专利名称：由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种组合式燃气燃烧器，是可装备于锅炉、工业加热炉、中餐灶、 冶金炉、喷枪等燃气设备上使用的燃烧器。
背景技术：
目前，完全预混式燃烧器在组织气体进行燃烧时，全部都是利用稍前流出的完全 预混气体燃烧产生的热量、传递给稍后流出的完全预混气体，稍后流出的完全预混气体在 具有了燃烧所需全部热量的条件下，就可使燃烧反应持续稳定充分进行下去。这种支持以 完全预混气体自身热量条件促进燃烧反应持续进行的燃烧器，必需要具有一种特殊的稳焰 载体，以利用稳焰载体与完全预混气体发生摩擦或碰撞，促使烟气中的热量回流、或经稳焰 载体传递、为稍后流出的完全预混气体燃烧时所用，以此来达到促进完全预混气体燃烧反 应持续和稳定进行的目的。由于令完全预混气体充分燃烧所需求的热量较多，当这部分热 量全部都由先前流出的完全预混气体燃烧产生的热量来提供时，这就要求回流的热量或经 稳焰载体传递的热量必需足够多，在如此情况下、稳焰载体自身吸收的热量必将增多，稳焰 载体的温度也必将大幅度提高，因此目前的完全预混式燃烧器在设置稳焰载体时、对于使 用材料的耐热、耐久、隔热、保温性能等方面都会提出较高的要求，受到如此条件的制约，完 全预混式燃烧器就难以做到体积小、重量轻、自身蓄热量少、结构简单、成本低廉。综上所 述，就是完全预混式燃烧器与完全预混式燃烧方法不能得到广泛使用的症结所在。
发明内容
本发明是将部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器加以组合，目的是提供一个独 立的能源条件来协助完全预混气体燃烧，即提供部分预混气体燃烧产生的热量为完全预混 气体燃烧时所用，进而省去了传统的完全预混式燃烧器必需具有的稳焰载体，不但能优化 完全预混气体燃烧的性能，还能使完全预混气体燃烧产生的热量在第一时间里直接和完全 的输出供利用，并有效的减小热量传递过程中的分散和损耗，本案提供的组合燃烧器与其 支持使用的部分预混燃烧方法和完全预混燃烧方法的组合，可为设计生产出体积小、重量 轻、能效高、结构简单、成本低廉的燃气设备提供强有力的技术支持。技术方案本发明具有部分预混式燃烧器和完全预混式燃烧器。部分预混式燃烧器具有空气 增压机，空气管道，空气调节阀，燃气管道，燃气调节阀，空气与燃气配比混合器，部分预混 气体分配器，分火圈，火孔，燃烧火道及稳焰挡板；完全预混式燃烧器具有空气增压机，完全 预混式燃烧器的空气管道，完全预混式燃烧器的空气调节阀，完全预混式燃烧器的燃气管 道，完全预混式燃烧器的燃气调节阀，完全预混式燃烧器的空气与燃气配比混合器，完全预 混气体分配器，分火盖，喷气孔。它们的连接关系是这样的部分预混式燃烧器的稳焰挡板连接分火圈，分火圈设 置有火孔，稳焰挡板与分火圈之间的空隙是燃烧火道，分火圈与部分预混气体分配器连接，部分预混气体分配器连接空气与燃气配比混合器，空气与燃气配比混合器连接燃气调节阀 与空气调节阀，燃气调节阀连接燃气管道，空气调节阀连接空气管道，空气管道连接空气增 压机；完全预混式燃烧器的分火盖设置有喷气孔，分火盖连接完全预混气体分配器，完全预 混气体分配器连接完全预混式燃烧器的空气与燃气配比混合器，完全预混式燃烧器的空气 与燃气配比混合器连接完全预混式燃烧器的燃气调节阀与空气调节阀，完全预混式燃烧器 的空气调节阀通过空气管道与空气增压机连接，完全预混式燃烧器的燃气调节阀通过燃气 管道连通燃气管网。部分预混式燃烧器的分火圈、燃烧火道与稳焰挡板呈环形，在环形中间 设置完全预混式燃烧器的分火盖。部分预混式燃烧器是这样工作的调节燃气调节阀与空气调节阀、将一定量的燃 气与空气输送至空气与燃气配比混合器，得到一次空气系数α < 1.0的部分预混气体，部 分预混气体经部分预混气体分配器和分火圈、将部分预混气体均勻分配给每个火孔，流出 火孔的部分预混气体被先行点燃后，受到稳焰挡板的作用、持续稳定的燃烧火焰向环形中 间流动。完全预混式燃烧器是这样工作的调节完全预混式燃烧器的燃气调节阀与空气调 节阀、将一定量的燃气与空气输送至完全预混式燃烧器的空气与燃气配比混合器，得到一 次空气系数α >1.0的完全预混气体，完全预混气体再经完全预混气体分配器和分火盖、 将完全预混气体均勻分配给每个喷气孔，从喷气孔喷出的完全预混气体、在部分预混气体 燃烧产生热量的作用下进行燃烧。组合燃烧器是这样相互作用、促进燃烧的一次空气系数α > 1. 0的完全预混气 体从喷气孔喷出后，在喷气孔周围形成负气压，就会卷吸部分预混气体燃烧的火焰，使部分 预混气体燃烧的火焰紧缚于完全预混气体之上，部分预混气体燃烧释放的热量直接传递给 完全预混气体，得到燃烧所需全部热量的完全预混气体就能够进行快速、稳定、充分的燃烧 反应，并充分释放热量。