CN102840579B - 复合式节能型油枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃油炉、窑使用的油枪，特别是涉及一种复合式节能型油枪，包括内枪帽、内雾化腔体、内气体压缩腔体、一次气体导管、燃油导管、一次雾化阀、二次雾化阀和油气混合阀，还包括外枪帽、外雾化腔体、外气体压缩腔体和二次气体导管，一次雾化阀上设置有二次轴向气体通道，一次雾化阀后端内腔设置有所述油气混合阀，燃油导管前端与油气混合阀下端连接，其后端从内气体压缩腔体后端面伸出并固定在一起，并且燃油导管前端与油气混合阀内的缩径中心孔连通，油气混合阀上设置有一次轴向气体通道和一次径向气体通道，一次径向气体通道的外端与一次轴向气体通道的前端连通，其内端与缩径中心孔的前端连通，内、外枪帽上分别设置有喷射孔。本发明结构简单，拆装方便，制作和使用成本更低，油气混合效果更好，燃烧更充分，适用范围更广，利于推广实施。

Description

复合式节能型油枪

技术领域

本发明涉及一种燃油炉、窑使用的油枪，特别是涉及一种复合式节能型油枪，尤其适用于粘度较大的燃料油，如重油、渣油、原油、焦油、沥青油、奥里油等。

背景技术

当前，国内在用的燃油锅炉和工业炉窑的核心部件燃烧器，除国内生产外，大部是从国外引进的。其中燃烧器的关键部件是油枪(喷油嘴)，且要达到燃油良好的雾化效果,主要取决于油枪的内部结构。过去，燃油锅炉燃烧器所使用的油枪大部是按照粘度比较低的轻柴油为燃料采用机械雾化方式设计的。近年来由于柴油的价格成本快速向上攀升，一些使用燃油锅炉的企业燃油成本飞速增长，达到了举步维艰的地步，这些单位和企业为了降低成本迫切需要价格便宜的燃料油，这种燃油就是重油、渣油、煤焦油或其中加入稀料调和而成的调和油，它们的粘度普遍较大，雾化效果差。因此，市场上出现了多种结构形式的介质（压缩空气、蒸汽）雾化油枪，它们适合在大型锅炉上使用。对于小型锅炉和工业窑炉仍然达不到完全燃烧的效果，极易造成积碳、在烟道中二次燃烧现象严重，冷炉点火困难，长时间冒黑烟，不仅对环境造成了巨大的污染，也浪费了大量的能源。

中国实用新型专利ZL92212165.6公开了一种“工业炉用重油蒸汽介质雾化油枪”，它由机体和机芯构成，芯体内有油通道，油通道一端通进油管，另一端接喷油孔，芯块与机体之间有气通道，气通道一端通进气管，另一端接喷气孔，机头上喷口，喷口与喷油孔之间为介质混合室，以旋转加速的方式与燃油均匀混合，并对燃油预热，然后喷出、雾化和燃烧。可提高混合、雾化和燃烧效果，可冷炉点火，节能，结构简单，但由于气流对燃油的冲击力弱，造成雾化效果不是很理想，并且气、油混合的时间很短，部分油粒还未充分雾化便进入燃烧，容易影响完全燃烧，尾气中会附带出现黑烟，从而污染空气，达不到国家法定的环保要求。

