浓淡燃烧器及燃气装置的制作方法

本实用新型涉及燃烧器技术领域，特别是涉及一种浓淡燃烧器及燃气装置。

背景技术：

传统的燃烧器技术中，多数为普通大气式燃烧器，nox气体(氮氧化物)排放量高，不利于低氮环保排放要求。目前行业中有采用浓淡燃烧技术的浓淡燃烧器来实现低氮氧化物排放。但是，传统的浓淡燃烧器具有双引射通道，结构相对复杂，给电路程序控制、产品性能稳定性等带来诸多挑战。

技术实现要素：

本实用新型所解决的第一个技术问题是要提供一种浓淡燃烧器，其能有效地实现低氮氧化物排放，利于提高电路程序控制的可靠性。

本实用新型所解决的第二个技术问题是要提供一种燃气装置，其能有效地实现低氮氧化物排放，利于提高电路程序控制的可靠性。

上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种浓淡燃烧器，包括主壳体；

主壳体设有引射通道、第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔、内扩压混合腔和空气补给通道；所述引射通道的进气口用于引入燃气与空气，所述引射通道的出气端连通所述第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔、内扩压混合腔；所述空气补给通道的进气口用于引入空气，所述空气补给通道的出气口连通所述内扩压混合腔；第一外扩压混合腔和第二外扩压混合腔位于所述内扩压混合腔的两侧；所述主壳体的顶部端面设有与所述内扩压混合腔连通的第一出火口、与所述第一外扩压混合腔连通的第二出火口以及与所述第二外扩压混合腔连通的第三出火口；第二出火口与第三出火口位于所述第一出火口的两侧。

本实用新型所述的浓淡燃烧器，与背景技术相比所产生的有益效果：设有一个引射通道，具体工作时在引射通道的进气口对应设置燃气喷嘴，引射通道同时为第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔和内扩压混合腔提供空燃混合气，空气补给通道为内扩压混合腔额外提供空气，由于内扩压混合腔比第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔多混有空气，内扩压混合腔内混合气的空燃比大于第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔内混合气的空燃比，由此相应在第一出火口形成淡火焰燃烧，而在第二出火口、第三出火口形成浓火焰燃烧，淡火焰在过多空气下燃烧，淡火焰被过多的空气包裹而降低温度，浓火焰在缺氧条件下进行着不完全燃烧从而降低了浓火焰温度，整个火焰呈现“浓－淡－浓”的结构，由此整体降低火焰温度，进而减少氮氧化物nox的排放量；第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔和内扩压混合腔能够使得燃料与空气充分混合，使得燃料燃烧更充分，同时，浓火焰位于淡火焰两侧，浓火焰中未充分燃烧的燃料能够进入淡火焰进一步燃烧，从而保证燃料充分燃烧，减少co排放的同时提高燃料的利用率；如此，能有效实现降低氮氧化物排放。由于只采用一个引射通道，在具体使用中也只需要采用一个燃气喷嘴(其工作需要进行电路控制)，相对采用多个引射通道以及相应的多个燃气喷嘴，电路程序控制相对简单，可靠性高，利于提高产品性能稳定性。

在其中一个实施例中，第一外扩压混合腔和第二外扩压混合腔位于所述引射通道的出气端两侧，所述主壳体设有第一分流通孔、第二分流通孔，第一分流通孔、第二分流通孔对应连通所述引射通道的出气端与第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔；所述主壳体设有至少一分流通道，所述分流通道连通所述引射通道的出气端与所述内扩压混合腔或连通所述引射通道的出气端与空气补给通道，所述分流通道的流通面积总和大于所述第一分流通孔和第二分流通孔的流通面积总和。

在其中一个实施例中，沿所述引射通道内的气流方向，所述分流通道的进气口相对于所述第一分流通孔和第二分流通孔，靠近所述引射通道的进气口。

在其中一个实施例中，沿所述分流通道的进气口指向出气口的方向，所述分流通道的任一截面在纵向方向上不低于其前面的任一截面，所述纵向方向为所述主壳体的底部指向顶部的方向；所述分流通道的截面面积沿进气口指向出气口的方向逐渐变大。

