CN204127960U - 一种富氧燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种富氧燃烧装置，包括燃气喷枪和输风管，燃气喷枪的入口端连接有天然气接管和第一氧气混合器，第一氧气混合器呈三通结构状，第一氧气混合器的一个开口与燃气喷枪相连，第一氧气混合器的另外两个开口分别连接压缩空气气源和氧气气源；输风管的入口端连接有助燃风机，助燃风机的空气吸入口设置有第二氧气混合器，第二氧气混合器包括氧气喷嘴和呈喇叭口状的引流罩，引流罩的大径端与助燃风机的吸入口固定连接，氧气喷嘴的出口端位于引流罩的小径端内，且引流罩的侧壁上还设置有多个空气吸入孔。本实用新型结构简单，便于推广，且提高了燃气燃烧温度和熔窑热效率，对玻璃和高耗能生产企业节能降耗以提高经济效益具有显著价值。

Description

一种富氧燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及盖板玻璃制造燃气加热设备领域，特别是涉及一种富氧燃烧装置。 

背景技术

浮法盖板玻璃生产中，熔窑基本都采用的定时换火，助燃风助燃燃气生成通过蓄热室的横火焰对熔窑进行加热。现有技术中助燃风多为采用引风机或鼓风机直接吸取的自然空气，而空气中氧含量只有21%， 要使燃气充分燃烧就需要引入大量的空气，冷空气预热需要辅助预热设备和热源，而冷空气直接输入熔窑又降低了蓄热室温度和燃烧热利用率。同时低浓度的氧含量也难以实现燃气的充分燃烧，致使燃气大量浪费。浮法玻璃生产中需要使用氮气和氢气作为锡槽的保护气体，在制造氮气和氢气的过程中有大量副产品氧气的产生，多数厂家都是将氧气作排空处理。 

现有技术中浮法盖板玻璃生产工艺中也有采用富氧燃烧技术，且现有多种富氧燃烧方式都需要复杂的燃气、助燃风混合设备，同时需要专用的氧气喷入枪，并且需要对池壁进行开孔等特殊处理，影响了富氧燃烧在浮法玻璃生产中推广。 

实用新型内容

针对上述现有技术中富氧燃烧方式都需要复杂的燃气、助燃风混合设备，同时需要专用的氧气喷入枪，并且需要对池壁进行开孔等特殊处理，影响了富氧燃烧在浮法玻璃生产中推广的问题，本实用新型提供了一种富氧燃烧装置。 

为解决上述问题，本实用新型提供的一种富氧燃烧装置通过以下技术要点来解决问题：一种富氧燃烧装置，包括燃气喷枪和输风管，所述燃气喷枪的入口端连接有天然气接管和第一氧气混合器，所述第一氧气混合器呈三通结构状，第一氧气混合器的一个开口与燃气喷枪相连，第一氧气混合器的另外两个开口分别连接压缩空气气源和氧气气源； 

所述输风管的入口端连接有助燃风机，助燃风机的空气吸入口设置有第二氧气混合器，所述第二氧气混合器包括氧气喷嘴和呈喇叭口状的引流罩，引流罩的大径端与助燃风机的吸入口固定连接，氧气喷嘴的出口端位于引流罩的小径端内，且引流罩的侧壁上还设置有多个空气吸入孔。

具体的，设置的第一氧气混合器和第二氧气混合器实现氧气与助燃风的两次混合：在第二氧气混合器中，高浓度氧气由氧气喷嘴喷出，氧气流经引流罩时，空气由空气吸入孔在氧气流的射流作用和助燃风机的吸附负压作用下进入到助燃风机中，再经输风管流至燃气喷枪的出口，以上过程中，在引流罩中氧气形成扩散流，且空气从氧气束的多个点进入到氧气流中，加之后续助燃风机的搅动，使得输风管出口侧助燃风中氧气均匀；在第一氧气混合器中，呈三通结构状的第一氧气混合器为设置有三个开口的空腔结构，优选压缩空气气源接口与氧气气源接口夹角范围在25°至40°范围内，这样，压缩空气与氧气碰撞过程中由于剧烈的搅动也使得氧气与空气能够均匀混合，而后续氧气与空气的混合气体流至燃气喷枪时，混合气体又与天然气混合，此设置使得燃气喷枪出口端火焰的内焰变短，同时，使得在火焰内也能够形成富氧区，即有利于天然气的热解，利于天然气的使用率。 

