专利名称：工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气燃烧器装置，尤其涉及一种工业烘干、加热 用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置。
背景技术：
现有工农业的烘干、加热(如化工厂的加氢炉、制氢炉、焦化炉、 合成氨转化炉、乙烯裂解炉等管式炉，高温炉窑上的玻璃熔化炉、陶瓷烧 成炉等，铸造行业的烘干铁水钢包，农业粮食烘干和温室大棚，以及其它 各类烘干工艺、废物灼烧等等)仍相当多的使用管式扩散式燃烧器、直燃 式燃烧器及引射式预混燃烧器，这些燃烧器基本上都采用大气式燃烧结 构，其中引射式燃烧器靠高压燃气引射作用，在吸入段可借助动能吸入空 气，在引射管处实现混合，其缺点是空气和燃气混合不均匀也不充分， 过剩空气系数小于1，燃气不能完全燃烧，造成燃烧时一部分潜能的浪费， 另外这类燃烧器使用的燃气系统压力过大， 一般在10—100Kpa，不够安 全，容易发生回火、运行时噪音较大、负荷调节范围小、燃烧稳定性差。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种工业烘 干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置。该装置无需使用高压力燃 气便能将燃气与空气充分的按比例预混，并能通过特殊的燃烧系统使燃气 充分燃烧。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是-
一种工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置，包括配风 预混系统、燃气控制系统、点火系统、燃烧系统及熄火保护系统，所述配 风预混系统由涡流风机、风气混合器、燃气喷嘴、风量控制器组成，其中 风量控制器安装在涡流风机进风口处的外壳上，燃气喷嘴安装在风气混合 器内，所述燃气控制系统由电磁阀、压力调节阀、主气球阀和微调针阀四 阀串联与配风预混系统的燃气喷嘴相接，所述燃烧系统由盆形外壳、稳火 器护圈、喷气管、喷气管卡盘、蜂巢式多孔稳火器及护火罩组成，其中喷 气管安装在喷气管卡盘上，喷气管卡盘镶嵌在蜂巢式多孔稳火器上，装有 喷气管卡盘的蜂巢式多孔稳火器再安装在稳火器护圈内，稳火器护圈与盆 形外壳通过法兰连接，两者之间形成有分气室，护火罩安装在盆形外壳上， 所述点火系统由手动点火和电子点火两部分组成，其中手动点火部分由 控制球阀和点火枪组成，控制球阀一端与连接气源的三通相接，另一端与 点火枪相接，电子点火部分的点火针安装在燃烧系统的盆形外壳上，所述 熄火保护系统由一个电子控制器、电磁阀、离子检测针组成，其中电磁阀 输出端与压力调节阀进气端相接，其输入端与进气管道的主控阀门相接， 离子检测针也安装在燃烧系统的盆形外壳上，与点火针对称，电子控制器
安装在控制盒内，有一个输入端子接220V市电，五个输出端子分别与开 关、电磁阀、涡流风机、点火针、离子检测针相接，电子控制器同时启动 并控制各器件的功能。
所述燃气喷嘴具有多个喷气孔，各喷气孔的喷气方向与风机吹风方向一致。
所述风量控制器为一个带有多个叶片的、可滑动的、能够控制进风口 大小的独立器件，包括环形底座、可相对环形底座旋转的压环和设在环形 底座与压环之间的多个半环形滑片，在最大进风量状态下，半环形滑片都 分布在环形底座的环周上，各滑片均具有自由端和枢接在底座之上的枢轴 端，自由端和枢轴端分别通过导柱插在压环上相应的径向长槽内。由此， 通过相对底座来旋转压环，利用导柱在径向长槽内的滑动，带动滑片的自 由端向环内或环外旋转，来增大或减小滑片所覆盖的环口面积。
所述风气混合器内安装有两个混气扇，混气扇的旋转轴与喷气孔中心 轴线平行。
所述燃烧系统的盆形外壳为铸铁加工件，其底口通过混合气输送管道 与配风预混系统的风气混合器相接，上口与稳火器护圈相接，盆形外壳与 镶有多个喷气管卡盘的稳火器护圈之间形成分气室。
