專利名稱：新型波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種工業(yè)爐窯用的節(jié)能燃油燃燒器。
目前在爐窯中使用的燃油燃燒器，程度不同的存在以下問(wèn)題(1)燃油霧化質(zhì)量不好，如重油油滴顆粒直徑在80～100微米以上；因此帶來(lái)燃燒效率低，燃燒不完全；(2)空氣與燃油的混合不均，造成燃油濃度分布不均，從而使燃燒溫度分布不均；(3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作調(diào)節(jié)及維修不便，加工成本高；(4)空氣與燃油比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不夠完善合理，或不能任意選擇空氣與燃油的比例，或雖然能選擇空氣與燃油的比例，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)不同軸，不利于微機(jī)自動(dòng)控制燃燒器的技術(shù)在工業(yè)爐窯中實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種提高燃燒器的燃油霧化質(zhì)量，加強(qiáng)空氣與燃油的混合效果，提高燃燒效率，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，便于操作及維護(hù)，能選擇空氣與燃油比例的比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并使之能便于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制的新型燃油燃燒器。
本實(shí)用新型由殼體、控制裝置(空氣／燃油比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))、火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒、噴油嘴、噴嘴組成，另外加設(shè)了波瓣混合器；其中控制裝置由蝶形螺母、調(diào)油軸、控制手柄、調(diào)油軸套、彈簧、撥桿、油量錐套、控制座、撥桿座、導(dǎo)流環(huán)、旋轉(zhuǎn)座構(gòu)成；控制手柄、調(diào)油軸套裝在調(diào)油軸上，并通過(guò)調(diào)油軸套上的外螺紋與控制座相聯(lián)，而調(diào)油軸與油量錐通過(guò)扁槽連接，帶動(dòng)油量錐轉(zhuǎn)動(dòng)；可選擇空氣／燃油的比例的比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是與燃燒器同軸、對(duì)稱離合器式的，油量錐和油量錐套可對(duì)燃油進(jìn)行線性控制。
波瓣混合器由多個(gè)向外逐漸擴(kuò)張的波瓣構(gòu)成；這種混合器具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及混合機(jī)理，當(dāng)空氣和燃油流經(jīng)波瓣混合器上的每個(gè)波瓣時(shí)，每個(gè)波瓣扇面內(nèi)均形成一個(gè)環(huán)流，并且這種環(huán)流在波瓣的下游將繼續(xù)下去。因此，波瓣不僅可使混合氣的初始的軸向?qū)ΨQ流場(chǎng)產(chǎn)生周向和徑向流動(dòng)，而且還產(chǎn)生了大尺度的環(huán)流，使合成的周向和徑向流動(dòng)混合均勻。所以，使燃油的霧化并與空氣的混合效果大大優(yōu)于普通結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)混合機(jī)理的燃燒器。采用全新設(shè)計(jì)的、與燃燒器同軸、對(duì)稱、離合器式的可選擇空氣／燃油的比例的比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)燃油的品種質(zhì)量及工況，正確選擇空氣與燃油的比例，一旦選擇了空氣與燃油的比例，則在工作范圍內(nèi)該比值保持為常數(shù)；當(dāng)需要采用微機(jī)自動(dòng)控制燃燒器時(shí)，只需更換一根調(diào)油軸即可方便地與控制機(jī)構(gòu)相聯(lián)。采用火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒可調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度和形狀。采用油量錐和油量錐套可對(duì)燃油進(jìn)行線性控制。
