一种二甲醚燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃烧器领域，尤其涉及一种二甲醚燃烧器。

背景技术：

二甲醚又称甲醚，简称DME，分子式CH₃OCH₃，二甲醚是由甲醇脱水制成的，它在常温下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微的醚香味，它在标准状况下的气态低位热值为58.8NJ/m³，室温下的蒸汽压约为0.5MPa。

二甲醚是醚的同系物，但是它与作为麻醉剂的乙醚不同，毒性极低，能溶于水和多种化学物质，被广泛地用于压缩剂、喷雾剂、制冷剂和溶解剂等多种用途。由于二甲醚的热值是天然气热值的1.6倍以上，所以二甲醚作为燃料使用的特性已经引起了越来越多的人们的重视。

国家技术质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合发布了GB25035-2010《城镇燃气用二甲醚》国家标准，该标准规定了适用于民用、商用和工业企业用二甲醚的各项指标和要求，二甲醚与石油液化气掺烧的用途被彻底禁止，并为二甲醚作为燃料用途的推广与应用起到了积极的推动与指导作用。但是，由于近几年二甲醚纯烧的配套设备、特别是燃烧器研制的滞后，严重限制了二甲醚的推广与应用，所以在本发明以前尚未见到一种机电一体化全自动控制的、以纯二甲醚为燃料的燃烧器在锅炉和加热设备上的应用。

现行技术中存在以下不足之处：

(1)以天然气或液化气为燃料的燃烧器改用二甲醚燃料，造成燃烧器的喷嘴结构不适应二甲醚的燃料特性；

(2)代用燃烧器的密封材料不耐二甲醚腐蚀；

(3)燃烧器的减、调压设备不耐二甲醚的腐蚀。

如申请号为：200820109417的专利申请文件中公开了一种二甲醚燃烧器，它的结构是由两个同心套筒和稳燃器构成的，内部套筒通入燃料，外部套筒通入助燃空气，燃料与助燃空气通过旋流式稳燃器的旋转混合后进行燃烧。由于该燃烧器需要人工点火，且缺少燃烧程序控制、以及自动点火、火焰检测、熄火保护负荷自动调节功能，所以它仅是一种可以燃烧二甲醚的烧嘴。

以上所公开的技术方案中均没有对本申请中所要解决的问题提出解决的技术方案，同时也没有任何的相关技术启示，有鉴于此，故提出本申请。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种二甲醚燃烧器。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

本实用新型提供了如下方案：

一种二甲醚燃烧器，所述的燃烧器包括燃烧器本体、燃料喷头、燃气阀系组件、燃烧器控制系统所述燃烧器本体包括：鼓风机、进风装置、调风器，所述鼓风机一端与进风装置相连通，另一端与所述调风器相连通；所述燃料喷头包括：喷嘴组件、燃气阀系组件、进气管，所述燃气阀系组件通过进气管与喷嘴组件相连通，所述喷嘴组件包括外喷嘴和中心喷嘴，所述外喷嘴和中心喷嘴为多喷孔结构。

所述燃气阀系组件包括：燃气流量调节阀和耐二甲醚电磁阀所述耐二甲醚电磁阀通过燃气流量调节阀与所述进气管相连通。

所述燃气阀系组件还包括：燃气压力开关、压力表、耐二甲燃气调压器以及耐二甲燃气过滤器，所述耐二甲燃气过滤器一端与燃气管道相连通，另一端与所述耐二甲燃气调压器相连通，所述耐二甲燃气调压器还与燃气压力开关相连通，所述燃气压力开关与耐二甲燃气调压器之间还设置有压力表。

所述燃气阀系组件中还包括耐二甲醚橡胶垫片。

所述燃烧器主体上还设置有风门伺服电机、点火变压器以及助燃空气压力开关，所述风门伺服器电机、点火变压器以及助燃空气压力开关均设置在鼓风机上。

所述鼓风机一端还连接有控制箱，所述控制箱分别与所述风门伺服器电机、点火变压器以及助燃空气压力开关相连。

所述燃烧器喷头包括空气进管、进气管、点火电极、稳焰器、火焰检测器、外喷嘴以及中心喷嘴，所述点火电极与稳焰器相连接，所述中心喷嘴与外喷嘴的喷嘴为垂直设置，所述稳焰器设置在火焰检测器与中心喷嘴之间。

所述外喷嘴喷孔直径大于中心喷嘴喷孔直径。

通过实施本实用新型中所提供的技术方案，可获得的技术效果如下：

本发明所描述的二甲醚燃烧器与现在使用的二甲醚烧嘴相比：二甲醚燃烧器是机电一体化的、全自动运行的、一体式燃烧器，它克服了二甲醚烧嘴需要另外配套鼓风机，人工点火、手动负荷调节的繁琐手工操作，杜绝了因为误操作引起爆燃后发生危及人身和设备安全的事故隐患。

