本發(fā)明涉及一種引射式燃燒器，特別涉及一種自冷卻引射式燃燒器。

背景技術(shù)：

目前油氣開采過程中產(chǎn)生的廢氣較難回收，現(xiàn)多排放至高空火炬或地面火炬燃燒處理?，F(xiàn)有引射式燃燒器是一種無需額外動力提供空氣的燃燒器，引射式燃燒器燃燒所需的空氣來源于燃?xì)鈩幽芤涞目諝猓溥M(jìn)的空氣直接就和燃料氣混合。燃燒器頭部長期工作在高溫環(huán)境下，這就會造成燃燒頭部材料要求耐高溫，即使耐高溫的材料使用壽命也是有限的，大多存在環(huán)保問題，而且成本很高。而且該種燃燒器燃燒頭部無降溫降輻射措施，造成燃燒頭部工作時對環(huán)境輻射較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種自冷卻引射式燃燒器。

本發(fā)明提供一種自冷卻引射式燃燒器，包括混合管、燃燒頭和噴嘴，所述混合管具有進(jìn)氣端和出氣端，所述噴嘴設(shè)置于所述進(jìn)氣端，用以向所述混合管內(nèi)噴射燃料并利用引射作用將外部的空氣吸入所述混合管內(nèi)，所述燃燒頭設(shè)置于所述出氣端，用以燃燒所述燃料和空氣的混合物，所述燃燒器還包括引導(dǎo)所述被吸入的空氣流動的空氣流道，所述空氣流道從所述燃燒頭的外圍延伸至所述混合管的進(jìn)氣端，使得所述被吸入的空氣在到達(dá)所述混合管的進(jìn)氣端之前，對所述燃燒頭進(jìn)行冷卻。

在一實施例中，所述燃燒器的外圍設(shè)有夾套，所述夾套從所述燃燒頭的外圍延伸至所述混合管的進(jìn)氣端并與所述燃燒器的外壁之間間隔以形成所述空氣流道，所述燃燒頭的外部設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)，所述冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻夾套，所述冷卻夾套與所述燃燒頭的外壁之間形成冷卻流道，所述冷卻夾套上設(shè)有與所述冷卻流道連通的空氣入口，所述冷卻流道為所述空氣流道的一部分，所述冷卻夾套為所述夾套的一部分。

在一實施例中，所述夾套包括一體成型的所述冷卻夾套、混合管夾套部及自所述混合管夾套部延伸出的弧形部，所述弧形部的末端與所述噴嘴外壁密封連接，所述弧形部構(gòu)造形成所述空氣流道的空氣出口。

在一實施例中，所述燃燒器還包括燃燒器底座，所述噴嘴固定在所述燃燒器底座上，所述弧形部底端向下延伸出一連接部，所述連接部與所述燃燒器底座固定連接以對所述冷卻夾套進(jìn)行固定。

在一實施例中，所述空氣流道包括相互連通的所述冷卻流道、混合管流道及形成于所述弧形部內(nèi)的吸收室，所述混合管流道形成于所述混合管的外壁與所述混合管夾套部之間，所述冷卻流道與所述燃燒器外部連通，所述吸收室與所述混合管內(nèi)部連通。

在一實施例中，所述混合管包括相連接的吸收管和擴壓管，所述混合管夾套部包括相連接的吸收管夾套部和擴壓管夾套部，所述吸收管與所述吸收管夾套部平行設(shè)置，所述擴壓管與所述擴壓管夾套部平行設(shè)置，所述弧形部自所述吸收管夾套部下緣延伸形成，所述空氣出口形成于所述弧形部的末端與所述吸收管的下緣之間。

在一實施例中，所述燃燒頭包括燃燒頭外壁，所述燃燒頭外壁的頂端向外側(cè)延伸出一凸臺，所述冷卻夾套的頂端固定連接至所述凸臺的外緣，所述冷卻夾套與所述燃燒頭外壁之間間隔以形成所述冷卻流道，所述冷卻夾套沿周向設(shè)有若干貫穿所述冷卻夾套的窗口，所述若干窗口共同形成所述空氣入口。

在一實施例中，所述若干窗口沿所述冷卻夾套周向均勻設(shè)置，相鄰的兩個所述窗口之間設(shè)有一隔斷部，所述若干窗口設(shè)置于所述冷卻夾套的上部。

在一實施例中，所述冷卻結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述冷卻夾套與所述燃燒頭外壁之間的若干散熱筋板，每一所述散熱筋板與一所述窗口對應(yīng)設(shè)置，每一所述散熱筋板沿所述燃燒器的軸向布置，且所述散熱筋板同時與所述燃燒頭外壁和冷卻夾套的內(nèi)壁垂直，每一所述散熱筋板位于對應(yīng)的所述窗口在周向上的中間位置，每一所述散熱筋板上設(shè)有若干散熱孔。

