燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃烧技术领域，尤其是涉及一种燃烧器。

背景技术：

相关技术中，低热值煤气燃烧器所采用的助燃方法有烟气回流法、流道增加旋流叶片方法、蓄热室预热法和添加高热值煤气的方法等。然而，烟气回流法是在燃烧器出口部位增加一个钝体，产生一个低压区，或者设置专门的回流通道，从而引导后面的高温烟气回流以加热煤气，由于靠压差回流，循环动力不大，因而使煤气稳定燃烧的作用有限；增加旋流叶片方法是在燃烧器的空气和燃气出口都设置旋流叶片，使之旋流喷出，增强两种气体的掺混能力，同样使煤气稳定燃烧的作用有限；而蓄热室预热法需要设置蓄热室，以在空气和燃气进入燃烧器之前把空气和燃气预热到较高温度，然后喷出燃烧器进行燃烧，以及采取添加高热值燃气的方法，都使得系统更加复杂，增加了燃烧成本。另外，伴燃火焰采用高热值煤气的燃烧火焰时，还会产生积碳的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型需要提供一种燃烧器，所述燃烧器具有结构简单、燃气燃烧稳定的优点。

根据本实用新型实施例的燃烧器，包括：电极组件，所述电极组件包括阴极通道管和阳极通道管，所述阴极通道管和所述阳极通道管嵌套设置，所述阴极通道管和所述阳极通道管中的其中一个上形成有工作气体进口以通入工作气体，所述阴极通道管的一端设有阴极，所述阳极通道管的与所述阴极通道管的所述一端对应的一端设有阳极；和燃烧组件，所述燃烧组件套设在所述电极组件外，所述燃烧组件包括燃气通道管和助燃气体通道管，所述燃气通道管和所述助燃气体通道管嵌套设置，且所述燃气通道管和所述助燃气体通道管的出口处具有混合燃烧室，所述燃气通道管上形成有燃气进口以向所述燃气通道管内通入燃气，所述助燃气体通道管上形成有助燃气体进口以向所述助燃气体通道管内通入助燃气体。

根据本实用新型实施例的燃烧器，当燃烧器内通入的燃气为低热值燃气时，电极组件产生的等离子体火焰可以起到伴燃的作用，从而可以保证低热值燃气稳定燃烧；当燃烧器内通入的燃气为高热值燃气时，等离子体火焰可以点燃高热值燃气，之后高热值燃气便可稳定燃烧。同时，通过改变阴极和阳极之间的电压可以调节等离子体火焰的功率，控制燃气的燃烧情况，从而可以调节燃烧器的功率，扩大燃烧器的适用范围。另外，在燃烧器的负荷较低时，燃烧器内可以只有等离子体燃烧，在燃烧器负荷提高时，可以向燃烧器内通入燃气和助燃气体以提高燃烧器的燃烧能力，从而燃烧器的能量利用率高。

根据本实用新型的一些实施例，所述燃烧器进一步包括：旋流叶片，所述旋流叶片设在所述燃气通道管和所述助燃气体通道管之间的通道内且邻近所述混合燃烧室。

根据本实用新型的一些实施例，所述阴极和所述阳极之间的距离为3mm～5mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述阴极和所述阳极均为紫铜件。

根据本实用新型的一个实施例，所述阳极外设有阳极绝缘套管。

可选地，所述阳极绝缘套管为陶瓷件。

根据本实用新型的一个实施例，所述阴极外设有阴极绝缘套管。

根据本实用新型的一些实施例，所述工作气体为空气、氮气、氩气或氢气。

根据本实用新型的一个实施例，所述燃气为煤气，所述助燃气体为空气。

根据本实用新型的一些实施例，所述阳极通道管套设在所述阴极通道管外，所述助燃气体通道管套设在所述燃气通道管外。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分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是根据本实用新型实施例的燃烧器的结构示意图；

图2是图1中圈示的A部的放大示意图。

附图标记：

燃烧器100，

电极组件1，

阴极通道管11，阴极通道110，阴极111，阴极本体111a，阴极头部111b，阴极绝缘套管112，

阳极通道管12，工作气体通道120，工作气体进口121，阳极122，阳极绝缘套管123，等离子体出口124，

燃烧组件2，

燃气通道管21，燃气通道210，燃气进口211，

助燃气体通道管22，助燃气体通道220，混合燃烧室221，助燃气体进口222，

旋流叶片3，喷头4。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的燃烧器100，该燃烧器100可以应用在工业、民用等领域，用于燃烧各种热值的燃气以加热物体。