中国发明专利ZL200710054152.X公开了一种节能型油枪，含有枪帽、雾化腔体、气体压缩腔体、气体导管、燃油导管、一次雾化阀、二次雾化阀和油气混合阀，所述油气混合阀上设置有轴向气体通道和径向气体通道，所述径向气体通道的外端与轴向气体通道的前端连通，所述枪帽上设置有喷射孔。该发明前端采用了多次雾化技术，能够充分雾化燃油，缩短油气混合时间，提高使用效率和效果，能避免使用低质燃油燃烧不完全所出现的黑烟及管道积碳二次燃烧，从而具有节能环保的效果。但是对于粘度更大一些的重油和焦油来说，其雾化效果还不是很理想，所以仍然还会出现燃油燃烧不完全所出现的黑烟及管道积炭二次燃烧，同样会给环境造成污染，同样达不到环保要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种尤其适用于粘度更大的重油和焦油，油气混合效果更好，能够节约能源和环境保护的复合式节能型油枪。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种复合式节能型油枪，包括内枪帽、内雾化腔体、内气体压缩腔体、一次气体导管、燃油导管、一次雾化阀、二次雾化阀和油气混合阀，还包括外枪帽、外雾化腔体、外气体压缩腔体和二次气体导管，所述外枪帽、外雾化腔体和外气体压缩腔体分别套装在内枪帽、内雾化腔体和内气体压缩腔体的外侧，内、外枪帽的下端分别与内、外雾化腔体上端连接，内雾化腔体内腔前端设置有所述二次雾化阀，内、外雾化腔体与内、外气体压缩腔体之间设置有所述一次雾化阀，内、外雾化腔体的下端同时与一次雾化阀的上端连接，内、外气体压缩腔体的上端同时与一次雾化阀的下端连接，内、外气体压缩腔体下端面均封闭，其后端侧壁分别与一次气体导管和二次气体导管固定且连通，内气体压缩腔体后端从外气体压缩腔体下端面伸出并与其固定在一起，所述一次雾化阀上设置有二次轴向气体通道，一次雾化阀后端内腔设置有所述油气混合阀，所述燃油导管前端与油气混合阀下端连接，其后端从内气体压缩腔体后端面伸出并固定在一起，并且燃油导管前端与油气混合阀内的缩径中心孔连通，所述油气混合阀上设置有一次轴向气体通道和一次径向气体通道，所述一次径向气体通道的外端与一次轴向气体通道的前端连通，其内端与缩径中心孔的前端连通，所述内、外枪帽上分别设置有喷射孔。

所述油气混合阀上设置的一次轴向气体通道和一次径向气体通道均为凹槽，其中，一次轴向气体通道位于油气混合阀的外圆周面上，一次径向气体通道位于油气混合阀的前端面上，并且油气混合阀的前端面和一次雾化阀后端内腔的前端面接触，其外圆面和一次雾化阀的后端内腔螺纹连接。

所述油气混合阀上设置的一次轴向气体通道为通气孔，其一次径向气体通道为凹槽，其中，一次轴向气体通道贯穿油气混合阀，一次径向气体通道位于油气混合阀的前端面上，并且油气混合阀的前端面和一次雾化阀后端内腔的前端面接触，其外圆面和一次雾化阀的后端内腔螺纹连接。

所述一次轴向气体通道和一次径向气体通道的数量相同，至少为三条，且一次轴向气体通道沿油气混合阀圆周向分布。

所述一次轴向气体通道和一次径向气体通道的数量均为三条，或四条，或五条，或六条。

所述一次雾化阀上设置的二次轴向气体通道为通气孔，其贯穿一次雾化阀上下端面，并沿圆周向分布，其数量至少有三条。

所述二次轴向气体通道的数量为三条，或四条，或五条，或六条。

所述一次雾化阀前端内腔和二次雾化阀的内腔形状相同，均由后端的收缩管段、中间的喉管段和前端的扩散管段顺次连接构成，其中收缩管道和扩散管道的外部直径相等，其外部直径a的范围为20～60mm，收缩管段锥面的锥顶角α范围值为80°～110°，扩散管段锥面的锥顶角β范围值为60°～80°，喉管段的长度b的范围为4～8mm，喉管段的直径c的范围为3～6mm。

所述外枪帽和外雾化腔体、内枪帽和内雾化腔体、外雾化腔体和一次雾化阀、内雾化腔体和一次雾化阀、外气体压缩腔体和一次雾化阀、内气体压缩腔体和一次雾化阀、油气混合阀和燃油导管之间均为螺纹连接。

所述内枪帽喷射孔的数量为1个，外枪帽的喷射孔的数量为1～8个。

本发明技术方案的有益效果是：

1、在结构上，本发明复合式节能型油枪在现有结构上增加了外螺帽、外雾化腔体、外气体压缩腔体和二次气体导管，燃料油、空气分别由燃油导管和一次气体导管进入油气混合阀，经一次轴向气体通道和一次径向气体通道和缩径中心孔在底部进行交叉、切割并混合，混合后的油气经一次雾化阀进入内雾化腔体实现油气再混合，再混合后的油气进入二次雾化阀再一次被雾化，经过两次雾化的油气混合物由内枪帽喷射孔喷入外枪帽和外雾化腔体构成的空间内，再一次发生雾化作用，从而强化了重油的雾化效果，使得粘度更大的重油得到更加理想的雾化效果，使其燃烧更充分，呈白色火焰，烟囱不冒黑烟，大大节约了燃油，可以节油15%～20%，锅炉升温速度提高20%以上，经济效益显著。

