全预混表面燃烧器头部气体分配结构中支撑筒、出气孔和限位盘的示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0024]如图1至图4所示，本实施方式的全预混表面燃烧器头部气体分配结构，包括支撑
筒1、等压锥2和出气孔3；
[0025]所述支撑筒1为近端开口远端靠等压锥2底边封闭的圆筒，等压锥2位于支撑筒1内部，两者以焊接的方式连接，等压锥2底边与支撑筒1焊接，围成的内部空间可形成等压风室结构，支撑筒1的壁面分布若干出气孔3，出气孔的形状为不限于圆形的多种开孔型式，出气孔3的中心所在截面与支撑筒1的中心轴线垂直且相交。
[0026]本实施方式的等压风室结构可使燃烧器头部近端和远端的压力均匀分配，进而使支撑筒圆柱面出口速度均匀的分布。本实施方式支撑筒1的开口端通过法兰盘与表面燃烧器的预混室连接，等压锥2为了减轻自身重量可采用中空结构，其可以通过焊接与支撑筒1的远端封闭；
[0027]本实施方式与传统的分配结构比较，该外形具有结构简单和相对较小的压力损失，而且可以使表面燃烧器头部首尾压力均匀分配，使支撑筒1圆柱面上出气孔出口速度更为一致，进一步使支撑筒外壁面出口速度均匀分布。
[0028]本实施方式中，等压锥2的外形为以直线或曲线为母线的结构，等压锥的母线直段与支撑筒1的中心轴线所形成的夹角控制在2
‑
10
°
之间。
[0029]本实施方式中，通过修改等压锥2的母线与支撑筒中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全预混表面燃烧器头部气体分配结构，其特征在于，所述结构包括支撑筒(1)、等压锥(2)和出气孔(3)；所述支撑筒(1)为近端开口远端靠等压锥(2)底边封闭的圆筒，等压锥(2)位于支撑筒(1)内部，使支撑筒(1)内部形成等压风室；支撑筒(1)的壁面分布若干出气孔(3)，出气孔(3)的中心所在截面与支撑筒(1)的中心轴线垂直且相交。2.根据权利要求1所述的全预混表面燃烧器头部气体分配结构，其特征在于，所述等压锥(2)的外形为以直线或曲线为母线的结构，等压锥的母线直段与支撑筒(1)的中心轴线所形成的夹角控制在2
‑
10
°
之间。3.根据权利要求1所述的全预混表面燃烧器头部气体分配结构，其特征在于，通过修改等压锥(2)的母线与支撑筒中心轴线夹角α，优化支撑筒外壁面出气孔速度大小的均匀性。4.根据权利要求3所述的全预混表面燃烧器头部气体分配结构，其特征在于，所述结构还包括多孔泡沫陶瓷，所述多孔泡沫陶瓷包裹在支撑筒(1)的外表面。5.根据权利要求3所述的全预混表面燃烧器头部气体分配结构，其特征在于，所述结构包括双层多孔泡沫陶瓷圆筒，分别为第一层多孔泡沫陶瓷圆筒(5)和第二层多孔泡沫陶瓷圆筒(6)；第一层多孔泡沫陶瓷圆筒(5)覆盖在支撑筒(1)的外表面，第二层多孔泡沫陶瓷圆筒(6)覆盖在第一层多孔泡沫陶瓷圆筒(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，王宁，龙国徽，王翔宇，刘祥，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：