專利名稱:工業(yè)爐用油料燃燒器的制作方法
本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃式連續(xù)火焰燃燒器。
帶有套筒式火焰筒的內(nèi)燃式燃燒器，大多數(shù)在火焰筒上只開有少量的進(jìn)氣孔，火焰筒的冷卻靠冷空氣吹入火焰筒與外殼夾層實(shí)現(xiàn)，配氣靠從噴油嘴或噴油嘴附近進(jìn)氣實(shí)現(xiàn)。如1981年批準(zhǔn)的英國專利GB2059－594中所描述的燃燒器就是如此。清華大學(xué)電工系燃?xì)廨啓C(jī)教研室編著的《燃?xì)廨啓C(jī)》一書中介紹的瑞士BBC公司發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)中采用的圓筒燃燒室，以及英國羅耳斯·羅伊斯公司編《噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)》(《The JET ENGINE》Rolls·Royce Limited 1969)中介紹的一種航空用燒煤油的燃燒器，火焰筒、筒身上有向筒內(nèi)進(jìn)氣的孔隙。但只進(jìn)入占總進(jìn)氣量30％以下的助燃空氣量，其余70％以上的空氣從噴油嘴端噴入。所以，在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為套筒間隙很少，相鄰兩筒間重疊量小，未重疊部分相對(duì)重疊部分較長。這種燃燒器和前述燃燒器均存在如下問題一是油嘴附近的旋風(fēng)過強(qiáng)，將油霧甩向火焰筒壁，而火焰筒內(nèi)壁無較多、較強(qiáng)的氣流保護(hù)，因此，只適于燒輕油，如燒重油或渣油，則火焰筒內(nèi)壁上容易結(jié)焦積碳。二是火焰筒壁容易過熱，所以材質(zhì)要求很高，工業(yè)實(shí)用性受到局限。三是油量調(diào)節(jié)比小。
本實(shí)用新型目的在于提供一種改進(jìn)了的燃燒器，能燒重油乃至渣油等液體油料，并可用普通鋼材及一般不銹鋼材制造。
本實(shí)用新型的燃燒器，在配氣與氣流噴向方案上作了合理的選擇，助燃空氣僅7～15％從噴油嘴附件噴入，其余85～93％的空氣通過火焰筒與外殼夾層從火焰筒上的進(jìn)氣環(huán)隙沿火焰筒內(nèi)壁，朝火焰出口端軸向噴入，這些空氣既參與配氣起助燃作用，又使火焰筒內(nèi)壁上形成一空氣保護(hù)層(而不是膜)。另外，火焰筒內(nèi)氣流軸向平均速度，在噴油嘴附近很低，越靠近出口越快，形成較好的油霧汽化。
本實(shí)用新型的燃燒器由火焰筒(1)、端板(2)、噴油嘴(4)、外殼(3)、噴油嘴套座(5)、環(huán)形擋板(6)等組成?；鹧嫱灿啥鄠€(gè)直徑不同的圓筒套疊而成，相鄰兩圓筒間有環(huán)隙h(大筒內(nèi)半徑與小筒外半徑之差)。組成火焰筒的圓筒直徑從進(jìn)油端到噴火端逐漸增加，火焰筒呈喇叭形。相鄰兩筒之間的環(huán)隙h也從進(jìn)油端到噴火端逐漸增加，以保證火焰筒內(nèi)氣體流速越靠近出口越高。相鄰兩圓筒套疊長度L為20～25mm，每個(gè)圓筒內(nèi)表面未重疊部份長度L’為30～50mm。這樣，相對(duì)已有技術(shù)，套疊部份長，導(dǎo)向性好，未套疊部份短，進(jìn)入的空氣形成一空氣層，有效地保護(hù)了火焰筒內(nèi)壁。所述的端板(2)上開有進(jìn)氣的孔或槽，所開孔或槽的總面積為火焰筒各環(huán)隙總面積的7～17％，以保證前述配氣方案的實(shí)現(xiàn)。端板可為由面板(7)和背板(8)用輻條(9)焊接而成的夾層板，中心位置開有噴油嘴套座安裝孔(10)，并在背板的孔中車內(nèi)螺紋。面積、直徑和厚度小于底板，背板焊接在火焰筒上，面板外圓周與筒的內(nèi)徑留有環(huán)隙h’，面板上在靠近安裝孔處開有多條進(jìn)氣斜槽(11)，斜槽與通過斜槽起點(diǎn)的半徑夾角α為20°～40°，與面板傾角β為20°～40°?？