CN112050205B - 一种离心多级空气混合富氧雾化油枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，包括雾化混合气管和进油内管，雾化混合气管内部设有依次相互连接的油枪头、气流旋套和油气分离器，油枪头端部设有喷孔组，气流旋套内设有气旋室，气旋室内设有离心喷头，离心喷头内部设有油旋室，油旋室内设有油雾化旋流体，油雾化旋流体端部与离心喷头内部之间设有雾化室，油雾化旋流体端部设有若干旋流槽，油气分离器尾端设有进气外管，利用机械离心动力将各类型油品做一级雾化、两次二级空气外混雾化形成离心多级空气混合富氧雾化，在气液爆裂和泄压作用下急剧喷射，提高混合油雾雾化效果和喷射距离，调整火焰形态为环杯形，满足电力锅炉和工业炉窑后期脱硫、脱硝、除尘的环保要求。

Description

一种离心多级空气混合富氧雾化油枪

技术领域

本发明涉及一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，属于电力、工业炉窑油枪技术领域。

背景技术

雾化油枪是一种将轻油、重油、渣油等燃料油利用机械离心力进行雾化，使燃料油成为UM级颗粒，通过配风及引燃形成燃烧空气动力场，使燃料油充分燃烧，用于电力、工业炉窑供油点火引燃或辅助燃烧。现有技术中的空气混合式雾化油枪包括内混式、外混式、Y型等，利用高油压在旋流雾化片中进行撞击、旋转直至出口与空气的剪切来雾化，单均为一级雾化结构，各燃油粘度和表面张力差异，存在雾化不充分造成喷油量不稳定、雾化颗粒粗大，喷射距离较差导致燃烧炬和火焰长度较小，燃烧不充分，热量挥发不完全，容易出现结焦、堵塞等现象的问题。

同时由于锅炉引风机和送风机的运行配风要求，锅炉需要产生负压的特点，对锅炉热量温度的要求，燃烧时，喷油流量超过了锅炉内部的含氧量，雾化效果颗粒分散过于集中，导致燃烧不好，电厂油品的变化时油枪适用性非常差，采用含氮量较高的普通空气混合时易产生氮化物，造成后期脱硫脱硝和除尘压力，难以满足电力锅炉和工业炉窑的应用需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，利用机械离心动力将各类型油品做一级雾化、两次二级空气外混雾化形成离心多级空气混合富氧雾化，在气液爆裂和泄压作用下急剧喷射，提高混合油雾雾化效果和喷射距离，满足电力锅炉和工业炉窑后期环保要求。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，包括雾化混合气管和位于雾化混合气管内部的进油内管，其中，由雾化混合气管端部至进油内管方向，所述雾化混合气管内部设有依次相互连接的油枪头、气流旋套和油气分离器，所述油枪头端部设有若干喷孔组；

所述油枪头包括端部凸出于雾化混合气管的喷嘴端头、和与喷嘴端头尾部相连的喷嘴端头爆裂腔，所述喷嘴端头端部呈圆台形结构，若干喷孔组绕喷嘴端头圆台侧面一周间隔设置，所述雾化混合气管端部设有截面向喷嘴端头圆台侧面倾斜的雾化气薄环杯，所述喷嘴端头外壁与雾化混合气管内壁之间设有若干雾化管稳定柱，所述喷嘴端头爆裂腔尾部内壁与气流旋套端部外壁之间设有第一配合螺纹和第一密封圈；

所述气流旋套内设有与油枪头内部连通的气旋室，所述气旋室内设有离心喷头，所述离心喷头外壁上设有若干与气旋室连通的走气槽，所述离心喷头内部设有端部与连通的油旋室；

位于离心喷头端部一侧的气旋室呈对向锥形开口结构，位于油雾化旋流体端部一侧的油旋室呈对向锥形开口结构，所述气旋室和油旋室均设有位于对向锥形开口之间的过渡孔；

所述气流旋套和油气分离器之间上设有连接套，所述连接套内壁与气流旋套和油气分离器外壁之间设有第二配合螺纹，所述油气分离器端部设有密封槽，所述密封槽与气流旋套和连接套之间设有第二密封圈，所述油气分离器外部上设有凹口；

