CN111174200A - 一种超音速节油环保油枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃油枪，特别是在电站锅炉、垃圾焚烧炉上点火启动过程中广泛使用的一种超音速节油环保油枪，包括有油管、气管、枪头等；在枪头处布置雾化组件，雾化组件内有燃油雾化器和超音速空气雾化器，雾化后的燃油再被空气雾化后在枪帽内进一步混合后喷出，超音速空气雾化器采用分散多孔的渐缩口‑喉口‑渐扩口结构，更加精密，技术更先进。

Description

一种超音速节油环保油枪

技术领域

本发明涉及一种锅炉燃烧装置，特别是在各级各类电站锅炉、垃圾焚烧炉等点火启动过程中广泛使用的一种超音速节油环保油枪。

背景技术

目前市场上公开的超音速节油油枪，其缺点是该油枪在实际生产过程中存在气隙难以掌控，即油-气不好控制，使实际使用效果不能得到保证。为此，必须进行技术优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提出的一种更加精密的超音速节油环保油枪。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种超音速节油环保油枪，它包括有枪头和枪管；所述枪管包括有油管和气管，并通过堵块和枪头将内管与外管两者联接起来；所述枪头则包括有过渡套、雾化器和枪帽，雾化器包括有油雾化器和超音速空气雾化器，雾化器安装在过渡套出口处，而枪帽安装在超音速空气雾化器出口上，由此构成所述的一种超音速节油环保油枪。

所述的一种超音速节油环保油枪枪管的主要特征是内管走燃料油，而外管走压缩空气，构成内管置于外管内的双层套管结构。

所述的一种超音速节油环保油枪的枪头则是本装置的关键部件，它包括有过渡套和雾化器，过渡套主要作用是将燃油和压缩空气进行空间隔离流通，而雾化器则包括燃油雾化器和超音速空气雾化器。

所述的一种超音速节油环保油枪的枪帽就安装在超音速空气雾化器的出口端。枪帽的主要特征是在枪帽头部均布开设有若干个喷孔，油-气混合流一同通过这些喷孔后以一定角度向外喷射。

附图说明

附图1是关于超声速技术理论的简述，附图2是所述的一种超音速节油环保油枪的整体结构主剖视图和右视图，附图3是一种超音速节油环保油枪的枪头区域的局部放大剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详述：

本发明的结构说明如下:

参照附图2所示,一种超音速节油环保油枪，包括有：油管1、堵块2、气管3、过渡套4、超音速雾化器5、枪帽6、油雾化器7、出油孔8、超音速雾化孔9、气流通孔10、喷孔11、进油口12、进气口13。

所述的一种超音速节油环保油枪，包括有：枪管和枪头。

其中所述一种超音速节油环保油枪的枪管包括有油管1、堵块2、气管3和过渡套4，油管1和气管3通过分置于两端的堵块2和过渡套4同心焊在一起，而进油口12则焊在油管1上，而进气口13则焊在气管3上。

其中所述的一种超音速节油环保油枪的枪头包括过渡套4、油雾化器7、超音速雾化器5和枪帽6；在所述的过渡套4内周向均布开设有气流通孔10；在所述的过渡套4的中心处安装有油雾化器7，在油雾化器7的中心处开设出油孔 8；在所述的超音速雾化器5上周向均布开设有超音速雾化孔9。

关于超音速雾化技术原理简述如下：

1)关于音速

音速的概念属于物理学研究的范畴，特别是在空气动力学领域，音速的计算公式为：

其中：v：为音速，γ：为空气比热比，1.4，R：气体常数， 287.04J/KG·K，T：为空气绝对温度，当空气温度为0℃时，T＝273.15+0＝273.15k，这时，空气中的声速为：

2)气体总压定律

P₀：气体总压，P：气体静压，

为气体动压；

显然，当气体由静止直接进行自由膨胀时，即静压完全转化成动压时，其速度计算式如下：

ΔP＝P₀-P，即静压差，若取气体给定参数为：温度为0℃，表压300000pa，密度为1.293kg/m³，其完全膨胀后的速度为V＝681.2m/s，为音速的(681.2÷310.64)＝2.2倍，完全膨胀后，气体只有速度头而没有静压头。