所述稳火器护圈为圆桶形铸铁加工件，其直径与盆形外壳直径相同，
喷气管卡盘为一圆形铸铁加工件，厚10—15mm,表面均匀分布有多个用 于安装喷气管的通透孔，其孔径略大于喷气管直径。
所述喷气管为多个不锈钢管制件，长50—80 im，直径为10—12mm， 在喷气管前端镶有喷嘴，喷嘴长10—14 mm，孔径为3.5—6mm，其嘴口呈 喇叭状，多个喷气管安装在喷气管卡盘上形成喷气管组群。
所述蜂巢式多孔稳火器为圆柱形，安装在稳火器护圈内，长60—110 mm，直径比稳火器护圈内径略小，由耐高温耐火材料烧制而成，里边均匀 分布有多个蜂巢状小孔，其喷火端孔口呈喇叭状，安装有多个喷气管的喷 气管卡盘对应镶嵌并插入蜂巢式多孔稳火器内，喷气管喷嘴端口距蜂巢式
多孔稳火器喷火口 10—30mm。
所述护火罩为圆桶形，用白钢板加工而成，安装在盆形外壳上，其上
设有多个小孔，护火罩直径大于盆形外壳10—30 mm,长度超过蜂巢式多
孑k稳火器喷火端口 30—50咖。
所述点火针针尖与喷火嘴孔接近，间距在2—3mm之间，离子检测 针的耐高温金属针尖接近喷火口火焰能烧到的地方。
本实用新型在风气混合器里设有喷嘴，其喷出的燃气射在混合器 腔内的空气流中，在两个涡流风机的旋切转动作用下，实现了充分的预 混合，并呈紊流状态沿密闭的混合气管道内壁在一定的压力作用下进入 盆形外壳与稳火器护圈形成的分气室里,再通过多个喷气管分别沿蜂巢 式多孔稳火器口喷出燃烧。由于实现了燃气与空气充分的按比例预混燃 烧，使之燃烧充分，加之混合燃气通过喷气管及蜂巢式多孔稳火器口时 得到预热，燃烧时化学反应速度加快，使之燃烧热强度更高，从而实现 节能30°/。以上，同时CO、 NOx排放不超标。此外，该全预混蜂巢式直 喷燃烧器不需要使用高压力燃气，调节范围宽、燃烧安全。
图1是本实用新型燃烧器装置的局部剖视示意图2是环形风量控制器的剖面示意图3是分布有多滑片的底座示意图4是压环示意图5是风气混合器结构示意图6是燃气控制系统示意图；图7是燃烧系统剖面示意图； 图8是图7的A向视图9是图7的B向视图IO是燃烧系统分解示意图11是离子检测针与电子控制器的连接示意图； 图12是点火针与电子控制器的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的描述(
附图标记说明如下
1-
21-
电磁阀
3——压力调节阀
5-三通
7——调节针阀 9——离子检测针 11— 13— 15_
2——电子控制器 4——控制球阀 6~~~主控球阀
—喷嘴 10——点火针
8
-蜂巢式多孔稳火器12——喷气管
-稳火器护圈14—一喷气管卡盘
-盆形外壳16——一护火罩
-混合气管道18——一风气混合器
-混气扇20—一点火枪
-风量控制器22—涡流风机
-燃气管道24—一分气室
一环形底座112—一压环
113——护网 114——导柱
115——半环形滑片 116——枢轴端
117——自由端 118——径向长槽
如图1所示，该工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装
置由燃气控制系统i、配风预混合系统n、点火系统m、燃烧系统W、意
外熄火保护系统V及连接的密闭燃气管道23组成。
如图6所示，燃气控制系统I中的电磁阀1处在进气管道的切断处， 并串接在压力调节阀3的前端，当意外熄火时此阀关闭并切断气源，压力 调节阀3其进气端与电磁阀1的出气端相连接，压力调节阀3的出气端通 过密闭的燃气管道23与主控球阀6、调节针阀7串联，调节针阀7与设 置在风气混合器18里的主气喷嘴8连接，调压阀3起到调压、稳压的作 用，主控球阀6起到开闭和控制燃气量大小的作用，并通过与风量控制器 21的机械联动达到按燃气量比例配风，调节针阀7起到控制燃气量与配 风大小的微调作用，使燃气与空气配比更加准确，同时也起到由于燃气压 力的变化而引起气量变化的调节作用，使燃烧更加稳定，控制由于气压瞬 间变化造成的燃烧能量损失。通过燃气控制系统各阀门的调整配合控制， 及与风量控制器21的同步联动，实现对燃气量大小的合理配风，使燃烧 时过剩空气系数趋于合理，并保持在稳定压力下燃烧。
