CN103196142B - 焙烧炉用燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焙烧炉用燃烧器，包括外管、喷气口、位于外管末端中心位置的带有燃气进气管的喷气头，所述燃气进气管对应外管末端的侧壁上开设点火喷孔，点火喷孔的下部的燃气进气管上垂直设置空气进气盘，所述空气进气盘上开设用于通过空气的空气过孔，空气进气盘的外圆周上设置若干与燃气进气管倾斜连通的燃气支管，燃气支管的上端设置沿空气进气盘的径向对着或背离燃气进气管中心的倾斜喷口，相邻的燃气支管的倾斜喷口朝向相反，空气进气盘下方的燃气进气管上固定设置由下方穿过空气进气盘对应在点火喷孔一侧的打火器。所述燃气支管沿燃气进气管的同一圆周顺向倾斜相切布置。本发明能有效促进压缩空气和燃气的混合，提高燃烧效率。

Description

焙烧炉用燃烧器

技术领域

本发明涉及一种焙烧炉上的燃烧器具，具体地说是用于焙烧等静压石墨的焙烧炉上的一种燃烧器。

背景技术

等静压石墨是上世纪60年代发展起来一种新型石墨材料，是石墨材料中的精品，具有高强度、高密度、各向同性好、耐热性好、耐化学腐蚀性强、机械加工性能优异等优点，广泛应用于冶金、化学、电气、航空宇宙及原子能工业等领域。

等静压石墨的生产采用沥青焦或石油焦为原料，工艺过程为：破碎、磨粉、混捏、扎片、等静压成型、焙烧、浸渍、石墨化。其中的焙烧工序是将等静压成型后的石墨放入焙烧炉中焙烧到一定温度，焙烧炉一般采用气体燃料，比如天然气、煤气等。

目前，一般将焙烧炉炉盖下的炉内空间作为燃烧室，在焙烧炉顶部设置炉口，炉口部位设置有连接器，连接器上安装燃烧器，炉口内部对应燃烧器安装喷嘴，对炉内加热。

燃烧器作为混合燃气和空气重要部件，对于燃烧效果起到至关重要的作用。燃烧器的结构主要包括外管、喷气头和喷气口。外管设置为一段与压缩空气连通的钢管结构，外管的末端设置法兰。喷气口也是一段直的钢管结构，钢管的管径与外管相等，钢管对应外管的连接端设置互相对应的法兰。安装时，外管与喷气管通过法兰和螺栓连接，喷气管的法兰卡装连接器的外端面上，外管位于连接器的外侧，喷气口位于连接器内部。

外管内部对应法兰的一端安装喷气头，喷气头包括燃气进气管和空气喷盘。燃气进气管与燃气连通，其直径小于外管，安装于外管的中心位置。燃气进气管的末端，即燃气进气管对应法兰的一端设计为带有收缩圆台的封口结构。圆台的侧面上均布有一圈燃气出口，圆台下方的直管段也设置一圈燃气出口。直管段的燃气出口下方固定焊接空气喷盘。空气喷盘与燃气进气管垂直设置，并且具有一定的厚度。空气喷盘与外管之间保留一圈较小的间隙，用于通入空气。空气喷盘上围绕直管段的外侧设置一圈空气过孔，空气过孔的外侧沿圆周设置若干顺向倾斜的空气斜槽。空气喷盘上对应直管段的燃气出口的外侧还设置两个固定在燃气进气管上的打火器。

使用时，压缩空气由外管进入，通过空气喷盘与外管的间隙、和设置在空气喷盘上轴向空气过孔及斜向空气斜槽进入喷气口，燃气则通过燃气进气管和燃气进气管末端的燃气出口喷出与压缩空气混合，由打火器点燃后，形成喷射式火焰给焙烧炉的燃烧室加热，以达到焙烧等静压石墨的目的。但是，此种设计的燃烧器，由于燃气基本沿燃气进气管从外管的中心位置喷出，压缩空气则借助空气喷盘，基本从燃气进气管的外圆周喷出。一是两者喷射口存在一定距离，二是两者基本都是直的顺着管的轴线向外喷出，造成两者不能充分混合，这样造成燃气燃烧不充分，降低了燃烧效率，浪费了燃气。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种燃烧效率高的焙烧炉用燃烧器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

焙烧炉用燃烧器，包括与压缩空气连通外管、连接在外管末端的喷气口、位于外管末端中心位置的带有燃气进气管的喷气头，所述燃气进气管对应外管末端的侧壁上开设点火喷孔，点火喷孔的下部的燃气进气管上垂直设置空气进气盘，所述空气进气盘上开设用于通过空气的空气过孔，空气进气盘的外圆周上设置若干与燃气进气管倾斜连通的燃气支管，燃气支管的上端设置沿空气进气盘的径向对着或背离燃气进气管中心的倾斜喷口，相邻的燃气支管的倾斜喷口朝向相反，空气进气盘下方的燃气进气管上固定设置由下方穿过空气进气盘对应在点火喷孔一侧的打火器。