在其中一个实施例中，所述分流通道的出气口的截面面积为所述分流通道的进气口的截面面积的1.5倍～4.5倍。

在其中一个实施例中，所述引射通道的进气口、空气补给通道的进气口设于所述主壳体的底部端面，所述引射通道及空气补给通道自主壳体的底部朝向顶部的方向延伸。

在其中一个实施例中，所述引射通道设有沿气流方向依次排布的吸气收缩段、混合段和第一扩压段；空气补给通道设有沿气流方向依次排布的输送段和第二扩压段，所述空气补给通道的第二扩压段的任一通道截面大于所述空气补给通道的输送段的任一通道截面；所述分流通道连通在所述引射通道的第一扩压段和所述空气补给通道的第二扩压段之间。

在其中一个实施例中，所述主壳体设有两条所述空气补给通道：第一空气补给通道和第二空气补给通道，所述引射通道位于所述第一空气补给通道和第二空气补给通道之间；所述主壳体设有两条所述分流通道：第一分流通道和第二分流通道，第一分流通道和第二分流通道分别位于所述引射通道的出气端的相对两侧，第一分流通道连通所述引射通道的出气端与所述第一空气补给通道，第二分流通道连通所述引射通道的出气端与所述第二空气补给通道。

在其中一个实施例中，还包括设置于所述内扩压混合腔内的内芯体，所述内芯体设有若干个纵向方向延伸设置的气体流道，所述气体流道的底部端面设有进气口，所述气体流道的顶部端面设有位于所述第一出火口处的出气口。

上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种燃气装置，包括所述的浓淡燃烧器。

本实用新型所述的燃气装置，与背景技术相比所产生的有益效果：由于包括所述的浓淡燃烧器，其技术效果由浓淡燃烧器带来，与浓淡燃烧器的有益效果相同，不进行赘述。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的浓淡燃烧器的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的浓淡燃烧器的工作示意图；

图3为图2的a-a处的截面示意图。

附图标记：

100、主壳体，1、引射通道，2、第一外扩压混合腔、第二外扩压混合腔，21、第一外空腔，22、第二外空腔，3、内扩压混合腔，41、第一空气补给通道，42、第二空气补给通道，51、第一分流通孔，52、第二分流通孔，61、第一分流通道，62、第二分流通道，101、第一出火口，102、第二出火口，103、第三出火口，200、内芯体，201、气体流道。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1至图3，一种浓淡燃烧器，包括主壳体100。

主壳体100设有引射通道1、第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22、内扩压混合腔3和空气补给通道(41、42)。

所述引射通道1的进气口用于引入燃气与空气，所述引射通道1的出气端连通所述第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22、内扩压混合腔3。

较优的是，引射通道1是采用燃烧技术领域的引射器结构设计，因此，引射通道1是设有沿气流方向依次排布的沿吸气收缩段113、混合段112和第一扩压段111。吸气收缩段113的引射口为引射通道1的进气口，引射通道1的第一扩压段111作为射通道1的出气端。

所述空气补给通道(41、42)的进气口用于引入空气，所述空气补给通道(41、42)的出气口连通所述内扩压混合腔3。

第一外扩压混合腔21和第二外扩压混合腔22位于所述内扩压混合腔3的两侧。

所述主壳体100的顶部端面设有与所述内扩压混合腔3连通的第一出火口101、与所述第一外扩压混合腔21连通的第二出火口102以及与所述第二外扩压混合腔22连通的第三出火口103；第二出火口102与第三出火口103位于所述第一出火口101的两侧。