如图5所示，配风混合系统II由中压涡流风机22、风量控制器21、 风气混合器18、混气扇19、喷嘴8组成，其中涡流风机22与风气混合器 18的一端相连，风气混合器18的另一端与通过密闭混合气管道17同燃 烧器盆形外壳15底口相通，风气混合器18为带有法兰的中空的方形铸件，
其空腔内分别在两端安装有混气扇19，混气扇19是由多个扇叶组成的叶 轮，可做外旋转动，燃气喷嘴8垂直安装在风气混合器18的空腔内，位 于两个混气扇19的中间，喷嘴8的喷气孔喷气方向与涡流风机22吹风方 向相同，风量控制器21安装在涡流风机22进风口处的外壳上，以控制涡 流风机22进风口的大小，从而控制涡流风机22的进风量。
如图2、 3、 4所示，风量控制器21为环形，包括环形底座lll、压 环112、护网113和设在底座111与压环112之间的半环形滑片115，其 中滑片115为多个(图示为6个)，在最大进风量状态下(底座的环口未 被任何滑片覆盖)，全部均匀分布在底座的环周上，分别具有自由端117 和枢接在底座111之上的枢轴端116，自由端117和枢轴端116分别通过 导柱114插在压环112上的相应的径向长槽118内。通过相对底座111来 旋转压环112，可以利用导柱114在长槽118内的滑动，带动滑片所覆盖 的环口面积，进而控制进风口的大小。因此，风量控制器21可以类似照 相机光圈控光一样控制进风量的大小。
如图l、图7、图8、图9、图10所示，燃烧系统IV (即燃烧头)由 盆形外壳15、喷气管卡盘14、喷气管12、蜂巢式多孔稳火器11、稳火器 护圈13、护火罩16组成，其中盆形外壳15为铸铁加工制件，底口与密 闭混合气管道17相通并连接，盆形外壳15上口为带有卡口的接口，与稳 火器护圈13紧密相接，喷气管12为多个，长50—80 mm，由内径为010 mm—012 mm的不锈钢管加工件组成，其前端镶有喷火嘴，喷火嘴长10— 14mm，嘴口直径为03.5—6 mm，喷气管12分别设置在喷气管卡盘14上， 喷气管卡盘14为一个10—15 ran厚的圆形铸铁加工件，之上分布有多个直
径略大于喷气管12直径的小孔，喷气管12就镶嵌在喷气管卡盘14的小 孔上，喷气管火嘴端口距蜂巢式多孔稳火器端口约5—10皿，蜂巢式多孔 稳火器ll为耐火材料烧制而成，中间有多个小孔，小孔直径为012mm— 014 mm,镶在喷气管卡盘14上的多个喷气管12分别插入蜂巢式多孔稳火 器11的多个小孔内，安装有喷气管卡盘14和喷气管12的蜂巢式多孔稳 火器11再安装在稳火器护圈13内，蜂巢式多孔稳火器11喷火口端伸出 稳火器护圈13约10—30mm，稳火器护圈13为圆桶形铸铁加工件，距喷 气管卡盘14的一端车有卡口，与盆形外壳15上口以法兰相接，盆形外壳 15底部和喷气管卡盘之间形成一个分气室24，护火罩16为圆桶形不锈钢 冲压制件，安装在盆形外壳15之上，当预混的燃气通过密闭混合气管道 17从燃烧头盆形外壳15底口进入分气室24再分别进入多个喷气管12并 喷射燃烧。
如图l、图6、图11所示，意外熄火保护系统V由电子控制器2、电 磁阀1、离子检测针9组成，其中电子控制器2由一个控制电子板安装在
一个耐热绝缘的塑料盒内，有一个输入端子和五个输出端子，输入端r
接入市电220V，输出端2'接开关，输出端3'接电子点火针IO，输出 端4'接离子检测针9，输出端5'接电磁阀1，输出端6'接涡流风机22， 电磁阀1受电子控制器2控制， 一端与气源相接，另一端与压力调节阀3 相接，离子检测针9安装在盆形外壳15上其针尖接触火焰，另一端通过 电线与电子控制器2相接。当电子控制器2开关输出端2'启动时，电磁 阀1开通，燃气经过调压阀3、主控球阀6、调解针阀7、燃气管道23 — 直输送到燃气喷嘴8再进入风气混合器18，经与空气混合后再通过密闭