本发明的进一步改进在于：所述燃气支管沿燃气进气管的同一圆周顺向倾斜相切布置。

本发明的进一步改进在于：所述燃气支管的轴线与燃气进气管的轴线之间的夹角为10°～45°。

本发明的进一步改进在于：所述燃气支管包括相互间隔设置的两个燃气支管Ⅰ和两个燃气支管Ⅱ，所述两个燃气支管Ⅰ的倾斜喷口朝向燃气进气管的中心并以燃气进气管为轴对称布置；所述两个燃气支管Ⅱ的倾斜喷口背向燃气进气管的中心并以燃气进气管为轴对称布置。

本发明的进一步改进在于：所述空气进气盘的上端面顺向均布沿径向延伸的与上端面有倾斜角度的斜板；所述空气过孔包括位于斜板斜面下的空气过孔Ⅱ和均布在空气进气盘圆周上的空气过孔Ⅰ。

本发明的进一步改进在于：所述斜板与空气进气盘上端面的夹角为60°～90°。

本发明的进一步改进在于：所述喷气口远离与外管连接的一端设置有向内收缩的收缩口。

本发明的进一步改进在于：所述喷气口包括等外径的母管和子管，母管的一端通过法兰与外管连接，母管的另一端设置阶梯孔，子管的厚度大于母管，子管的一端设置与母管过盈配合的定位台阶，子管的内孔开设与母管内孔圆滑过渡的向远离母管端逐渐收缩的圆弧倒角。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明对焙烧炉的燃烧器进行改进，喷气头的设计结构简单、加工方便，能有效促进压缩空气和燃气的混合，提高燃烧效率，降低生产成本。点火喷孔设计在燃气进气管顶端的侧壁上，与打火器相对设置，有针对性且便于点燃。燃气顺着燃气进气管侧壁上设置的燃气支管喷出，当燃气支管沿燃气进气管的同一圆周的侧壁顺向倾斜设置时，燃气具有一种形成旋转喷出的趋势，能在倾斜喷口喷出的瞬间就与沿外管内壁喷出的空气混合撞击，并且由于设置相邻的燃气支管的倾斜喷口相反，能在空气进气盘上方起到搅拌燃气和压缩空气的混合气体的作用。

在空气进气盘上设置空气过孔Ⅰ和空气过孔Ⅱ。空气过孔Ⅰ沿燃气进气管的外圆周均布在空气进气盘上，能够有效的燃气支管喷出的燃气撞击混合。空气过孔Ⅱ位于斜向的斜板下方，能在斜板的阻挡作用下形成涡流，顺向旋转混合的燃气和压缩空气，为充分燃烧提供条件。

喷气口设置有变径的圆弧倒角，燃气和压缩空气的混燃气体通过时，由于喷气口的内径变小，混燃气体中的分子运动更加剧烈，混燃气体经过喷气头之后再次进行二次混合，燃气和压缩空气的混合效果更好，进一步提高燃烧效率。混燃气体通过喷气口，在同等的流量下，喷出气体的流速大于一般出口流速，混燃气体喷出的距离更远，更容易深入到焙烧炉底部，利于热量的传递。母管与子管通过过盈配合连接，是一种无缝连接，可以避免混燃气体泄露，影响混燃气体的燃烧效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的燃烧器的主视图；

图3为图2的A-A向视图；

图4为图2的K向视图。

其中，1、外管，2、打火器，3、燃气支管Ⅰ，4、母管，5、子管，6、斜板，7、空气进气盘，8、燃气支管Ⅱ，9、燃气进气管，10、点火喷孔，11、空气过孔Ⅰ，12、空气过孔Ⅱ，61、坡面，62、直面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

一种焙烧炉用燃烧器，如图1所示，包括外管1、喷气头和喷气口。外管1与压缩空气连通，由一段钢管构成，钢管的中部设置进气口，钢管的上部为出气口，钢管的出气口连接喷气口，外管的内部设置喷气头。

