CN203024157U - 低氧蓄热式烧嘴 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种低氧蓄热式烧嘴，属于工业加热炉技术领域。低氧蓄热式烧嘴设置在相邻两个蓄热室之间的墙壁靠近燃烧室的一端，两个蓄热室分别通过助燃气通道与烧嘴的两边连通，墙壁中还设置有与烧嘴连通的燃气管道；燃烧室与蓄热室之间设置有与烧嘴中助燃气通道连通的回流通道，回流通道与助燃气通道汇合于烧嘴中部的汇合部；汇合部通过混合助燃气通道与喷嘴连通，两条混合助燃气通道与燃气管道相交在烧嘴的喷嘴处。本实用新型通过回流通道的设置，使燃烧产生的烟气回流稀释了助燃气体，燃气燃烧时形成弥漫式火焰，增大了火焰燃烧体积，保证了被加热件的受热均匀，燃烧气氛为还原性气氛，减少了被加热件表面氧化物的产生，提高了产品质量。

Description

低氧蓄热式烧嘴
技术领域
本实用新型涉及工业加热炉用蓄热式燃烧装置的烧嘴，特别是一种低氧蓄热式烧嘴。
背景技术
燃烧器是使燃料和空气以一定方式喷出混合（或混合喷出）燃烧的装置统称。 燃烧器按类型和应用领域分为工业燃烧器、燃烧机、民用燃烧器、特种燃烧器几种。其中工业燃烧器俗称烧嘴，种类规格型式很多，应用领域很广，在需要使燃料燃烧以加热物料或反应的工业场合都需要用工业燃烧器（烧嘴）。
现在使用的燃烧器一般为蓄热式烧嘴，蓄热式烧嘴是一种通过蓄热体从窑炉烟气中回收热量来预热空气以此达到交替燃烧均匀加热目的的烧嘴。蓄热式烧嘴主要应用于工业燃气加热领域，以低NOx排放，很高的燃烧热效率著称。它是继自身预热式烧嘴后的又一大技术进步。近年来，在英国，西欧，北美，澳洲和日本等地作为节能技术核心广泛传播和示范推广，应用于锻造炉，热处理炉，金属熔化炉和玻璃池窑等。
目前，蓄热式烧嘴一般应用在蓄热式加热炉中，加热炉包括炉体、与炉体连通的燃气管道、助燃气管道以及排烟管道；炉体内腔通过隔墙将炉腔分割为一个燃烧室以及两个对称设置的蓄热室，隔墙上设置有若干个朝向燃烧室的蓄热式烧嘴，蓄热式烧嘴分别与燃气管道和蓄热室连通。当蓄热式烧嘴中充斥有燃气和助燃气体并且燃烧室内点火时，燃气和助燃气体便开始燃烧，蓄热式烧嘴在使用过程中，由于燃气管道内的燃气具有一定的压力，而助燃气体也有相当大的压力，使得烧嘴喷出的火焰过于集中且射程较远，这必然导致被加热件与烧嘴相对的部位受热温度过高，而被加热件的其他部位则受热温度较低，导致被加热件加热不均匀，产品质量较低。另外，因为没有其它装置干预燃烧区域内氧气的分布，燃烧区域内氧气量的相对充足，也会导致被加热件的表面产生许多氧化物，使得被加热件表面的氧化皮过厚，不容易处理。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种能够使被加热件的受热面积加大，被加热件受热均匀，并且能够减少氧化物产生的低氧蓄热式烧嘴。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
低氧蓄热式烧嘴，所述烧嘴设置在相邻两个蓄热室之间的墙壁靠近燃烧室的一端，所述两个蓄热室分别通过助燃气通道与烧嘴的两边连通，墙壁中还设置有与烧嘴连通的燃气管道；所述燃烧室与蓄热室之间设置有与烧嘴中助燃气通道连通的回流通道，所述回流通道与助燃气通道汇合于烧嘴中部的汇合部；汇合部通过混合助燃气通道与喷嘴连通，所述两条混合助燃气通道与燃气管道相交在烧嘴的喷嘴处。
本实用新型的进一步改进在于：所述喷嘴的燃气喷射方向与相邻两个蓄热室之间的墙壁平行或垂直设置。
本实用新型的进一步改进在于：所述混合助燃气通道与回流通道所成的角度为45~90°。
