[0001] 本发明涉及一种引射式燃烧器， 特别涉及一种自冷却引射式燃烧器。

背景技术

[0002] 目前油气幵采过程中产生的废气较难回收， 现多排放至高空火炬或地面火炬燃 烧处理。 现有引射式燃烧器是一种无需额外动力提供空 气的燃烧器， 引射式燃 烧器燃烧所需的空气来源于燃气动能弓 I射的空气， 引射进的空气直接就和燃料 气混合。 燃烧器头部长期工作在高温环境下， 这就会造成燃烧头部材料要求耐 高温， 即使耐高温的材料使用寿命也是有限的， 大多存在环保问题， 而且成本 很高。 而且该种燃烧器燃烧头部无降温降辐射措施， 造成燃烧头部工作吋对环 境辐射较大。

技术问题

[0003] 有鉴于此， 本发明提出一种自冷却引射式燃烧器。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明提供一种自冷却引射式燃烧器， 包括混合管、 燃烧头和喷嘴， 所述混合 管具有进气端和出气端， 所述喷嘴设置于所述进气端， 用以向所述混合管内喷 射燃料并利用引射作用将外部的空气吸入所述 混合管内， 所述燃烧头设置于所 述出气端， 用以燃烧所述燃料和空气的混合物， 所述燃烧器还包括引导所述被 吸入的空气流动的空气流道， 所述空气流道从所述燃烧头的外围延伸至所述 混 合管的进气端， 使得所述被吸入的空气在到达所述混合管的进 气端之前， 对所 述燃烧头进行冷却。

[0005] 在一实施例中， 所述燃烧器的外围设有夹套， 所述夹套从所述燃烧头的外围延 伸至所述混合管的进气端并与所述燃烧器的外 壁之间间隔以形成所述空气流道 ， 所述燃烧头的外部设有冷却结构， 所述冷却结构包括冷却夹套， 所述冷却夹 套与所述燃烧头的外壁之间形成冷却流道， 所述冷却夹套上设有与所述冷却流 道连通的空气入口， 所述冷却流道为所述空气流道的一部分， 所述冷却夹套为 所述夹套的一部分。

[0006] 在一实施例中， 所述夹套包括一体成型的所述冷却夹套、 混合管夹套部及自所 述混合管夹套部延伸出的弧形部， 所述弧形部的末端与所述喷嘴外壁密封连接

， 所述弧形部构造形成所述空气流道的空气出口 。

[0007] 在一实施例中， 所述燃烧器还包括燃烧器底座， 所述喷嘴固定在所述燃烧器底 座上， 所述弧形部底端向下延伸出一连接部， 所述连接部与所述燃烧器底座固 定连接以对所述冷却夹套进行固定。

[0008] 在一实施例中， 所述空气流道包括相互连通的所述冷却流道、 混合管流道及形 成于所述弧形部内的吸收室， 所述混合管流道形成于所述混合管的外壁与所 述 混合管夹套部之间， 所述冷却流道与所述燃烧器外部连通， 所述吸收室与所述 混合管内部连通。

[0009] 在一实施例中， 所述混合管包括相连接的吸收管和扩压管， 所述混合管夹套部 包括相连接的吸收管夹套部和扩压管夹套部， 所述吸收管与所述吸收管夹套部 平行设置， 所述扩压管与所述扩压管夹套部平行设置， 所述弧形部自所述吸收 管夹套部下缘延伸形成， 所述空气出口形成于所述弧形部的末端与所述 吸收管 的下缘之间。

[0010] 在一实施例中， 所述燃烧头包括燃烧头外壁， 所述燃烧头外壁的顶端向外侧延 伸出一凸台， 所述冷却夹套的顶端固定连接至所述凸台的外 缘， 所述冷却夹套 与所述燃烧头外壁之间间隔以形成所述冷却流 道， 所述冷却夹套沿周向设有若 干贯穿所述冷却夹套的窗口， 所述若干窗口共同形成所述空气入口。

[0011] 在一实施例中， 所述若干窗口沿所述冷却夹套周向均匀设置， 相邻的两个所述 窗口之间设有一隔断部， 所述若干窗口设置于所述冷却夹套的上部。

[0012] 在一实施例中， 所述冷却结构包括设置于所述冷却夹套与所述 燃烧头外壁之间 的若干散热筋板， 每一所述散热筋板与一所述窗口对应设置， 每一所述散热筋 板沿所述燃烧器的轴向布置， 且所述散热筋板同吋与所述燃烧头外壁和冷却 夹 套的内壁垂直， 每一所述散热筋板位于对应的所述窗口在周向 上的中间位置， 每一所述散热筋板上设有若干散热孔。 [0013] 在一实施例中， 每个所述窗口在所述燃烧头的轴向上自上而下 渐缩， 例如为倒 梯形。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 综上所述， 本发明提出一种自冷却引射式燃烧器， 将空气引射口设置在燃烧头 外周部。 通过给整个燃烧器加一个夹套形成一路一端封 闭的空气流道， 燃烧头 外部设有冷却结构， 冷却结构包括冷却夹套， 冷却夹套与燃烧头外壁之间形成 冷却流道， 冷却夹套上设有与冷却流道连通的空气入口。 工作吋燃料喷嘴喷出 高速燃料气， 对喷嘴下部和空气流道造成一定真空度， 空气从燃烧头外部被吸 入顺着冷却流道进入燃烧器的混合管并与燃料 气混合再喷出去燃烧。 燃烧头内 部流道是高温火焰， 燃烧头外部是常温空气。 空气流过燃烧头外壁和外壁上的 散热筋板通过对流换热带走大量热量对燃烧头 进行冷却。

[0015] 由于本发明将用于助燃的空气引入燃烧头用作 冷却后再助燃， 保留了引射式燃 烧器的优势又增加了燃烧头的冷却， 既提高了燃烧的稳定性又延长了燃烧头的 使用寿命， 减小燃烧头部对环境的辐射。

对附图的简要说明

附图说明

[0016] 图 1为本发明自冷却引射式燃烧器一实施例的整� �剖视图。

[0017] 图 2为图 1中圈 A部分结构的放大示意图。

[0018] 图 3为图 1中圈 B部分结构的放大示意图。

[0019] 图 4为图 1中燃烧头部分结构的立体示意图。

[0020] 图 5为本发明自冷却引射式燃烧器另一实施例的� �体剖视图。

[0021] 图 6为图 5中燃烧头部分结构的立体示意图。

本发明的实施方式

[0022] 在详细描述实施例之前， 应该理解的是， 本发明不限于本申请中下文或附图中 所描述的详细结构或元件排布。 本发明可为其它方式实现的实施例。 而且， 应 当理解， 本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途， 不应作限定性解释。 本 文所使用的"包括"、 "包含"、 "具有"等类似措辞意为包含其后所列出之事项� �� 其 等同物及其它附加事项。 特别是， 当描述 "一个某元件 "吋， 本发明并不限定该元 件的数量为一个， 也可以包括多个。

[0023] 如图 1所示， 本发明提出一种自冷却引射式燃烧器， 包括燃烧头 10、 混合管 12 、 喷嘴 14和燃烧器底座 16。 混合管 12具有进气端 18和出气端 20， 燃烧头 10设置 于混合管 12的出气端 20， 用以燃烧燃料气与空气的混合物； 喷嘴 14设置于混合 管 12的进气端 18， 用以向混合管 12内喷射燃料气并利用引射作用将外部的空气 吸入混合管 12内。 喷嘴 14固定安装在燃烧器底座 16上， 燃烧头 10与混合管 12通 过焊接连接或者一体成型在一起。

[0024] 混合管 12包括相连接的吸收管 22和扩压管 24， 吸收管 22自进气端 18朝向出气端 20渐缩， 扩压管 24自进气端 18朝向出气端 20渐扩。 在所示的实施例中， 喷嘴 14 设置在进气端 18， 且喷嘴 14的喷嘴头延伸至吸收管 22与扩压管 24连接的位置附 近。

[0025] 请同吋参考图 2和图 3， 所述燃烧器还包括引导被吸入的空气流动的空 气流道 28 ， 空气流道 28从燃烧头 10的外围延伸至混合管 12的进气端 18， 使得所述被吸入 的空气在到达混合管 12的进气端 18之前对燃烧头 10进行冷却。 具体而言， 所述 燃烧器的外围设有夹套 26， 夹套 26从燃烧头 10的外围延伸至混合管 12的进气端 1 8， 并与所述燃烧器的外壁之间间隔以形成空气流 道 28。 空气流道 28具有空气入 口 30和空气出口 32， 空气入口 30与所述燃烧器的外部连通， 空气出口 32与混合 管 12内部连通。 所述燃烧器外部的空气从空气入口 30被吸入空气流道 28， 然后 经空气出口 32进入混合管 12， 并与喷嘴 14喷出的燃料气混合。