波瓣混合器、噴油嘴和噴嘴的尺寸可相應(yīng)調(diào)整，組成系列規(guī)格的燃燒器。
與現(xiàn)有的燃燒器技術(shù)相比，本燃燒器裝置由于采用了波瓣式混合器，大大提高了燃油的霧化質(zhì)量以及和空氣的混合，從而使燃燒溫度更均勻，燃燒效率提高。本燃燒器可適應(yīng)各種等級(jí)的燃油，燃油霧化油滴顆粒平均直徑＜50微米。本燃燒器整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作維護(hù)方便，點(diǎn)火容易，燃燒完全穩(wěn)定。代替普通燃燒器，可降低油耗10～20％。適用于陶瓷、冶金、機(jī)械、石油化工等各種工業(yè)爐窯及燃油鍋爐、熱風(fēng)爐。
茲舉一較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明于后
圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖中控制座的示意圖，表示使撥桿能旋轉(zhuǎn)的園弧形槽；圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖中旋轉(zhuǎn)座上的螺旋槽示意圖；圖4為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖中油量錐的三角形油錐槽的示意圖；圖5為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖中殼體上部的示意圖，表示使雙頭螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)的120°弧形槽；圖6為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖中波瓣混合器的示意圖。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)如圖1所示，本實(shí)用新型由蝶形螺母(1)、調(diào)油軸(2)、控制手柄(3)、調(diào)油軸套(4)、彈簧(5)、撥桿(6)、油量錐(7)、油量錐套(8)、控制座(9)、撥桿座(10)、鎖緊螺母(11)、導(dǎo)流環(huán)(12)、旋轉(zhuǎn)座(13)、火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)、噴油嘴(15)、波瓣混合器(16)、殼體(17)、噴嘴(18)、油堵(19)、緊定螺釘(20)、內(nèi)六方螺釘(21)、雙頭螺栓(22)、密封圈(23)組成。
從工作現(xiàn)場(chǎng)的燃油供應(yīng)系統(tǒng)管路來(lái)的燃油，經(jīng)控制座(9)上下對(duì)稱的兩個(gè)進(jìn)油口之一進(jìn)入燃燒器?？刂谱?9)左側(cè)內(nèi)部有二段M24螺紋孔，其中一段螺紋孔與油量錐套(8)連接，另一段螺紋孔和調(diào)油軸套(4)連接。油量錐套(8)的內(nèi)錐面與油量錐(7)的外錐面相配合，并由彈簧(5)將其壓緊。調(diào)油軸(2)裝在調(diào)油軸套(4)內(nèi)，調(diào)油軸套(4)內(nèi)，調(diào)油軸套(4)外為控制手柄(3)。調(diào)油軸套(4)與控制座(9)之間有一個(gè)“O”形密封圈(23)，以防止燃油泄漏。油量錐(7)的外錐面上0°～180°范圍內(nèi)有一截面為三角形的變面積錐槽(72)，其截面積從0°～180°由大逐漸變小，在0°處有一個(gè)直徑為3mm的徑向小孔與中心的油孔相通。油量錐(7)左端開(kāi)有一扁槽(71)(見(jiàn)圖4)，槽中插入調(diào)油軸(2)右端的方扁(211)，當(dāng)調(diào)油軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可撥動(dòng)油量錐(7)轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)油軸(2)前部有一段6毫米長(zhǎng)的三角形花鍵，與控制手柄(3)上的轂孔上的三角形鍵齒相嚙合。調(diào)油軸(2)左端有一段M6的螺紋，與蝶形螺母(1)相連。當(dāng)旋轉(zhuǎn)控制手柄(3)時(shí)，控制手柄(3)通過(guò)轂孔上的三角形鍵齒帶動(dòng)調(diào)油軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此帶動(dòng)油量錐(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)燃油量的大小。