客庵芴庨_有1～3條環(huán)槽(12)、環(huán)槽與面板有一個(gè)使氣體射向圓周的傾角γ，其值為30°～90°。越靠近中心的環(huán)槽，傾角越小。所開傾角或斜角均起用所進(jìn)氣體保護(hù)端面、噴油嘴，產(chǎn)生層流配氣等多重作用，其角度數(shù)值是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)所得。在背板(18)上均布地開有篩孔。本實(shí)用新型燃燒器的外殼上開有圖示長方形進(jìn)氣孔(13)與其上裝有導(dǎo)氣篩孔板(14)的進(jìn)氣斗(16)相配。外殼出口處還有孔徑等于火焰筒噴火端外徑的環(huán)形擋板，以支承火焰筒并封閉火焰筒與外殼的夾層。為了保證進(jìn)氣一側(cè)與火焰筒形成的間隙大于對(duì)側(cè)間隙，火焰筒和外殼偏心安裝，偏心距為e。所以，開在外殼上的噴油嘴套座安裝孔(15)，也有一遠(yuǎn)離外殼進(jìn)氣孔的偏心距e。環(huán)形擋板(6)的內(nèi)孔與外圓也有偏心距e?；鹧嫱才c外殼通過環(huán)形擋板以及噴油嘴套座連為一體。噴油嘴套座為中部帶有臺(tái)肩的圓柱筒，一端車有外螺紋，臺(tái)肩部分的內(nèi)孔有環(huán)形凹槽(24)，而且在臺(tái)肩上開有安裝供加入引火用的輕油漏斗(22)的螺孔及安裝點(diǎn)火塞(23)的螺孔。由于采取了上述結(jié)構(gòu)，已有技術(shù)中存在的問題得以解決。因此，本實(shí)用新型的燃燒器，其火焰筒、端板均可用普通鋼材以及一般不銹鋼材制造，制造本實(shí)用新型火焰筒的形式有多種，下面舉三個(gè)實(shí)例。
例一，如圖11所示，火焰筒由多個(gè)直徑不同的圓筒留有間隙地相套疊，在環(huán)周上均布地鑲?cè)脘摋l(17)，通過焊接或鉚接將各圓固為一體。在鑲有鋼條處的外筒上開有進(jìn)氣補(bǔ)償孔(18)。
例二，如圖12所示，火焰筒由多個(gè)直徑不同的圓筒留有間隙地相套疊，外套筒全周卷邊后與內(nèi)筒焊接，使各圓筒固接為一整體。在靠近卷邊處的外套筒上開兩排交錯(cuò)排列的進(jìn)氣孔(19)。
例三，如圖13所示，火焰筒由多個(gè)圓筒留有間隙地套疊，用一厚度等于環(huán)隙的連接環(huán)(20)鑲?cè)胂噜弮赏查g并焊接，使各圓筒固接為一整體。在靠近連接圓環(huán)的外筒上開兩排交錯(cuò)排列的進(jìn)氣孔(21)。
本實(shí)用新型的燃燒器可用作鍋爐、鍛工爐、鋼錠爐、熔煉爐等需熱裝置?？扇紵裼汀⒚河偷雀鞣N油料，燒重油、渣油其效果比一般的燃燒器更佳。本實(shí)用新型的燃燒器，冷卻靠從環(huán)隙中進(jìn)入的空氣形成冷卻保護(hù)層實(shí)現(xiàn)，配氣與冷卻兼顧，既能保證油料燃燒充分，又能防止火焰筒過熱和積炭。特別是當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，由于配氣量也需相應(yīng)增加，冷卻能力也隨之提高，避免滿負(fù)荷時(shí)過熱，所以，制造火焰筒的材質(zhì)，要求不高，一般鋼材即可，不銹鋼較為理想。
圖1為燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。(1)為火焰筒；(2)為端板；(3)為外殼，(4)為噴油嘴；(5)為噴油嘴套座；(6)為環(huán)形擋板；(14)為導(dǎo)向篩孔板；(16)為進(jìn)風(fēng)斗；(22)為供加入引火用的輕油的漏斗；(23)為點(diǎn)火塞；(24)為環(huán)形凹槽。
圖2為端板總成的正視圖。
圖3為圖2的Ⅰ－Ⅰ剖視圖。(7)為面板；(8)為背板；(9)為輻條；(10)為噴油嘴套座安裝孔。
圖4為面板視圖。α表示斜槽與通過斜槽起點(diǎn)的半徑的夾角。(11)為斜槽；(12)為環(huán)槽。
圖5為表示斜槽(11)與面板(7)夾角的Ⅱ－Ⅱ局部剖視圖，β表示斜槽與板面的夾角。
