CN1091190A - 气/油喷燃器 - Google Patents

Abstract

一种气/油喷燃器，它有一燃气/燃油喷嘴(1)， 该喷嘴可借助一个燃气/燃油管道(4)提供燃气或燃 油，并通过此喷嘴喷射出燃气/燃油射束。该气/油 喷燃器还有一个雾化喷嘴(2)，它位于燃气/燃油喷 嘴(1)的喷流端，借助一根气体输送管(7)提供经压缩 的雾化气，在该喷嘴的开口方向有一个扩展的喷射 室，在此处，燃气或燃油射流与雾化气体混合成一种 涡旋式的燃气/雾化气或燃油/雾化气混合气流而 冲向前方。

Description

本发明涉及一种气/油喷燃器，它有一个燃气/燃油喷嘴，通过一根气/油输送管道为喷嘴提供燃气/燃油，由该喷嘴可喷射出燃气/燃油射束。该喷燃器还有一个气体雾化喷嘴，它置于气/油喷嘴的喷射处，通过一根送气管，为该喷嘴提供雾化的压缩气体。位于雾化气喷嘴的开口方向，构成一个扩展的喷射室，燃气/燃油射束同雾化气在此处得以充分混合，形成一种涡旋式的燃气/雾化气或燃油/雾化气的进给。

在这一类的喷燃器中，由于雾化气的喷射作用，使形成涡旋式的燃料/雾化气流顺其雾化气的喷嘴而下，即自雾化喷嘴射出之后，成为一种燃烧用的气流进入到燃烧室。燃烧有的气流，在通常情况下，与雾化气流的流压是不同的，并且一般是从雾化喷嘴的外围区流过。

不仅对雾化气流而且对燃烧用的气流，皆需考虑到空气分配系统的消耗及空气压缩机组的昂贵费用。相比之下，与本发明类似的一些熟知的气/油喷燃器，不仅生成供使用的雾化气流而且燃烧用的气流在技术费用方面是较大的。

此外需强调的是，在通常一些喷燃器中，火焰管很容易造成损坏。其原因在于，燃料/雾化气流与燃烧用的空气流在火焰管内壁附近的混合区内混合时，火焰管内及该处的管壁的温度会突然增高，这样就导致了火焰管的损坏。温度增高由温度梯度表示出来，在这类熟知的喷燃器中，其温度梯度约为200度c/mm管长。显然，这个温度梯度是相当大的，这是因为在近管子区进行燃烧过程中，燃料/雾化气流在与冷的燃烧用空气流在所提到的混合区或混合截面相遇时，已经有相当高的加热温度了。

本发明的任务在于：设计一种气/油喷燃器，使其技术费用少，而火焰管的寿命得以延长。

按照本发明，此任务是这样来完成的：在雾化气喷嘴中制成很多气体喷射管道，这些喷射管道皆与由燃气/燃油喷嘴中喷射出的气/油束的主流线的方向垂直。它的纵向轴线与燃气/燃油束的主流线或中轴线有一距离，并且，其整个射流断面保持足够大的范围，以便在燃烧过程中能喷射出必要的燃烧用气体以及雾化气-它是由雾化喷嘴通过气体喷射管道喷入到雾化室的。在这种结构中，不仅雾化气而且还有燃烧用的气体，通过雾化喷嘴混合成燃料射束，它不需要两种独立的燃气及空气供给系统，此外还可省去一个空气压缩机组;再者，还可省去燃烧器的燃烧气体和次级空气用的中间部件，这对不致使燃烧器过长十分有利，这样一来也显著地简化了燃烧器的安装。最后，通过本发明的喷燃器可以使喷射雾化能力和涡旋程度加强，因为雾化气与相对较低温度的燃烧气体的混合不是发生在火焰管内部区域，而是在雾化喷嘴区域进行的。就火焰管的管壁而言，其温度梯度较低，这样就会大大地提高火焰管的寿命。总的说来，由于空气或燃气的进给结构及安装技术简单，以及提高了火焰管的耐用性，从而显著地节约了成本。

如果在喷燃管的燃烧炉一侧，火焰管为轴向式地围绕着喷燃器，构成一个圆周区域（靠近火焰管固定端部并位于喷燃器实际燃烧区的喷流上游处），在该圆周区域，沿其火焰管圆周方向有很多相互之间保持一定距离的径向通道，则由于火焰管在燃烧时以及火焰管的前方有一收缩段，从而在该区产生过压，因此，沿着轴向式的通道方向，从燃烧用气体中会产生出一股气流，沿着这股气流流动方向火焰管的管壁温度会均匀上升，通过这一措施，其火焰管的管壁温度梯度大约可减至10度c/mm火焰管长。