本实用新型所述的浓淡燃烧器，与背景技术相比所产生的有益效果：设有一个引射通道1，具体工作时在引射通道的进气口对应设置燃气喷嘴，引射通道同时为第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22和内扩压混合腔3提供空燃混合气，空气补给通道(41、42)为内扩压混合腔3额外提供空气，由于内扩压混合腔3比第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22多混有空气，内扩压混合腔3内混合气的空燃比大于第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22内混合气的空燃比，由此相应在第一出火口101形成淡火焰燃烧，而在第二出火口102与第三出火口103形成浓火焰燃烧，淡火焰在过多空气下燃烧，淡火焰被过多的空气包裹而降低温度，浓火焰在缺氧条件下进行着不完全燃烧从而降低了浓火焰温度，整个火焰呈现“浓－淡－浓”的结构，由此整体降低火焰温度，进而减少氮氧化物nox的排放量；第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22和内扩压混合腔3能够使得燃料与空气充分混合，使得燃料燃烧更充分，同时，浓火焰位于淡火焰两侧，浓火焰中未充分燃烧的燃料能够进入淡火焰进一步燃烧，从而保证燃料充分燃烧，减少co排放的同时提高燃料的利用率；如此，能有效实现降低氮氧化物排放。由于只采用一个引射通道，在具体使用中也只需要采用一个燃气喷嘴(其工作需要进行电路控制)，相对采用多个引射通道以及相应的多个燃气喷嘴，电路程序控制相对简单，可靠性高，利于提高产品性能稳定性。

所述第一外扩压混合腔21与所述第二外扩压混合腔22在设计上可以是相隔，不直接连通的；也可以是，所述第一外扩压混合腔21与所述第二外扩压混合腔22相互连通，即第一外扩压混合腔21与所述第二外扩压混合腔22属于一个连续的扩压混合腔的两部分。

在一个实施例中，第一外扩压混合腔21和第二外扩压混合腔22位于所述引射通道1的出气端两侧，所述主壳体100设有第一分流通孔51、第二分流通孔52，第一分流通孔51、第二分流通孔52对应连通所述引射通道1的出气端与第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22；所述主壳体100设有至少一分流通道(61、62)，所述分流通道(61、62)连通所述引射通道1的出气端与空气补给通道(41、42)，所述分流通道(61、62)的流通面积总和大于第一分流通孔51和第二分流通孔52的流通面积总和。该方案通过设计第一外扩压混合腔21和第二外扩压混合腔22位于所述引射通道1的出气端两侧，通过开设第一分流通孔51、第二分流通孔52对应连通所述引射通道1的出气端与第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22，进一步简化了结构。由于淡火焰为主火焰，因此设计所述分流通道(61、62)的流通面积总和大于第一分流通孔51和第二分流通孔52的流通面积总和，确保更多地空燃混合气体流向第二扩压混合腔16。在该方案中，是通过所述分流通道(61、62)连通引射通道1与空气补给通道(41、42)，来实现所述引射通道1的出气端与所述内扩压混合腔3的连通；引射通道1的空燃混合气通过分流通道(61、62)先进入空气补给通道(41、42)作进一步的混合，再流进内扩压混合腔3，利于提高空气与燃气的混合效果。

为了优先给内扩压混合腔3提供空燃混合气，沿所述引射通道1内的气流方向，所述分流通道(61、62)的进气口相对于所述第一分流通孔51和第二分流通孔52，靠近所述引射通道1的进气口。该方案在确保流通面积较大的基础上，从流通位置上做了设计以实现优先分流，进一步确保内扩压混合腔3的空燃混合气量。

在其他设计中，所述分流通道可以设计为直接连通所述引射通道1的出气端与所述内扩压混合腔3，只是空气与燃气的混合效果有所影响。

具体而言，第一分流通孔51、第二分流通孔52的数量为2个～20个，第一分流通孔51、第二分流通孔52的直径为1mm～4mm。第一分流通孔51、第二分流通孔52的具体直径为2mm。