本实用新型的改进还在于：所述回流通道呈渐缩的长方形结构，所述渐缩的长方形回流通道的敞口端朝向燃烧室。 
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步在于：
本实用新型的低氧蓄热式烧嘴的两侧设置有回流通道，由于助燃气体流经汇合部位时产生负压，所以能够使燃气燃烧产生的废烟气从燃烧室经回流通道返回烧嘴内，废烟气与助燃气体在烧嘴的汇合部交汇形成低氧的混合助燃气体，混合助燃气体经混合助燃气通道与燃气管道喷出的燃气在喷嘴处汇合后喷向燃烧室，混合燃气在燃烧室内点火燃烧，由于从喷嘴喷出的混合燃气具有高温低氧的特点，使得燃烧形成的火焰呈弥漫式，火焰体积增大，使得被加热件受热面积增大，温度不再骤然上升，被加热件受热均匀，并且因低氧燃烧，燃烧气氛为还原性气氛，使得受热件的被加热表面产生的氧化物大大减少，表面易于处理，提高了工件质量。
混合助燃气通道与回流通道所成的角度在45°至90°之间，能够使废烟气沿回流通道回流的更顺畅。回流通道呈渐缩的长方形结构，便于更多的废烟气进入回流通道。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型在二位四通换向阀换向后的工作状态图。
其中：1、燃烧室，2、烧嘴，2-1、混合助燃气通道，2-2、回流通道，2-3、汇合部，2-4、助燃气通道，7、蓄热室，8、蓄热体，9、引风机，10、排烟管道，11、助燃气管道，12、鼓风机，13、二位四通换向阀，14、燃气管道，15、喷嘴。
图中：空心单箭头表示燃气体的流向，实心单箭头表示助燃气体的流向，实心双箭头表示烟气流向。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种低氧蓄热式烧嘴，如图1所示，烧嘴2设置在相邻两个蓄热室7之间的墙壁靠近燃烧室1的一端，两个蓄热室7之间的墙壁中设置有燃气管道14，燃气管道14靠近燃烧室的一端与烧嘴2的喷嘴15连通，另一端与燃气源连通。
烧嘴2内对称设置两个助燃气通道2-4，烧嘴2通过两个助燃气通道2-4分别与两个蓄热室7连通。烧嘴2内还对称设置有两个回流通道2-2，两个回流通道2-2位于燃烧室1与蓄热室7之间，分别与两个助燃气通道2-4连通，并分别与两个助燃气通道2-4汇合于烧嘴2中部的汇合部2-3，两个汇合部2-3分别通过两个混合助燃气通道2-1与烧嘴2的喷嘴15连通，同时两条混合助燃气通道2-1与燃气管道14也交汇于烧嘴2的喷嘴15处。烧嘴2设置时可与相邻两个蓄热室7之间的墙壁平行或垂直，即烧嘴2的喷嘴15喷射出的燃气方向既可垂直于蓄热室向上，也可以和蓄热室平行喷向前方。
混合助燃气通道2-1与回流通道2-2所成的角度为45~90°。回流通道2-2呈渐缩的长方形结构，渐缩的长方形回流通道2-2的敞口端朝向燃烧室。 
两个蓄热室7远离烧嘴2的一端都连通有连接管道，两条连接管道通过二位四通换向阀13分别与排烟管道10和助燃气管道11连通，排烟管道10中设置有引风机9，助燃气管道11中设置有鼓风机12，助燃气管道11与助燃气源连通。另外，两个蓄热室7内都设置有蓄热体8。
本实用新型的工作原理如下所述：