为了避免火焰管的固定端区域不至产生过高的温度，可以通过空气对流冷却，其方式是：在气体输送管区内，自火焰管的固定区起端顺喷流而下，开出通流口。如果沿轴向通常采用的是碳化硅制成的火焰管，在其管内再装一石英管，由于相比之下石英管导热性差，且在工作时经常出现不对称的排流，从而保护了火焰管局部的过热现象。

如果通过装置中的一个位于流向上、套在燃气/燃油输送管上的张紧管，能够把燃气/燃油喷嘴推压到雾化气喷嘴上，则可很容易地把燃气喷嘴换成燃油喷嘴。要把有关的喷嘴以及它们的附件更换成另一种喷嘴，则必须把所要更替的喷嘴和雾化气喷嘴之间的压力完全切断，然后才可以通过简单方式更换掉。按照本发明的喷燃器，不仅可使用气体而且也可以使用油。

下面借助附图对根据本发明的气/油喷燃器的结构型式详加说明：

图1中所示的气/油喷燃器，其燃气或燃油通过燃气或燃油喷嘴1喷出，并同由雾化气喷嘴2喷出的雾化气混合，并通过雾化气喷嘴的喷射作用使其混合气体呈涡旋状。随着雾化气的射出以及雾化喷嘴2的喷射作用，共同进给了由燃气/燃油喷嘴1所喷射出的燃料以及燃烧用的气体。

燃气/燃油喷嘴1经过一个喷嘴支架3接到一个燃气/燃油的输送管4上，在该管道中还有一个图中未表示出来的阀门，此外，还有与阀门连接的燃料泵也未表示出来。通过它们把调节好的燃料流供给燃气或燃油喷嘴1。燃气/燃油喷嘴喷射燃料是计量的。此外，喷嘴为一般熟知的结构形式，这样，燃料射束在离开喷嘴后，能围绕着射束的主轴线建立一种涡旋式的进给。

沿其燃料喷射方向位于燃气/燃油喷嘴1的后面，设有一个雾化喷嘴2，在该喷嘴2的前端构成一个扩展的喇叭形喷射室，涡旋式的燃料射束就被喷射到该室。靠近燃气或燃油喷嘴边的喇叭形喷射室的端部，约在雾化喷嘴2径向上分布有气体喷射管道6，这些管道以相同的圆周距离彼此围绕着喷射室的中轴线即燃料射束的主流线5。但是管道6的纵向轴线并不与垂直于管道的中轴线即主流线5相交，而是与中轴线或主流线5平行，其间有一交割半径的距离。

雾化喷嘴3通过气体输送管7（在喷燃器范围内与燃气或燃油输送管4成轴向布置），同一个此处未详细表示出来的空气压缩气体源相连接。雾化气或压缩空气可以用空气、氧气或水蒸气。雾化气流被分配到气体喷射管道6中，由该管道喷射出来的气流具有很高的速度，它与燃料射束呈切向或切割相遇，由此而生成一种涡旋式的气流向前冲去。该涡旋射束与原来的、由燃气或燃油喷嘴1所射出的燃料束的涡流相对而遇。这样，就使燃气/雾化气流或燃油/雾化气流在离开雾化喷嘴2的喷射室及大约与喷射室的中轴线呈辐射形的流出断面8之后，得以极好的混合。

气体喷流管道6的断面必须足够地大，以便能把带有燃气（如燃烧用气体）的燃料流向前喷送。因此，通过雾化喷嘴2的喷射作用，使得进行良好燃烧用的所有必要燃烧气体同燃料流达到了充分地混合，并共同成为雾化气流。

实际燃烧过程是在一个轴向上围绕着气/油喷燃器，且置于喷燃前端的火焰管9内进行的。

由于涡旋作用而引起离心力，使其混合的燃气/雾化气流或燃油/雾化气流沿着雾化喷嘴2的喷射室向外弯曲流去，并且基本上呈辐射形地散开，也就是说，与从燃气或燃油喷嘴1喷射出来的燃料射束的主流线5的方向垂直，从而在近轴线附近构成了一个旋转对称的静压区。由于该静压区形成一种环流面，因此，一部分正在燃烧的、处于高温的混合燃流又被吸回来，在此处这部分混合体又同径向流出的燃气/雾化气或燃油/雾化气流重新混合起来，其中，一部分显热传递到混合体中并在适当的时候又转化成油雾蒸气。

