一种自预混低氮燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃烧器设计技术领域，尤其涉及一种自预混低氮燃烧器。

背景技术：

燃烧器，是供燃料与空气以一定的比例混合燃烧的设备。燃烧器的燃烧效率、制造成本、设备体积、使用成本是其性能优良的重要指标。燃烧器按照应用领域可以分为工业燃烧器和民用燃烧器。当然，根据燃料与空气的混合方式划分，燃烧器还可以分为前预混燃烧器和后预混燃烧器。

前预混燃烧器采用前预混方式指的是燃气与空气在风机的进口处混合。具体的混合燃烧过程如下：在风机进口处供给燃气，燃气与风机吸入的空气在风机的搅拌作用下混合，最后进入燃烧机构实施燃烧。前预混燃烧器通常设置有文丘里混合装置，这会导致整个燃烧器的设备体积较大，而且，燃气与空气在风机内被搅拌混合会存在风险，因此前预混燃烧器的风机需要采用防爆风机。通常，防爆风机价格昂贵，这使得前预混燃烧器的制造成本大幅增加。

后预混燃烧器采用后预混方式指的是燃气与空气在风机的出口处混合。具体的混合燃烧过程如下：空气在风机的作用下从风机的出口排出，继而与燃气实施混合，混合气体进入后预混燃烧器的燃烧机构实施燃烧。同样，后预混燃烧器通常也设置有文丘里混合器或旋流式混合器实施混合，这会使得后预混燃烧器的自身的压力损失较高，影响燃烧效率，同时会使得风机的功率随之增大，导致使用成本大幅增加。

综上可知，目前的前预混燃烧器存在体积较大和制造成本较高的问题，后预混燃烧器存在自身的压力损失较大导致的燃烧效率较低及使用成本较大的问题。如何对目前的燃烧器实施改进以解决上述技术问题极为重要。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是解决目前的前预混燃烧器存在的体积较大和制造成本较高的问题及后预混燃烧器存在自身的压力较大导致的燃烧效率较低及使用成本较大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种自预混低氮燃烧器，包括风机、燃烧主体和燃气进气装置；其中：

所述燃烧主体包括依次分布的混合腔和燃烧腔；所述混合腔与所述风机的出风口相连通，所述风机的出风口沿着与所述混合腔的切线方向延伸；

所述燃气进气装置的燃气喷出管道沿着垂直于所述混合腔的轴向方向延伸。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述混合腔包括缩口段；所述缩口段横截面积较小的一端靠近所述燃烧腔，所述缩口段横截面积较大的一端靠近所述风机的出风口；

所述燃气喷出管道位于所述缩口段中。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述混合腔包括旋流平缓段，所述旋流平缓段连通所述缩口段横截面积较小的一端与所述燃烧腔；

所述旋流平缓段为等径段。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述旋流平缓段的外侧壁设置有连接筋，所述连接筋设置有连接孔。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述混合腔包括助燃风进口段；所述助燃风进口段与所述风机的出风口连通，且与所述缩口段横截面积较大的一端连通；

所述助燃风进口段的径向尺寸与所述缩口段横截面积较大的一端的径向尺寸相等。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述助燃风进口段背离所述缩口段的一端设置有泄爆口。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述助燃风进口段设置有备用燃气进口。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述燃气进气装置包括主管道和多个支管；其中：

所述主管道沿着所述混合腔的轴线延伸，多个所述支管均匀布置在所述主管道的周围，且均沿着垂直与所述混合腔的轴向方向延伸。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述支管的自由端均设置有喷气嘴。

进一步地，上述自预混低氮燃烧器中，所述燃气进气装置设置在所述缩口段横截面积较大的一端。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型实施例提供的自预混低氮燃烧器中，风机的出风口沿着混合腔的切线方向延伸，能使得被风机驱动的气体能够以旋流的方式进入混合腔内，燃气进气装置的燃气喷出管道在混合腔内，以垂直于混合腔轴线的方向喷出燃气。旋流的空气起到搅拌的作用，旋流的空气与射流的燃气混合使得混合腔具有搅拌作用，效果如同前预混方式，达到极佳的混合效果，混合后的气体进入燃烧腔内进行燃烧。

通过上述混合过程可以看出，本实施例提供的自预混低氮燃烧器在工作时采用前预混的方式实现混合，但是这种前预混的方式不同于背景技术所述的情况，燃气无需通过风机，因此无需采用防爆风机。同时也不要文丘里混合装置，因此能解决前预混方式存在的设备体积较大的问题。相比于后预混燃烧器而言，不需要文丘里混合器或旋流式混合器，因此不会造成整个燃烧器自身的压力损失较高，更不会使得风机的功率随之增大。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的自预混低氮燃烧器的主视结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的部分结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的自预混低氮燃烧器部分结构的内部示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种自预混低氮燃烧器，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型，并且相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。