[0026] 燃烧头 10的外部设有冷却结构， 所述冷却结构包括冷却夹套 34， 冷却夹套 34与 燃烧头 10的外壁之间形成冷却流道 44。 空气入口 30设置在冷却夹套 34上， 使得 空气入口 30与冷却流道 44连通。 其中， 冷却夹套 34为夹套 26的一部分， 对应地 ， 冷却流道 44为空气流道 28的一部分。

[0027] 在所示的实施例中， 夹套 26包括一体成型的冷却夹套 34、 混合管夹套部 36及自 混合管夹套部 36延伸出的弧形部 38。 弧形部 38的末端 40与喷嘴 14的外壁面密封 连接， 例如焊接， 空气流道 28的空气入口 30设置在冷却夹套 34上， 空气出口 32 由弧形部 38构造形成。

[0028] 在所示的实施例中， 弧形部 38自其底端向下延伸， 例如垂直向下延伸出一连接 部 42， 连接部 42与燃烧器底座 16固定连接， 例如螺纹固定连接， 以对夹套 26进 行固定。 应当理解的是， 在其他实施例中， 连接部 42与燃烧器底座 16也可以其 他方式固定连接。

[0029] 空气流道 28包括相互连通的冷却流道 44、 混合管流道 46及形成于弧形部 38内的 吸收室 48。 其中， 冷却流道 44形成于燃烧头 10的外壁与冷却夹套 34之间， 混合 管流道 46形成于混合管 12的外壁与混合管夹套部 36之间。 冷却流道 44与所述燃 烧器的外部连通， 吸收室 48与混合管 12的内部连通。

[0030] 混合管夹套部 36包括相连接的吸收管夹套部 50和扩压管夹套部 52， 弧形部 38自 吸收管夹套部 50的下缘延伸形成， 空气流道 28的空气出口 32形成于弧形部 38的 末端 40与吸收管 22的下缘之间。

[0031] 在所示的实施例中， 吸收管 22与吸收管夹套部 50平行设置， 扩压管 24与扩压管 夹套部 52平行设置。 换句话说， 混合管流道 46为直径均匀的流道。 在其他实施 例中， 根据实际设计需求， 混合管流道 46也可以设计为不均匀的， 例如， 吸收 管 22与吸收管夹套部 50之间的间隔距离大于或小于扩压管 24与扩压管夹套部 52 之间的间隔距离。

[0032] 在所示的实施例中， 冷却流道 44也为直径均匀的流道， 且冷却流道 44与混合管 流道 46的直径相同。 在其他实施例中， 根据燃烧器的实际设计需求， 冷却流道 4 4也可以设计为与混合管流道 46的直径不同， 例如， 冷却流道 44的直径大于或小 于混合管流道 46的直径。

[0033] 空气出口 32由弧形部 38构造形成， 具体来说， 空气出口 32形成于弧形部 38的末 端 40与吸收管 22的下缘之间。 因此， 空气出口 32的大小可以根据燃烧器的实际 运行工况， 例如空气出气量大小来决定， 即通过改变弧形部 38弯曲的弧度来实 现改变空气出口 32的大小。

[0034] 燃烧头 10包括燃烧头外壁 54。 夹套 26的下端， 即弧形部 38的末端 40与喷嘴 14外 壁密封连接， 夹套 26的上端固定连接至燃烧头外壁 54的顶端。 [0035] 具体而言， 如图 4所示， 燃烧头外壁 54的顶端向外侧延伸出一凸台 56， 冷却夹 套 34的顶端固定连接至凸台 56的外缘， 例如焊接。 冷却夹套 34与燃烧头外壁 54 之间间隔以形成冷却流道 44， 冷却夹套 34沿周向设有若干贯穿冷却夹套 34的窗 口 58， 若干窗口 58共同形成空气流道 28的空气入口 30。

[0036] 在所示的实施例中， 若干窗口 58设置于冷却夹套 34的上部。 每一窗口 58呈长方 形， 若干窗口 58沿冷却夹套 34周向均匀地间隔设置， 每相邻的两个窗口 58之间 设有一隔断部 59。 所述冷却结构包括设置于冷却夹套 34与燃烧头外壁 54之间的 若干散热筋板 60， 散热筋板 60用以使得吸入窗口 58的空气与散热筋板 60之间进 行换热， 从而实现对燃烧头 10的冷却， 每一散热筋板 60位于一对应窗口 58位置 。 在此实施例中， 每一散热筋板 60沿燃烧器的轴向布置， 且散热筋板 60同吋与 燃烧头外壁 54和冷却夹套 34的内壁垂直， 每一散热筋板 60位于对应窗口 58在周 向上的中间位置。