本发明所描述的二甲醚燃烧器与现在所使用的非二甲醚专用燃烧器相比：二甲醚燃烧器安装了多喷孔结构的二甲醚专用燃气喷嘴组件，该结构使二甲醚与空气的混合更加均匀，具有调节比大、燃烧完全、火焰刚劲有力的特点，实现了纯二甲醚作为燃料使用时高效、低排放的完全燃烧。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型中一种二甲醚燃烧器结构示意图；

图2为本实用新型中一种二甲醚燃烧器喷嘴结构示意图；

图3为本实用新型中一种二甲醚燃烧器工作流程示意图。

图中标记：1.燃烧器喷头；2.调风器；3.进气管；4.燃气流量调节阀；5.耐二甲醚电磁阀；6.燃气压力开关；7.压力表；8.耐二甲燃气调压器；9.耐二甲燃气过滤器；10.风门伺服电机；11.点火变压器；12.助燃空气压力开关；13.进风装置；14.鼓风机；15.控制箱；16.点火电极；17.稳焰器；18.火焰检测器；19.外喷嘴；20.中心喷嘴；21.空气进管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图1所示，一种二甲醚燃烧器，所述的燃烧器包括燃烧器本体、燃料喷头、燃气阀系组件、燃烧器控制系统所述燃烧器本体包括：鼓风机14、进风装置13、调风器2，所述鼓风机14一端与进风装置13相连通，另一端与所述调风器2相连通；所述燃料喷头包括：喷嘴组件、燃气阀系组件、进气管3，所述燃气阀系组件通过进气管3与喷嘴组件相连通，所述喷嘴组件包括外喷嘴19和中心喷嘴20，所述外喷嘴19和中心喷嘴20为多喷孔结构。

在标准状态下二甲醚具有比天然气高60％、比石油液化气低40％左右的气相低位热值和比这两种燃料高近30％的火焰传播速度，二甲醚燃料必须从喷嘴高速喷出，以保证燃烧器具有一定的调节比，同时最小流量时的燃料喷射速度必须大于火焰传播速度，以保证不回火。

按照燃烧器的输出功率选择合适的鼓风机，在鼓风机进口安装进风装置，鼓风机的出口安装调风器，并在调风器的出口安装喷口后形成燃烧器本体。燃烧器的进气管安装在调风器上，进气管的出口安装二甲醚专用喷嘴组件和稳燃器、进气管的进口与燃气阀系组件相连接。燃气阀系组件配套耐二甲醚腐蚀的专用电磁阀，并在电磁阀进口安装耐二甲醚腐蚀的燃气过滤器和调压器。上述部件配套燃烧程序控制器、火焰检测器、电点火装置和风门伺服电机与燃气、燃烧空气压力开关等部件后形成全自动二甲醚燃烧器。

所述燃气阀系组件包括：燃气流量调节阀4和耐二甲醚电磁阀5所述耐二甲醚电磁阀5通过燃气流量调节阀4与所述进气管3相连通。

所述燃气阀系组件还包括：燃气压力开关6、压力表7、耐二甲燃气调压器8以及耐二甲燃气过滤器9，所述耐二甲燃气过滤器9一端与燃气管道相连通，另一端与所述耐二甲燃气调压器8相连通，所述耐二甲燃气调压器8还与燃气压力开关6相连通，所述燃气压力开关6与耐二甲燃气调压器8之间还设置有压力表7。

二甲醚经过汽化器以后需要减压至燃烧器需要的运行压力，但是由于石油液化气燃烧器配套的减压器或稳压器上的皮膜等零件是丁晴橡胶制品，而二甲醚对丁晴橡胶具有较强的溶解性，所以常规的减压器或稳压器不能安装在二甲醚燃料燃烧器上使用。

所述燃气阀系组件中还包括耐二甲醚橡胶垫片。由于二甲醚对橡胶材料具有良好溶解性，所以通用燃烧器电磁阀等部件常用的丁晴橡胶密封圈接触二甲醚后就产生溶胀现象，并在使用几周后失效，进而造成燃气泄漏后发生火灾或爆炸事故。

燃烧器上的密封件也替换为耐二甲醚腐蚀的耐二甲醚橡胶垫片，以往的燃烧器燃气电磁阀上的阀口垫和调压器上的皮膜、密封圈通常都是采用丁晴橡胶制作的，由于丁晴橡胶密封将接触二甲醚以后会因迅速产生溶胀而失效，所以本发明选取了耐二甲醚的材料制成了燃气电磁阀用的阀口垫和调压器上的皮膜、密封圈等零件，在不影响电磁阀和调压器使用功能的条件下，解决了二甲醚对这些零件的溶解和腐蚀的问题。

所述燃烧器主体上还设置有风门伺服电机10、点火变压器11以及助燃空气压力开关12，所述风门伺服器电机10、点火变压器11以及助燃空气压力开关12均设置在鼓风机14上。

