[发明专利]一种通道式矩形阵列气体混合器

说明书

本发明提供一种通道式矩形阵列气体混合器，属于气体混合器设备技术领域，包括主气体通道以及设于主气体通道内的副气体通气管；所述副气体通气管为间隔排列的n个，其中n≥2，n个副气体通气管的排布方向与主气体的流向垂直，所述副气体通气管的一端伸出主气体通道外，且所述副气体通气管的另一端与主气体通道的内壁密封连接，所述副气体通气管处于主气体通道内的部分且朝向主气体流出方向的侧面上设有若干个出气孔；本发明可以混合效果好，且副气体通入主气体气流时，充分利用引射作用，不需要外置的动力，节省能源，另外解决在混合过程中副气体的压力克服问题；整体结构简单，易加工制造，制造成本低，易于大规模推广使用。

技术领域

本发明涉及气体混合器设备技术领域，具体涉及一种通道式矩形阵列气体混合器。

背景技术

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。燃烧器的目标群体广泛，有锅炉、冶炼炉、熔炉、热处理等领域，和热能有关的行业，燃烧系统是必不可少的。按燃烧器的燃烧控制方式划分：单段火燃烧器、双段火燃烧器、比例调节燃烧器。按燃料雾化方式划分为：机械式雾化燃烧器、介质雾化燃烧器；按结构划分为：整体式燃烧器以及分体式燃烧器。工业燃烧器常用来提供热量，例如将可燃气体或燃料与空气进行混合后燃烧，用于加热特定的工件或设备，在燃烧工程中，所谓的“预混”燃烧器是已知的，其中空气和燃料在实际燃烧头上游的混合器中混合。

气体燃烧器主要有天然气燃烧器和高炉煤气燃烧器两类。大容量天然气燃烧器大多采用多枪进气平流式，天然气枪放在调风器的空气通道内。高炉煤气燃烧器因高炉煤气发热量较低，着火困难，常在炽热的通道内燃烧，而后喷入燃烧室。为了达到低排放的目的，预混燃烧技术被广泛采用。因此，需要能够实现燃料与空气预先混合的装置，即燃料空气混合器，并在混合器出口处形成混合均匀及有一定速度型的燃料空气混合气，进而进入火焰筒内参与燃烧。气流混合决定燃烧性质，即火焰长度、温度等。

目前国内外燃烧器的气体混合方式主要有：自由射流，相交气流混合，旋流气流混合，高压喷射气流混合等，它们的混合方式都是靠气流相互碰撞来实现助燃气体与可燃气体的混合，不同的混合方式存在不同的弊端，如；

自由射流，即当气流由管嘴或空口喷射到充满静止介质的无限空间时，形成的气流称为自由射流，自由射流的实质是喷出气体与周围介质进行动量和质量交换的过程，即喷出气体与周围介质的混合过程；通过自由射流，混合效率慢。且混合效果欠佳，进行燃烧前，不能及时实现充分混合。

相交气流混合，广泛采用多股燃气射流以某一角度喷入空气流的方法，混合阻力大，需要借助外置的动力设备，混合效果欠佳。

旋转气流混合，即流体从喷嘴流出后，气流本身一面旋转，一面又向静止介质中扩散前进，采用该方法，对燃烧的稳定性影响较大，不易控制。

综上所述，通过上述混合方式混合不同气体时，混合时间长，效率低，且混合效果欠佳。另外，副气体向主气流气体中强制混合时，多需要借助外部动力，将副气体通入主气流中实现与主气流的混合，混合过程中，阻力大，气体压头衰减严重，混合时间长，混合效果欠佳，未能及时达到混合要求，可能会出现局部区域助燃气体密度大，从而引起局部温度高的现象，另外还能可能出现局部助燃气体密度小，燃料燃烧不完全的现象。

“引射作用”属于流体力学，具体是指流体高速流动时，由于速度较周围的流体快而带动周围的流体一起流动，高速流体周边压力的变化对周围的流体产生引流的作用。

本发明利用引射作用使不同压力的两股流体相互混合，通过主气流快速流过，带动副气体流出，主气体和副气体在流动的过程中速度逐渐均衡，进而实现混合，不需要外置的动力，节省能源，综合效益好，且通过阵列结构提高混合效果和效率；混合效果好，混合时间短，缩短流经长度，及时达到混合要求。

发明内容