圖6為表示環(huán)槽(12)與面板(7)傾角γ的Ⅲ－Ⅲ局部剖視圖。
圖7為背板(8)的正視圖。
圖8為圖7的Ⅳ－Ⅳ剖視圖。
圖9為外殼(3)總成的剖視圖，(13)為矩形進(jìn)氣孔，(14)為導(dǎo)氣篩孔板；(15)為外殼上的噴油嘴套座安裝孔；(16)為進(jìn)氣斗；e表示噴油嘴套座安裝孔與外殼中心線的偏心距。
圖10為外殼(3)的A向視圖(左視圖)。
圖11為火焰筒實(shí)施例一的立體圖，(17)為鋼條，(18)為進(jìn)氣補(bǔ)償孔。
圖12為火焰筒實(shí)施例二的立體圖，(19)為進(jìn)氣孔。
圖13為火焰筒實(shí)施例三的立體圖，(20)為連接圓環(huán)；(21)為進(jìn)氣孔。
實(shí)施例(1)用1.5毫米不銹鋼片卷出直徑不同的5個(gè)圓筒，有間隙地相套疊，在每兩筒之間沿圓周均布地鑲?cè)牒穸葹橄鄳?yīng)環(huán)隙的鋼條，并進(jìn)行焊接，使各筒連接成整體，其長度是250毫米。用1.5毫米的不銹鋼板剪切成圓形板，按照附圖4、5、6在圓板上銑出斜槽，車出環(huán)槽，并在中心位置開有直徑大于噴油嘴套座外徑的孔。背板用5毫米普通鋼材制成，在中心位置車出有內(nèi)螺紋的噴油嘴套座安裝孔，板面上均布地鉆出篩孔，一作進(jìn)氣，二作焊接輻條用。用六根輻條將面板與背板焊為一整體形成端板。外殼用普通鋼板卷成，其上開一長方形進(jìn)氣孔，用鐵片做的進(jìn)風(fēng)斗與它相焊接。火焰筒與外殼通過環(huán)形擋板和噴油嘴套座固接為整體便成為燃燒器。裝上噴油嘴，配套油壓為15kg／cm2的油泵，功率為1.5千瓦的電機(jī)，風(fēng)壓為400mm水柱的風(fēng)機(jī)。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)氣，同時(shí)油泵供油，經(jīng)噴油嘴霧化噴入火焰筒。點(diǎn)火后噴出連續(xù)火焰。經(jīng)用于鍛工爐初試，本實(shí)用新型的燃燒器冷態(tài)爐點(diǎn)火冒煙時(shí)間為2～5秒，且升溫快，7分鐘可使φ30的鋼件燒至可鍛溫度900℃。燃燒器噴出的火焰純凈、無煙、灼白、均勻、燃燒完全；在冒煙界限下，空氣過剩系數(shù)可低至1.05。節(jié)油15％～30％，燃燒器外殼溫度可低至60～150℃。火焰筒無結(jié)焦積炭現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)爐用油料燃燒器，由火焰筒(1)、端板(2)、外殼(3)、噴油嘴(4)、噴油嘴套座(5)，環(huán)形擋板(6)等組成，火焰筒(1)由多個(gè)直徑不等的圓筒相套疊而成，相鄰兩圓筒之間有環(huán)隙h(大筒內(nèi)半徑與小筒外半徑之差)，火焰筒的圓筒直徑從進(jìn)油端到噴火端逐漸增加呈喇叭形，其特征在于改進(jìn)了的火焰筒(1)相鄰兩圓筒之間的環(huán)隙也從進(jìn)油端到噴火端逐漸增加，相鄰兩圓筒套疊長度L為20～25毫米，每個(gè)筒內(nèi)表面未套疊長度L′為30～50毫米，端板所開進(jìn)氣孔或槽的總面積為火焰筒各筒環(huán)隙總面積的7～17%。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的燃燒器，其特征在于改進(jìn)了的火焰筒(1)由多個(gè)直徑不同的圓筒留有間隙地相套疊，環(huán)周上均布地鑲有鋼條(17)并通過焊接或鉚接將各圓筒固接為一體，在鑲有鋼條處開有進(jìn)氣補(bǔ)償孔(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的燃燒器，其特征在于改進(jìn)了的火焰筒(1)由多個(gè)圓筒留有間隙地套疊，外套筒全周卷邊并與相鄰套疊的內(nèi)筒鉚接或焊接，將各圓筒固接為一體，在靠近卷邊處的外套筒上開有一至兩排交錯(cuò)排列的進(jìn)氣孔(