在一實施例中，每個所述窗口在所述燃燒頭的軸向上自上而下漸縮，例如為倒梯形。

綜上所述，本發(fā)明提出一種自冷卻引射式燃燒器，將空氣引射口設(shè)置在燃燒頭外周部。通過給整個燃燒器加一個夾套形成一路一端封閉的空氣流道，燃燒頭外部設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)，冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻夾套，冷卻夾套與燃燒頭外壁之間形成冷卻流道，冷卻夾套上設(shè)有與冷卻流道連通的空氣入口。工作時燃料噴嘴噴出高速燃料氣，對噴嘴下部和空氣流道造成一定真空度，空氣從燃燒頭外部被吸入順著冷卻流道進(jìn)入燃燒器的混合管并與燃料氣混合再噴出去燃燒。燃燒頭內(nèi)部流道是高溫火焰，燃燒頭外部是常溫空氣?？諝饬鬟^燃燒頭外壁和外壁上的散熱筋板通過對流換熱帶走大量熱量對燃燒頭進(jìn)行冷卻。

由于本發(fā)明將用于助燃的空氣引入燃燒頭用作冷卻后再助燃，保留了引射式燃燒器的優(yōu)勢又增加了燃燒頭的冷卻，既提高了燃燒的穩(wěn)定性又延長了燃燒頭的使用壽命，減小燃燒頭部對環(huán)境的輻射。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自冷卻引射式燃燒器一實施例的整體剖視圖。

圖2為圖1中圈a部分結(jié)構(gòu)的放大示意圖。

圖3為圖1中圈b部分結(jié)構(gòu)的放大示意圖。

圖4為圖1中燃燒頭部分結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

圖5為本發(fā)明自冷卻引射式燃燒器另一實施例的整體剖視圖。

圖6為圖5中燃燒頭部分結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

具體實施方式

在詳細(xì)描述實施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細(xì)結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實現(xiàn)的實施例。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的措辭及術(shù)語僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當(dāng)描述“一個某元件”時，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個，也可以包括多個。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種自冷卻引射式燃燒器，包括燃燒頭10、混合管12、噴嘴14和燃燒器底座16?；旌瞎?2具有進(jìn)氣端18和出氣端20，燃燒頭10設(shè)置于混合管12的出氣端20，用以燃燒燃料氣與空氣的混合物；噴嘴14設(shè)置于混合管12的進(jìn)氣端18，用以向混合管12內(nèi)噴射燃料氣并利用引射作用將外部的空氣吸入混合管12內(nèi)。噴嘴14固定安裝在燃燒器底座16上，燃燒頭10與混合管12通過焊接連接或者一體成型在一起。

混合管12包括相連接的吸收管22和擴壓管24，吸收管22自進(jìn)氣端18朝向出氣端20漸縮，擴壓管24自進(jìn)氣端18朝向出氣端20漸擴。在所示的實施例中，噴嘴14設(shè)置在進(jìn)氣端18，且噴嘴14的噴嘴頭延伸至吸收管22與擴壓管24連接的位置附近。

請同時參考圖2和圖3，所述燃燒器還包括引導(dǎo)被吸入的空氣流動的空氣流道28，空氣流道28從燃燒頭10的外圍延伸至混合管12的進(jìn)氣端18，使得所述被吸入的空氣在到達(dá)混合管12的進(jìn)氣端18之前對燃燒頭10進(jìn)行冷卻。具體而言，所述燃燒器的外圍設(shè)有夾套26，夾套26從燃燒頭10的外圍延伸至混合管12的進(jìn)氣端18，并與所述燃燒器的外壁之間間隔以形成空氣流道28?？諝饬鞯?8具有空氣入口30和空氣出口32，空氣入口30與所述燃燒器的外部連通，空氣出口32與混合管12內(nèi)部連通。所述燃燒器外部的空氣從空氣入口30被吸入空氣流道28，然后經(jīng)空氣出口32進(jìn)入混合管12，并與噴嘴14噴出的燃料氣混合。

燃燒頭10的外部設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)，所述冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻夾套34，冷卻夾套34與燃燒頭10的外壁之間形成冷卻流道44?？諝馊肟?0設(shè)置在冷卻夾套34上，使得空氣入口30與冷卻流道44連通。其中，冷卻夾套34為夾套26的一部分，對應(yīng)地，冷卻流道44為空氣流道28的一部分。