2、本发明采用多次雾化技术，使得粘度更大些的重油或焦油油气混合效果更好，油气燃烧更充分，从而减少了二氧化碳、二氧化硫等有害气体和未燃尽碳的排放量，对节约能源、改善环境有着非常重要的意义！

3、本发明使用方便，能够和原有的燃烧器配套使用，不需要大的改造费用，成本较低。

4、在结构上，本发明各部分腔体通过螺纹连接，结构简单而且拆装方便；作为燃烧器的核心部件，采用本发明复合式节能型油枪替换原有的节能型油枪，用来改善燃烧器本身的性能，从而可以达到节能环保的效果。此外，油枪为独立部件，容易制造，而且，本发明是在现有节能型油枪基础上进行的改进，现有节能型油枪上的大多数零部件，比如枪帽、雾化腔体和二次雾化阀等为现有部件，容易购买，大大降低了制作成本。

5、本发明适用范围广，不仅能够适合粘度比较低的轻柴油为燃料，尤其还能够适合各种粘度较大或更大、价格低廉的燃料油或调和油，其作为燃烧器的核心部件，能够适应不同企业的各种类型的锅炉和窑炉，如火力发电厂锅炉系列、锻造和铸造加热炉系列、热水蒸气锅炉系列、精矿粉陪烧回转窑系列等，因而，本发明复合式节能型油枪易于推广，具有良好的社会效益和经济效益。

6、综上，本发明复合式节能型油枪结构简单，拆装方便，制作和使用成本更低，油气混合效果更好，燃烧更充分，适用范围更广，尤其适用于粘度更大的重油和焦油、价格低廉的调和油，符合国家对节能环保的发展要求，具有良好的经济效益和社会效益，因此，非常有利于推广实施。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明复合式节能型油枪的结构示意图之一；

图2为图1所示复合式节能型油枪的A-A剖视结构示意图之一；

图3为图1所示复合式节能型油枪的A-A剖视结构示意图之二；

图4为本发明复合式节能型油枪的结构示意图之二；

图5为图4所示复合式节能型油枪的B-B剖视结构示意图；

图中序号：1、内枪帽，2、内雾化腔体，3、内气体压缩腔体，4、一次气体导管，5、燃油导管，6、一次雾化阀，7、二次雾化阀，8、油气混合阀，9、外枪帽，10、外雾化腔体，11、外气体压缩腔体，12、二次气体导管，13、二次轴向气体通道，14、一次轴向气体通道，15、一次径向气体通道，16、缩径中心孔，17、17′、喷射孔。