所述喷气头如图2、图3所示，喷气头包括燃气进气管9、打火器2、空气进气盘7。燃气进气管9由一段内径小于外管1的钢管组成，燃气进气管9与外管1同轴设置。燃气进气管9的下部通过螺纹连接与外管1固定。燃气进气管9的上端基本与外管1的上端平齐，燃气进气管9的上端为封口结构。燃气进气管9封口结构的下部的侧壁上开设分布在同一直径上相对的两个点火喷孔10。点火喷孔10下部的燃气进气管9上固定空气进气盘7，空气进气盘7与燃气进气管9垂直固定。空气进气盘7的直径略小于外管1的内径，空气进气盘9与外管1之间的缝隙用于通过压缩空气。空气进气盘下方的燃气进气管9上焊接两个套管，两个套管上安装打火器2，打火器2的上端穿过空气进气盘与两个点火喷孔10对应设置。空气进气盘7上设置有斜板6、用于通过压缩空气的空气过孔Ⅰ11和空气过孔Ⅱ12。若干斜板6沿空气进气盘的圆周均布设置，斜板的结构如图4所示，包括一段与空气进气盘焊接的直面62，还包括一段坡面61。焊接时，斜板的直面段沿空气进气盘的径向延伸，坡面顺着空气进气盘的圆周布置，坡面与空气进气盘之间的夹角为60°。所有斜板6的坡面顺着空气进气盘圆周的同一个方向顺向布置。斜板的坡面下方开设空气过孔Ⅱ12。空气过孔Ⅰ11在空气进气盘7上围绕燃气进气管9的外圆周设置。

空气进气盘7的外圆周均匀设置燃气支管，燃气支管与空气进气盘下方的燃气进气管连通。若干燃气支管沿燃气进气管的同一圆周分布，与燃气进气管9顺向相切，构成一种螺旋上升的趋势。燃气支管的轴线与燃气进气管9的轴线的夹角为45°。如图2所示，空气进气盘上相互间隔设置两个燃气支管Ⅰ3和两个燃气支管Ⅱ8，所述两个燃气支管Ⅰ3的倾斜喷口朝向燃气进气管9的中心并以燃气进气管9为轴对称布置；所述两个燃气支管Ⅱ8的倾斜喷口背向燃气进气管9的中心并以燃气进气管9为轴对称布置。

所述喷气口包括等外径的母管4和子管5，母管4与子管5所用材质相同。母管4的一端可以通过法兰与外管连接，母管4也可以直接与外管焊接，在母管4混燃气体出口的一端设置阶梯孔，阶梯孔是母管4经过环形切割内壁而成的。子管5的厚度大于母管4，子管5的一端设置与母管4过盈配合的定位台阶，定位台阶是子管5经过环形切割外壁而成的，子管5的内孔开设收缩口，收缩口向远离母管4端向内逐渐收缩，且与母管4内孔圆滑过渡。

Claims (8)

1.焙烧炉用燃烧器，包括与压缩空气连通外管（1）、连接在外管（1）末端的喷气口、位于外管（1）末端中心位置的带有燃气进气管（9）的喷气头，其特征在于：所述燃气进气管（9）对应外管末端的侧壁上开设点火喷孔（10），点火喷孔（10）的下部的燃气进气管（9）上垂直设置空气进气盘（7），所述空气进气盘（7）上开设用于通过空气的空气过孔，空气进气盘（7）的外圆周上设置若干与燃气进气管（9）倾斜连通的燃气支管，燃气支管的上端设置沿空气进气盘（7）的径向对着或背离燃气进气管中心的倾斜喷口，相邻的燃气支管的倾斜喷口朝向相反，空气进气盘下方的燃气进气管（9）上固定设置由下方穿过空气进气盘（7）对应在点火喷孔一侧的打火器（2）。

2.根据权利要求1所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述燃气支管沿燃气进气管（9）的同一圆周倾斜连通。

3.根据权利要求2所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述燃气支管的轴线与燃气进气管（9）的轴线之间的夹角为10°～45°。

4.根据权利要求1～3任一项所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述燃气支管包括相互间隔设置的两个燃气支管Ⅰ（3）和两个燃气支管Ⅱ（8），所述两个燃气支管Ⅰ（3）的倾斜喷口朝向燃气进气管（9）的中心并以燃气进气管（9）为轴对称布置；所述两个燃气支管Ⅱ（8）的倾斜喷口背向燃气进气管（9）的中心并以燃气进气管（9）为轴对称布置。

5.根据权利要求1～3任一项所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述空气进气盘（7）的上端面均布沿径向延伸的与上端面有倾斜角度的斜板（6）；所述空气过孔包括位于斜板（6）斜面下的空气过孔Ⅱ（12）和均布在空气进气盘（7）圆周上的空气过孔Ⅰ（11）。

6.根据权利要求5所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述斜板（6）与空气进气盘（7）上端面的夹角为60°～90°。

7.根据权利要求1～3任一项所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述喷气口远离与外管连接的一端设置有向内收缩的收缩口。

8.根据权利要求7所述的焙烧炉用燃烧器，其特征在于：所述喷气口包括等外径的母管（4）和子管（5），母管（4）的一端通过法兰与外管（1）连接，母管（4）的另一端设置阶梯孔，子管（5）的厚度大于母管（4），子管（5）的一端设置与母管过盈配合的定位台阶，子管（5）的内孔开设与母管（4）内孔圆滑过渡的向远离母管端逐渐收缩的圆弧倒角。