首先，为便于描述，两个蓄热室7及分别与之连通的连接管道按图示位置区分为左蓄热室、右蓄热室以及左侧连接管道、右侧连接管道。当本实用新型按图1状态工作时，即二位四通换向阀13位于图1所示的状态时，打开燃气管道14上的开关，使燃气经燃气管道14通向烧嘴2的喷嘴15处。助燃气体在鼓风机12的作用下从助燃气管道11进入右侧连接管道，然后进入右蓄热室。助燃气体在右蓄热室中经蓄热体8加热后经助燃气通道2-4、汇合部2-3及混合助燃气通道2-1喷射至喷嘴15处，助燃气体与燃气管道14在喷嘴15处喷出的燃气混合后被点燃，进而对被加工件进行加热处理。燃气在喷嘴15处燃烧时，喷嘴15周围的氧气因燃烧消耗而减少，燃烧产生的大部分烟气通过左侧的回流通道2-2、助燃气通道2-4在引风机9的作用下进入左蓄热室，左蓄热室的蓄热体8将烟气中的热量吸收后，烟气依次通过左侧连接管道、二位四通换向阀13以及排烟管道10排出左蓄热室。同时，在鼓风机12的作用下，助燃气体流经右侧汇合部位2-3时产生负压使燃烧产生的部分烟气经过右侧的回流通道2-2在右侧的汇合部2-3与助燃气体汇合并充分混合，低氧的废烟气稀释了助燃气体，降低了助燃气体的氧含量，形成低氧的助燃气体，并到达喷嘴15处，与燃气管道14喷出的燃气混合燃烧，此时的火焰因低氧形成弥漫式火焰，火焰体积增大，有利于受热件均匀受热。
当左蓄热室热量积聚到一定值时，调节二位四通换向阀13，烧嘴2的工作状态发生转换，如图2所示。助燃气体在鼓风机12的作用下从助燃气管道11进入左侧连接管道，然后进入左蓄热室。助燃气体在左蓄热室中被蓄热体8加热后经助燃气通道2-4、汇合部2-3及混合助燃气通道2-1喷射至喷嘴15处，与燃气管道14喷出的燃气混合后燃气被点燃，对被加工件进行加热处理。燃气在喷嘴15处燃烧时，喷嘴15周围的氧气因燃烧消耗而减少，燃烧产生的大部分烟气通过右侧的回流通道2-2、助燃气通道2-4在引风机9的作用下进入右蓄热室，右蓄热室的蓄热体8将烟气中的热量吸收后，烟气依次通过右侧连接管道、二位四通换向阀13以及排烟管道10排出右蓄热室。同时，在鼓风机12的作用下，助燃气体流经左侧汇合部位2-3时产生负压，使燃烧产生的部分烟气经过左侧的回流通道2-2在左侧的汇合部2-3与助燃气体汇合并充分混合，低氧的废烟气稀释了助燃气体，降低了助燃气体的氧含量，形成低氧的助燃气体，并到达喷嘴15处，与燃气管道14喷出的燃气混合燃烧，此时的火焰因低氧形成弥漫式火焰，火焰体积增大，有利于受热件均匀受热。
当右蓄热室热量积聚到一定值时，烧嘴2的工作状态再次发生转换，重复图1所示工作状态。图1和图2两种工作状态依次循环直到被加热工件加热完成。

Claims (4)

1.低氧蓄热式烧嘴，其特征在于：所述烧嘴（2）设置在相邻两个蓄热室（7）之间的墙壁靠近燃烧室（1）的一端，所述两个蓄热室（7）分别通过助燃气通道（2-4）与烧嘴（2）的两边连通，墙壁中还设置有与烧嘴（2）连通的燃气管道（14）；所述燃烧室（1）与蓄热室（7）之间设置有与烧嘴（2）中助燃气通道（2-4）连通的回流通道（2-2），所述回流通道（2-2）与助燃气通道（2-4）汇合于烧嘴（2）中部的汇合部（2-3）；汇合部（2-3）通过混合助燃气通道（2-1）与喷嘴（15）连通，所述两条混合助燃气通道（2-1）与燃气管道（14）相交在烧嘴（2）的喷嘴（15）处。
2.根据权利要求1所述的低氧蓄热式烧嘴，其特征在于：所述喷嘴（15）的燃气喷射方向与相邻两个蓄热室（7）之间的墙壁平行或垂直设置。
3.根据权利要求1所述的低氧蓄热式烧嘴，其特征在于：所述混合助燃气通道（2-1）与回流通道（2-2）所成的角度为45~90°。
4.根据权利要求3所述的低氧蓄热式烧嘴，其特征在于：所述回流通道（2-2）呈渐缩的长方形结构，所述渐缩的长方形回流通道（2-2）的敞口端朝向燃烧室。
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