在一个实施例中，沿所述分流通道(61、62)的进气口指向出气口的方向，所述分流通道(61、62)的任一截面在纵向方向上不低于其前面的任一截面，所述纵向方向为所述内壳的底部指向顶部的方向；所述分流通道(61、62)的截面面积沿进气口指向出气口的方向逐渐变大。该方案从分流通道(61、62)的延伸方式以及通道大小变化方式做了限制，一方面确保空燃混合气更顺畅地流向内扩压混合腔3，第二方面可以使得空燃混合气在分流通道(61、62)中进一步混合，混合效果较好。

经测试，为了更为有效实现降低氮氧化物排放，所述分流通道(61、62)的出气口的截面面积为所述分流通道(61、62)的进气口的截面面积的1.5倍～4.5倍。较优地，所述分流通道(61、62)的出气口的截面面积为所述分流通道(61、62)的进气口的截面面积的2.5倍。

在一个实施例中，引射通道11的进气口位于主壳体100的底部端面，引射通道11为自主壳体100的底部端面往顶部方向延伸设置。较优的，空气补给通道(41、42)的进气口位于主壳体100的底部端面，空气补给通道(41、42)亦为自主壳体100的底部端面往顶部方向延伸设置。考虑到燃气装置的使用环境，尤其是在风机工作形成的强烈气流下，将引射通道1的进气口、空气补给通道(41、42)的进气口均位于主壳体100的底部端面，通道往顶部方向延伸设置，本燃烧器的内部气流更加稳定，确保燃烧工况稳定。

当然，引射通道1也可以作其他设计，例如，可以将引射通道1的进气口设置主壳体100的侧面，并作l形延伸设置。空气补给通道(41、42)也可以作其他设计，例如，空气补给通道(41、42)的进气口设置在主壳体100的中部或主壳体100的侧面，或空气补给通道(41、42)往主壳体100的底部方向突出于引射通道1的进气口。

在一个实施例中，空气补给通道(41、42)设有沿气流方向依次排布的输送段(412、422)和第二扩压段(411、421)，所述空气补给通道(41、42)的第二扩压段(411、421)的任一通道截面大于所述空气补给通道(41、42)的输送段(412、422)的任一通道截面；所述分流通道(61、62)连通在所述引射通道1的第一扩压段111和所述空气补给通道(41、42)的第二扩压段之间。该方案利于空燃混合气与空气充分混合，空气的流动。

作为更为具体的优选设计，输送段(412、422)的内径、第二扩压段(411、421)的内径均自气流方向逐渐变大，第二扩压段(411、421)的内径变化率大于输送段(412、422)的内径变化率。

在一个实施例中，空气补给通道(41、42)还设有沿气流方向位于输送段(412、422)前的喇叭输入段(413、423)，喇叭输入段(413、423)的进气口为空气补给通道(41、42)的进气口。该方案是依据引射器的结构进行设计，以更好地引入空气。但是，空气补给通道(41、42)是用于引入空气，并非与燃气喷嘴结合使用，因此，空气补给通道(41、42)的各段设计并非与引射器的设计参数保持一致。

在一个实施例中，为了充分、均匀地给内扩压混合腔3提供空气，实现稳定地淡火焰燃烧，所述主壳体100设有两条所述空气补给通道：第一空气补给通道41和第二空气补给通道42，所述引射通道1位于所述第一空气补给通道41和第二空气补给通道42之间。相应地在其他实施例中，主壳体100可以在引射通道1的两侧设置更多的空气补给通道，考虑到气路流动顺畅性与空燃混合气混合的均匀性，在引射通道1的两侧对称地设置空气补给通道更为合理。

因此，通常的设计，第一空气补给通道41设有沿气流方向依次排布的喇叭输入段413、输送段412和第二扩压段411。第二空气补给通道42设有沿气流方向依次排布的喇叭输入段423、输送段422和第二扩压段421。

