一种燃烧头及包括其的燃烧装置的制作方法

本发明属于催化燃烧技术领域，具体涉及一种燃烧头及包括其的燃烧装置。

背景技术：

燃气锅炉包括燃气开水锅炉、燃气热水锅炉、燃气蒸汽锅炉等，其中燃气热水锅炉也称燃气采暖锅炉和燃气洗浴锅炉，燃气锅炉顾名思义指的是燃料为燃气的锅炉，燃气锅炉和燃油锅炉、电锅炉比较起来最经济，所以大多数人们都选择了燃气锅炉作为蒸汽、采暖、洗浴用的锅炉设备。

现有燃气锅炉一般采用钢制烟管火管，该钢制烟管火管是直接将可燃气喷射并点燃，形成1000-1600℃的红焰，依靠红焰来加热，该方式存在热效率低且nox等n/o污染尾气去除率不高。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题是现有燃烧头存在热效率低且nox等n/o污染尾气去除率不高的缺陷，从而提供了一种燃烧头及包括其的燃烧装置。

为此，本发明提供了一种燃烧头，包括壳体，所述壳体具有适于气体在所述壳体内流通的内腔，还包括，

若干气流孔，开设于所述壳体的侧壁上，相邻气流孔彼此间隔设置，以通过所述气流孔使所述内腔中的气体进入所述壳体外；

载体层，设置于所述壳体的外侧壁上且覆盖所述气流孔，所述载体层中设置贯穿所述载体层的气流通道；

催化剂层，设置于所述载体层远离所述壳体的外侧壁的一侧。

进一步地，还包括固定层，包裹于所述催化剂层外，用于将所述催化剂层和载体层固定于所述壳体的外壁上；固定层可为金属编制层，例如铁编制层、镉编制层或铝编制层等。

进一步地，载体层具体可为多孔陶瓷层，例如多孔sic陶瓷层，多孔陶瓷层可采用镶嵌的方式固定在壳体的外侧壁上。

催化剂层为铈锰催化剂层或钯和/或铂掺杂的铈锰催化剂层。

进一步地，所述载体层与所述催化剂层的厚度之比为(10-20)mm：(10-50)nm；

所述壳体的侧壁厚度与所述载体层的厚度之比为(0.5-1.5)：(10-20)。

进一步地，所述气流孔的孔径为0.5-1.5mm。

进一步地，所述壳体的形状为筒状，所述壳体的横截面形状为正多边形或星形。

进一步地，所述正多边形为正四边形或正九边形；

所述星形为六角星形或四角星形。

此外，本发明还提供了一种燃烧装置，包括上述燃烧头。

进一步地，还包括燃烧室和风机，所述风机的出风端与所述燃烧头的开口端可拆卸连通，所述燃烧头远离所述开口端的封闭端延伸至所述燃烧室内。

进一步地，还包括助燃气管道，与所述风机连通，且所述助燃气管道上设置第一过滤器、压差开关和流量调节阀，所述风机靠近所述出风端上设置第一压力表。

进一步地，还包括燃气管道，包括主燃气管路及分别与所述主燃气管路连通的第一分燃气管路和第二分燃气管路，所述第一分燃气管路与所述风机连通形成第一连通点，所述第二分燃气管路与所述燃烧头连通形成第二连通点，沿助燃气的流通方向上，相对于所述第一连通点，所述第二连通点远离风机的出风端；

点火装置，设置于所述燃烧头的壳体内，所述点火装置与所述第二分燃气管路连通。

本发明技术方案，具有如下优点：通过在具有内腔的壳体上开设若干气流孔，利用气流孔使内腔中的气体进入壳体外；再在壳体的外侧壁上设置覆盖气流孔的载体层，通过载体层中的气流通道优化气流流向和分散气流；最后在载体层远离壳体的外侧壁的一侧设置催化剂层，通过合理布局气流孔、载体层和催化剂层三者的位置关系，能保证燃气充分燃烧，提高燃烧效率，通过在最外侧层设置催化剂层，能有效降低燃气燃烧温度，从而减少nox等污染物的产生量，同时便于燃气充分燃烧，燃烧后的尾气中的nox低于30ppm，而目前传统燃烧器燃烧后的尾气中的nox在80ppm以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中燃烧头的结构示意图；

