CN107355781A - 一种甲醇燃烧机火焰旋流器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃烧机技术领域，具体为一种甲醇燃烧机火焰旋流器，解决了现有甲醇燃烧机存在燃烧不充分且无法对火焰的形状长度进行整形的问题。包括陶瓷旋流管，陶瓷旋流管侧壁沿其径向截面开有若干均匀布设且倾斜角度相同的安装孔，且安装孔开在陶瓷旋流管侧壁的至少两个径向截面上，每个安装孔均插有位于陶瓷旋流管内且径向设置的陶瓷旋流片。本发明通过火焰旋流器对火焰的强制扰动，使火焰产生了轴向和径向速度叠加，使得燃烧更加充分，同时对降低烟气中污染物排放有着积极的意义。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧机技术领域，具体为一种甲醇燃烧机火焰旋流器。
背景技术
旋流式燃烧器一般用在煤粉燃烧和燃气燃烧领域，一些固体或气体燃烧器中装有各种形式的旋流发生器，当煤粉气流或燃气混合气通过旋流器时发生旋转，从喷口射出后形成旋转射流，利用旋转射流能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。这些旋流燃烧器的旋流装置都在燃料点火前布置，作用都是把未点燃的燃料旋转起来然后点燃形成旋转火焰。
随着清洁能源的应用越来越广泛，甲醇燃烧机得到大范围的应用。甲醇燃烧前需雾化如果甲醇经过雾化且未点火前设置旋流装置，雾化颗粒会凝结在旋流片上重新成为液体，不利于甲醇燃烧甚至无法燃烧，现有的燃油燃烧器在配风布置上虽然有部分旋转风，也是均设置在燃料点火前，目的只是为防止甲醇燃烧机脱火、熄火以及稳定火焰，保持持续燃烧而设置的。
此外，目前所有的甲醇燃烧机以及各种液体燃料燃烧机，均无火焰整形功能，在燃烧机出口处把雾化的液体燃料点燃后就不做处理了，火焰在锅炉等加热设备的燃烧室中热传导主要靠火焰辐射传导，传热效率会受到较大影响。而燃烧机的火焰的形状长度是锅炉等燃烧室设计的重要参数，所以对火焰形状进行特定的整合是非常有意义的。
发明内容
本发明为了解决现有甲醇燃烧机存在燃烧不充分且无法对火焰的形状长度进行整形的问题，提供了一种甲醇燃烧机火焰旋流器。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种甲醇燃烧机火焰旋流器，包括陶瓷旋流管，陶瓷旋流管侧壁沿其径向截面开有若干均匀布设且倾斜角度相同的安装孔，且安装孔开在陶瓷旋流管侧壁的至少两个径向截面上，每个安装孔均插有位于陶瓷旋流管内且径向设置的陶瓷旋流片。
甲醇燃烧机工作时，经过雾化的甲醇经过点燃，其火焰在火焰旋流器中陶瓷旋流片的作用下进行强制扰动旋流，使得火焰产生了轴向和径向的速度叠加，点燃的甲醇颗粒以及气化的甲醇被旋流器多次旋流，和空气充分混合，燃烧非常充分，克服了现有甲醇燃烧机存在燃烧不充分且无法对火焰的形状长度进行整形的问题。
陶瓷旋流管是由若干单元管轴向拼接而成，每个单元管是由若干管片圆周拼接而成，且每个单元管上均设置有安装孔。
两相邻单元管的连接处为止口结构，两相邻管片的连接处为止口结构。
陶瓷旋流管外侧设置有与其同心装配的旋流器固定筒。旋流器固定筒内壁连接有若干轴向设置的支撑筋板，支撑筋板与陶瓷旋流管外圆装配连接，使得火焰旋流器与旋流器固定筒同心设置。
任两单元管的安装孔倾斜角度相同或不同。火焰旋流器在制作前通过计算可以得出需整形火焰的长度和路径，以此来调整旋流器的长度和旋流片的角度设置，改变旋流片的倾斜角度可以改变火焰的径向速度，每层的倾斜角度不同形成递减或递增的旋流强度，以达到对火焰形状和组织的不同要求。
安装孔为沉头结构，陶瓷旋流片包括旋流片主体，旋流片主体的一端设置有与安装孔形状与尺寸相配的沉头。
陶瓷旋流片的形状为矩形状、梯形状或扇形状。
本发明相比现有技术具有的优势和产生的效果为：
本发明独特之处是对甲醇雾化点火形成的火焰进行旋流，而常规技术中是对固体或气体燃料进行旋流，其优点是甲醇雾化颗粒在旋流器内与空气充分混合，燃烧非常充分，由于有火焰旋流器对火焰的强制扰动存在，火焰产生了轴向和径向速度叠加，使得火焰在旋流器中的路径变长，所以对燃烧前的雾化颗粒的粒径没有高要求，火焰经过多次旋流后，在旋流器出口形成了旋转火焰，可以在燃烧室内贴壁燃烧，对加热部位直接加热，改变了以往燃烧器主要靠辐射加热燃烧室，传热更高效，更适合各种加热场合。同时，陶瓷旋流管可以为若干单元管卡接组合结构，不同的单元管可以按每层不同的旋流片倾斜角度设置，使得火焰形状和组织更合理，对提高加热效率和降低烟气中污染物排放有着积极的意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的爆炸结构示意图；
