CN113432123A - 一种高速线性烧嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速线性烧嘴，该烧嘴包括燃烧室及与燃烧室导通的空气腔体、燃气腔体，空气腔体和燃气腔体上分别设有空气进口、燃气进口，燃烧室内设有点火棒，所述燃气腔体连接有位于燃烧室内的线性喷头，点火棒延伸至线性喷头内，燃气腔体出口位置处设有多个与线性喷头导通的燃气喷口，所述线性喷头的内腔大小沿烧嘴长度方向渐变式设置，线性喷头侧壁周向设有多个用于空气进入线性喷头内的空气喷口，燃烧室侧面设有火焰出口，火焰出口为缩口式的长方形。本发明出口火焰呈线性长条形，增大了火焰宽度及火焰面积，使得其供热扩散，加热更为均匀，在很多场合下可以实现对钢带/钢板的快速加热。

Description

一种高速线性烧嘴

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种高速线性烧嘴。

背景技术

在我们的生产钢件生产工艺中，一些带钢/钢板加热工艺要求加热速度快、加热温度均匀，而传统的轴式烧嘴由于火焰面较小，供热比较集中，容易导致加热不均的现象，为了解决这种问题，亟需一种烧嘴产生的火焰宽度及火焰面积较大，以适应不同场合对钢带/钢板的快速加热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速线性烧嘴，该烧嘴出口火焰呈线性长条形，增大了火焰宽度及火焰面积，使得其供热扩散，加热更为均匀，在很多场合下可以实现对钢带/钢板的快速加热。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

一种高速线性烧嘴，该烧嘴包括燃烧室及与燃烧室导通的空气腔体、燃气腔体，空气腔体和燃气腔体上分别设有空气进口、燃气进口，燃烧室内设有点火棒，所述燃气腔体连接有位于燃烧室内的线性喷头，点火棒延伸至线性喷头内，燃气腔体出口位置处设有多个与线性喷头导通的燃气喷口，所述线性喷头的内腔大小沿烧嘴长度方向渐变式设置，线性喷头侧壁周向设有多个用于空气进入线性喷头内的空气喷口，燃烧室侧面设有火焰出口，火焰出口为缩口式的长方形。本方案中助燃空气从空气进口鼓入烧嘴就，助燃空气沿着烧嘴宽度方向均匀喷入空气腔体，从燃气腔体上下端空隙绕过进入线性喷头，然后通过线性喷头上的各级空气喷口及喷头上下的空间进入燃烧室；同时燃气从燃气进口进入燃气腔体，然后通过燃气腔体上的燃气喷口沿着烧嘴宽度方向均匀地喷入燃烧室，进入燃烧室的燃气与分级进入燃烧室的空气进行混合。点火棒在控制系统高压下产生高压电弧，形成电火花，点燃燃气/空气的混合气体，混合气体燃烧放热温度升高、体积膨胀，膨胀后燃烧烟气及没有燃烧的部分混合气体经过燃烧室后产生高速气流沿着燃烧器宽度方向从燃烧室火焰出口喷出，火焰出口的缩口设置后产生高速气流沿着燃烧器宽度方向从燃烧室的长方形火焰出口喷出，形成高速线性长条形火焰，扩大了火焰面积及火焰宽度，增强传热速度、在带钢、钢板的直接快速加热中，有利于带钢、钢板宽度方向的加热均匀。

优选的，所述燃气腔体出口位置呈矩形设置，多个燃气喷口位于同一直线上，燃气腔体与线性喷头采用密闭套接的方式连接。保证燃气进入线性喷头内是分散均匀进入的，不会出现线性喷头内某处燃气集中现象，这样使得燃气与喷头内的空气更能均匀的混合。

优选的，所述线性喷头的内腔大小由左至右逐级增大，线性喷头的侧壁呈台阶状，台阶面为倾斜面和水平面构成。该线性喷头呈现出喇叭状的扩散形，使得空气在内部也成扩散状态，这样燃气/空气混合均匀度更高，实现空气与燃气在现形喷头处进行分级混合、分级燃烧，有效地降低了NOx排放，如果在结合烟气回流技术，可以实现NOx的超低排放。

优选的，所述空气腔体内垂直设有匹配的空气匀速板，空气匀速板上设有若干均匀分布的空气孔，空气匀速板位于空气进口与燃气腔体之间，空气匀速板周向与空气腔体内壁固定。空气匀速板保证通过的空气速度与流量的均匀，使得空气通过空气匀速板后能均匀的进入线性喷头内部与燃气混合，这样与燃气混合更为充分均匀。

优选的，所述烧嘴上设有火焰监测接口，火焰监测接口位于烧嘴外部的一端用于连接火焰监测设备，火焰监测接口连接传感器的一端位于线性喷头内部。

优选的，所述火焰监测设备为UV或者离子棒。火焰监测设备可以对燃烧室进行连续的火焰信号监测，燃烧控制系统根据反馈的火焰监测信号对该烧嘴进行点火及安全控制，提高烧嘴的安全性。