當(dāng)需要選擇空氣與燃油的比例時(shí)，松開(kāi)蝶形螺母(1)，將控制手柄(3)向外拔出，使花鍵的嚙合脫開(kāi)，然后用改錐調(diào)節(jié)調(diào)油軸(2)來(lái)確定油量錐(7)的初始位置。帶三角形鍵齒的離合器式調(diào)油軸(2)、油量錐(7)、油量錐套(8)的初始設(shè)定決定油量控制。在選擇好空氣與燃油的比例后，再將控制手柄(3)推回原位，將蝶形螺母(1)擰緊，這時(shí)再調(diào)節(jié)控制手柄(3)，則空氣與燃油的比例在整個(gè)工作范圍內(nèi)保持不變?？刂谱?9)中部開(kāi)有兩個(gè)對(duì)稱的96°弧形槽(91)(見(jiàn)圖2)，連接調(diào)油軸(4)與控制手柄(3)的兩個(gè)撥桿(6)(圖1上虛線所示)分別穿過(guò)兩個(gè)弧形槽(91)，撥桿(6)的右端與撥桿座(10)緊配合連接，并可以在96°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂谱?9)右側(cè)長(zhǎng)軸內(nèi)有一個(gè)直徑為6mm的油孔，從油量錐(7)來(lái)的燃油經(jīng)其流向噴油嘴(15)，噴油嘴(15)由螺紋連接在控制座(9)長(zhǎng)軸前部。噴油嘴(15)前端開(kāi)有8個(gè)直徑為1mm的徑向小孔，工作時(shí)燃油從小孔噴出。噴油嘴(15)前端有一螺紋連接的油堵頭(19)，可以拆卸，以便于噴嘴的清洗。控制座(9)右側(cè)長(zhǎng)軸前端有徑向定位止口，以保證噴油嘴(15)與長(zhǎng)軸的同心?？刂谱?9)右端長(zhǎng)軸上用一內(nèi)六方螺釘固定，裝有導(dǎo)流環(huán)(12)，其作用是引導(dǎo)從殼體(17)進(jìn)氣口(171)進(jìn)入燃燒器的空氣，減少流動(dòng)損失?；鹧骈L(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)裝在殼體(17)內(nèi)，對(duì)著殼體(17)進(jìn)氣口(171)位置開(kāi)有一矩形缺口，轉(zhuǎn)動(dòng)火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)，可改變殼體(17)進(jìn)氣口(171)面積的大小?；鹧骈L(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)上裝有一雙頭螺栓(22)，該螺栓(22)穿過(guò)殼體(17)安裝邊附近圓處的120°弧形槽(172)(見(jiàn)圖5)，與鎖緊螺母(11)相配合，可將火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)鎖緊在殼體(17)上；如圖1所示，火焰調(diào)節(jié)套筒(14)通過(guò)雙頭螺栓(22)與鎖緊螺母(11)相配合來(lái)調(diào)節(jié)，此雙頭螺栓(22)與燃燒器的中心軸相垂直，這樣便于操作，同時(shí)也使其構(gòu)造簡(jiǎn)化；殼體(17)通過(guò)8個(gè)M6的內(nèi)六方螺釘連接到控制座(9)上。殼體(17)上部有一個(gè)帶有管螺紋的進(jìn)氣口(171)，可與現(xiàn)場(chǎng)的空氣管道相連接。在控制座(9)的長(zhǎng)軸外裝有旋轉(zhuǎn)座(13)，其上部有一螺旋槽(131)(圖3)，螺旋槽(131)可沿固定在控制座(9)長(zhǎng)軸上的M6的內(nèi)六方螺釘滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)座(13)右前端裝有波瓣混合器(16)，波瓣混合器(16)出口為波瓣(162)，形如花瓣(見(jiàn)圖6)，根據(jù)不同尺寸的燃燒器，波瓣(162)數(shù)目為6～12，波瓣混合器(16)用4個(gè)M4的緊定螺釘固定。旋轉(zhuǎn)座(13)左端與撥桿座(10)通過(guò)各自的兩個(gè)半環(huán)缺口相搭接，當(dāng)控制手柄(3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可推動(dòng)旋轉(zhuǎn)座(13)上的旋轉(zhuǎn)螺旋槽(131)沿控制座(9)長(zhǎng)軸上的M6內(nèi)方螺釘旋轉(zhuǎn)，由此推動(dòng)波瓣混合器(16)前后移動(dòng)，使波瓣混合器(16)與噴嘴(18)之間的流通面積改變。噴嘴(18)也用4個(gè)M4的緊定螺釘固定在火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)上。