所述油旋室内设有尾部与油气分离器相连的油雾化旋流体，所述油雾化旋流体端部与离心喷头内部之间设有雾化室，所述油雾化旋流体端部设有若干绕油雾化旋流体一周间隔设置、且与雾化室和油旋室连通的旋流槽，所述油雾化旋流体、油气分离器内部均设有与进油内管连通的油通道，所述油雾化旋流体上设有与雾化室和油通道连通的若干油孔；

所述油雾化旋流体端部设有与油旋室内壁配合的锥面，所述旋流槽位于锥面上，油雾化旋流体端部设有若干旋流槽端部相连的过渡槽，所述雾化室截面呈L形结构，若干油孔绕油通道一周间隔设置并垂直连通；

所述油雾化旋流体外壁与油气分离器内壁之间设有第三配合螺纹，所述油雾化旋流体外部与油气分离器端部之间设有第三密封圈；

所述油气分离器尾端设有位于雾化混合气管和进油内管之间的进气外管，所述油气分离器上设有若干与气旋室和进气外管连通的第一气孔，所述雾化混合气管与油枪头、气流旋套、油气分离器和进气外管之间设有第一气通道，进气外管与进油内管之间设有第二气通道，第一气通道与第二气通道连通；

所述第二气通道内设有至少一个与进油内管外壁和进气外管内壁间隙配合的内外管稳定器，所述内外管稳定器上设有若干绕内外管稳定器一周间隔设置的第二气孔，所述进气外管上设有与第一气通道和第二气通道连通的若干第三气孔；

所述第一气通道和第二气通道用于流通富氧空气，富氧空气中的氧气体积百分比含量在28％以上；

所述进气外管首端呈锥形结构且与油气分离器配合、进气外管尾端设有与雾化混合气管相连的进气堵盖，所述进气堵盖与雾化混合气管之间设有第四配合螺纹和第四密封圈，所述进气堵盖尾端设有进油堵盖，所述进油内管穿过进气堵盖与进油堵盖连通，所述进气堵盖和进油堵盖上分别设有进气管接头和进油管接头。

本发明的有益效果为：

(1)本发明结构紧凑、设计合理、安装方便，燃油经进油端盖依次进入进油内管、油气分离器、油雾化旋流体的油通道，从油雾化旋流体的各油孔进入雾化室，经旋流槽、过渡槽流出离心喷头的油旋室，利用机械离心动力将各类型油品做一级雾化，克服油的表面张力，被撕裂成油雾状液滴；

(2)空气经第二气通道进入气流旋套与离心喷头和油雾化旋流体之间的气旋室、经离心喷头外部上的若干走起槽均匀分流、流入气旋室端部与离心喷头端部间隙与离心喷头射出的油液外混，第一气通道与经过喷嘴端头混合气液进行两次二级空气外混雾化，再次冲击破坏燃油的表面张力，细化油滴；

(3)利用气液爆裂原理，设计雾化室，爆裂油滴，利用气液的泄压原理，气液浓缩的急剧喷射，使得雾化更加充分，喷射距离更加远，提高燃烧炬和火焰长度，避免出现结焦、堵塞等现象；

(4)离心多级空气混合富氧雾化、避免雾化效果颗粒分散过于集中，雾化完成的同时，设计雾化混合气管和雾化气薄环杯形成杯型富氧通道，增加富氧空气，杯型环结构，增加供氧量，使燃烧更充分，热量挥发完全，调整火焰形态为环杯形，减少氮，硫成分，减少氮化物的排放，满足电力锅炉和工业炉窑的后期脱硫、脱硝、除尘的环保要求，可以在电厂低负荷运行时直接燃烧，代替煤炭或者天然气或者油的燃料。

