CN102777899B - 一种内混式气体雾化燃油喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内混式气体雾化燃油喷嘴，用于加热炉或燃烧炉，属于一种燃烧装置，包括燃料油入口、雾化剂入口、燃料油喷口、雾化剂第一级喷口、雾化剂第二级喷口、混合室和喷嘴喷口。气体雾化剂依次从雾化剂入口经雾化剂第一级喷口和雾化剂第二级喷口进入混合室；液体燃料油依次从燃料油入口经燃料油喷口进入混合室；气体雾化剂和液体燃料油在混合室内进行能量传递，产生第一次雾化，由于所述的雾化剂第二级喷口为偏心的，形成气液两相旋涡；经一级雾化后的燃料油由喷嘴喷口喷出，在周围空气作用下，产生第二次雾化，燃料油液滴进一步被破碎，形成更小的雾化液滴。本发明具有燃料油雾化粒径小，蒸发速度快，燃烧速度快，节能效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种内混式气体雾化燃油喷嘴，属于高效节能技术领域，也属于环保技术领域。
背景技术
喷嘴是燃烧装置上一个非常重要的节能元件。气体雾化燃油喷嘴在液体燃料燃烧的过程中起着相当重要的作用，液体燃料在喷嘴混合室内经过气体雾化剂的雾化，破碎成直径细小的液滴群，极大地增加了燃料的表面积，加快了其蒸发速率，提高了燃烧效率，对节能起着非常重要的作用。
内混式气体雾化燃油喷嘴是燃料油和雾化剂在喷嘴的内部混合，在混合室内实现第一次雾化，在喷嘴喷口处实现第二次雾化，可以得到较好的雾化性能和理想的液滴分布情况。目前，石油化工加热炉用的燃油喷嘴几乎都是内混式喷嘴，但是传统结构的内混式喷嘴其雾化剂只有一级喷口，气液两相流是贴壁环状液膜，使燃料油不能得到更好的雾化；另外传统的内混式喷嘴结构中，雾化剂与燃料油正面碰撞，雾化剂的部分能量传递给燃料油，部分能量消耗在破坏液膜结构或液膜变形，还有一部分包括雾化剂与喷嘴壁面碰撞的能量损失和雾化剂气体分子间的碰撞能量损失，雾化剂的能量不能得到充分的利用，雾化剂能量损失较大，能量利用率较低。
因此，要提高液体燃料的燃烧效率，液体燃料的雾化质量将直接影响到燃烧效率的高低，设计高效的液体燃料喷嘴对提高液体燃料的燃烧效率，节约能源，减少污染物的排放有着非常重要的意义。
本发明要解决的技术问题是：克服现有传统内混式燃油喷嘴雾化剂能量损失大，液体燃料雾化效果不够理想的难题。提供一种结构简单、设计成本低、雾化质量高、高效节能、的内混式气体雾化燃油喷嘴。
一种内混式气体雾化燃油喷嘴，包括燃料油入口、雾化剂入口、燃料油喷口、雾化剂喷口、混合室和喷嘴喷口。其特征在于：气体雾化剂依次从雾化剂入口(2)经雾化剂第一级喷口(4)和雾化剂第二级喷口(5)进入混合室(6)；液体燃料油依次从燃料油入口(1)经燃料油喷口(3)进入混合室(6)；气体雾化剂和液体燃料油在混合室(6)内进行能量传递，产生第一次雾化，由于所述的雾化剂第二级喷口(5)为偏心的，形成气液两相旋涡；经一级雾化后的燃料油液滴由喷嘴喷口(7)喷出，在周围空气作用下，产生第二次雾化，燃料油进一步被破碎，形成更小的雾化液滴。
上述的内混式气体雾化燃油喷嘴其特征在于喷口数量为4-8个，偏心距为1-5mm，偏心角为10-50°，可使燃料油产生旋流，强化燃料油与雾化剂的混合效果。
上述的内混式气体雾化燃油喷嘴其特征在于燃料油入口(1)直径为φ9-16mm，燃料油喷口直径(3)为φ3-7mm，雾化剂入口(2)外径为φ28-34mm，内径为φ24-27mm，雾化剂第一级喷口(4)和雾化剂第二级喷口(5)共8-16个，直径为φ1-4mm，喷嘴喷口(7)共6-12个，直径为φ2-5mm。
上述的内混式气体雾化燃油喷嘴其特征在于混合室(6)的长度为70-80mm，第二次雾化发生在离开喷嘴下游距离100mm以内，燃油雾化粒径为40-43μm。
与传统的内混式气体雾化燃油烧嘴相比，本发明具有燃料油雾化粒径小，蒸发速度快，燃烧速度快，节能效果好等优点。
附图说明