在所示的實施例中，夾套26包括一體成型的冷卻夾套34、混合管夾套部36及自混合管夾套部36延伸出的弧形部38?；⌒尾?8的末端40與噴嘴14的外壁面密封連接，例如焊接，空氣流道28的空氣入口30設(shè)置在冷卻夾套34上，空氣出口32由弧形部38構(gòu)造形成。

在所示的實施例中，弧形部38自其底端向下延伸，例如垂直向下延伸出一連接部42，連接部42與燃燒器底座16固定連接，例如螺紋固定連接，以對夾套26進(jìn)行固定。應(yīng)當(dāng)理解的是，在其他實施例中，連接部42與燃燒器底座16也可以其他方式固定連接。

空氣流道28包括相互連通的冷卻流道44、混合管流道46及形成于弧形部38內(nèi)的吸收室48。其中，冷卻流道44形成于燃燒頭10的外壁與冷卻夾套34之間，混合管流道46形成于混合管12的外壁與混合管夾套部36之間。冷卻流道44與所述燃燒器的外部連通，吸收室48與混合管12的內(nèi)部連通。

混合管夾套部36包括相連接的吸收管夾套部50和擴壓管夾套部52，弧形部38自吸收管夾套部50的下緣延伸形成，空氣流道28的空氣出口32形成于弧形部38的末端40與吸收管22的下緣之間。

在所示的實施例中，吸收管22與吸收管夾套部50平行設(shè)置，擴壓管24與擴壓管夾套部52平行設(shè)置。換句話說，混合管流道46為直徑均勻的流道。在其他實施例中，根據(jù)實際設(shè)計需求，混合管流道46也可以設(shè)計為不均勻的，例如，吸收管22與吸收管夾套部50之間的間隔距離大于或小于擴壓管24與擴壓管夾套部52之間的間隔距離。

在所示的實施例中，冷卻流道44也為直徑均勻的流道，且冷卻流道44與混合管流道46的直徑相同。在其他實施例中，根據(jù)燃燒器的實際設(shè)計需求，冷卻流道44也可以設(shè)計為與混合管流道46的直徑不同，例如，冷卻流道44的直徑大于或小于混合管流道46的直徑。

空氣出口32由弧形部38構(gòu)造形成，具體來說，空氣出口32形成于弧形部38的末端40與吸收管22的下緣之間。因此，空氣出口32的大小可以根據(jù)燃燒器的實際運行工況，例如空氣出氣量大小來決定，即通過改變弧形部38彎曲的弧度來實現(xiàn)改變空氣出口32的大小。

燃燒頭10包括燃燒頭外壁54。夾套26的下端，即弧形部38的末端40與噴嘴14外壁密封連接，夾套26的上端固定連接至燃燒頭外壁54的頂端。

具體而言，如圖4所示，燃燒頭外壁54的頂端向外側(cè)延伸出一凸臺56，冷卻夾套34的頂端固定連接至凸臺56的外緣，例如焊接。冷卻夾套34與燃燒頭外壁54之間間隔以形成冷卻流道44，冷卻夾套34沿周向設(shè)有若干貫穿冷卻夾套34的窗口58，若干窗口58共同形成空氣流道28的空氣入口30。

在所示的實施例中，若干窗口58設(shè)置于冷卻夾套34的上部。每一窗口58呈長方形，若干窗口58沿冷卻夾套34周向均勻地間隔設(shè)置，每相鄰的兩個窗口58之間設(shè)有一隔斷部59。所述冷卻結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于冷卻夾套34與燃燒頭外壁54之間的若干散熱筋板60，散熱筋板60用以使得吸入窗口58的空氣與散熱筋板60之間進(jìn)行換熱，從而實現(xiàn)對燃燒頭10的冷卻，每一散熱筋板60位于一對應(yīng)窗口58位置。在此實施例中，每一散熱筋板60沿燃燒器的軸向布置，且散熱筋板60同時與燃燒頭外壁54和冷卻夾套34的內(nèi)壁垂直，每一散熱筋板60位于對應(yīng)窗口58在周向上的中間位置。