波瓣超混合燃燒器的工作原理如下當(dāng)燃燒器工作時(shí)，燃油經(jīng)控制座(9)上的兩個(gè)進(jìn)油口中的一個(gè)流入油量錐套(8)上的槽道進(jìn)入油量錐(7)，然后流過(guò)其上的180°的三角形槽道進(jìn)入控制座(9)與噴油嘴(15)內(nèi)的油道，經(jīng)噴油嘴(15)前端的8個(gè)直徑為1毫米的徑向小孔噴出?？諝鈴臍んw(17)上的進(jìn)氣口(171)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)座(13)與火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)之間的環(huán)形通道，然后分成二股第一股空氣經(jīng)波瓣混合器(16)上的二排共12個(gè)直徑為5毫米的60°斜孔(161)，進(jìn)入波瓣混合器(16)與噴油嘴(15)之間的環(huán)形通道并流出波瓣混合器(16)出口。第二股空氣繼續(xù)沿旋轉(zhuǎn)座(13)與火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)之間的環(huán)形通道流出噴口。當(dāng)?shù)谝还煽諝夂偷诙煽諝饬鹘?jīng)波瓣混合器(16)上的波瓣(162)時(shí)，在波瓣(162)內(nèi)產(chǎn)生二次流動(dòng)，這種二次流動(dòng)的特點(diǎn)是每個(gè)波瓣(162)扇面內(nèi)均有一個(gè)環(huán)流，該環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理是由于第一股空氣波瓣(162)和第二股空氣波瓣(162)中的相反方向的徑向流動(dòng)造成的。這種環(huán)流在波瓣(162)的下游將繼續(xù)下去，并在整個(gè)噴嘴(18)軸線范圍內(nèi)使兩股氣流進(jìn)行徑向和周向的混合。因此，波瓣(162)不僅可使初始的軸向?qū)ΨQ流場(chǎng)產(chǎn)生周向和徑向變化的流場(chǎng)，還產(chǎn)生了大尺度的環(huán)流，使合成的周向和徑向流動(dòng)混合均勻。所以，兩股氣流經(jīng)波瓣混合器(16)與從噴油嘴(15)上的6個(gè)徑向小孔流出的燃油猛烈撞擊使其霧化，形成油霧，然后再與波瓣混合器(16)中的空氣流相互混合，產(chǎn)生穩(wěn)定的，霧化良好的空氣與燃油混合氣。
當(dāng)需要調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度或形狀時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)，改變其上對(duì)殼體(17)進(jìn)氣口(171)的矩形口位置，由此改變進(jìn)入燃燒器的空氣量和旋轉(zhuǎn)角度來(lái)調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度和形狀；火焰短時(shí)，火焰擴(kuò)張角寬；火焰長(zhǎng)時(shí)，火焰擴(kuò)張角窄。當(dāng)燃燒器點(diǎn)火時(shí)，調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒(14)還可以降低高紊流空氣量，以便能更快，更利于點(diǎn)火。
燃油與空氣的比例是通過(guò)調(diào)節(jié)燃油流過(guò)油量錐(7)上面積變化的錐槽(72)的流量，以及調(diào)節(jié)空氣流過(guò)燃燒器的空氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。油量錐(7)上的錐槽(72)面積設(shè)計(jì)成與燃燒器空氣流通面積成比例的線性關(guān)系。當(dāng)選擇了初始燃油和空氣的比例之后，燃油與空氣的比例就在整個(gè)工作范圍內(nèi)保持不變。如果要改變其比例關(guān)系，則松開(kāi)蝶形螺母(1)，使控制手柄(3)轂孔上的三角形花鍵與調(diào)油軸(2)上的鍵齒脫開(kāi)，然后旋動(dòng)調(diào)油軸(2)改變油量錐(7)的初始位置，選擇所需的燃油與空氣比。然后鎖緊蝶形螺母(1)，使花鍵嚙合。轉(zhuǎn)動(dòng)控制手柄(3)時(shí)，通過(guò)裝在控制手柄(3)上的撥桿(6)，撥動(dòng)撥桿座(10)，由此推動(dòng)旋轉(zhuǎn)座(13)沿其上的螺旋槽(131)前后移動(dòng)，改變波瓣混合器(16)與噴嘴(18)的氣流出口面積。