CN107191928B - 一种多级雾化油枪 - Google Patents

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Abstract

本发明属于液体燃料雾化领域，具体涉及一种多级雾化油枪，主要解决电厂锅炉由于油枪雾化效果差和油燃烬率低，导致电除尘不能正常投入的问题。本发明主要包括外套、压缩气套管、油管、扩流锥和拉伐尓喷嘴等，实现了燃油三级雾化，第一级采用气泡雾化原理，利用压缩气的膨胀特性爆裂油滴，第二级采用气动雾化原理，利用高速压缩气垂直冲击油滴，基本将油滴破碎为雾状，第三级采用拉伐尔喷嘴实现超音速流动，使微油滴和周围静止空气产生摩擦和撕裂，最终将微油滴彻底雾化，能够将燃油雾化到直径小于20μm的状态，雾化后的燃油的燃烬率极高，能够满足电厂锅炉电除尘正常运行的要求。

Description

一种多级雾化油枪
技术领域
本发明属于液体燃料雾化领域，具体涉及一种多级雾化油枪。
背景技术
目前，我国电厂锅炉应用的油枪存在燃烬率差的问题，未燃烬的残油随着烟气流动，最终粘污在电除尘的电极板上，影响电除尘的正常运行，所以我国电厂锅炉规程明确规定，在油枪投运期间，禁止投入电除尘，导致锅炉排出的烟气含有较多的灰尘，造成了环境污染。
电厂锅炉应用的油枪主要有二种，第一种是机械油枪，主要依靠较高的压力能，通过雾化片对燃油进行雾化，该种油枪为传统油枪，存在雾化效果差的问题，第二种油枪是气动雾化油枪，采用了机械压力雾化和压缩空气雾化相结合的原理，其雾化效果比机械油枪有了较大的改善，但当油枪的出力比较大时，仍然存在燃油的燃烬率差的问题。
发明内容
本发明的目的是解决电厂锅炉由于油枪雾化效果差和油燃烬率低，导致电除尘不能正常投入的问题。本发明提供一种原理先进、结构简单的多级雾化雾化油枪，利用了气泡雾化原理、气动雾化原理和超音速油滴破碎原理，大大改善了油枪的雾化效果，提高了燃烬率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种多级雾化油枪，包括外套、压缩气套管、油管、扩流锥和拉伐尓喷嘴，所述扩流锥设在油管的出口端的端口处，且使扩流锥的锥顶朝向油管的进口端，并通过定位块固定在油管的内壁，扩流锥的锥底小于油管的出口端的管径，与油管之间形成环形油喷口，外套套装在油管的出口端，且使外套内壁与油管的出口端形成环形气喷口，并使扩流锥的锥底与外套内壁之间形成锥形油/气混合腔A，压缩气套管套装在油管的进口端，且与外套连接，并使油管的进口端伸出压缩气套管的尾端，拉伐尓喷嘴安装在外套的出口处，压缩气套管的压缩气进口连接压缩空气母管，油管的进口端连接燃油母管。
所述外套由锥形帽和套筒一体成型而成，锥形帽内壁的形状从尾部到头部依次为向头部倾斜的斜面、锥顶朝向头部的锥形混合腔和与拉伐尓喷嘴外形相匹配的喷口，在外套尾部的内壁设有内螺纹，以便与压缩气套管连接。
所述油管为一圆柱形套管，在圆柱形套管的左段设有气泡雾化孔，油管的出口端设有向进口端倾斜的斜面，以便与外套形成环形油喷口。
所述压缩气套管为一圆柱形套管，在压缩气套管左端外壁设有外螺纹，以便与外套连接，在压缩气套管左段外壁设有限位凸台，在压缩气套管右端侧壁设有压缩气进口。
在所述外套和压缩气套管的连接处设有密封垫。
在所述压缩气套管的压缩气进口与压缩空气母管的连接管线上设有压力表和调节阀，在油管与燃油母管的连接管线上设有压力表和调节阀。
本发明采用以上技术方案，与背景技术相比，具有以下优点：
(1)气泡雾化孔实现了对燃油的第一级雾化：本发明通过安装在燃油入口和压缩气入口的手动调节阀对油压和气压进行调节，确保进入压缩气套管的气压高于进入油管的油压(通常情况下气压比油压高出0.1MPa)，因此压缩气能够通过气泡雾化孔进入到油管内，形成气泡和油滴相混合的二相流，然后从环形油喷嘴处喷处进入到混合腔内，由于混合腔的压力较低，二相流中的气泡便迅速膨胀破裂，对油滴形成极大的撞击作用，大量的气泡将油滴求击成碎沫，完成对燃油的第一级雾化；
(2)雾化压缩气环形喷嘴完成对燃油的第二级雾化：因为通常情况下，压缩气从喷嘴喷出时，初始速度极高，但气流速度在极短的距离内便迅速下降，导致其对油滴的冲击作用减弱，为了解决这个问题，本发明在油管的出口处增加了扩流锥，使得燃油在靠近环形气喷嘴的位置流出，所以压缩空气在环形气喷嘴处便与从环形油喷嘴喷出的油滴相遇，此时压缩气速度极高，动能很大，对油滴形成强大的冲击力，且气流方向与油滴方向相互垂直，迫使油滴在强大的作用力下，改变原有运动轨迹，四处飞溅，基本被破碎为雾状；
(3)拉伐尔喷嘴实现了对油滴的第三次雾化：由于油枪外的压力与混合腔内压力之比小于临界压力，因此可利用拉伐尔喷嘴实现超音速流动，极大的增加了微油滴与周围空气的速度差，于是油滴与相对静止的空气再次摩擦、撕裂，彻底成为雾状，完成了第三次雾化；