在本实用新型中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1-5，本实用新型实施例提供一种自预混低氮燃烧器，该自预混低氮燃烧器包括风机1、燃烧主体和燃气进气装置4。

风机1的进风管道11和电机12分别位于风机1的壳体的两侧。燃烧主体包括依次分布的混合腔2和燃烧腔3，两者连通。混合腔2用于混合燃气和空气。混合腔2与风机1的出风口相连通。风机1的出风口沿着混合腔2的切线方向延伸，进而使得空气以螺旋气流的方式进入混合腔2中。

燃气进气装置4是供应燃气的设备，燃气进气装置4的燃气喷出管道位于混合腔2内，且沿着垂直于混合腔2的轴线反向延伸。

本实用新型实施例提供的自预混低氮燃烧器中，风机1的出风口沿着混合腔2的切线方向延伸，能使得被风机1驱动的气体能够以旋流的方式进入混合腔2内，燃气进气装置4的燃气喷出管道在混合腔2内，以垂直于混合腔2轴线的方向喷出燃气。旋流的空气起到搅拌的作用，旋流的空气与射流的燃气混合使得混合腔2具有搅拌作用，效果如同前预混方式，达到极佳的混合效果，混合后的气体进入燃烧腔3内进行燃烧。

通过上述混合过程可以看出，本实施例提供的自预混低氮燃烧器在工作时采用前预混的方式实现混合，但是这种前预混的方式不同于背景技术所述的情况，燃气无需通过风机1，因此无需采用防爆风机。同时也不要文丘里混合装置，因此能解决前预混方式存在的设备体积较大的问题。相比于后预混燃烧器而言，不需要文丘里混合器或旋流式混合器，因此不会造成整个燃烧器自身的压力损失较高，更不会使得风机1的功率随之增大。

请再次参考图2、3和5，本实施例提供的自预混低氮燃烧器中，混合腔3可以包括缩口段21，缩口段21横截面积较小的一端靠近燃烧腔3，缩口段21横截面积较大的一端靠近风机1的出风口，燃气进气装置4的燃气喷出管道位于缩口段21中。缩口段21的横截面积逐渐减小，从而能增大气流速度，进而能将从风机1进入到混合腔2内的空气的旋流继续保持下去。燃气喷出管道位于缩口段21，从燃气喷出管道喷出的燃气以射流的方式流出，此加速过程能使得旋流的气流的扰动效果更强，使得旋流的搅拌效果更加明显。

混合腔3还可以包括旋流平缓段22。旋流平缓段22连通缩口段21横截面积较小的一端与燃烧腔3，旋流平缓段为等径段，即流通面积处处相等。经过缩口段21加速、强力混合后的混合气体进入旋流平缓段22，旋流平缓段22起到混合后舒缓混合气流的作用，进入减小旋流作用力对混合气流在燃烧腔3内的分布影响。

旋流平缓段22的外侧壁设置有连接筋221，连接筋221可以设置有连接孔，连接筋221不但能起到增加混合腔2的作用，同时还能为燃烧主体固定提供连接基础。

本实施例提供的自预混低氮燃烧器还可以包括助燃风进口段23，也就是空气进口段。助燃风进口段23与风机1的出风口连通，且与缩口段21横截面积较大的一端连通。助燃风进口段23的径向尺寸与缩口段21横截面积较大的一端的径向尺寸。空气从风机1的出风口进入助燃风进口段23内，也就是说，风机1的出风口以助燃风进口段23的切线方向进入混合腔2内。

优选的，助燃风进口段23背离缩口段21的一端可以设置泄爆口231，以提高自预混低氮燃烧器的安全性。请参考图2和3，助燃风进口段23设置有备用燃气进口232，备用燃气进口232能够与燃气进气装置4连接，以供备用。备用燃气进口232也可以作为泄爆口使用。

请参考图4和5，燃气进气装置4可以包括主管道41和多个支管42。主管道41沿着混合腔2的轴线延伸，多个支管42均匀布置在主管道41的周围，且均沿着垂直于混合腔2的轴向方向延伸，即实现径向射流。上述结构的燃气进气装置4能够实现较为均匀的喷射燃气，能提高燃气与空气的混合效果。此时，支管42即为燃气喷出管道。为了提高喷射效果，具体的，多个支管42的自由端，即喷射段可以设置有喷气嘴。

燃气进气装置4优选的可以布置在缩口段21横截面积较大的一端，如图5所示，这能够提前实现燃气与空气的混合，提高混合效果。

需要说明的是，本申请中，自预混低氮燃烧器能降低燃烧过程中氮氧化物的生成，因此能达到低氮的效果，氮氧化物的排放可以达到20mg/m³(@3％O₂)以下。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。