所述鼓风机14一端还连接有控制箱15，所述控制箱15分别与所述风门伺服器电机10、点火变压器11以及助燃空气压力开关12相连。

二甲醚从喷嘴喷出后必须快速地与助燃空气混合，以保证完全燃烧，同时还适当提高二甲醚的供气压力以克服高速喷射时的阻力，喷嘴必须有足够的流通截面积以保证燃烧器的额定燃气量，而鼓风机风量也必须大于二甲醚额定流量时完全燃烧所需的空气量，这时便需要特殊设计的调风器对二甲醚和助燃气体进行混合，该所述燃烧器喷头1包括空气进管21、进气管3、点火电极16、稳焰器17、火焰检测器18、外喷嘴19以及中心喷嘴20，所述点火电极16与稳焰器17相连接，所述中心喷嘴20与外喷嘴19的喷嘴为垂直设置，所述稳焰器17设置在火焰检测器18与中心喷嘴20之间。所述外喷嘴19喷孔直径大于中心喷嘴20喷孔直径。

二甲醚和石油液化气相近的摩尔质量，但是二甲醚热值仅为石油液化气的62％，这就意味着：如果我们按照石油液化气的燃气量选择燃烧器时，燃烧器喷嘴在额定流量时二甲醚燃烧后输出的热量比石油液化气少了38％；如果我们按照二甲醚的燃气量选择燃烧器喷嘴，喷嘴截面积增加、燃气速度大幅度下降，由于二甲醚的火焰传播速度比石油液化气高的原因，所以极易产生回火的现象。

从图2可以看出：外喷嘴19喷孔的方向为其圆周的切向方向，因为从喷孔喷出的二甲醚气体与助燃空气方向是垂直的，所以便于两种气体的混合，二甲醚气体与助燃空气预混合后的混合气体在助燃空气的压力推动下经过稳焰器的旋转再次混合，并在喷口出口处被中心喷嘴20的火焰引燃。中心喷嘴20的周圈上同样布置了数个燃气喷孔，经喷孔喷出的二甲醚气体和穿过稳焰器17的助燃空气方向也是垂直的，只是由于穿过稳焰器17的助燃空气速度降低，在烟气回流作用下，在稳焰器17区域内形成了连续的火焰，并不断引燃从外喷嘴喷出的、与空气预先混合后的混合气，形成了二甲醚火炬。

多个小喷孔使得二甲醚气体喷出后具有较高的速度，并有一定的穿透力而有利于与助燃空气进行混合，多个小喷孔汇成的流通面积保证了燃烧器具有足够的燃气流量。由于中心喷嘴20的喷孔小于外喷嘴19的喷孔，所以它在最小燃气流量时的燃气速度高于二甲醚的火焰传播速度，保证了二甲醚燃烧器不会产生回火现象。

本燃烧器在正常工作时的工况为：燃烧程序控制器控制箱与火焰检测器、燃气压力保护开关等构成燃烧器的控制与安全保护系统。燃烧器的启动和运行的程序动作见图3，通过图3可知：二甲醚燃烧器在适应二甲醚燃料特性的同时还遵循了国内、外关于鼓风式燃气燃烧器的安全规定，燃烧器实现了全自动的运行方式，具体的启动与运行过程是：

燃烧器在接到启动命令以后首先对燃烧器程序控制器进行自检，然后进行燃烧器内部安全信号的检测包括：检查火焰检测电路的信号是否正常，外接的温度、压力安全保护信号是否在设定值以内，这些检查符合启动条件以后，燃烧程序控制器才进入启动模式。

燃烧程序控制器工作以后还要检查燃气压力开关的触点是否闭合，以此来判断是否接通了在符合燃烧器使用压力要求的燃气，及火焰检测器是否检测到了炉膛已经有火焰存在，一旦燃气压力超出了使用压力范围或火焰检测器检测到了火焰的存在，燃烧器控制箱将报警并停止燃烧器的启动程序。

上述安全检查通过以后鼓风机启动，进风装置上的风门由小到大逐渐打开，在安全时间以内如果空气压力开关没有检测到助燃空气的压力，燃烧程序控制器也将报警、停机，如果助燃空气的压力正常，在鼓风机进行了程序规定的前吹扫以后，风门关小，燃气流量调节阀开至点火开度，点火变压器启动后在点火点极处产生点火火花，电磁发打开，二甲醚气体通过进气管到达中心喷嘴后由喷孔喷出被点火火花点燃，火焰检测器检测到火焰以后燃烧器的启动程序结束。如果火焰检测器在安全时间以内没有检测到火焰，燃烧器控制箱将报警并停止燃烧器的工作。

燃烧器点火成功以后将根据符合调节信号，自动调节燃料量和燃烧空气量，运行中一旦熄火燃烧器将报警、停机。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。