图2是本发明实施例2中燃烧头的结构示意图；

图3是本发明实施例3中壳体的结构示意图；

图4是采用图3中壳体所得燃烧头的结构示意图；

图5是本发明实施例4中壳体的结构示意图；

图6是采用图5中壳体所得燃烧头的结构示意图；

图7是本发明实施例5中燃烧头的结构示意图；

图8是本发明实施例6中燃烧装置的结构示意图；

1-壳体；2-载体层；3-空隙；4-催化剂层；5-固定层；6-第一过滤器；7-空气压差开关；8-流量调节阀；9-第一压力表；10-风机；11-第二压力表；12-截止阀；13-第二过滤器；14-燃气调节装置阀；15-燃气蝶阀；16-手动球阀；17-稳压阀；18-电磁阀；19-燃烧室；20-出口烟道。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种燃烧头，如图1所示，包括壳体1，壳体1具有适于气体在壳体1内流通的内腔，壳体1的形状为筒状，壳体1的横截面形状为正多边形或星形，优选地，正多边形为正四边形或正九边形；星形为六角星形或四角星形；通过壳体形状的选择一则方便布置载体层2，二则有利于优化气流分；在本实施例中，如图1所示，壳体1的横截面形状为正九边形；还包括，

若干气流孔，开设于壳体1的侧壁上，相邻气流孔彼此间隔设置，以通过气流孔使内腔中的气体进入壳体1外；在本实施例中，气流孔的孔径为0.5-1.5mm，优选为1mm；

载体层2，设置于壳体1的外侧壁上且覆盖气流孔，载体层2中设置贯穿载体层的气流通道；在本实施例中，载体层2具体可为多孔陶瓷层，例如多孔sic陶瓷层，多孔陶瓷层可采用镶嵌的方式固定在壳体1的外侧壁上；壳体1为正九棱柱，正九棱柱的外径d为140-150mm，优选为144mm。载体层2沿正九棱柱的轴向分布于正九棱柱的棱面上，相邻载体层2间存在倒三角形状的空隙3，空隙3中壳填充耐高温材料以进一步固定载体层2；

催化剂层4，设置于载体层2远离壳体1的外侧壁的一侧；在本实施例中，催化剂层4为铈锰催化剂层或钯和/或铂掺杂的铈锰催化剂层，催化剂层4中的催化剂为现有的能降低催化燃烧温度的催化剂，例如，中国专利文献cn108722405a公开的纳米催化剂、中国专利文献cn108636403a公开的贵金属催化剂、中国专利文献cn108579763a公开的纳米金属催化剂等，在此不再赘述。

上述燃烧头中，通过在具有内腔的壳体1上开设若干气流孔，利用气流孔使内腔中的气体进入壳体1外；再在壳体1的外侧壁上设置覆盖气流孔的载体层2，通过载体层2中的气流通道优化气流流向和分散气流；最后在载体层2远离壳体1的外侧壁的一侧设置催化剂层4，通过合理布局气流孔、载体层2和催化剂层4三者的位置关系，能保证燃气充分燃烧，燃烧温度在850℃左右，无明火，通过热辐射提高燃烧效率，通过在最外侧层设置催化剂层4，能有效降低燃气燃烧温度，从而减少nox等污染物的产生量，同时便于燃气充分燃烧，燃烧后的尾气中的nox低于30ppm，而目前传统燃烧器燃烧后的尾气中的nox在80ppm以上。

进一步地，还包括固定层5，包裹于催化剂层4外，用于将催化剂层4和载体层2固定于壳体1的外壁上；固定层5可为金属编制层，例如铁编制层、镉编制层或铝编制层等。

为了优化从气流孔出来的气流流向，提高燃烧效果，载体层2与催化剂层4的厚度之比为(10-20)mm：(10-50)nm，优选地，载体层2与催化剂层4的厚度之比为14mm：25nm；