具体实施方式                          

实施例一：

参见图1、图2，图中，本发明复合式节能型油枪，包括内枪帽1、内雾化腔体2、内气体压缩腔体3、一次气体导管4、燃油导管5、一次雾化阀6、二次雾化阀7和油气混合阀8，还包括外枪帽9、外雾化腔体10、外气体压缩腔体11和二次气体导管12，所述外枪帽9、外雾化腔体10和外气体压缩腔体11分别套装在内枪帽1、内雾化腔体2和内气体压缩腔体3的外侧，内、外枪帽1、9的下端分别与内、外雾化腔体2、10上端连接，内雾化腔体2内腔前端设置有所述二次雾化阀7，内、外雾化腔体2、10与内、外气体压缩腔体3、11之间设置有所述一次雾化阀6，内、外雾化腔体2、10的下端同时与一次雾化阀6的上端连接，内、外气体压缩腔体3、11的上端同时与一次雾化阀6的下端连接，内、外气体压缩腔体3、11下端面均封闭，其后端侧壁分别与一次气体导管4和二次气体导管12固定且连通，内气体压缩腔体3后端从外气体压缩腔体11下端面伸出并与其固定在一起，所述一次雾化阀6上设置有二次轴向气体通道13，一次雾化阀6后端内腔设置有所述油气混合阀8，所述燃油导管5前端与油气混合阀8下端连接，其后端从内气体压缩腔体3后端面伸出并固定在一起，并且燃油导管5前端与油气混合阀8内的缩径中心孔16连通，所述油气混合阀8上设置有一次轴向气体通道14和一次径向气体通道15，所述一次径向气体通道15的外端与一次轴向气体通道14的前端连通，其内端与缩径中心孔16的前端连通，所述内、外枪帽1、9上分别设置有喷射孔17、17′；所述油气混合阀8上设置的一次轴向气体通道14和一次径向气体通道15均为凹槽，其中，一次轴向气体通道14位于油气混合阀8的外圆周面上，一次径向气体通道15位于油气混合阀8的前端面上，并且油气混合阀8的前端面和一次雾化阀6后端内腔的前端面接触，其外圆面和一次雾化阀6的后端内腔螺纹连接；所述一次轴向气体通道14和一次径向气体通道15的数量相同，至少为三条，且一次轴向气体通道14沿油气混合阀8圆周向分布；所述一次轴向气体通道14和一次径向气体通道15的数量均为四条；所述一次雾化阀6上设置的二次轴向气体通道13为通气孔，其贯穿一次雾化阀6上下端面，并沿圆周向分布，其数量至少有三条；所述二次轴向气体通道13的数量为四条；所述一次雾化阀6前端内腔和二次雾化阀7的内腔形状相同，均由后端的收缩管段、中间的喉管段和前端的扩散管段顺次连接构成，其中收缩管道和扩散管道的外部直径相等，其外部直径a的范围为20～60mm，收缩管段锥面的锥顶角α范围值为80°～110°，扩散管段锥面的锥顶角β范围值为60°～80°，喉管段的长度b的范围为4～8mm，喉管段的直径c的范围为3～6mm；所述外枪帽9和外雾化腔体10、内枪帽1和内雾化腔体2、外雾化腔体10和一次雾化阀6、内雾化腔体2和一次雾化阀6、外气体压缩腔体11和一次雾化阀6、内气体压缩腔体3和一次雾化阀6、油气混合阀8和燃油导管5之间均为螺纹连接；所述内枪帽1喷射孔17的数量为1个，外枪帽9的喷射孔17′的数量为1～8个。

本发明的使用工作原理过程如下：

使用时，将该油枪与油泵、风机、压缩机、点火机构、控制系统等一起工作共同完成燃油在锅炉中的燃烧，具体工作原理过程是：具有一定压力的粘度更大的重型燃油或焦油、空气分别从燃油导管5和一次气体导管4进入油气混合阀8，经一次轴向气体通道14、一次径向气体通道15和缩径中心孔16在底部进行垂直交叉、切割并混合，混合后的油气经一次雾化阀6进入内雾化腔体2内实现油气在混合，再混合后的油气进入二次雾化阀7和内枪帽1所构成的空间进行第三次混合，经上述过程气和油基本呈均匀混合状态，然后油气混合物从内枪帽1上的喷射孔17高速喷出，由于压力突然降低，油气混合物中的受压微小气泡迅速膨胀破裂，将包裹在气泡表面的油膜分裂成细小的微粒，经内枪帽1喷射孔17喷射出的油气混合物在外雾化腔体内10与由二次气体导管12导入的高压气体实现油气的第四次混合，达到油气完全混合状态，最后油气混合物从外枪帽9上的喷射孔17′喷出，从而将包裹在气泡表面的粘度更大的重油、焦油油膜分裂成非常细小的微粒，因此，从油枪帽喷油孔喷出的燃油完全呈雾状，为燃烧器实现最佳燃烧效果提供了条件，使燃烧十分充分，呈白色火焰，烟囱不冒黑烟，大大节约了燃油，同时还有利于环保。

本发明复合式节能型油枪与现有节能型油枪主要性能比较，见表1。

本发明复合式节能型油枪在相关企业试用，其节油效果，即节油率见表2。

实施例二：

参见图3，本实施例与实施例一结构上相似，相同编号代表意义相同，在此不重述，其区别在于：本实施例所述一次轴向气体通道14和一次径向气体通道15的数量均为六条；所述二次轴向气体通道13的数量为六条。