如图1-图2所示，根据本实用新型实施例的燃烧器100，包括：电极组件1和燃烧组件2。

具体而言，电极组件1包括阴极通道管11和阳极通道管12。其中，阴极通道管11和阳极通道管12嵌套设置，从而阴极通道管11和阳极通道管12之间可以限定出工作气体的通道，且使得电极组件1结构紧凑，减小电极组件1的体积。阴极通道管11和阳极通道管12中的其中一个上形成有工作气体进口121以通入工作气体，从而工作气体可以进入到阴极通道管11和阳极通道管12之间的通道中。例如，如图1所示，工作气体进口121可以设在阳极通道管12的左端，以便于向阴极通道管11和阳极通道管12之间通入工作气体。这里，工作气体可以为空气、氮气等气体，优选地，工作气体可以为氩气或氢气，从而可以避免工作气体因温度高而产生氮氧化合物。

阴极通道管11的一端(例如，图1中的右端)设有阴极111，阳极通道管12的与阴极通道管11的一端对应的一端(例如，图1中的右端)设有阳极122，从而在接通电源后，阴极111和阳极122之间的工作气体被电离成为导电气体，即等离子体。这里，对于阴极111在阴极通道管11上的安装位置和阳极122在阳极通道管12上的安装位置不做特殊限定，只要保证阴极111和阳极122可以分别对应设在阴极通道管11和阳极通道管12上即可，例如，如图2所示，阴极111可以设在阴极通道管11的右端，相应地，阳极122可以设在阳极通道管12的右端。

燃烧组件2套设在电极组件1外，燃烧组件2包括燃气通道管21和助燃气体通道管22，燃气通道管21和助燃气体通道管22嵌套设置，从而可以限定出燃气和助燃气体的流通通道，且使得燃烧器100结构紧凑，减小燃烧器100的体积。可以理解的是，对于燃烧组件2和电极组件1之间的嵌套方式不做特殊限定，只要保证电极组件1可以嵌入到燃烧组件2内即可，例如，如图1所示，通过将阳极通道管12设在阴极通道管11外，燃气通道管21可拆卸地套设在阳极通道管12外，由此电极组件1可拆卸地嵌入到燃气通道管21内，从而便于燃气通道管21、助燃气体通道管22和电极组件1的更换。

燃气通道管21和助燃气体通道管22的出口处具有混合燃烧室221，从而由电极组件1和燃烧组件2出来的气体可以进入混合燃烧室221燃烧。例如，如图1-图2所示，助燃气体通道管22设在燃气通道管21的外侧，助燃气体通道管22的右端可以限定出混合燃烧室221。当然，混合燃烧室221还可以焊接在助燃气体通道管上。

进一步地，燃气通道管21上形成有燃气进口211以向燃气通道管21内通入燃气，助燃气体通道管22上可以形成有助燃气体进口222以向助燃气体通道管22内通入助燃气体，之后，燃气可以从燃气通道管21的右端、助燃气体可以从助燃气体通道管22的右端排出至混合燃烧室221，从而燃气和助燃气体在混合燃烧室221内混合。例如，如图1所示，燃气进口211、助燃气体进口222可以分别设在燃气通道管21的左端、助燃气体通道管22的左端。这里，燃气可以为煤气，助燃气体可以为空气，煤气和空气可以在混合燃烧室221内燃烧，从而燃烧器100可以加热物体。

当工作气体从工作气体进口121进入阴极通道管11和阳极通道管12之间的通道时，接通电源，此时在通道的阴极111与阳极122相距较近的位置处工作气体会被电离成导电气体，也就是等离子体，之后等离子体从等离子体出口124喷出并到达混合燃烧室221，由于等离子体燃烧的火焰温度高，可以达到3000℃以上，从而可以把电能转化为工作气体的热能，且等离子体能够形成稳定的燃烧火焰。当等离子体的火焰稳定后，再向燃气通道管21和助燃气体通道管22内分别通入燃气和助燃气体，燃气和助燃气体最后到达混合燃烧室221，此时由于等离子体的火焰温度高，燃气和助燃气体的混合气体可以瞬间被点燃，且在等离子体的燃烧火焰作用下混合气体可以稳定燃烧，形成稳定的燃烧火焰。

