CN202561753U - 一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴 - Google Patents

Abstract

一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，属于燃气加热设备。包括设置在烧嘴安装座（6）上的燃气管（1），空气进口（8）、点火电极（3）、空气导管（5）、换热管（10）、排气孔（14）和废气排气口（13），所述空气导管（5）和换热管（10）的一端均固定在烧嘴安装座（6）上的排气孔（14）中，所述换热管（10）的外表面上设置有凸凹结构。提高了换热管与高温废气接触的换热面积，换热效率高，预热升温快，助燃空气温度和理论燃烧温度大幅提高，有利于实现高温空气贫氧燃烧，节能降耗效果明显，减少有害气体的排放，设计合理，结构简单，制作成本较低，便于推广使用。

Description

一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴

技术领域

本实用新型涉及一种加热炉或热处理设备的加热装置，具体来说涉及一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴。属于燃气加热设备技术领域。

背景技术

中国专利公开号：CN20277101U，公开日：2012年3月28日，实用新型名称《自预热式辐射管燃气烧嘴》，烧嘴本体的外部同轴套有一空气导管，空气导管的外部同轴套有一换热管，烧嘴安装座上还设置有废气排气口，空气导管、换热管和排气孔三者之间均留有径向间隙，空气导管的另一端收缩成火焰喷口，空气导管中段的管壁上设置有一次进气孔，换热管的另一端收缩成二次空气喷口，辐射管内还放置有火焰管，使用高温废气来预热助燃空气，提高理论燃烧温度，同时卷吸部分废气参与燃烧，实现高温空气贫氧燃烧，使得火焰温度更均匀，减少有害气体的排放，达到节能环保的目的。但该技术方案中预热温度提升较慢，换热后助燃空气的温度仍显得较低。而且由于直线型辐射管中换热管的长度和直径有限，换热管的换热效率相对较低，难以大幅提高辐射管烧嘴的理论燃烧温度。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有辐射管烧嘴预热温度提升较慢，换热管的换热效率较低，预热后助燃空气的温度仍有待提高的缺陷和不足，提出一种换热效率较高，预热升温快，助燃空气温度和理论燃烧温度较高，易于实现高温空气贫氧燃烧且节能效果好的增强型自预热辐射管燃气烧嘴。它设计合理，结构简单，制作成本较低，便于推广使用。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，包括设置在烧嘴安装座上的燃气管，空气进口、点火电极、空气导管、换热管、排气孔和废气排气口，燃气管的出口端设置有烧嘴本体，点火电极安装在烧嘴本体上，所述烧嘴本体的外部同轴套有一空气导管，所述空气导管的外部同轴套有一换热管，所述空气导管和换热管的一端均固定在烧嘴安装座上的排气孔中，所述的空气导管、换热管和排气孔三者之间均留有径向间隙，所述空气导管和换热管的另一端插入辐射管中，所述换热管的外表面上设置有凸凹结构。

所述的凸凹结构是设置在换热管管壁上突起或凹坑。

所述的凸凹结构是设置在换热管管壁上的波纹槽或螺旋槽。

所述的凸凹结构是设置在换热管平滑外表面上的翅片。

所述的翅片沿换热管的轴向呈螺旋型分布，或径向等分地沿换热管的轴向平行分布。

所述的空气导管、换热管均采用碳化硅或耐热钢制成。

与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点： 

1．本实用新型在换热管的外表面设置有凸凹结构，在有限的空间内提高了换热管与高温废气接触的换热面积，增强了换热管对输入空气的预热效果，换热效率高，预热升温快，助燃空气温度和理论燃烧温度大幅提高，有利于实现高温空气贫氧燃烧。

2．本实用新型换热管的体积小，不占用辐射管的内部空间，换热管导热性好，对高温废气的热能利用率提高，所用能耗进一步降低，节能降耗效果明显，也减少了氮氧化合物有害气体的排放，有利于环保。