燃气管道23进入燃烧头分气器室24，再从多个喷气管12喷出，经点火 燃烧，当遇意外情况，如突然熄火时或点火时间过长不能一次点燃时，电 磁阀l自动关闭，此时切断气源，从而起到熄火保护作用。
如图i、图i2所示，电子点火系统m由手动点火和电子点火两部分
组成，其中手动点火由点火控制球阀4和点火枪20连接组成，点火控制 球阀4一端与连接气源的三通5相接，另一端与点火枪20相接，当使用 手动点火时，将启动点火控制开关4并用火机点燃点火枪再点燃主火，从 而实现人工点火，电子点火针IO安装在盆形外壳15上，其金属针尖距喷 火口 2—3 mm，另一端通过电线与电子控制器2的输出端3'相接，自动 电子点火时，启动电子控制器2之开关，点火针10将自动打火点燃主火。 如图1所示，环形风量控制器21通过与主控阀门6的机械联动，在 控制燃气量大小的同时，同步控制风机进风量的大小，从而使进入风气混 合器18里的燃气和空气按比例混合，使过剩空气系数趋于合理，达到合 理配风、充分预混的目的，发挥了燃气燃烧时的潜能，克服了大气式燃烧 器由于燃烧时所需空气不足燃烧不好所造成的燃气浪费，从而实现了节 能。
如图1所示，风气混合器18空腔内的二个混气扇19，在风机风压和 燃气压力作用下做外旋快速转动，将进入风气混合器18空腔内空气和燃 气充分打碎混合，并呈紊流状态流向燃烧头分气室24并进入喷气管12 喷出燃烧，由于混合充分，再加上多个喷气管喷出的燃气呈现预混紊流燃 烧火焰，根据反应动力学原理其火焰表面积加大、传播速度快、火焰热强 度高，使燃气燃烧时的显能充分发挥，从而提高了热效率，也实现了节能。
如图1所示，燃烧系统中的蜂巢式多孔稳火器11是由特殊配方的耐 火材料烧制而成，具有极好的热传导特性和保温性能，对于进入喷气管 12的预混燃气起到预热作用，特别是这种蜂巢状的多孔稳火器ll，当燃 气喷出燃烧时，位于出火孔的部分烧至发红，温度极高，进而形成了一个 燃烧反应中的预热区，这样就能使燃气受到充分预热，其初温愈高，进而
形成火焰温度也愈高，同时，设置在蜂巢式稳火器11中的喷气管12的喷
嘴前端及蜂巢式多孔稳火器ll中的单孔前端为喇叭状开口，每个火嘴喷 出的燃气束其火焰互相碰撞，加速了燃烧过程中在化学反应区的快速反 应，火焰传播速度快，热扩散也快，火焰热强度高使得燃气燃烧过程中潜 能不丢失，显能充分发挥，从而提高了热效率而实现节能。此外，由于实 现了充分燃烧，其尾气排放低于国家标准，达到环保要求。
本实用新型的全预混蜂巢式直喷燃烧器装置适用于农业烘干、工业 工艺烘干、工业窑炉等领域，上述实施方式仅起到解释本发明的作用，而 不应理解为对其所作的任何限制。
权利要求1、一种工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置，其特征在于，包括配风预混系统、燃气控制系统、点火系统、燃烧系统及熄火保护系统，所述配风预混系统由涡流风机、风气混合器、燃气喷嘴、风量控制器组成，其中风量控制器安装在涡流风机进风口处的外壳上，燃气喷嘴安装在风气混合器内，所述燃气控制系统由电磁阀、压力调节阀、主气球阀和微调针阀四阀串联与配风预混系统的燃气喷嘴相接，所述燃烧系统由盆形外壳、稳火器护圈、喷气管、喷气管卡盘、蜂巢式多孔稳火器及护火罩组成，其中喷气管安装在喷气管卡盘上，喷气管卡盘镶嵌在蜂巢式多孔稳火器上，装有喷气管卡盘的蜂巢式多孔稳火器再安装在稳火器护圈内，稳火器护圈与盆形外壳通过法兰连接，两者之间形成有分气室，护火罩安装在盆形外壳上，所述点火系统由手动点火和电子点火两部分组成，其中手动点火部分由控制球阀和点火枪组成，控制球阀一端与连接气源的三通相接，另一端与点火枪相接，电子点火部分的点火针安装在燃烧系统的盆形外壳上，所述熄火保护系统由一个电子控制器、电磁阀、离子检测针组成，其中电磁阀输出端与压力调节阀进气端相接，其输入端与进气管道相接，离子检测针也安装在燃烧系统的盆形外壳上，与点火针对称，电子控制器安装在控制盒内，其一个输入端子接电源，五个输出端子分别与开关、电磁阀、涡流风机、点火针、离子检测针相接。