在一个实施例中，为了充分、均匀地给内扩压混合腔3提供空燃混合气，所述主壳体100设有两条所述分流通道：第一分流通道61和第二分流通道62，第一分流通道61和第二分流通道62分别位于并且连通于所述引射通道1的出气端的相对两侧。相应地在其他实施例中，主壳体100可以在引射通道1的出气端两侧设置更多的分流通道，考虑到气路流动顺畅性与空燃混合气混合的均匀性，在引射通道1的出气端两侧对称地设置分流通道更为合理。

当上述的浓淡燃烧器设有第一空气补给通道41、第二空气补给通道42、第一分流通道61和第二分流通道62时，第一分流通道61连通所述引射通道1的出气端与所述第一空气补给通道41，第二分流通道62连通所述引射通道1的出气端与所述第二空气补给通道42。具体地，第一分流通道61连通所述引射通道1的出气端与所述第一空气补给通道41的第二扩压段411，第二分流通道62连通所述引射通道1的出气端与所述第二空气补给通道42的第二扩压段421。

在一个实施例中，为了便于生产，第一空气补给通道41的进气口的截面面积与第二空气补给通道42的进气口的口径通常设计为相同，在此基础上，经过大量的测试，引射通道1的进气口的口径面积为第一空气补给通道41的进气口口径面积的1.5倍，更为有效实现降低氮氧化物排放。

在一个实施例中，请参阅图1及图3，上述的浓淡燃烧器还包括设置于所述内扩压混合腔2内的内芯体200，所述内芯体200设有若干个纵向方向延伸设置的气体流道201，纵向方向为主壳体100的底部指向顶部的方向，所述气体流道201的底部端面设有进气口，所述气体流道201的顶部端面设有位于所述第一出火口101处的出气口。如此，内扩压混合腔3内的空燃混合气分别经内芯体200的若干个气体流道201向外输出，对混合气体进行分流，有利于混合更均匀，有利于稳定混合气体的流速，使得淡火焰燃烧效果较好。

在本文中，若干个指数量为两个、三个或四个或者更多。

上述的浓淡燃烧器的具体工作如下：图中箭头方向代表气体流动方向，燃气首先从引射通道1的进气口处的燃气喷嘴喷出，燃气通过引射通道1的进气口流入，燃气同时在引射通道1的进气口的周围卷吸空气进入引射通道1内，燃气与空气在引射通道1内进行初步预混合后，预混的空燃混合气分成两路流入不同地方，第一路预混的空燃混合气分别通过第一分流通道61和第二分流通道62流入内扩压混合腔3内，与此同时空气通过第一空气补给通道41和第二空气补给通道42进入到内扩压混合腔3内，流入内扩压混合腔3内的空气与其内的空燃混合气进行进一步充分混合，充分混合的空燃混合气通过内芯体200的气体流道201流动到第一出火口101处实现淡火焰燃烧。第二路预混的空燃混合气从通过第一分流通孔51、第二分流通孔52分别流入第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22内，空燃混合气在第一外扩压混合腔21、第二外扩压混合腔22内得到进一步充分混合后流入到第二出火口102与第三出火口103处实现浓火焰燃烧。

由于第二出火口102与第三出火口103的浓火焰燃烧是由引射通道1排出的空燃混合气直接燃烧，混合的空气量相对较少，浓火焰在缺氧条件下进行不完全燃烧从而降低了浓火焰温度。第一出火口101的淡火焰燃烧是由引射通道1排出的空燃混合气与第一空气补给通道41和第二空气补给通道42进入的空气进行充分混合后燃烧，混合的空气相对较多，淡火焰在过多的空气下燃烧，淡火焰被过多的空气稀释而降低燃烧温度，整个火焰呈现“浓－淡－浓”的结构，由此整体降低火焰温度，进而减少氮氧化物nox的排放量。

在一个实施例中，一种燃气装置，包括上述任一实施例所述的浓淡燃烧器。

本实用新型所述的燃气装置，与背景技术相比所产生的有益效果：由于包括所述的浓淡燃烧器，其技术效果由浓淡燃烧器带来，与浓淡燃烧器的有益效果相同，不进行赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。