优选的，所述空气腔体和燃烧室均为矩形。

优选的，所述燃烧室为合金管燃烧室，合金管燃烧室通过套接的方式与空气腔体密闭连接。

优选的，所述燃烧室为烧嘴砖燃烧室，烧嘴砖燃烧室与空气腔体通过法兰密闭连接。该烧嘴可以应用于高温环境，燃烧室选用耐火砖时最高适用的炉膛温度可以达到1500℃。

本发明具有的有益效果：

1、采用特定的线性喷头结构设计、形成线性高速火焰，扩大火焰面积，增强传热速度、在带钢、钢板的直接快速加热中，有利于带钢、钢板宽度方向的加热均匀。

2、该烧嘴可以应用于高温环境，燃烧室选用耐火砖时最高适用的炉膛温度可以达到1500℃。

3、助燃空气与燃气在线性喷头处进行分级混合、分级燃烧，有效地降低了NOx排放，如果再结合烟气回流技术，可以实现NOx的超低排放。

4、该烧嘴助燃空气最高可以预热到450℃，可以实现快速、均匀加热与热量回收的完美结合。

5、烧嘴调节比达到30：1

6、特定的烧嘴结构适用于各种热值的气体燃料，同时应用灵活、可以适用于助燃空气大量过剩、空气/燃气比例调节以及燃气过剩的各种应用环境中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的横截面结构示意图；

图3为图1的俯视结构示意图；

图4为烧嘴砖燃烧室的结构示意图；

图5为图4的横截面结构示意图；

图6为图4的俯视结构示意图。

附图标记：1-空气进口，2-空气均匀板，3-空气腔体，4-火焰监测接口，5-线性喷头，6-合金管燃烧室，7-燃气进口，8-燃气腔体，9-点火棒，10-烧嘴砖燃烧室，11-火焰出口，12-空气喷口，13-燃气喷口。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-4所示，一种高速线性烧嘴，该烧嘴包括燃烧室及与燃烧室导通的空气腔体3、燃气腔体8，空气腔体3和燃烧室均为矩形，空气腔体3和燃气腔体8上分别设有空气进口1、燃气进口7，燃烧室内设有点火棒9，所述燃气腔体8连接有位于燃烧室内的线性喷头5，点火棒9延伸至线性喷头5内，燃气腔体8出口位置处设有多个与线性喷头5导通的燃气喷口13，所述线性喷头5的内腔大小沿烧嘴长度方向渐变式设置，线性喷头5侧壁周向设有多个用于空气进入线性喷头5内的空气喷口12，燃烧室侧面设有火焰出口11，火焰出口11为缩口式的长方形。本实施例中助燃空气从空气进口鼓入烧嘴内(图1和4中的空心箭头表示空气流动方向)，助燃空气沿着烧嘴宽度方向均匀喷入空气腔体3，从燃气腔体8上下端空隙绕过进入线性喷头5，然后通过线性喷头5上的各级空气喷口12及喷头上下的空间进入燃烧室；同时燃气从燃气进口7进入燃气腔体8(图1和4中的实心箭头表示燃气的流动方向)，然后通过燃气腔体8上的燃气喷口13沿着烧嘴宽度方向均匀地喷入燃烧室，进入燃烧室的燃气与分级进入燃烧室的空气进行混合。点火棒9在控制系统高给出的6-8kv高压下产生高压电弧，形成电火花，点燃燃气/空气的混合气体，混合气体燃烧放热温度升高、体积膨胀，膨胀后燃烧烟气及没有燃烧的部分混合气体经过燃烧室后产生高速气流沿着燃烧器宽度方向从燃烧室火焰出口11喷出，火焰出口11的缩口设置后产生高速气流沿着燃烧器宽度方向从燃烧室的长方形火焰出口11喷出，形成高速线性长条形火焰，扩大了火焰面积及火焰宽度，增强传热速度、在带钢、钢板的直接快速加热中，有利于带钢、钢板宽度方向的加热均匀。

实施例2

如图2和5所示，所述燃气腔体8出口位置呈矩形设置，多个燃气喷口13位于同一直线上，燃气腔体8与线性喷头5采用密闭套接的方式连接。保证燃气进入线性喷头5内是分散均匀进入的，不会出现线性喷头5内某处燃气集中现象，这样使得燃气与喷头内的空气更能均匀的混合。

实施例3

如图1和4所示，所述线性喷头5的内腔大小由左至右逐级增大，线性喷头5的侧壁呈台阶状，台阶面为倾斜面和水平面构成。空气喷口12设置在台阶的倾斜面上，且随着线性内腔的逐级增大，空气喷口12的直径也在逐级增大，这样能保证空气进入线性喷头5的量逐级增大，实现与燃气的分级混合燃烧，该线性喷头5呈现出喇叭状的扩散形，使得空气在内部也成扩散状态，这样燃气/空气混合均匀度更高，实现空气与燃气在现形喷头处进行分级混合、分级燃烧，有效地降低了NOx排放，如果在结合烟气回流技术，可以实现NOx的超低排放。