雾化喷嘴2由一个分离盘即面盘10包住，该盘把火焰管9的内室分为一个（从燃料流的流向看去）沿雾化喷嘴2流出断面8而下的区域，以及一个相应地沿雾化喷嘴2流出断面8而上的区域。实际燃烧过程是在沿雾化喷嘴2的流出断面8而下的区域中的火焰管内进行的。在沿着雾化喷嘴2的流出断面8而上的火焰管9区域的自由端有一固定断面11，火焰管9就是通过该固定断面与燃烧器同圆心地安装在炉壁上。

位于火焰管固定断面11的下游部分直接开有径向通孔12，该通道口呈环状分布在火焰管9的圆周面上。

在火焰管9的燃烧区内，由于燃烧以及在火焰管9的前端有管子收缩区13等原因，从而使火焰管内处于过压状态，因此在燃烧过程中出现的一些微量燃烧产物通过分离盘10的外围和火焰管9的内围之间的一个环形间隙14，被压往雾化喷嘴2的流出断面8的上游区域，然后这些生成物又通过径向通道口12被排出去。在该处的火焰管被排出去的燃烧产物加热，从而避免了火焰管内实际燃烧区的开始端出现过高的温度梯度。

由于有空气对流结构，从而避免了火焰管9的固定断面11超过允许的温度。对流是通过在燃气输送管7中适当构成的通孔15，由管子7中流出的气流所形成的。该气流沿着径向通孔12方向穿过火焰管9的固定断面11，然后通过径向通孔12离开带有燃烧气体的火焰管9。

采用此种结构形式的火焰管9可以使火焰管9的固定断面11和燃烧区之间的火焰管9的管壁温度梯度达到大约10度c/mm管长。在这样的温度梯度时，经过技术水平比较，通常由碳化硅制成的火焰管9的寿命显然比它处在温度梯度最高达200度c/mm火焰管长时要提高很多。

所述的这种喷燃器可以烧气也可以烧油，燃气喷嘴可用燃油喷嘴代替，反之也行，只要把一个螺旋密封装置16从一个与气体输送管7相连接的螺纹接头17旋出来就行了，具体办法这样：借助一个支承在螺纹密封装置16边上的弹簧18，通过一个压管19把弹簧18连同它的另一端往压管19上推压，使喷嘴支架3往燃气或燃油喷嘴1上转移过去，并把处于牢固装置中的喷嘴往雾化喷嘴上压去，这样就切断了初压力，在切断初压力之后，即可以通过简单的办法更换燃气或燃油喷嘴3。

Claims (5)

1、一种气/油喷燃器，包括一个燃气/燃油喷嘴(1)，该喷嘴可借助一个燃气/燃油管道为它提供燃气或燃油，由该喷嘴可以喷射出一股燃气或燃油射束，该喷燃器还有一个雾化喷嘴(2)，它置于燃气或燃油喷嘴(1)的喷流处，借助一个气体输送管(7)为它提供压缩雾化气，在该喷嘴喷流方向有一扩展的喷流室，在喷流室中燃气/燃油射束与雾化气混合并形成一股涡旋式的燃气/雾化气流或燃油/雾化气流向前冲去，其特征在于，在雾化喷嘴(2)中有气体喷射管道(6)，该管道在不同的方向上皆与由燃气或燃油喷嘴(1)所喷射出来的燃气或燃油射束的主流线方向垂直，它的纵轴线(5)与燃气或燃油射束的主流线或中轴线(5)有一间距，它的整个流量断面足够大以便在燃烧过程中发射出必要的燃烧用气体，该气体也就是在雾化喷嘴(2)的喷射室中，由气体喷射管道(6)所喷射出的雾化气流。

2、如权利要求1所述的气/油喷燃器，其特征在于：在喷燃炉一侧有一火焰管（9），呈轴向地围绕着喷燃器，在喷燃器的实际燃烧区的上游处，靠近火焰管固定断面（11）的圆周截面上，围绕着火焰管（9）的圆周方向开有多个互相方向保持一定距离的径向通孔（12）。

3、如权利要求2所述的气/油喷燃器，其特征在于：在气体输送管（7）中，在火焰管（9）的固定截面（11）的下游处，开有穿孔（15）。

4、如权利要求1至3中任一项所述的气/油喷燃器，其特征在于：通常由碳化硅制成的火焰管（9）沿其轴向在火焰管内装有一个石英管。

5、如权利要求1至4中任一项所述气/油喷燃器，其特征在于：通过装置中的一个沿流向张力压管（19），可以把燃气或燃油喷嘴（1）压往雾化喷嘴（2）上。