3．本实用新型的空气导管、换热管都是采用碳化硅或耐热钢制成，具有耐温高、导热好、质量轻、使用寿命长等优点。

4．本实用新型烧嘴的设计合理，结构简单，加工制作方便，成本较低。可适于各种气体燃料，如焦炉煤气、混合煤气、天然气等。可广泛用于钢铁冶金、建筑材料、耐火材料、玻璃、陶瓷等行业，特别适合炉内通保护气氛的热处理炉，便于推广使用。    

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，燃气管1，辐射管2，点火电极3，烧嘴本体4，空气导管5，烧嘴安装座6，进气管7，空气进口8，火焰喷口9，换热管10，一次进气孔11，二次空气喷口12，废气排气口13，排气孔14，火焰管15，径向凸起16。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1，本实用新型的一种自预热式辐射管燃气烧嘴，包括设置在烧嘴安装座6上的燃气管1，空气进口8和点火电极3，燃气管1的出口端设置有烧嘴本体4，烧嘴本体4为圆锥状的筒形腔的构造，并且烧嘴本体4的小口径端为进气口，点火电极3安装在烧嘴本体4上，所述烧嘴本体4的外部同轴套有一空气导管5，所述空气导管5的外部同轴套有一换热管10，所述空气导管5和换热管10的一端均固定在烧嘴安装座6上的排气孔14中，所述的烧嘴安装座6上还设置有废气排气口13，所述的废气排气口13与排气孔14相连通，所述的空气导管5、换热管10和排气孔14三者之间均留有径向间隙，其中，空气导管5与换热管10之间的径向间隙构成了空气流动的环形管道，所述空气导管5的另一端在烧嘴本体4大口径端的前方收缩成火焰喷口9，即在烧嘴本体4的前端形成一个燃烧室，空气导管5中段的管壁上对应烧嘴本体4的进气口设置有一次进气孔11，一次进气孔11开设在空气导管5的管壁上，上述空气环形通道中的空气从一次进气孔11，进入空气导管5的内孔中，再从烧嘴本体4的小口径端进入烧嘴本体4的筒形腔中，所述换热管10的另一端围绕在火焰喷口9外部收缩成二次空气喷口12，二次空气喷口12为环形，上述空气环形通道中的空气从围绕在火焰喷口9外壁上的二次空气喷口12喷出，对火焰喷口9喷出的燃烧气体进行第二次空气助燃，且所述空气导管5和换热管10的另一端插入辐射管2中，所述换热管10的外表面上设置有凸凹结构。所述的辐射管2内还放置有火焰管15，火焰管15与辐射管2之间留有径向间隙。

所述的凸凹结构可以是设置在换热管10管壁上的突起或凹坑，以增加换热管的外表面积，提高换热效果。如可在制作换热管10时，先对管壁材料进行加工，均匀地压制出球形突起或凹坑，使换热管10的外表面形成均匀分布地球形突起或凹坑。同上，所述的凸凹结构可以是均匀设置在换热管10管壁上的波纹槽或螺旋槽。所述的波纹槽可以沿换热管10的径向设置，使换热管10的径向断面成花键轴的形式，所述的波纹槽也可以沿换热管10的轴向呈环形设置，形成图1中所示的结构。所述的螺旋槽通常沿换热管10的轴向旋转设置，它可以造成高温废气在换热管10外表面和辐射管2内壁中的旋转流动，延长高温废气在换热管10外表面上流动的距离和时间，提高换热效率。

所述的凸凹结构还可以是均匀设置在换热管10平滑外表面上的翅片。如同在暖气管外设置散热翅片一样，本实用新型中翅片的设置仍应保证换热管10外表面和辐射管2内壁中的间隙，即应留出高温废气在辐射管2和换热管10之间流动的通道，一般情况下，所述的翅片沿换热管10的轴向呈螺旋型分布，也可以平行于换热管10的轴向分布，即各翅片的高度方向沿换热管10的径向指向其圆心，各翅片的长度方向与换热管10的轴向相平行。

当换热管10插入辐射管2中，并将烧嘴安装座6固定在辐射管2上时，火焰管15与辐射管2之间的径向间隙和换热管10与排气孔14间的径向间隙就构成了高温废气排出的通道。所述排气孔14的直径与辐射管2的内径相等。所述火焰管15的外表面上设置有与辐射管2内壁相配合的径向凸起16，所述径向凸起16的高度是火焰管15内径的1/4～1/8。所述的烧嘴安装座6采用铸造铝合金的双层壳体，它具有重量轻、散热好、结构紧凑、装卸方便等优点。