实施例4

如图1所示，所述空气腔体3内垂直设有匹配的空气匀速板，空气匀速板上呈环状设有若干均匀分布的空气孔，空气匀速板位于空气进口1与燃气腔体8之间，空气匀速板周向与空气腔体3内壁固定。空气匀速板保证通过的空气速度与流量的均匀，使得空气通过空气匀速板后能均匀的进入线性喷头5内部与燃气混合，这样与燃气混合更为充分均匀。

实施例4

如图1所示，所述烧嘴上设有火焰监测接口4，火焰监测接口4位于烧嘴外部的一端用于连接火焰监测设备，火焰监测接口4连接传感器的一端位于线性喷头5内部。所述火焰监测设备为UV或者离子棒。火焰监测设备可以对燃烧室进行连续的火焰信号监测，燃烧控制系统根据反馈的火焰监测信号对该烧嘴进行点火及安全控制，提高烧嘴的安全性。

实施例5

如图1所示，所述燃烧室为合金管燃烧室6，合金管燃烧室6通过套接的方式与空气腔体3密闭连接。

实施例6

如图4-6所示，所述燃烧室为烧嘴砖燃烧室10，烧嘴砖燃烧室10与空气腔体3通过法兰及匹配的螺钉密闭连接在一起。该烧嘴可以应用于高温环境，燃烧室选用耐火砖时最高适用的炉膛温度可以达到1500℃。

本发明的工作原理：助燃空气从空气进口11鼓入烧嘴，通过空气均速板后，助燃空气沿着烧嘴宽度方向均匀喷入空气腔体3，从燃气腔体8上下端空隙绕过进入线性喷头5，然后通过线性喷头5上的各级空气喷口12及喷头上下的空间进入燃烧室。同时燃气从燃气进口7进入燃气腔体8，然后通过燃气腔体8上的一排燃气喷口13沿着烧嘴宽度方向均匀地喷入燃烧室，进入燃烧室的燃气与分级进入燃烧室的空气进行混合。点火棒9在控制系统给出的6～8Kv高压下产生高压电弧，形成电火花，点燃燃气/空气的混合气体，混合气体燃烧放热温度升高、体积膨胀，膨胀后燃烧烟气及没有燃烧的部分混合气体经过燃烧室的缩口部分后产生高速气流沿着燃烧器宽度方向从燃烧室的长方形火焰出口11喷出，形成高速线性火焰，同时，控制系统通过安装在火焰监测接口4的火焰监测设备(U.V或离子棒)进行连续的火焰信号监测，燃烧控制系统根据反馈的火焰监测信号对该烧嘴进行点火及安全控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高速线性烧嘴，该烧嘴包括燃烧室及与燃烧室导通的空气腔体(3)、燃气腔体(8)，空气腔体(3)和燃气腔体(8)上分别设有空气进口(1)、燃气进口(7)，燃烧室内设有点火棒(9)，其特征在于，所述燃气腔体(8)连接有位于燃烧室内的线性喷头(5)，点火棒(9)延伸至线性喷头(5)内，燃气腔体(8)出口位置处设有多个与线性喷头(5)导通的燃气喷口(13)，所述线性喷头(5)的内腔大小沿烧嘴长度方向渐变式设置，线性喷头(5)侧壁周向设有多个用于空气进入线性喷头(5)内的空气喷口(12)，燃烧室侧面设有火焰出口(11)，火焰出口(11)为缩口式的长方形。

2.根据权利要求1所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述燃气腔体(8)出口位置呈矩形设置，多个燃气喷口(13)位于同一直线上，燃气腔体(8)与线性喷头(5)采用密闭套接的方式连接。

3.根据权利要求1所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述线性喷头(5)的内腔大小由左至右逐级增大，线性喷头(5)的侧壁呈台阶状，台阶面为倾斜面和水平面构成。

4.根据权利要求1所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述空气腔体(3)内垂直设有匹配的空气匀速板(2)，空气匀速板(2)上均匀分布若干的空气孔，空气匀速板(2)位于空气进口(1)与燃气腔体(8)之间，空气匀速板(1)周向与空气腔体(3)内壁固定。

5.根据权利要求1所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述烧嘴上设有火焰监测接口(4)，火焰监测接口(4)位于烧嘴外部的一端用于连接火焰监测设备，火焰监测接口(4)连接传感器的一端位于线性喷头(5)内部。

6.根据权利要求5所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述火焰监测设备为UV或者离子棒。

7.根据权利要求1所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述空气腔体(3)和燃烧室均为矩形。

8.根据权利要求7所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述燃烧室为合金管燃烧室(6)，合金管燃烧室(6)通过套接的方式与空气腔体(3)密闭连接。

9.根据权利要求7所述的一种高速线性烧嘴，其特征在于，所述燃烧室为烧嘴砖燃烧室(10)，烧嘴砖燃烧室(10)与空气腔体(3)通过法兰密闭连接。

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