由于控制手柄(3)與調(diào)油軸(2)為花鍵連接，因此在轉(zhuǎn)動(dòng)控制手柄(3)的同時(shí)，帶動(dòng)調(diào)油軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)油軸(2)又通過(guò)插入油量錐(7)的方扁(21)帶動(dòng)油量錐(7)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，在調(diào)節(jié)時(shí)就可以保持所需的空氣與燃油的比例不變。當(dāng)需要對(duì)燃燒器進(jìn)行微機(jī)自動(dòng)控制時(shí)，只需拆下蝶形螺母(1)，更換一根調(diào)油軸(2)，就可將控制元件連接到調(diào)油軸(2)上，很方便地實(shí)現(xiàn)微計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。
燃燒器采用可拆卸的波瓣混合器(16)、噴油嘴(15)、噴嘴(18)，不但有利于清洗維護(hù)，而且可選擇不同的系列組合，以適應(yīng)爐窯的需要。
權(quán)利要求1.一種新型結(jié)構(gòu)的燃油燃燒器，由殼體、控制裝置(空氣/燃油比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒、噴油嘴、噴嘴組成；其特征在于另外加設(shè)了波瓣混合器，控制裝置由蝶形螺母、調(diào)油軸、控制手柄、調(diào)油軸套、彈簧、撥桿、油量錐套、控制座、撥桿座、導(dǎo)流環(huán)、旋轉(zhuǎn)座構(gòu)成；控制手柄、調(diào)油軸套裝在調(diào)油軸上，并通過(guò)調(diào)油軸套上的外螺紋與控制座相聯(lián)，而調(diào)油軸與油量錐通過(guò)扁槽連接，帶動(dòng)油量錐轉(zhuǎn)動(dòng)；可選擇空氣/燃油的比例的比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是與燃燒器同軸、對(duì)稱離合器式的，油量錐和油量錐套可對(duì)燃油進(jìn)行線性控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器，其特征為此波瓣混合器由多個(gè)向外逐漸擴(kuò)張的波瓣構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器，其特征為波瓣混合器、噴油嘴和噴嘴的尺寸可相應(yīng)調(diào)整，組成系列規(guī)格的燃燒器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器，其特征為殼體上裝有火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器，其特征為火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒由與燃燒器中心軸相垂直的雙頭螺栓及鎖緊螺母控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器，其特征為帶三角形鍵齒的離合器式調(diào)油軸、油量錐、油量錐套的初始設(shè)定決定油量控制。
專利摘要本實(shí)用新型為一種工業(yè)爐窯用的波瓣式超混合比例調(diào)節(jié)燃油燃燒器，燃燒器主要是由波瓣式混合器、同軸對(duì)稱離合器式可調(diào)節(jié)空氣/燃油比的比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、火焰長(zhǎng)度調(diào)節(jié)套筒、油量錐和油錐套組成，控制手柄，調(diào)油軸套裝在調(diào)油軸上，并通過(guò)調(diào)油軸套上的外螺紋與控制座相聯(lián)。本實(shí)用新型可提高燃燒器的燃油霧化質(zhì)量，提高燃燒效率，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，便于操作及維護(hù)，采用能選擇空氣與燃油比例的比例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并使之便于實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)F23D11/00GK2175357SQ9322489
公開(kāi)日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月24日
發(fā)明者吳一黃, 李曉利 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)