径向凸起16的设置不应阻碍气体在火焰管15外表面与辐射管2内壁之间的轴向流动。在火焰管15的横截面上，径向凸起16一般等分均布，径向凸起16的长度和宽度均较小。在辐射管2中，所述的火焰管15至火焰喷口9的距离与火焰管15内径的比值为1/4～1。火焰管15与火焰喷口9留出一定的距离，通过燃烧火焰的射流，可卷吸部分废气参与燃烧，降低了有害气体的排放，环保效果好。

当烧嘴本体4中的燃气燃烧时，其空气从换热管10的内壁向辐射管2一端流动，而燃烧后的高温废气，沿换热管10的外壁向烧嘴安装座6一端流动，将高温废气的热量传递给流入的空气，即对助燃空气进行预热，提高助燃空气的温度,达到节能的目的。

为保证上述的空气环形通道与烧嘴安装座6上的空气进口8相连通，所述空气导管5与烧嘴安装座6连接的一端设置有进气管7，进气管7穿过换热管10与烧嘴安装座6上的空气进口8相连通。

所述的空气导管5、换热管10和火焰管15均采用碳化硅或耐热钢制成，具有耐温高、导热好、质量轻、使用寿命长等优点。

本实用新型的工作过程是：燃气通过燃气管1进入烧嘴本体4中，助燃空气从空气进口8进入空气导管5和换热管10之间的空气环形通道中，并从一次进气孔进入烧嘴本体4中，导通点火电极3，点火电极3发火点燃燃气，火焰先在空气导管5内部的燃烧室内燃烧，再从火焰喷口9喷出，助燃空气从空气环形通道中的空气流至火焰喷口9外壁的二次空气喷口12，对燃烧火焰进行二次助燃。从火焰喷口9喷出的燃烧火焰射入辐射管2内部的火焰管15管孔中，并向辐射管2的前端流动，燃烧后的高温废气从火焰管15管孔的另一端流出并从火焰管15的外壁向回返流，当高温废气流至火焰管15和火焰喷口9之间时，火焰喷口9喷出燃烧火焰的射流，会卷吸部分高温废气参与燃烧，余下的高温废气继续向烧嘴安装座6一端流动，并通过换热管10外壁对换热管10内壁中流动的空气进行加热，然后高温废气再经排气孔14从废气排气口13排出。 

Claims (6)

1.一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，包括设置在烧嘴安装座（6）上的燃气管（1），空气进口（8）、点火电极（3）、空气导管（5）、换热管（10）、排气孔（14）和废气排气口（13），燃气管（1）的出口端设置有烧嘴本体（4），点火电极（3）安装在烧嘴本体（4）上，所述烧嘴本体（4）的外部同轴套有一空气导管（5），所述空气导管（5）的外部同轴套有一换热管（10），所述空气导管（5）和换热管（10）的一端均固定在烧嘴安装座（6）上的排气孔（14）中，所述的空气导管（5）、换热管（10）和排气孔（14）三者之间均留有径向间隙，所述空气导管（5）和换热管（10）的另一端插入辐射管（2）中，其特征在于：所述换热管（10）的外表面上设置有凸凹结构。

2.根据权利要求1所述的一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，其特征在于：所述的凸凹结构是均设置在换热管（10）管壁上的突起或凹坑。

3.根据权利要求1所述的一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，其特征在于：所述的凸凹结构是设置在换热管（10）管壁上的波纹槽或螺旋槽。

4.根据权利要求1所述的一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，其特征在于：所述的凸凹结构是设置在换热管（10）平滑外表面上的翅片。

5.根据权利要求4所述的一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，其特征在于：所述的翅片沿换热管（10）的轴向呈螺旋型分布，或平行于换热管（10）的轴向分布。

6.根据权利要求1所述的一种增强型自预热辐射管燃气烧嘴，其特征在于：所述的空气导管（5）、换热管（10）均采用碳化硅或耐热钢制成。

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