壳体1的侧壁厚度与载体层2的厚度之比为(0.5-1.5)：(10-20)，优选地，壳体1的侧壁厚度与载体层2的厚度之比为0.5mm：14mm。

实施例2

本实施例提供了一种燃烧头，如图2所示，在上述实施例1的基础上，作为可变型的实施方式，本实施例中，壳体1的形状为筒状，壳体1的横截面形状为正六角形，具体地，相邻两角间形成倒三角的凹槽，凹槽的两侧面上设置载体层2，相邻载体层2彼此抵接，载体层2上设置催化剂层4；

壳体1的外径d与壳体1的内径d之比为180：(70-100)，具体地，外径d为180mm，壳体1的内径d为70-100mm；在本实施例中，外径d为180mm，壳体1的内径d为84mm。

实施例3

本实施例提供了一种燃烧头，如图3和4所示，在上述实施例1或2的基础上，作为可变型的实施方式，本实施例中，壳体1的形状为筒状，壳体1的横截面形状为六角星形，具体地，相邻两角间形成倒梯形的凹槽，倒梯形的凹槽的槽底长度h1为16mm，倒梯形的凹槽的槽边长度h2为46mm，凹槽的两侧面上设置载体层2，相邻载体层2彼此抵接，载体层2上设置催化剂层4；

壳体1的外径d与壳体1的内径d之比为180：(70-100)，具体地，外径d为180mm，壳体1的内径d为70-100mm；在本实施例中，外径d为180mm，壳体1的内径d为98mm。

实施例4

本实施例提供了一种燃烧头，如图5和6所示，在上述实施例1、2或3的基础上，作为可变型的实施方式，本实施例中，壳体1的形状为筒状，壳体1的横截面形状为四角星形，具体地，相邻两角间形成倒梯形的凹槽，倒梯形的凹槽的槽底长度h1为46mm，倒梯形的凹槽的槽边长度h2为46mm，凹槽的两侧面及凹槽的槽底上设置载体层2，相邻载体层2彼此抵接，载体层2上设置催化剂层4；

壳体1的外径d与壳体1的内径d之比为180：(70-100)，具体地，外径d为180mm，壳体1的内径d为70-100mm；在本实施例中，外径d为180mm，壳体1的内径d为74mm。

实施例5

本实施例提供了一种燃烧头，如图7所示，在上述实施例1、2、3或4的基础上，作为可变型的实施方式，本实施例中，壳体1的形状为筒状，壳体1的横截面形状为四边形，四边形的长为114mm，宽为111mm；

壳体1为直四棱柱，直四棱柱的侧面上设置载体层2，相邻载体层2彼此抵接，载体层2上设置催化剂层4。

实施例6

本实施例提供了一种燃烧装置，如图8所示，包括上述实施例1、2、3、4或5的燃烧头，进一步地，还包括燃烧室19和风机10，风机10的出风端与燃烧头的开口端可拆卸连通，燃烧头远离开口端的封闭端延伸至燃烧室19内。

进一步地，还包括助燃气管道，与风机10连通，且助燃气管道上设置第一过滤器6、压差开关和流量调节阀8，风机10靠近出风端上设置第一压力表9；具体地，压差开关为空气压差开关7。

进一步地，还包括燃气管道，包括主燃气管路及分别与主燃气管路连通的第一分燃气管路和第二分燃气管路，第一分燃气管路与风机10连通形成第一连通点，第二分燃气管路与燃烧头连通形成第二连通点，沿助燃气的流通方向上，相对于第一连通点，第二连通点远离风机10的出风端；通过该设置能预先将空气与部分燃气混合形成混合气，然后再将混合气与剩余燃气混合，不但能提高混合效果，同时还有助于点燃；

点火装置，设置于燃烧头的壳体内，点火装置与第二分燃气管路连通。

进一步地，主燃气管路上设置第二压力表11、截止阀12和第二过滤器13；第一分燃气管路和第二分燃气管路的连通点前后分别设置燃气调节装置阀14；第一分燃气管路还设置手动球阀16、稳压阀17和电磁阀18；第二分燃气管路还设置燃气蝶阀15；

进一步地，还包括出口烟道20，出口烟道20与燃烧室19连通设置。

具体地，燃烧装置可为燃气锅炉、地暖装置、取暖装置、挂壁炉等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。