CN107023828B - 一种用于气态燃料混合器的喷嘴 - Google Patents

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Abstract

一种用于气体燃料混合器的喷嘴，包括直段管、喷头段以及连接直段管和喷头段的连接段；所述直段管直径d0大于喷头段最大截面直径d1；所述连接段为弧线形连接段；所述喷头段设置有多个喷口，多个喷口分别沿着喷头段径向和轴向布置；所述喷头段末端为封闭端，喷头段末端封闭面上布置有喷口；多个喷口中心线以喷头段中心线为中心呈渐扩状布置。喷头段最大截面的直径d1小于等于直段管直径d0的1/2~1/3，即d1≤(1/2~1/3)d0。多个喷口的截面积总和小于等于1/3~1/5倍的喷头段最大截面积。本发明具有扰动强、燃料不回流等优点。

Description

一种用于气态燃料混合器的喷嘴
技术领域
本发明涉及的是一种用于气态燃料混合器的喷嘴，特别是涉及一种低沸点燃料汽化后或者气态燃料本身喷入低氮燃烧器内混合的喷嘴。
背景技术
随着公众对大气环境污染的重视，燃煤的工业锅炉、小锅炉的污染面临更严峻的治理或关停压力，因此洁净煤利用技术得到越来越多的重视。而同时，寻找清洁替代能源也是一种解决途径，比如生物质等可再生能源，或者天然气、醇基燃料等。
醇基燃料普遍是低沸点燃料，比较容易完全分解燃烧，是一种较为清洁的替代能源。但目前比较成熟的点火燃烧装置是燃油或燃气燃烧器，并不完全适合醇基燃料。各种为醇基燃料燃烧而设计的燃烧装置有基于液体燃料设计的燃烧机（如CN105674261A、CN106196045A等），也有气化燃烧器（如CN105509047A、CN103196139A等）。当前醇基燃料气化燃烧装置存在气化效果差、气化装置易堵等问题，而液体燃烧装置又往往相对结构复杂、效果不够稳定。此外，燃烧器内点火气化的方式往往难以有效控制空气过量系数保证低氮燃烧。
汽化后的液态燃料可作为气态燃料，其燃烧器、燃烧装置可按照气态燃料考虑。因此，在燃烧器内的混合和布风设置非常重要，尤其在实现低氮燃烧时。而这时候喷头的设计尤其重要。
发明内容
本发明提供了一种用于气态燃烧混合器的喷嘴，有效提高燃料喷射的均匀性及其与一次风的预混均匀性。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用于气态燃料混合器的喷嘴，包括直段管、喷头段以及连接直段管和喷头段的连接段；所述直段管直径d0大于喷头段最大截面直径d1；所述连接段为弧线形连接段；所述喷头段设置有多个喷口，多个喷口分别沿着喷头段径向和轴向布置；所述喷头段末端为封闭端，喷头段末端封闭面上布置有喷口；多个喷口中心线以喷头段中心线为中心呈渐扩状布置。
上述技术方案中，所述喷头段为等径均匀直段或向末端弧线形渐扩状；所述喷头段最大截面的直径d1小于等于直段管直径d0的1/2~1/3，即d1≤(1/2~1/3)d0。
上述技术方案的优选方案是，所述喷口截面积为Ain，所述喷头段最大截面积为A1，所述多个喷口的截面积总和小于等于1/3~1/5倍的喷头段最大截面积A1，即n个喷口截面积总和n·Ain≤(1/3~1/5)Ai。
上述技术方案中，直段管内的气态燃料压力P0相对值为0.01~0.05个大气压，即比管外环境压力高0.01~0.05个大气压。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：直段加渐缩的喷嘴结构，尤其是渐缩渐扩喷嘴结构，加大燃料喷射量提高喷射速度的同时防止了喷口堵塞，强化了燃料和气体的混合。
附图说明
图1是本发明所涉及的一种用于气态燃料混合器的喷嘴示意图。
图2是本发明所涉及的一种用于气态燃料混合器的喷嘴另一个方案示意图。
图3是本发明所涉及的一种用于气态燃料混合器的喷嘴一个实施例示意图。
图中：1－直段管；2－喷头段；3－喷口；4－连接段；5－一次风管；6－预混室。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的具体结构、运行方法和实施方法进行详细论述。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明所述一种用于气态燃料混合器的喷嘴，包括直段管1、喷头段2以及连接直段管1和喷头段2的连接段4，直段管直径d0大于喷头段最大截面直径d1，连接段4为弧线形连接段，使直段管1与喷头段2的连接为弧线形渐缩，使空气和燃料能迅速混合。
喷头段2为等径均匀直段或向末端弧线形渐扩状。所述喷头段2最大截面的直径d1小于等于直段管1直径d0的1/2~1/3，即d1≤(1/2~1/3)d0。
喷头段2设置有多个喷口3，多个喷口3分别沿着喷头段2径向和轴向布置。所述喷头段末端为封闭端，喷头段末端封闭面上也设置有喷口3。多个喷口中心线以喷头段中心线为中心呈渐扩状布置，其燃料喷射轴线如图1和图2所示。
喷口截面积为Ain，喷头段最大截面积为A1，所述多个喷口的截面积总和小于等于1/3~1/5倍的喷头段最大截面积A1，即如果有n个喷口，则n个喷口截面积总和n·Ain≤(1/3~1/5)Ai。
为保证喷射速度并使燃料不回流，直段管内的气态燃料压力P0相对值为0.01~0.05个大气压，即比管外环境压力高0.01~0.05个大气压。
一个实施例：
如图3所示，本发明所述一种用于气态燃料混合器的喷嘴，作为燃料喷入部件，设置在气态燃料预混室6前部，一次风管5与喷嘴呈垂直相交或切向相交布置也设置在预混室6前端。从一次风管5喷入的一次风呈切向旋流环绕着进入预混室6，而气态燃料以渐扩状射线从喷口3喷出，在预混室6前部形成强烈扰动，促进气态燃料和一次风的混合。

Claims (4)

1.一种用于气态燃料混合器的喷嘴，其特征在于：所述喷嘴包括直段管（1）、喷头段（2）以及连接直段管（1）和喷头段（2）的连接段（4）；所述直段管（1）直径d0大于喷头段（2）最大截面直径d1；所述连接段（4）为弧线连接段；所述喷头段（2）设置有多个喷口（3），多个喷口（3）分别沿着喷头段（2）径向和轴向布置，且所述多个喷口（3）的中心线以喷头段（2）中心线为中心呈渐扩状布置。
2.根据权利要求1所述的一种用于气态燃料混合器的喷嘴，其特征在于，所述喷头段（2）末端为封闭端，喷头段（2）末端封闭面上布置有所述多个喷口（3）。
3.根据权利要求1所述的一种用于气态燃料混合器的喷嘴，其特征在于：所述喷头段（2）为等径直段或向末端弧线形渐扩状；所述喷头段（2）最大截面的直径d1不大于直段管（1）直径d0的1/2~1/3，即d1≤(1/2~1/3)d0。
4.根据权利要求3所述的一种用于气态燃料混合器的喷嘴，其特征在于：所述喷口（3）截面积为Ain，所述喷头段（2）最大截面积为A1，所述多个喷口的截面积总和小于等于1/3~1/5倍的A1，即n个喷口截面积总和nAin≤(1/3~1/5)Ai。
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