图1为本发明的内混式气体雾化燃油喷嘴结构简图。
图2为传统的内混式气体雾化燃油喷嘴结构简图。
图1和图2中件号名称为：1.燃料油入口，2.雾化剂入口，3.燃料油喷口，4.雾化剂第一级喷口，5.雾化剂第二级喷口，6.混合室，7.喷嘴喷口，8.燃料油入口，9.雾化剂入口，10.燃料油喷口，11.雾化剂喷口，12.混合室，13.喷嘴喷口。
具体实施方案
下面结合附图1进一步对内混式气体雾化燃油喷嘴进行描述。
一种内混式气体雾化燃油喷嘴的最佳实施例，如图1所示，该内混式气体雾化燃油喷嘴包括燃料油入口(1)、雾化剂入口(2)、燃料油喷口(3)、雾化剂第一级喷口(4)、雾化剂第二级喷口(5)、混合室(6)和喷嘴喷口(7)。雾化剂从雾化剂入口(2)经雾化剂第一级喷口(4)和雾化剂第二级喷口(5)进入混合室(6)，燃料油经燃料油入口(1)从燃料油喷口(3)进入到混合室(6)，在混合室(6)内雾化剂与燃料油进行能量传递，利用雾化剂与燃料油的相互挤压、加速和剪切作用，强化雾化剂和燃料油的混合效果，将燃料油进行第一次雾化。燃料油在雾化室(6)内进行第一次雾化后再由喷嘴喷口(7)喷出，由于喷嘴内外存在着压差，燃料油从喷嘴喷口(7)处喷出后，与周围相对静止的空气有相当高的速度差，受环境介质空气的气动阻力作用发生第二次雾化，第二次雾化将燃料油液滴进一步破碎成更小的液滴。
作为优选，在内混式气体雾化燃油喷嘴内设置6个偏心的雾化剂第二级喷口(5)，偏心距为2mm，偏心角为20°。由于雾化剂第二级喷口的偏心结构，使燃料油产生旋流，强化了燃料油与雾化剂的混合质量。混合室内的两相流受到干扰，强化混合室内贴壁液膜混合，使雾化剂的能量得到进一步合理利用，产生好的雾化效果，提高燃烧效率。同时避免了雾化剂与燃料油正面碰撞，雾化剂的能量损失减小，使雾化剂能量高效的传递给燃料油。
作为优选，内混式气体雾化燃油喷嘴的燃料油入口(1)直径为φ12mm，燃料油喷口(3)直径为φ4mm，雾化剂入口(2)外径为φ32mm，内径为φ26mm，雾化剂第一级喷口(4)和雾化剂第二级喷口(5)共12个，直径为φ3mm，喷嘴喷口(7)共12个，直径为φ3mm。
作为优选，内混式气体雾化燃油喷嘴混合室(6)的长度为70-80mm，第二次雾化发生在喷嘴下游距离100mm以内，液体燃料雾化粒径为40-43μm。
研究表明：当混合室长度为75mm，气液比为0.3-0.7kg/kg时，本发明内混式气体雾化燃油喷嘴的平均雾化粒径比传统的内混式气体雾化燃油喷嘴的平均雾化粒径要小30-40％，对提高燃烧效率很有帮助。
Claims (2)
1.一种内混式气体雾化燃油喷嘴，包括燃料油入口、雾化剂入口、燃料油喷口、雾化剂喷口、混合室和喷嘴喷口；其特征在于：气体雾化剂依次从雾化剂入口(2)经雾化剂第一级喷口(4)和雾化剂第二级喷口(5)进入混合室(6)；液体燃料油依次从燃料油入口(1)经燃料油喷口(3)进入混合室(6)；气体雾化剂和液体燃料油在混合室(6)内进行能量传递，产生第一次雾化，由于所述的雾化剂第二级喷口(5)为偏心的，形成气液两相旋涡；经一级雾化后的燃料油液滴由喷嘴喷口(7)喷出，在周围空气作用下，产生第二次雾化，燃料油进一步被破碎，形成更小的雾化液滴；雾化剂第二级喷口(5)数量为4-8个，偏心距为1-5mm，偏心角为10-50°；燃料油入口(1)直径为φ9-16mm，燃料油喷口直径(3)为φ3-7mm，雾化剂入口(2)外径为φ28-34mm，内径为φ24-27mm，雾化剂第一级喷口(4)和雾化剂第二级喷口(5)共8-16个，直径为φ1-4mm，喷嘴喷口(7)共6-12个，直径为φ2-5mm。
2.根据权利要求1所述的一种内混式气体雾化燃油喷嘴，其特征在于：混合室(6)的长度为70-80mm，第二次雾化发生在离开喷嘴下游距离100mm以内，燃油雾化粒径为40-43μm。
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