图3是图1中旋流片的结构示意图；
图4是图2中内套管片和外套管片的结构示意图；
图5是图1的安装位置示意图。
图中：1-陶瓷旋流管，2-陶瓷旋流片，3-管片，4-单元管，5-安装孔，6-沉头，7-旋流片主体，8-二次风道, 9-支撑筋板，10-旋流器固定筒。
具体实施方式
结合图1～图5对本发明做进一步说明，一种甲醇燃烧机火焰旋流器，包括陶瓷旋流管1，陶瓷旋流管1侧壁沿其径向截面开有若干均匀布设且倾斜角度相同的安装孔5，且安装孔5开在陶瓷旋流管1侧壁的至少两个径向截面上，每个安装孔5均插有位于陶瓷旋流管1内且径向设置的陶瓷旋流片2。
陶瓷旋流管1是由若干单元管4轴向拼接而成，每个单元管4是由若干管片3圆周拼接而成，且每个单元管4上均设置有安装孔5；两相邻单元管4的连接处为止口结构，两相邻管片3的连接处为止口结构；陶瓷旋流管1外侧设置有与其同心装配的旋流器固定筒10；任两单元管4的安装孔5倾斜角度相同或不同；安装孔5为沉头结构，陶瓷旋流片2包括旋流片主体7，旋流片主体7的外端设置有与安装孔5形状和尺寸相配的沉头6；陶瓷旋流片2的形状为矩形状、梯形状或扇形状。
火焰旋流器为保证其雾化颗粒在陶瓷旋流管1内可与空气充分混合并且燃烧充分，可通过计算和试验得出陶瓷旋流管1的长度以及各个径向截面陶瓷旋流片2与旋流器主体轴线的夹角。为使经过陶瓷旋流管1的火焰可以将燃料进行充分燃烧，组成陶瓷旋流管1的若干单元管4中安装孔5与旋流器轴线的夹角相同或者不同；陶瓷旋流管1与旋流器固定筒10之间设置有轴向布置的的若干支撑筋板9，且陶瓷旋流管1外壁与旋流器固定筒10内壁的环形间隙为二次风道8。
实施例：
开启燃烧机风机，加压的甲醇经过喷嘴雾化以及点火针电弧点燃，由主风机提供燃烧需要的空气和轴向风压，点燃的甲醇火焰被吹入火焰旋流器中，由于有主风机的轴向风压，点燃后的火焰被陶瓷旋流管1中的陶瓷旋流片2强制扰动，产生轴向和径向速度的叠加形成了旋转火焰，火焰经过多次旋流到火焰旋流器出口。
Claims (7)
1.一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：包括陶瓷旋流管（1），陶瓷旋流管（1）侧壁沿其径向截面开有若干均匀布设且倾斜角度相同的安装孔（5），且安装孔（5）开在陶瓷旋流管（1）侧壁的至少两个径向截面上，每个安装孔（5）均插有位于陶瓷旋流管（1）内且径向设置的陶瓷旋流片（2）。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：陶瓷旋流管（1）是由若干单元管（4）轴向拼接而成，每个单元管（4）是由若干管片（3）圆周拼接而成，且每个单元管（4）上均设置有安装孔（5）。
3.根据权利要求2所述的一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：两相邻单元管（4）的连接处为止口结构，两相邻管片（3）的连接处为止口结构。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：陶瓷旋流管（1）外侧设置有与其同心装配的旋流器固定筒（10）。
5.根据权利要求2或3所述的一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：任两单元管（4）的安装孔（5）倾斜角度相同或不同。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：安装孔（5）为沉头结构，陶瓷旋流片（2）包括旋流片主体（7），旋流片主体（7）的外端设置有与安装孔（5）尺寸和形状相配的沉头（6）。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种甲醇燃烧机火焰旋流器，其特征在于：陶瓷旋流片（2）的形状为矩形状、梯形状或扇形状。
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