实施例三：

参见图4、图5，本实施例与实施例一结构上相似，相同编号代表意义相同，在此不重述，其区别在于：本实施例所述油气混合阀8上设置的一次轴向气体通道14为通气孔，其一次径向气体通道15为凹槽，其中，一次轴向气体通道14贯穿油气混合阀8，一次径向气体通道15位于油气混合阀8的前端面上，并且油气混合阀8的前端面和一次雾化阀6后端内腔的前端面接触，其外圆面和一次雾化阀6的后端内腔螺纹连接。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

表1：

Claims (10)

1.一种复合式节能型油枪，包括内枪帽、内雾化腔体、内气体压缩腔体、一次气体导管、燃油导管、一次雾化阀、二次雾化阀和油气混合阀，其特征是：还包括外枪帽、外雾化腔体、外气体压缩腔体和二次气体导管，所述外枪帽、外雾化腔体和外气体压缩腔体分别套装在内枪帽、内雾化腔体和内气体压缩腔体的外侧，内、外枪帽的下端分别与内、外雾化腔体上端连接，内雾化腔体内腔前端设置有所述二次雾化阀，内、外雾化腔体与内、外气体压缩腔体之间设置有所述一次雾化阀，内、外雾化腔体的下端同时与一次雾化阀的上端连接，内、外气体压缩腔体的上端同时与一次雾化阀的下端连接，内、外气体压缩腔体下端面均封闭，其后端侧壁分别与一次气体导管和二次气体导管固定且连通，内气体压缩腔体后端从外气体压缩腔体下端面伸出并与其固定在一起，所述一次雾化阀上设置有二次轴向气体通道，一次雾化阀后端内腔设置有所述油气混合阀，所述燃油导管前端与油气混合阀下端连接，其后端从内气体压缩腔体后端面伸出并固定在一起，并且燃油导管前端与油气混合阀内的缩径中心孔连通，所述油气混合阀上设置有一次轴向气体通道和一次径向气体通道，所述一次径向气体通道的外端与一次轴向气体通道的前端连通，其内端与缩径中心孔的前端连通，所述内、外枪帽上分别设置有喷射孔。

2.根据权利要求1所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述油气混合阀上设置的一次轴向气体通道和一次径向气体通道均为凹槽，其中，一次轴向气体通道位于油气混合阀的外圆周面上，一次径向气体通道位于油气混合阀的前端面上，并且油气混合阀的前端面和一次雾化阀后端内腔的前端面接触，其外圆面和一次雾化阀的后端内腔螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述油气混合阀上设置的一次轴向气体通道为通气孔，其一次径向气体通道为凹槽，其中，一次轴向气体通道贯穿油气混合阀，一次径向气体通道位于油气混合阀的前端面上，并且油气混合阀的前端面和一次雾化阀后端内腔的前端面接触，其外圆面和一次雾化阀的后端内腔螺纹连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述一次轴向气体通道和一次径向气体通道的数量相同，至少为三条，且一次轴向气体通道沿油气混合阀圆周向分布。

5.根据权利要求4所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述一次轴向气体通道和一次径向气体通道的数量均为三条，或四条，或五条，或六条。

6.根据权利要求1所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述一次雾化阀上设置的二次轴向气体通道为通气孔，其贯穿一次雾化阀上下端面，并沿圆周向分布，其数量至少有三条。

7.根据权利要求6所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述二次轴向气体通道的数量为三条，或四条，或五条，或六条。

8.根据权利要求1所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述一次雾化阀前端内腔和二次雾化阀的内腔形状相同，均由后端的收缩管段、中间的喉管段和前端的扩散管段顺次连接构成，其中收缩管道和扩散管道的外部直径相等，其外部直径a的范围为20～60mm，收缩管段锥面的锥顶角α范围值为80°～110°，扩散管段锥面的锥顶角β范围值为60°～80°，喉管段的长度b的范围为4～8mm，喉管段的直径c的范围为3～6mm。

9.根据权利要求1所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述外枪帽和外雾化腔体、内枪帽和内雾化腔体、外雾化腔体和一次雾化阀、内雾化腔体和一次雾化阀、外气体压缩腔体和一次雾化阀、内气体压缩腔体和一次雾化阀、油气混合阀和燃油导管之间均为螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的复合式节能型油枪，其特征是：所述内枪帽喷射孔的数量为1个，外枪帽的喷射孔的数量为1～8个 。