附图说明

图1为本发明剖视结构图。

图2为图1的A部分结构放大图。

图3为本发明油枪头左视图。

图4为本发明气流旋套剖视图和左视图。

图5为本发明离心喷头剖视图和左视图。

图6为本发明油雾化旋流体剖视图和左视图。

图7为本发明油雾化旋流体俯视图。

图8为本发明油气分离器剖视图和左视图。

图9为本发明内外管稳定器左视图。

图10为图1的B部分结构放大图。

图中标记：雾化混合气管1，进油内管2，油枪头3、气流旋套4和油气分离器5，喷孔组6，喷嘴端头31、喷嘴端头爆裂腔32，雾化气薄环杯7，雾化管稳定柱8，第一配合螺纹9，第一密封圈43，气旋室10，离心喷头11，走气槽12，油旋室13，过渡孔14，连接套15，第二配合螺纹16，密封槽17，第二密封圈18，凹口19，油雾化旋流体20，雾化室21，旋流槽22，油通道23，油孔24，过渡槽25，第三配合螺纹26，第三密封圈27，进气外管28，第一气孔29，第一气通道30和第二气通道33，内外管稳定器34，第二气孔35，第三气孔36，进气堵盖37，第四配合螺纹38和第四密封圈39，进油堵盖40，进气管接头41和进油管接头42。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，包括雾化混合气管1和位于雾化混合气管1内部的进油内管2，其中，由雾化混合气管1端部至进油内管2方向，所述雾化混合气管1内部设有依次相互连接的油枪头3、气流旋套4和油气分离器5，所述油枪头3端部设有若干喷孔组6；

所述油枪头3包括端部凸出于雾化混合气管1的喷嘴端头31、和与喷嘴端头31尾部相连的喷嘴端头爆裂腔32，所述喷嘴端头31端部呈圆台形结构，若干喷孔组6绕喷嘴端头31圆台侧面一周间隔设置，所述雾化混合气管1端部设有截面向喷嘴端头31圆台侧面倾斜的雾化气薄环杯7，所述喷嘴端头31外壁与雾化混合气管1内壁之间设有若干雾化管稳定柱8，所述喷嘴端头爆裂腔32尾部内壁与气流旋套4端部外壁之间设有第一配合螺纹9和第一密封圈43；

所述气流旋套4内设有与油枪头3内部连通的气旋室10，所述气旋室10内设有离心喷头11，所述离心喷头11外壁上设有若干与气旋室10连通的走气槽12，所述离心喷头11内部设有端部与连通的油旋室13；

位于离心喷头11端部一侧的气旋室10呈对向锥形开口结构，位于油雾化旋流体20端部一侧的油旋室13呈对向锥形开口结构，所述气旋室10和油旋室13均设有位于对向锥形开口之间的过渡孔14；

所述气流旋套4和油气分离器5之间上设有连接套15，所述连接套15内壁与气流旋套4和油气分离器5外壁之间设有第二配合螺纹16，所述油气分离器5端部设有密封槽17，所述密封槽17与气流旋套4和连接套15之间设有第二密封圈18，所述油气分离器5外部上设有凹口19；

所述油旋室13内设有尾部与油气分离器5相连的油雾化旋流体20，所述油雾化旋流体20端部与离心喷头11内部之间设有雾化室21，所述油雾化旋流体20端部设有若干绕油雾化旋流体20一周间隔设置、且与雾化室21和油旋室13连通的旋流槽22，所述油雾化旋流体20、油气分离器5内部均设有与进油内管2连通的油通道23，所述油雾化旋流体20上设有与雾化室21和油通道23连通的若干油孔24；

所述油雾化旋流体20端部设有与油旋室13内壁配合的锥面，所述旋流槽22位于锥面上，油雾化旋流体20端部设有若干旋流槽22端部相连的过渡槽25，所述雾化室21截面呈L形结构，若干油孔24绕油通道23一周间隔设置并垂直连通；

所述油雾化旋流体20外壁与油气分离器5内壁之间设有第三配合螺纹26，所述油雾化旋流体20外部与油气分离器5端部之间设有第三密封圈27；

所述油气分离器5尾端设有位于雾化混合气管1和进油内管2之间的进气外管28，所述油气分离器5上设有若干与气旋室10和进气外管28连通的第一气孔29，所述雾化混合气管1与油枪头3、气流旋套4、油气分离器5和进气外管28之间、进气外管28与进油内管2之间分别设有连通的第一气通道30和第二气通道33；

所述第二气通道33内设有至少一个与进油内管2外壁和进气外管28内壁间隙配合的内外管稳定器34，所述内外管稳定器34上设有若干绕内外管稳定器34一周间隔设置的第二气孔35，所述进气外管28上设有与第一气通道30和第二气通道33连通的若干第三气孔36；

所述第一气通道30和第二气通道33用于流通富氧空气，富氧空气中的氧气体积百分比含量在28％以上；

所述进气外管28首端呈锥形结构且与油气分离器5配合、进气外管28尾端设有与雾化混合气管1相连的进气堵盖37，所述进气堵盖37与雾化混合气管1之间设有第四配合螺纹38和第四密封圈39，所述进气堵盖37尾端设有进油堵盖40，所述进油内管2穿过进气堵盖37与进油堵盖40连通，所述进气堵盖37和进油堵盖40上分别设有进气管接头41和进油管接头42。