本實施例中，在每一散熱筋板60上設(shè)有若干散熱孔62，增加散熱筋板的表面積，從而促進(jìn)散熱。

如圖5和圖6所示，在圖5和圖6所示的實施例中，考慮到燃燒器在燃燒時，燃燒頭10上部的溫度高于下部的溫度，因此，燃燒頭10上部的降溫需求比燃燒頭10下部要強。為了實現(xiàn)該需求，本實施例中將若干窗口58設(shè)計為呈倒梯形，使得窗口58自上而下漸縮，這樣就使得窗口58上部能吸入更多空氣，以對溫度較高的燃燒頭外壁54上部進(jìn)行冷卻。在此所示的倒梯形只是一種舉例，還可以采用其它漸縮的形狀。本實施例中燃燒器的其他結(jié)構(gòu)均與上述實施例相同，在此不再贅述。

工作時，噴嘴14噴射燃料氣造成空氣流道28及噴嘴14下部形成一定的真空度，由于負(fù)壓，燃燒頭10外部的常溫空氣經(jīng)窗口58被吸入冷卻流道44內(nèi)，空氣經(jīng)過散熱筋板60和冷卻流道44，通過對流換熱帶走燃燒頭10內(nèi)壁傳過來的熱量，以對燃燒頭10進(jìn)行冷卻降溫，改善燃燒頭10的工作環(huán)境。

本發(fā)明的自冷卻引射式燃燒器保留了引射式燃燒器的優(yōu)勢，且又增加了針對燃燒頭10的冷卻功能。設(shè)置散熱筋板60強化傳熱，參與助燃的空氣先參與了對燃燒頭10的冷卻，再參與燃燒。使得混合管12內(nèi)的混合氣焓值提高，既提高了燃燒的穩(wěn)定性，又延長了燃燒頭10的使用壽命，減小燃燒頭10對環(huán)境的輻射。而且，散熱筋板60連接在冷卻夾套34與燃燒頭外壁54之間可以形成結(jié)構(gòu)支撐，對冷卻夾套34起到支撐固定的作用，使得冷卻結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在所示的實施例中，窗口58設(shè)計為長方形和倒梯形，但本發(fā)明當(dāng)不以此為限，在其他實施例中，根據(jù)實際需求也可以將窗口58設(shè)計為其他形狀，例如橢圓形或圓形及其他形狀的組合。

也應(yīng)當(dāng)理解的是，上述散熱筋板60的設(shè)置方式僅為本發(fā)明的一種實施方式，在其他實施例中，根據(jù)燃燒器的具體設(shè)計需求，散熱筋板60也可以以其他安裝方式設(shè)置，例如將散熱筋板60設(shè)計為與冷卻夾套34和燃燒頭外壁54具有一定角度。

針對夾套26的固定，在所示的實施例中，采用在吸收管夾套部50和對應(yīng)的吸收管22上設(shè)置若干螺孔，再利用螺絲固定。同樣地，在混合管12靠近燃燒頭10的一端設(shè)置若干螺孔，同時在對應(yīng)位置的混合管夾套部36上設(shè)置同樣數(shù)量的螺孔，利用螺絲固定，從而將夾套26固定至燃燒器上。當(dāng)然，在其他實施例中，也可以采用其他固定方式將夾套26固定在燃燒器上，本發(fā)明不對此限定。

綜上所述，本發(fā)明提出一種自冷卻引射式燃燒器，將空氣引射口設(shè)置在燃燒頭外周部。通過給整個燃燒器加一個夾套形成一路一端封閉的空氣流道，燃燒頭外部設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)，冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻夾套，冷卻夾套與燃燒頭外壁之間形成冷卻流道，冷卻夾套上設(shè)有與冷卻流道連通的空氣入口。工作時燃料噴嘴噴出高速燃料氣，對噴嘴下部和空氣流道造成一定真空度，空氣從燃燒頭外部被吸入順著冷卻流道進(jìn)入燃燒器的混合管并與燃料氣混合再噴出去燃燒。燃燒頭內(nèi)部流道是高溫火焰，燃燒頭外部是常溫空氣?？諝饬鬟^燃燒頭外壁和外壁上的散熱筋板通過對流換熱帶走大量熱量對燃燒頭進(jìn)行冷卻。由于本發(fā)明將用于助燃的空氣引入燃燒頭用作冷卻后再助燃，保留了引射式燃燒器的優(yōu)勢又增加了燃燒頭的冷卻，既提高了燃燒的穩(wěn)定性又延長了燃燒頭的使用壽命，減小燃燒頭部對環(huán)境的輻射。

本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實施成其它形式。所公開的具體實施例應(yīng)被視為例示性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是根據(jù)之前的這些描述進(jìn)行確定。在權(quán)利要求的字面意義及等同范圍內(nèi)的任何改變都應(yīng)屬于這些權(quán)利要求的范圍。