由于部分预混气体与完全预混气体在燃烧过程中进行再混合，完全 预混气体燃烧的过剩空气将提供部分预混气体燃烧使用，从而使得到二次空气补给的部分 预混气体也能完全燃烧，并充分释放热量，最后两种混合气体释放的全部热量同时输出，供 有效利用。有益效果由于本发明的完全预混气体燃烧所需的热量是由另一个能源条件来提供的，因此 使完全预混式燃烧器无需设置高温火道或高温燃烧室等稳焰载体，这不但简化了燃烧器结 构，减轻了燃烧器的体积和重量，而且能减少结构部件自身的蓄热损失、同时还能减少热量 的分撒，并能够使燃烧器快速进入最佳燃烧工况，尤其对阶段性使用的燃烧设备优化燃烧 性能有益，便于采用近距离大强度的对流方式进行换热，有益于将燃烧器的热流量设定范 围拓宽，使流量调节比加大，有益于延长燃烧器的使用期限和提高燃烧器使用安全的系数， 有益于简化结构，减轻重量，减小体积，降低成本配比。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明图1是本发明的实施例的结构示意图。图2是图1中的分火圈与分火盖的剖面图。
图3是本发明的实施例的燃烧工况示意图。图4是本发明的喷气孔的一种变化示意图。如图1、图2、图3所示，部分预混式燃烧器2，完全预混式燃烧器1，空气增压机 2-10，空气管道2-9，空气调节阀2-8，燃气管道2-0，燃气调节阀2_3，空气与燃气混合器 2-7，部分预混气体分配器2-1，分火圈2-2，火孔2-4，燃烧火道2_5，稳焰挡板2_6，完全预混 式燃烧器1的空气增压机1-9，完全预混燃烧器1的空气管道1-8，完全预混式燃烧器1的 空气调节阀1-7，完全预混式燃烧器1的燃气管道1-4，完全预混式燃烧器1的燃气调节阀 1-5，完全预混式燃烧器1的空气与燃气配比混合器1-6，完全预混气体分配器1-3，分火盖
1-2，喷气孔1-1，部分预混气体燃烧火焰2-11的流动通道1-10，喷气孔1-1向心方向排列 的相邻両孔眼间的距离A，喷气孔1-1圆周方向排列的相邻両孔眼间的距离B，部分预混气 体2-13，部分预混气体2-13的燃烧火焰2-11，完全预混气体1_13，完全预混气体1_13的燃 烧火焰1-11，两种混合气体共同的燃烧产物3-1。
具体实施例方式本发明的实施方式是空气增压机2-10连接空气管道2-9，空气管道2-9连接空 气调节阀2-8，燃气管道2-0连接燃气调节阀2-3，空气调节阀2-8与燃气调节阀2_3连接 空气与燃气配比混合器2-7，空气与燃气配比混合器2-7的另一端连接部分预混气体分配 器2-1，部分预混气体分配器2-1连接分火圈2-2，分火圈2-2连接稳焰挡板2_6，分火圈2_2 上设有火孔2-4，分火圈2-2与稳焰挡板2-6之间是燃烧火道2-5，分火圈2_2和燃烧火道
2-5与稳焰挡板2-6呈环形结构，呈环中间设置的是完全预混式燃烧器1的分火盖1-2，分 火盖1-2上设置有喷气孔1-1，分火盖1-2与完全预混燃烧器1的分配器1-3相连通，完全 预混燃烧器1的分配器1-3连接完全预混式燃烧器1的空气与燃气配比混合器1-6，完全预 混式燃烧器1的空气与燃气配比混合器1-6连接完全预混式燃烧器1的燃气调节阀1-5与 空气调节阀1-7，完全预混式燃烧器1的空气调节阀1-7通过完全预混式燃烧器1的空气管 道1-8与空气增压机1-9连接，完全预混燃烧器1的燃气调节阀1-5连接完全预混燃烧器 1的燃气管道1-4。本实施例的完全预混燃烧器1的喷气孔1-1为阶梯形状、开口直径较小、以 0. 8-1. 2毫米为宜，目的是减小燃气动能的损耗，提高完全预混气体的流出速度，进而提高 完全预混气体燃烧时的强度。喷气孔1-1向心方向排列的相邻両孔之间的距离A较小，以 4-6毫米为宜，目的是使气流之间相互作用、以利火焰传播，提高燃烧的稳定性；喷气孔1-1 圆周方向排列的相邻両孔之间的距离B较大，以13-20毫米为宜，目的是为部分预混气体燃 烧火焰2-11向分火盖1-2中心流动提供通道，以利于部分预混气体燃烧火焰2-11中的热 量、作用位于分火盖1-2中心的喷气孔1-1流出的完全预混气体1-13。组合燃烧器是这样相互作用、促进燃烧的一次空气系数α > 1. 0的完全预混气 体1-13从喷气孔1-1喷出后，在喷气孔1-1周围形成负气压，就会卷吸部分预混气体燃烧 的火焰2-11，使部分预混气体燃烧的火焰2-11紧缚于完全预混气体1-13的燃烧火焰1-11 之上，部分预混气体2-13燃烧释放的热量直接传递给完全预混气体1-13，得到了燃烧所需 全部热量的完全预混气体1-13就能够进行快速、稳定、充分的燃烧反应，并充分释放热量。 部分预混气体2-13与完全预混气体1-13在燃烧过程中进行再混合，完全预混气体1-13燃烧的过剩空气将提供部分预混气体2-13燃烧使用，进而使得到二次空气补给的部分预混 气体2-13也能完全燃烧，并充分释放热量，最后两种混合气体释放的全部热量3-1同时输 出，供有效利用。 很明显，以上所述实施例是本发明的一个小流量工业燃烧器的一个特定的较佳实 施例，因燃烧器的用途较为广泛，而且热负荷大小相差悬殊，比如燃气喷枪需求的燃烧器的 热负荷就较小、并且要求输出热量要集中，如图4所示，就需要设置不垂直于分火盖1-2的 喷气孔1-1，而且喷气孔的数量也不宜过多，以便完全预混气体燃烧火焰1-11喷向一点，达 到使热量聚集、提高火焰温度的目的。所以本发明绝不限制应用的方式和所述的实施例，凡 依本发明所作的改变，所产生的功能与作用未超出本发明技术方案时，应属本发明的所述 范围，它应包括所有变化。
权利要求
由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，由部分预混式燃烧器2和完全预混式燃烧器1构成。
2.由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，可同时的组织部分预混气 体2-13和完全预混气体1-13的配比流出。
3.由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，能够支持部分预混气体 2-13和完全预混气体1-13协同进行燃烧反应。
4.按照权利要求1所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，其 特征在于，部分预混式燃烧器包括空气增压机2-10，空气管道2-9，空气调节阀2-8，燃气管 道2-0，燃气调节阀2-3，空气与燃气配比混合器2-7，部分预混气体分配器2-1，分火圈2_2， 火孔2-4，燃烧火道2-5，稳焰挡板2-6，其特征在于部分预混式燃烧器2的分火圈2_2和 燃烧火道2-5与稳焰挡板2-6整体呈环形，在环形中间设置完全预混式燃烧器1的分火盖 1-2。
5.按照权利要求1所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，其 特征在于，完全预混式燃烧器包括空气增压机1-9，完全预混式燃烧器1的空气管道1-8，完 全预混式燃烧器1的空气调节阀1-7，完全预混式燃烧器1的燃气管道1-4，完全预混燃烧 器1的燃气调节阀1-5，完全预混式燃烧器1的空气与燃气配比混合器1-6，完全预混气体 分配器1-3，分火盖1-2，喷气孔1-1。其特征在于完全预混式燃烧器1的喷气孔1-1的出口 外不设钝体障碍。
6.按照权利要求2所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，其 特征在于，由部分预混式燃烧器2组织配比一次空气系数α < 1. 0的部分预混气体2-13 流出，由完全预混式燃烧器1组织配比一次空气系数α > 1. 0的完全预混气体1-13喷出。
7.按照权利要求2所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，其 特征在于，部分预混式燃烧器2的额定热流量小于完全预混式燃烧器1的额定热流量。
8.按照权利要求3所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，其 特征在于，部分预混气体2-13和完全预混气体1-13协同进行燃烧反应。
9.按照权利要求3所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器，其 特征在于，部分预混气体2-13燃烧产生的热量提供给完全预混气体1-13燃烧时使用，完全 预混气体1-13燃烧的过剩空气提供给部分预混气体2-13燃烧使用。
10.按照权利要求3所述的由部分预混式燃烧器与完全预混式燃烧器组成的燃烧器， 其特征在于，使用两种燃烧方法进行燃气能量的转换，但是部分预混式燃烧器2可独自支 持部分预混气体2-13燃烧，完全预混式燃烧器1不能独自支持完全预混气体1-13燃烧。
全文摘要
将部分预混燃烧器与完全预混燃烧器组合而成的燃烧器，目的是提供一种能同时组织一次空气系数α＜1.0的部分预混气体与一次空气系数α＞1.0的完全预混气体输出，部分预混气体燃烧产生的热量提供给完全预混气体燃烧时使用，完全预混气体燃烧的过剩空气提供给部分预混气体燃烧使用，通过两种混合气体的相互作用，达到提高燃烧性能的目的。组合燃烧器包括部分预混气体分配器，分火圈，火孔，完全预混气体分配器，分火盖，喷气孔，空气增压机等。本发明可使完全预混燃烧器在无实体性质的稳焰载体条件下，实现完全预混气体的稳定、快速、充分燃烧，可大大降低燃气设备自身的能量损耗，提高热量的输出强度，提高燃气设备的能效比。
文档编号F23D23/00GK101893245SQ20091006699
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者李芳春 申请人:李芳春