本发明的工作原理为：

装配时喷嘴端头31尾端与喷嘴端头爆裂腔32焊接固定组成油枪头3，喷嘴端头31与雾化混合气管1之间通过雾化管稳定柱8支撑，通过喷嘴端头爆裂腔32内壁与气流旋套4端部外壁之间的第一配合螺纹9和第一密封圈43实现油枪头3与气流旋套4的密封连接，离心喷头11通过与气旋室10锥形开口侧限位配合定位，使离心喷头11端部与气流旋套4内部存在间隙，离心喷头11的走气槽12与气旋室10内壁形成与气旋室10连通、供空气通过的分流道；

油雾化旋流体20通过端部锥面与油旋室13配合限位，离心喷头11与油雾化旋流体20可以铆接固定，油雾化旋流体20部分外壁与离心喷头11内壁配合形成截面呈L形结构的雾化室21，油雾化旋流体20尾端外部设置第三密封圈27，并与油气分离器5通过第三配合螺纹26相连，使第三密封圈27提高油雾化流体与油气分离器5的密封性，凹口19方便旋动油气分离器5，在油气分离器5的密封槽17内设置第二密封圈18，气旋流套尾端与油气分离器5之间通过外部的连接套15以第二螺纹配合相连，保证内部油气密封性能；

进油内管2首端嵌入油气分离器5尾端、进油内管2外部设置内外管稳定器34用于支撑外部的进气外管28外壁，避免进气外管28受内外气压变化变形影响油枪使用性能和寿命，进气外管28首端通过呈锥形结构且与油气分离器5配合提高与油气分离器5的接触面积和密封性能，进气外管28尾端嵌入进气堵盖37内部限位装配；

进油堵盖40与进气堵盖37尾端焊接相连，进气堵盖37通过外壁与雾化混合气管1内壁之间的第四配合螺纹38装配，并以进气堵盖37与雾化混合气管1之间的第四密封圈39提高密封性，进油内管2尾端穿过进气堵盖37与进油堵盖40连通，实现整体装配；

参见附图2和附图10所示，由进气管堵头和进油管堵头分别通入空气和燃油后，可配置一台富氧制造机，使空气为氧气体积百分比含量在28％以上的富氧空气，空气从进气堵盖37进入第二气通道33、并经内外管稳定器34的若干第二气孔35分流均匀进入油气分离器5的若干第一气孔29，第二气通道33中的部分空气经过若干第三气孔36进入第一气通道30中；

燃油经进油端盖依次进入进油内管2、油气分离器5、油雾化旋流体20的油通道23，从油雾化旋流体20的各油孔24进入雾化室21，经旋流槽22、过渡槽25流出离心喷头11的油旋室13，使油压转变为旋转动量，获得相应的旋转强度，在离心力作用下克服油的表面张力，被撕裂成油雾状液滴，高速离心旋转产生的油雾经油旋室13对向锥形开口和过渡孔14泄压原理，使油液浓缩急剧喷射；

空气经第二气通道33进入气流旋套4与离心喷头11和油雾化旋流体20之间的气旋室10、经离心喷头11外部上的若干走起槽均匀分流、流入气旋室10端部与离心喷头11端部间隙，并在气旋室10端部的对向锥形开口和过渡孔14泄压原理下，与离心喷头11射出的油液外混，使气液浓缩急剧喷射，撞击破坏油品的表面张力、雾化更加充分；

混合气液经过油枪头3的喷嘴端头爆裂腔32和喷嘴端头31，经喷嘴端头31圆台侧面上的若干喷孔组6流出，雾化混合气管1和端部的雾化气薄环杯7组成杯形富氧通道的第一气通道30，使压缩富氧空气在雾化气薄环杯7限制下与喷孔组6射出的混合气液再次外混冲击细化油滴，形成雾化炬，用于电力锅炉和工业炉窑机电设备燃烧；