2、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置，其特征在于，所述燃气喷嘴具有多个喷气孔，各喷气孔的喷 气方向与风机吹风方向一致。
3、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述风量控制器包括环形底座、可相对环形底 座旋转的压环和设在环形底座与压环之间的多个半环形滑片，半环形滑片 都分布在环形底座的环周上，各滑片均具有自由端和枢接在底座之上的枢 轴端，自由端和枢轴端分别通过导柱插在压环上相应的径向长槽内。
4、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述风气混合器内安装有两个混气扇，混气扇 的旋转轴与喷气孔中心轴线平行。
5、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述燃烧系统的盆形外壳为铸铁加工件，其底 口通过混合气输送管道与配风预混系统的风气混合器相接，上口与稳火器 护圈相接，盆形外壳与镶有多个喷气管卡盘的稳火器护圈之间形成分气 室。
6、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述稳火器护圈为圆桶形铸铁加工件，其直径 与盆形外壳直径相同，喷气管卡盘为圆形铸铁加工件，厚10—15inm，表 面均匀分布有多个用于安装喷气管的通透孔。
7、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述喷气管为多个不锈钢管制件，长50—80 mm，直径为10—12imn，在喷气管前端镶有喷嘴，喷嘴长10—14咖，孔径 为3.5—6mm，其嘴口呈喇叭状，多个喷气管安装在喷气管卡盘上形成喷气管组群。
8、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述蜂巢式多孔稳火器为圆柱形，安装在稳火器护圈内，长60—110mm，里边均匀分布有多个蜂巢状小孔，其喷火端孔 口呈喇叭状，安装有多个喷气管的喷气管卡盘对应镶嵌并插入蜂巢式多孔 稳火器内，喷气管喷嘴端口距蜂巢式多孔稳火器喷火口 10—30mm。
9、 根据权利要求1所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述护火罩为圆桶形，安装在盆形外壳上，其 上设有多个小孔，护火罩直径大于盆形外壳10—30 mm，长度超过蜂巢式 多孔稳火器喷火端口 30—50 mm 。
10、 根据权利要求8所述的工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气 燃烧器装置，其特征在于，所述点火针针尖与蜂巢式多孔稳火器的喷火端 孔口接近，间距在2—3mm之间，离子检测针的耐高温金属针尖接近喷火 端孔口火焰能烧到的地方。
专利摘要本实用新型提供了一种工业烘干、加热用全预混蜂巢式直喷燃气燃烧器装置，该装置包括燃气控制系统、配风预混系统、点火系统、燃烧系统、意外熄火保护系统。该装置无需使用高压力燃气便能将燃气与空气充分的按比例预混，混合燃气通过喷气管及蜂巢式多孔稳火器口时得到预热，燃烧时化学反应速度加快，使之燃烧热强度更高，从而实现节能30％以上，同时CO、NOx排放不超标，具有调节范围宽、燃烧安全等优点。
文档编号F23D14/02GK201066121SQ20072015039
公开日2008年5月28日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者云忠斌, 周全恩 申请人:周全恩