当向燃气通道管21内通入低热值燃气时，燃烧器100的工作过程如上所述，此时等离子体的燃烧火焰起到伴燃的作用，等离子体保持燃烧状态以保证低热值燃气的稳定燃烧；当燃气通道管21内通入的燃气为高热值燃气时，此时电极组件1产生的等离子体只起到瞬间点燃高热值燃气的作用，当等离子体的火焰熄灭后，高热值燃气可以稳定燃烧。

可以理解的是，通过改变阴极111和阳极122之间的电压可以调节等离子体火焰的功率，控制等离子体火焰的温度，从而可以调节燃烧器100的功率，扩大燃烧器100的适用范围。另外，当燃烧器100的负荷较低时，可以不向燃烧器100内通入燃气和助燃气体，只用等离子体火焰燃烧即可；当燃烧器100的负荷提高时，可以向燃烧器100内通入燃气和助燃气体，从而可以提高燃烧器100的能量利用率。

根据本实用新型实施例的燃烧器100，可以保证低热值燃气稳定燃烧，且燃烧器100的功率可以调节，扩大了燃烧器100的适用范围。另外，可以根据燃烧器100的负荷高低改变燃烧器100内的燃烧情况，从而燃烧器100的能量利用率高。

根据本实用新型的一些实施例，燃烧器100可以进一步包括：旋流叶片3。旋流叶片3可以设在燃气通道管21和助燃气体通道管22之间的通道内且邻近混合燃烧室221，由此燃气和助燃气体可以在旋流叶片3的作用下更好地混合喷入混合燃烧室221，从而可以增强燃烧器100的燃烧效果，燃气可以更加稳定地燃烧。例如，如图1-图2所示，在助燃气体通道管22内、混合燃烧室221的左端位置处设有旋流叶片3，助燃气体通过旋流叶片3旋入混合燃烧室221，与从喷头4喷出的燃气更好地混合。

当然，旋流叶片3的位置和数量并不限于此，只要保证旋流叶片3可以使燃气和助燃气体更好地混合即可。例如，两个旋流叶片3可以分别设在燃气通道管21内和助燃气体通道管22内，从而可以进一步增强燃气和助燃气体的混合效果。

根据本实用新型的一些实施例，阴极111和阳极122之间的距离为3mm～5mm，由此在等离子体出口124处，阴极111和阳极122之间的电阻小，工作气体易被电离，从而容易形成等离子体的燃烧火焰，且可以避免等离子体的流速过大。例如，如图2所示，阴极111可以包括阴极本体111a和阴极头部111b，其中，阴极本体111a沿水平方向延伸，阴极头部111b形成为大体锥形结构，相应地，阳极122的与阴极头部111b相对的部分也形成为大体锥形结构，上述的“距离”即是两个锥形结构之间的最短距离。

在本实用新型的可选实施例中，阴极111和阳极122可以均为紫铜件，使得阴极111和阳极122的电阻小，从而可以减小阴极111和阳极122的电损耗。

在本实用新型的一些实施例中，阳极122外可以设有阳极绝缘套管123，从而可以使阳极122和阳极122外部绝缘，保证燃烧器100良好的安全性。例如，如图1-图2所示，在燃气通道管21内、阳极122的外壁面上安装有阳极绝缘套管123，阳极122通过阳极绝缘套管123与阳极通道管12连接，从而阳极122与燃气通道210内的燃气绝缘，防止燃气爆燃。优选地，阳极绝缘套管123可以为陶瓷件，从而阳极绝缘套管123的绝缘性好且耐高温，提高燃烧器100的安全性。

根据本实用新型的一个实施例，阴极111外可以设有阴极绝缘套管112，从而可以使阴极111和阴极111外部绝缘，保证燃烧器100良好的安全性。例如，如图1-图2所示，在阴极通道管11内、阴极本体111a的外壁面上安装有阴极绝缘套管112，阴极111与阴极通道管11通过阴极绝缘套管112连接，由此可以使阴极本体111a与阴极本体111a对应的阳极122之间绝缘，此时电离只发生在阴极头部111b与阴极头部111b对应的阳极122之间的通道，从而提高燃烧器100的安全性。