综上，通过结构设计利用机械离心动力，将各类型油品做一级雾化，其次再利用压缩空气设计气液外混结构、进行二级外混雾化，离心多级空气混合富氧雾化、避免雾化效果颗粒分散过于集中，再次冲击破坏燃油的表面张力，细化油滴，利用气液爆裂原理，设计雾化室21，爆裂油滴，利用气液的泄压原理，气液浓缩的急剧喷射，使得雾化更加充分，喷射距离更加远，提高燃烧炬和火焰长度，避免出现结焦、堵塞等现象；雾化完成的同时，设计杯型富氧通道，增加富氧空气，调整火焰形态为环杯形，减少氮，硫成分，减少氮气含量、减少氮化物的接触，使燃烧更充分，热量挥发完全，同时减少氮化物的排放，可以在电厂低负荷运行时直接燃烧，代替煤炭或者天然气或者油的燃料，满足电力锅炉和工业炉窑的后期脱硫、脱硝、除尘的环保要求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，包括雾化混合气管和位于雾化混合气管内部的进油内管，其特征在于，由雾化混合气管端部至进油内管方向，所述雾化混合气管内部设有依次相互连接的油枪头、气流旋套和油气分离器，所述油枪头端部设有若干喷孔组，所述气流旋套内设有与油枪头内部连通的气旋室，所述气旋室内设有离心喷头，所述离心喷头外壁上设有若干与气旋室连通的走气槽，所述离心喷头内部设有端部与连通的油旋室；

所述油旋室内设有尾部与油气分离器相连的油雾化旋流体，所述油雾化旋流体端部与离心喷头内部之间设有雾化室，所述油雾化旋流体端部设有若干绕油雾化旋流体一周间隔设置、且与雾化室和油旋室连通的旋流槽，所述油雾化旋流体、油气分离器内部均设有与进油内管连通的油通道，所述油雾化旋流体上设有与雾化室和油通道连通的若干油孔；

所述油气分离器尾端设有位于雾化混合气管和进油内管之间的进气外管，所述油气分离器上设有若干与气旋室和进气外管连通的第一气孔，所述雾化混合气管与油枪头、气流旋套、油气分离器和进气外管之间设有第一气通道，进气外管与进油内管之间设有第二气通道，第一气通道与第二气通道连通。

2.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述油枪头包括端部凸出于雾化混合气管的喷嘴端头、和与喷嘴端头尾部相连的喷嘴端头爆裂腔，所述喷嘴端头端部呈圆台形结构，若干喷孔组绕喷嘴端头圆台侧面一周间隔设置，所述雾化混合气管端部设有截面向喷嘴端头圆台侧面倾斜的雾化气薄环杯。

3.根据权利要求2所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述喷嘴端头外壁与雾化混合气管内壁之间设有若干雾化管稳定柱，所述喷嘴端头爆裂腔尾部内壁与气流旋套端部外壁之间设有第一配合螺纹和第一密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，位于离心喷头端部一侧的气旋室呈对向锥形开口结构，位于油雾化旋流体端部一侧的油旋室呈对向锥形开口结构，所述气旋室和油旋室均设有位于对向锥形开口之间的过渡孔。

5.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述气流旋套和油气分离器之间上设有连接套，所述连接套内壁与气流旋套和油气分离器外壁之间设有第二配合螺纹，所述油气分离器端部设有密封槽，所述密封槽与气流旋套和连接套之间设有第二密封圈，所述油气分离器外部上设有凹口。

6.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述油雾化旋流体端部设有与油旋室内壁配合的锥面，所述旋流槽位于锥面上，油雾化旋流体端部设有若干旋流槽端部相连的过渡槽，所述雾化室截面呈L形结构，若干油孔绕油通道一周间隔设置并垂直连通。

7.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述油雾化旋流体外壁与油气分离器内壁之间设有第三配合螺纹，所述油雾化旋流体外部与油气分离器端部之间设有第三密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述第二气通道内设有至少一个与进油内管外壁和进气外管内壁间隙配合的内外管稳定器，所述内外管稳定器上设有若干绕内外管稳定器一周间隔设置的第二气孔，所述进气外管上设有与第一气通道和第二气通道连通的若干第三气孔。

9.根据权利要求1所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述第一气通道和第二气通道用于流通富氧空气，富氧空气中的氧气体积百分比含量在28％以上。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种离心多级空气混合富氧雾化油枪，其特征在于，所述进气外管首端呈锥形结构且与油气分离器配合、进气外管尾端设有与雾化混合气管相连的进气堵盖，所述进气堵盖与雾化混合气管之间设有第四配合螺纹和第四密封圈，所述进气堵盖尾端设有进油堵盖，所述进油内管穿过进气堵盖与进油堵盖连通，所述进气堵盖和进油堵盖上分别设有进气管接头和进油管接头。

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