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的燃燒器，其特征在于改進(jìn)了的火焰筒由多個(gè)圓筒留有間隙地套疊，有一厚度等于環(huán)隙的連接圓環(huán)(20)鑲?cè)胂噜弮赏查g進(jìn)行焊接，各圓筒固接成整體，連接環(huán)與外套筒對(duì)齊，在靠近連接圓環(huán)的外筒上開有兩排交錯(cuò)排列的進(jìn)氣孔(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2、3、4所述的燃燒器，其特征在于端板(2)為其上開有噴油嘴套座安裝孔(10)的夾層板，它由背板(8)和面板(7)用輻條(9)焊接而成。面板直徑、厚度均小于背板，背板焊接在火焰筒上，面板外圓周與筒壁間有環(huán)隙h′，背板上開有進(jìn)氣篩孔，面板上在靠近安裝孔處開有多條進(jìn)氣斜槽(11)，靠外周處開有1～3條環(huán)槽(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的燃燒器，其特征在于斜槽與通過斜槽起點(diǎn)的半徑夾角α為20°～40°，斜槽與面板傾角β為20°～40°。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的燃燒器，其特征在于環(huán)槽與面板有使氣體射向圓周的傾角γ，其值為30°～90°，靠近中心環(huán)槽，傾角越小，最外層環(huán)槽傾角為90°。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1、6、7所述的燃燒器，其特征在于火焰筒的中心軸線與筒形外殼的中心軸線有一使進(jìn)氣一側(cè)外殼與火焰筒的間隙大于對(duì)側(cè)間隙的偏心距e。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的燃燒器，其特征在于筒形外殼上開有矩形進(jìn)氣孔(13)，并與一矩形進(jìn)氣斗(16)相接，外殼的出口上焊有孔徑等 于火焰筒出口外徑的環(huán)形擋板(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的燃燒器，其特征在于外殼上的油嘴套座安裝孔與外殼中心線有一遠(yuǎn)離進(jìn)氣孔的偏心距e。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1、10所述的燃燒器，其特征在于火焰筒用一般不銹鋼，外殼用普通鋼材或生鐵制造。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的燃燒器，其特征在于噴油嘴套座為中部帶有臺(tái)肩的圓柱筒，一端車有外螺紋，臺(tái)肩部分的內(nèi)孔有環(huán)形凹槽(24)，而且在臺(tái)肩上開有供安裝引火用的輕油漏斗(22)的螺孔及安裝點(diǎn)火塞(23)的螺孔。
專利摘要
一種工業(yè)爐用油料燃燒器?；鹧嫱灿啥鄠€(gè)圓筒有間隙地相套疊后焊報(bào)而成。圓筒直徑從噴油端到噴火端逐漸增大呈喇叭形，各圓筒間的間隙也從噴油端到噴火端逐漸增大。85～93％的空氣從各圓筒間的間隙進(jìn)入火焰筒，既在火焰筒內(nèi)壁上形成較強(qiáng)的冷氣保護(hù)層，又參與燃燒。所以，即使?jié)M負(fù)荷時(shí)火焰筒也不易過熱。制造火焰筒的材質(zhì)無特殊要求。本實(shí)用新型的燃燒器可用作鍋爐、石油加熱爐、鍛工爐、鋼錠加熱爐、熔煉爐等需熱裝置。
文檔編號(hào)F23D11/00GK85200213SQ85200213
公開日1985年9月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者顏孟秋 申請(qǐng)人:顏孟秋導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan