一种多层预混式燃气燃烧器的制作方法

本实用新型涉及一种窑炉用多层预混式燃气燃烧器。

背景技术：

目前，陶瓷窑炉所用的燃气燃烧器，主要为扩散式结构，即燃气在燃烧前未进行与助燃空气混合，直接从喷嘴喷出，在窑炉燃烧室的燃烧通道（即烧嘴砖）中与另外输入到窑炉燃烧室的燃烧通道（即烧嘴砖）中的助燃空气混合一起燃烧。这种结构的燃烧器主要存在这样的不足：燃气燃烧不完全、不充分，火焰不稳定，或者需要大量的助燃空气混合，能耗较大，热效率较低等。

针对上述的情况，本申请人向国家知识产权局提出过专利号为CN201220640195.2，名称为“一种能充分混合气体的预混式燃气燃烧器”的技术方案。该技术方案虽能使燃气完全、充分燃烧，能耗低，火焰稳定，热效率高，节能环保，结构设计科学、简单，但该技术方案还未达到最完美的状态还有进一步提升的空间。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述问题和不足，提供一种多层预混式燃气燃烧器，该多层预混式燃气燃烧器具有燃气燃烧更安全、燃烧更充分，而且能耗更低，火焰更稳定，热效率更高，更节能环保，结构设计更为科学、简单，使用与维护成本更低。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多层预混式燃气燃烧器，其特点在于包括多层套管结构、燃烧头，其中燃烧头上开设若干小燃烧气孔，该小燃烧气孔的孔腔壁设置成倾斜状，以在燃烧头上形成网扇叶状燃烧结构，所述燃烧头设置在多层套管结构的燃烧端口处。

其中，在前述方案的基础上，本实用新型提出了四种燃烧头的具体设计方案，它们分别为：第一种，所述燃烧头的顶部中间位置还开设有一个大燃烧气孔，所述小燃烧气孔呈环形布置于大燃烧气孔的四周。第二种，所述燃烧头的顶部中间位置还开设有一个大燃烧气孔，所述小燃烧气孔开设在燃烧头的四周外侧壁上。第三种，所述小燃烧气孔开设在燃烧头的顶部。第四种，所述小燃烧气孔开设在燃烧头的四周外侧壁上。

同时，本实用新型还提出了三种燃烧头与多层套管结构的装配方案，它们分别是：第一种，所述多层套管结构包括外套筒、外筒管、内筒管，所述外套筒、外筒管、内筒管依次从外到内地嵌套设置一起，所述燃烧头设置在外筒管的燃烧端口处，在燃烧头的内腔至内筒管的顶部之间还形成有预混腔室。第二种，所述多层套管结构包括外套筒、外筒管、内筒管，所述外套筒、外筒管、内筒管依次从外到内地嵌套设置一起，所述燃烧头设置在外套筒的燃烧端口处，在燃烧头的内腔至内筒管的顶部之间还形成有预混腔室。第三种，所述多层套管结构包括外套筒、外筒管、内筒管，所述外套筒、外筒管、内筒管依次从外到内地嵌套设置一起，所述燃烧头设置在内筒管的燃烧端口处，在燃烧头的内腔与外筒管的内壁共同围合形成有预混腔室。

本实用新型还提出了另一种燃烧头的设计结构及其与多层套管的组装结构，所述多层套管结构包括外套筒、外筒管、内筒管，所述外套筒、外筒管、内筒管依次从外到内地嵌套设置一起；所述燃烧头为风扇叶轮状结构，该风扇叶轮状结构的中间位置开设有大燃烧气孔，所述燃烧头设置在内筒管的燃烧端口处，并使大燃烧气孔与内筒管的内腔相连通，该风扇叶轮状结构的各相邻叶片之间形成有若干倾斜状的小燃烧气孔，在燃烧头的内腔与外筒管的内壁共同围合形成有预混腔室。

更进一步地，所述外筒管的四周筒壁上设有若干个外气孔，所述内筒管的四周筒壁上设有若干个内气孔，所述内筒管套置于外筒管中，在内筒管的外侧壁与外筒管的内侧壁之间还形成有气体通道。

本实用新型的有益效果：（1）本实用新型通过采用上述结构设计，当燃气与空气进入到多层套管结构中混合后，会从燃烧头喷出。由于，燃烧头上的燃气孔孔径较小，而且，燃气孔的孔腔壁设置成倾斜状。这样会使得燃气与空气的混合气体在经过燃烧头前会做短暂的停顿，产生气流改变，对气流形成分流、切割的效应，达到燃气与空气进一步地充分混合的效果，进而使燃气、燃烧更充分，能耗更低，火焰更稳定，热效率更高，更节能环保。（2）由于燃烧头与多层套管结构是分别制造而成的，然后再通过可拆卸的方式将燃烧头与多层套管结构连接在一起。这样在制造过程中，可制造多个燃烧头，并在这些燃烧头上分别开设具有不同孔径的燃烧孔，在燃烧时人们就可以得到不同的燃烧效果。这样人们就可以根据自己的燃烧需求购买对应的燃烧头，当燃烧需求发生改变时，人们无需更换燃烧器，只需购买一个对应需求的燃烧头即可，大大降低了人们的使用成本。同时当燃烧头的某一构件发生损坏时，也只需更换损坏的构件，无需整体更换，维护的成本更低。同时，本实用新型还具有结构设计科学、简单，实现容易，组装方便等特点。

附图说明

图1为本实用新型方案一的结构示意图。

图2为本实用新型方案一的剖视结构示意图。

图3为本实用新型方案一的拆分结构示意图。

图4为本实用新型方案一的部分结构示意图。

图5为本实用新型燃烧头的设计方案一的结构示意图。

图6为本实用新型方案二的结构示意图。

图7为本实用新型方案二的剖视结构示意图。

图8为本实用新型方案三的剖视结构示意图。

图9为本实用新型中内筒管的设计方案二的结构示意图。

图10为本实用新型中内筒管的设计方案三的结构示意图。

图11为本实用新型方案四的部分结构示意图。

图12为本实用新型燃烧头的设计方案二的结构示意图。

图13为本实用新型燃烧头的设计方案三的结构示意图。

图14为本实用新型燃烧头的设计方案四的结构示意图。

图15为本实用新型燃烧头的设计方案五及其组装效果示意图之一。

图16为本实用新型燃烧头的设计方案五及其组装效果示意图之二。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型所述的一种多层预混式燃气燃烧器，包括多层套管结构1、燃烧头2，其中燃烧头2上开设若干小燃烧气孔21，该小燃烧气孔21的孔腔壁设置成倾斜状，以在燃烧头2上形成网扇叶状燃烧结构，所述燃烧头2设置在多层套管结构1的燃烧端口处。本实用新型通过采用上述结构设计，当燃气与空气进入到多层套管结构1中混合后，会从燃烧头2喷出。由于，燃烧头2上的燃气孔孔径较小，而且，燃气孔的孔腔壁设置成倾斜状。这样会使得燃气与空气的混合气体在经过燃烧头前会做短暂的停顿，产生气流改变，对气流形成分流、切割的效应，达到燃气与空气进一步地充分混合的效果，进而使燃气燃烧更充分，能耗更低，火焰更稳定，热效率更高，更节能环保。同时，由于燃烧头2与多层套管结构1是分别制造而成的，然后再通过可拆卸的方式将燃烧头2与多层套管结构1连接在一起。这样在制造过程中，可制造多个燃烧头2，并在这些燃烧头2上分别开设具有不同孔径的燃烧孔，在燃烧时人们就可以得到不同的燃烧效果。这样人们就可以根据自己的燃烧需求购买对应的燃烧头2，当燃烧需求发生改变时，人们无需更换燃烧器，只需购买一个对应需求的燃烧头2即可，大大降低了人们的使用成本。当燃烧头2的某一构件发生损坏时，也只需更换损坏的构件，无需整体更换，维护的成本更低。本实用新型还具有结构设计科学、简单，实现容易，组装方便等特点。

其中，在前述方案的基础上，本实用新型提出了四种燃烧头的具体设计方案，它们分别为：第一种，如图1至图5所示，所述燃烧头2的顶部中间位置还开设有一个大燃烧气孔22，所述小燃烧气孔21呈环形布置于大燃烧气孔22的四周。第二种，如图12所示，所述燃烧头2的顶部中间位置还开设有一个大燃烧气孔22，所述小燃烧气孔21开设在燃烧头2的四周外侧壁上。第三种，如图13所示，所述小燃烧气孔21开设在燃烧头2的顶部。第四种，如图14所示，所述小燃烧气孔21开设在燃烧头2的四周外侧壁上。

同时，本实用新型还提出了三种燃烧头与多层套管结构的装配方案，它们分别是：第一种，如图1至图4所示，所述多层套管结构1包括外套筒11、外筒管12、内筒管13，所述外套筒11、外筒管12、内筒管13依次从外到内地嵌套设置一起，所述燃烧头2设置在外筒管12的燃烧端口处，在燃烧头2的内腔至内筒管13的顶部之间还形成有预混腔室10。第二种，如图6和图7所示，所述多层套管结构1包括外套筒11、外筒管12、内筒管13，所述外套筒11、外筒管12、内筒管13依次从外到内地嵌套设置一起，所述燃烧头2设置在外套筒11的燃烧端口处，在燃烧头2的内腔至内筒管13的顶部之间还形成有预混腔室10。第三种，如图8所示，所述多层套管结构1包括外套筒11、外筒管12、内筒管13，所述外套筒11、外筒管12、内筒管13依次从外到内地嵌套设置一起，所述燃烧头2设置在内筒管13的燃烧端口处，在燃烧头2的内腔与外筒管12的内壁共同围合形成有预混腔室10。上述三种方案中的大燃烧气孔22与小燃烧气孔21的孔型可以做成圆形、方形、椭圆形等。在上述第一种方案与第二种方案的基础上，本实用新型对内筒管的结构还提出了两种不同的设计方案，他们分别为：第一种是，如图9所示，所述内筒管13的顶面上开设有若干内气孔1311。第二种是，如图10所示，所述内筒管13的顶部做成锥形结构，在内筒管13上开设有若干内气孔131，该内气孔131包括大气孔1311与若干小气孔1312，其中大气孔1311设置在锥形结构的顶面上，所述各小气孔1312设置在内筒管13的侧壁上。再在上述第一种方案与第二种方案的基础上，如图11所示，可以在外筒管12内设置多根内筒管13，即在燃气输送接头30上设置多个内筒管13。

本实用新型还提出了另一种燃烧头的设计结构及其与多层套管的组装结构，如图15和图16所示，所述多层套管结构1包括外套筒11、外筒管12、内筒管13，所述外套筒11、外筒管12、内筒管13依次从外到内地嵌套设置一起；所述燃烧头2为风扇叶轮状结构，该风扇叶轮状结构的中间位置开设有大燃烧气孔22，所述燃烧头2设置在内筒管13的燃烧端口处，并使大燃烧气孔22与内筒管13的内腔相连通，该风扇叶轮状结构的各相邻叶片之间形成有若干倾斜状的小燃烧气孔21，在燃烧头2的内腔与外筒管12的内壁共同围合形成有预混腔室10。

如图3和图4所示，所述外筒管12的四周筒壁上设有若干个外气孔121，所述内筒管13的四周筒壁上设有若干个内气孔131，所述内筒管13套置于外筒管12中，在内筒管13的外侧壁与外筒管12的内侧壁之间还形成有气体通道20。其中，燃气与空气是在气体通道20内进行第一次混合，接着在预混腔室10进行第二次混合，最后进行燃烧，充分混合的燃气燃烧得更为充分，火焰更稳定。

其中，如图4所示，上述结构设计中，燃烧头2与外套筒11、燃烧头2与外筒管12、燃烧头2与内筒管13或其他连接结构都可采用螺纹连接的方式连接在一起，同时，也可以采用其它固定连接方式实现连接。

当燃烧头2设置在外套筒11上，可以在燃烧头2与外套筒11之间设置一个转接头3，其具体设计方案是这样的：如图6和图7所示，在预混式燃气燃烧器中增设了一个转接头3，在转接头3的两端分别做出有外螺纹，所述燃烧头2与外套筒11上做出有分别与转接头3两端的外螺纹相配的内螺纹；所述燃烧头2与外套筒11分别通过螺纹连接设置在转接头3的两端，并使转接头3顶在外筒管12的端部，以在燃烧头2的内腔至内筒管13的顶部之间还形成有预混腔室10。有了转接头3，在设计过程中，可以将燃烧头2设计成既能通过转接头3与外套筒11相连，又能单独与外筒管12相连的结构，这样一个燃烧头2就能获得两种安装效果。这样可降低燃烧头2的设计成本，使用过程中可根据需要随意的将燃烧头2设置在外筒管12或外套筒11上。其中，图2、图7与图8中所示短箭头表示气体流动的方向。