(4)环形气喷嘴的间隙宽度H1可在0.5mm-1.5mm的范围内调整：本发明的压缩气套管处于固定不变的位置，其左端连接的外套可通过螺纹进行旋转，进而改变H1值，同时必须说明外套和压缩气套管之间是通过密封垫实现密封作用的，所以实际中是通过更换厚度不同的密封垫来实现对H1的调整。H1值不宜过大，否则压缩气耗量太大，雾化成本上升，所以实际中在确保雾化效果的前提下，要尽可能的缩小H1值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明外套的结构示意图；
图3是本发明油管的结构示意图；
图4是本发明压缩气套管的结构示意图；
图5是本发明扩流锥的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-5所示，本实施例中的一种多级雾化油枪，包括外套1、压缩气套管2、油管3、扩流锥4和拉伐尓喷嘴5；所述外套1由锥形帽101和套筒102一体成型而成，锥形帽101内壁的形状从尾部到头部依次为向头部倾斜的斜面103、锥顶朝向头部的锥形混合腔104和与拉伐尓喷嘴5外形相匹配的喷口105，在外套1尾部的内壁设有内螺纹106，以便与压缩气套管2连接；所述油管3为一圆柱形套管，在圆柱形套管的左段设有气泡雾化孔301，气泡雾化孔301为圆周均匀布置，共设置不少于4个，油管3的出口端设有向进口端倾斜的斜面302，以便与外套1形成环形油喷口；所述压缩气套管2为一圆柱形套管，在压缩气套管2左端外壁设有外螺纹201，以便与外套1连接，在压缩气套管2左段外壁设有限位凸台202，在压缩气套管2右端侧壁设有压缩气进口203；所述扩流锥4设在油管3的出口端的端口处同轴心布置，且使扩流锥4的锥顶朝向油管3的进口端，并通过定位块6固定在油管3的内壁，扩流锥4的锥底小于油管3的出口端的管径，与油管3之间形成环形油喷口，环形油喷嘴的间隙必须是均匀的，外套1套装在油管3的出口端，且使外套1内壁与油管3的出口端形成环形气喷口，环形气喷嘴的宽度在0.5mm-1.5mm的范围内可调，并使扩流锥4的锥底与外套1内壁之间形成锥形油/气混合腔A，压缩气套管2套装在油管3的进口端，且与外套1连接，并使油管3的进口端伸出压缩气套管2的尾端，在所述外套1和压缩气套管2的连接处设有密封垫7，拉伐尓喷嘴5安装在外套1的出口处，压缩气套管2的压缩气进口连接压缩空气母管，油管3的进口端连接燃油母管，在所述压缩气套管2的压缩气进口与压缩空气母管的连接管线上设有压力表8a和调节阀9a，在油管3与燃油母管的连接管线上设有压力表8b和调节阀9b。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多级雾化油枪，其特征在于：包括外套（1）、压缩气套管（2）、油管（3）、扩流锥（4）和拉伐尓喷嘴（5），所述扩流锥（4）设在油管（3）的出口端的端口处，且使扩流锥（4）的锥顶朝向油管（3）的进口端，并通过定位块（6）固定在油管（3）的内壁，扩流锥（4）的锥底小于油管（3）的出口端的管径，与油管（3）之间形成环形油喷口，外套（1）套装在油管（3）的出口端，且使外套（1）内壁与油管（3）的出口端形成环形气喷口，并使扩流锥（4）的锥底与外套（1）内壁之间形成锥形油/气混合腔A，压缩气套管（2）套装在油管（3）的进口端，且与外套（1）连接，并使油管（3）的进口端伸出压缩气套管（2）的尾端，拉伐尓喷嘴（5）安装在外套（1）的出口处，压缩气套管（2）的压缩气进口连接压缩空气母管，油管（3）的进口端连接燃油母管；
所述外套（1）内壁与油管（3）的出口端形成环形气喷口的宽度在0.5mm-1.5mm的范围内。
2.根据权利要求1所述的一种多级雾化油枪，其特征在于：所述外套（1）由锥形帽（101）和套筒（102）一体成型而成，锥形帽（101）内壁的形状从尾部到头部依次为向头部倾斜的斜面（103）、锥顶朝向头部的锥形混合腔（104）和与拉伐尓喷嘴（5）外形相匹配的喷口（105），在外套（1）尾部的内壁设有内螺纹（106），以便与压缩气套管（2）连接。
3.根据权利要求2所述的一种多级雾化油枪，其特征在于：所述油管（3）为一圆柱形套管，在圆柱形套管的左段设有气泡雾化孔（301），油管（3）的出口端设有向进口端倾斜的斜面（302），以便与外套（1）形成环形油喷口。
4.根据权利要求3所述的一种多级雾化油枪，其特征在于：所述压缩气套管（2）为一圆柱形套管，在压缩气套管（2）左端外壁设有外螺纹（201），以便与外套（1）连接，在压缩气套管（2）左段外壁设有限位凸台（202），在压缩气套管（2）右端侧壁设有压缩气进口（203）。
5.根据权利要求4所述的一种多级雾化油枪，其特征在于：在所述外套（1）和压缩气套管（2）的连接处设有密封垫（7）。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种多级雾化油枪，其特征在于：在所述压缩气套管（2）的压缩气进口与压缩空气母管的连接管线上设有压力表（8a）和调节阀（9a），在油管（3）与燃油母管的连接管线上设有压力表（8b）和调节阀（9b）。
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