[0037] 本实施例中， 在每一散热筋板 60上设有若干散热孔 62， 增加散热筋板的表面积

， 从而促进散热。

[0038] 如图 5和图 6所示， 在图 5和图 6所示的实施例中， 考虑到燃烧器在燃烧吋， 燃烧 头 10上部的温度高于下部的温度， 因此， 燃烧头 10上部的降温需求比燃烧头 10 下部要强。 为了实现该需求， 本实施例中将若干窗口 58设计为呈倒梯形， 使得 窗口 58自上而下渐缩， 这样就使得窗口 58上部能吸入更多空气， 以对温度较高 的燃烧头外壁 54上部进行冷却。 在此所示的倒梯形只是一种举例， 还可以采用 其它渐缩的形状。 本实施例中燃烧器的其他结构均与上述实施例 相同， 在此不 再赘述。

[0039] 工作吋， 喷嘴 14喷射燃料气造成空气流道 28及喷嘴 14下部形成一定的真空度， 由于负压， 燃烧头 10外部的常温空气经窗口 58被吸入冷却流道 44内， 空气经过 散热筋板 60和冷却流道 44， 通过对流换热带走燃烧头 10内壁传过来的热量， 以 对燃烧头 10进行冷却降温， 改善燃烧头 10的工作环境。

[0040] 本发明的自冷却引射式燃烧器保留了引射式燃 烧器的优势， 且又增加了针对燃 烧头 10的冷却功能。 设置散热筋板 60强化传热， 参与助燃的空气先参与了对燃 烧头 10的冷却， 再参与燃烧。 使得混合管 12内的混合气焓值提高， 既提高了燃 烧的稳定性， 又延长了燃烧头 10的使用寿命， 减小燃烧头 10对环境的辐射。 而 且， 散热筋板 60连接在冷却夹套 34与燃烧头外壁 54之间可以形成结构支撑， 对 冷却夹套 34起到支撑固定的作用， 使得冷却结构更加稳固。

[0041] 应当理解的是， 在所示的实施例中， 窗口 58设计为长方形和倒梯形， 但本发明 当不以此为限， 在其他实施例中， 根据实际需求也可以将窗口 58设计为其他形 状， 例如椭圆形或圆形及其他形状的组合。

[0042] 也应当理解的是， 上述散热筋板 60的设置方式仅为本发明的一种实施方式， 在 其他实施例中， 根据燃烧器的具体设计需求， 散热筋板 60也可以以其他安装方 式设置， 例如将散热筋板 60设计为与冷却夹套 34和燃烧头外壁 54具有一定角度

[0043] 针对夹套 26的固定， 在所示的实施例中， 采用在吸收管夹套部 50和对应的吸收 管 22上设置若干螺孔， 再利用螺丝固定。 同样地， 在混合管 12靠近燃烧头 10的 一端设置若干螺孔， 同吋在对应位置的混合管夹套部 36上设置同样数量的螺孔 ， 利用螺丝固定， 从而将夹套 26固定至燃烧器上。 当然， 在其他实施例中， 也 可以采用其他固定方式将夹套 26固定在燃烧器上， 本发明不对此限定。

[0044] 综上所述， 本发明提出一种自冷却引射式燃烧器， 将空气引射口设置在燃烧头 外周部。 通过给整个燃烧器加一个夹套形成一路一端封 闭的空气流道， 燃烧头 外部设有冷却结构， 冷却结构包括冷却夹套， 冷却夹套与燃烧头外壁之间形成 冷却流道， 冷却夹套上设有与冷却流道连通的空气入口。 工作吋燃料喷嘴喷出 高速燃料气， 对喷嘴下部和空气流道造成一定真空度， 空气从燃烧头外部被吸 入顺着冷却流道进入燃烧器的混合管并与燃料 气混合再喷出去燃烧。 燃烧头内 部流道是高温火焰， 燃烧头外部是常温空气。 空气流过燃烧头外壁和外壁上的 散热筋板通过对流换热带走大量热量对燃烧头 进行冷却。 由于本发明将用于助 燃的空气弓 I入燃烧头用作冷却后再助燃， 保留了引射式燃烧器的优势又增加了 燃烧头的冷却， 既提高了燃烧的稳定性又延长了燃烧头的使用 寿命， 减小燃烧 头部对环境的辐射。

[0045] 本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情 况下可以实施成其它形式。 所公 幵的具体实施例应被视为例示性而不是限制性 的。 因此， 本发明的范围是由所 附的权利要求， 而不是根据之前的这些描述进行确定。 在权利要求的字面意义 及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要 求的范围。