根据本实用新型的一些实施例，阳极通道管12可以套设在阴极通道管11外，助燃气体通道管22可以套设在燃气通道管21外，从而工作气体可以在阴极通道管11和阳极通道管12之间流通，助燃气体可以在燃气通道管21和助燃气体通道管22之间流通。例如，如图1-图2所示，阴极通道管11可以与阳极通道管12通过可拆卸连接嵌套设置，从而便于更换阴极通道管11和阳极通道管12，助燃气体通道管22和燃气通道管21也可以采用可拆卸连接的方式进行连接，从而便于燃烧组件2的更换。

下面参考图1-图2详细描述根据本实用新型实施例的燃烧器100，值得理解的是，下述描述只是示例性说明，而不能理解为对本实用新型的具体限制。

如图1-图2所示，燃烧器100包括：电极组件1和燃烧组件2。

其中，电极组件1包括阴极通道管11和阳极通道管12，燃烧组件2包括燃气通道管21和助燃气体通道管22。如图1所示，阳极通道管12可拆卸地套设在阴极通道管11外，阳极通道管12与燃气通道管21采用可拆卸连接，助燃气体通道管22可拆卸地套设在燃气通道管21外，从而阳极通道管12与阴极通道管11之间限定出工作气体通道120，阳极通道管12与燃气通道管21之间限定出燃气通道210，燃气通道管21与助燃气体通道管22之间限定出助燃气体通道220，使得燃烧器100结构紧凑，减小了燃烧器100的体积。

如图2所示，阴极通道管11的右端设有阴极111，阳极通道管12的右端设有阳极122，阴极111和阳极122、阴极导线和阳极单线均为紫铜件，从而电极组件1的电损耗小。阴极导线穿过阴极通道110焊接至阴极111上，且阴极111与阴极通道管11通过阴极绝缘套管112连接，从而使阴极本体111a与阳极122绝缘。阳极导线穿过工作气体通道120与阳极122焊接，且阳极122的外壁面安装有陶瓷材料的阳极绝缘套管123，从而阳极122与燃气通道210内的煤气绝缘，防止煤气爆燃。

如图1所示，工作气体进口121设在阳极通道管12上，从而便于向阴极通道管11和阳极通道管12之间通入工作气体，燃气通道管21上形成有燃气进口211以向燃气通道管21内通入煤气，助燃气体通道管22上形成有助燃气体进口222以向助燃气体通道管22内通入空气，且助燃气体通道管22的右端具有混合燃烧室221，煤气和空气可以在混合燃烧室221内混合。

如图1-图2所示，混合燃烧室221的左端设有旋流叶片3，空气通过旋流叶片3旋入混合燃烧室221，与从喷头4喷出的煤气更好地混合，从而有利于煤气的稳定燃烧。

当工作气体从工作气体进口121进入工作气体通道120时，接通电源，此时在阴极头部111b与阴极头部111b对应的阳极122之间工作气体会被电离成等离子体，之后等离子体从等离子体出口124喷出并到达混合燃烧室221，由于等离子体燃烧的火焰温度高，可以达到3000℃以上，从而可以把电能转化为工作气体的热能，且等离子体能够形成稳定的燃烧火焰。

当等离子体的火焰稳定后，再从燃气进口211向燃气通道管21内、从助燃气体进口222向助燃气体通道管22内分别通入煤气和空气，煤气和空气最后到达混合燃烧室221，此时由于等离子体的火焰温度高，煤气和空气的混合气体可以瞬间被点燃，且在等离子体的燃烧火焰作用下混合气体可以稳定燃烧，形成稳定的燃烧火焰。

当向燃气通道管21内通入低热值煤气时，燃烧器100的工作过程如上所述，此时等离子体的燃烧火焰起到伴燃的作用，等离子体保持燃烧状态以保证低热值煤气的稳定燃烧；当燃气通道管21内通入的煤气为高热值煤气时，此时电极组件1产生的等离子体只起到瞬间点燃高热值煤气的作用，当等离子体的火焰熄灭后，高热值煤气可以稳定燃烧。

根据本实用新型实施例的燃烧器100，可以保证低热值煤气稳定燃烧，且通过调节阴极111和阳极122之间的电压，等离子体火焰的功率可以在5～20kW内变化，从而可以调节燃烧器100的功率。另外，在燃烧器100的负荷较低时，燃烧器100内可以只有等离子体燃烧，在燃烧器100负荷提高时，可以向燃烧器100内通入煤气和空气以提高燃烧器100的燃烧能力，从而燃烧器100的能量利用率高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。