3)约束膨胀

气体完全自由膨胀一般发生在气体爆炸、废气排放等场合，其膨胀过程简单、粗暴，没有任何利用价值，而在工业领域，如燃料燃烧过程，通常采用气体尤其是压缩空气作为雾化气源，提供原始动力，将燃料油进行破碎，在压缩空气膨胀过程中混合工艺介质，诸如：油、水等液态物质，就需要对压缩空气膨胀过程进行约束，约束膨胀采用的结构就是要达到逐渐膨胀而不是一次膨胀到底，就采用渐缩-喉口-渐开的喷管技术，如下图1所示，压缩空气在进入渐缩口后，会缓慢膨胀，并逐渐加速，此时，会遇到工艺介质，如水或油等液态工质，这些液态工质被高速气流撞击后，被破碎和裹挟，然后两者再一同继续加速膨胀，到达喉口，由于喉口截面积很小，气体最大速度只能加速到音速，又由于喉口长度很小，这时混合物又到达渐开的扩口，又可以继续膨胀，实现充分膨胀，这时，膨胀状态分三种：一是欠膨胀，即膨胀后的气体压力大于环境压力，有继续膨胀的潜力，二是过度膨胀，即气体压力小于环境压力，无法再膨胀，气流很弱，三是最佳膨胀，即膨胀后气体压力等于环境压力，气流为一平行射流。

当需要对膨胀后的气流流向进行限定时，就在渐扩口的头部加上一个管嘴，称为尾喷管，当这个尾喷管可以适度调节出流角度时就成为变矢量喷管，当这个尾喷管不可以适度调节角度时就成为定矢量喷管，当尾喷管的管口为单口时，成为一维喷管，当尾喷管口为多孔时，成为三维喷管，当尾喷管的截面总面积与渐扩口面积相同时，则气流速度不再增加，当大于渐扩口面积时则继续膨胀加速。

本发明就是采用渐缩口-喉口-渐扩口+尾喷管的结构，实现对燃油介质的超音速强力输送，实现多级强烈雾化和预混燃烧。

其中所述一种超音速节油环保油枪的枪帽6上开设有若干个喷孔11。

所述的一种超音速节油环保油枪，其整体将通过尾部安装螺栓固定在锅炉燃烧器法兰上。

工作原理：

首先，燃油以一定压力由进油口12导入油管1内，而压缩空气则由进气口 13导入气管3内，两项流体均流到过渡套4内。

所述的一种超音速节油环保油枪的燃油流出过渡套4后进入油雾化器7内，出油孔8即刻就有燃油流出，燃油以一定的雾化角度喷入枪帽6内腔；

而所述的一种超音速节油环保油枪的压缩空气气流则流过过渡套4后进入超音速雾化器5，在超音速雾化器5上开设的超音速雾化孔9将空气进行膨胀加速，喷出时刚好遭遇燃油射流，于是，两者强烈撞击、混合，充分发展后，由枪帽6上的喷孔11射出。

这样做的好处是：

所述的超音速雾化器5上的超音速雾化孔9是采用的渐缩-喉口-渐扩的膨胀结构，根据气体总压定律，气体在膨胀过程中一直在加速，也就是静压转换成动压的过程，气体压力是缓慢释放的，这就保证了良好的冲击力，而且一直处于欠膨胀状态，形成有背压存在的高速射流。

特别之处是：所述的超音速雾化器5上的超音速雾化孔9的设计很独到，参照附图3所示，采用了分散的固定孔径的数个小孔构成，其雾化空气流量仅仅取决于设计阶段，与生产阶段没有关系，也就是大大降低了对生产技术人员水平的要求，减少了人为因素，更能实现技术保障。

Claims (3)

1.一种超音速节油环保油枪，包括有枪管和枪头，其特征是所述枪管包括有油管(1)、堵块(2)、气管(3)、过渡套(4),油管(1)与气管(3)同心焊接在堵块(2)和过渡套(4)上；进油口(12)焊在油管(1)的入口；进气口(13)焊在气管(3)的侧壁上；所述的枪头包括有过渡套(4)、油雾化器(7)、超音速雾化器(5)和枪帽(6)，其特征是油雾化器(7)安装在过渡套(4)的中心处，超音速雾化器(5)直接联接在过渡套(4)上，而枪帽(6)则直接联接在超音速雾化器(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种超音速节油环保油枪，其特征是所述的枪头内同时布置有油雾化器(7)和超音速雾化器(5)。

3.根据权利要求1及权利要求书2所述的一种超音速节油环保油枪的超音速雾化器(5)，其特征是所述的超音速雾化器(5)的周向上均匀开有若干个渐缩口-喉口-渐扩口的超音速流道超音速雾化孔(9)。

Images