更进一步的技术方案为： 

为使得氧气进入引流罩后能够尽量靠近引流罩的喇叭口侧壁流动，即便于空气与氧气在引流罩内的充分接触，还包括两端异径的扩散椎头，引流罩内固定连接有椎头固定架，所述扩散椎头固定连接在椎头固定架上，且扩散椎头位于引流罩的中央。

为使得氧气能够向引流罩侧壁各向等流量扩散，所述扩散椎头包括中部的连接段和连接段两侧的锥形段，所述连接段沿其长度方向等径，且连接段上设置有外螺纹，连接段与椎头固定架成螺纹连接，两个锥形段从引流罩的小径端到大径端方向上直径逐渐增大，采用扩散锥头与锥头固定架螺纹连接的结构形式便于调整扩散锥头在引流罩中的位置，即便于调整第二氧气混合器工作过程中吸入空气的量。 

引流罩呈从其小端至大端直径线性变大的圆锥台状，引流罩上的母线与其中心线的夹角范围在25°至40°范围内，扩散椎头上的锥形段为从各自小端至大端直径线性变大的圆锥台状，且锥形段上的母线与其中心线的夹角比引流罩的母线与其中心线的夹角小3°至7°。 

以上所述引流罩的母线如图1中A标记所示，扩散椎头的母线如图3中B标记所示。引流罩上的母线与其中心线的夹角范围的设置和锥形段上的母线与其中心线的夹角设置，使得引流罩与扩散椎头在完成氧气扩散分流和氧气与空气共混的过程中，氧气扩散压头损失小、且氧气能够在引流罩侧壁边缘处形成层流或与空气共混形成紊流，对空气混合效果、防止氧气从空气吸入孔溢出而造成氧气浪费、引流罩工作时的震动大小和工作时的噪音控制均有积极影响。在实践过程中，如选择引流罩两端孔径分别为DN300和DN50，引流罩由厚度为5mm的Q235板材卷制而成，第二氧气混合器中氧气流量为500m3/h时、助燃风机流量为1800 m3/h时，取引流罩上的母线与其中心线的夹角31°，锥形段上的母线与其中心线的夹角27°，此时引流罩工作时产生的噪音在55dB左右，进一步的，空气吸入孔优选圆形孔，以利于引流罩的刚度。 

为减小第一氧气混合器中压缩空气与氧气混合过程中产生的震动对燃气喷枪的影响，还包括柔性的混合器管，所述第一氧气混合器通过混合器管与燃气喷枪固定连接。 

为利于第一氧气混合器中混合气体与天然气的混合，还包括混合喇叭口，所述混合喇叭口为从其一端到另一端直径逐渐变小的同心异径管，混合喇叭口内嵌在燃气喷枪内，且其中心线与燃气喷枪的中心线共线，混合喇叭口的小直径端朝向燃气喷枪的出口端，第一氧气混合器与燃气喷枪的连接点位于混合喇叭口在其轴向方向投影于燃气喷枪的投影区域内，以上设置中由第一氧气混合器流出的混合气体进入燃气喷枪后直接冲刷到混合喇叭口上，可减小混合气体流对燃气喷枪内流体沿着燃气喷枪轴线方向流动状态的影响，以使得燃气喷枪出口端四周的火焰均匀，有利于天然气的燃烧利用率。为使得混合气流与天然气具有最佳的混合效果，优选的，混合气流与燃气喷枪轴线方向的夹角优选在45°至65°范围内。 

为使得在不同天然气流量或助燃风流量和风压下，燃气喷枪出口端均能够具有良好的燃烧效果，所述燃气喷枪内还设置有火焰调节器，所述火焰调节器包括锥形的火焰调节椎头、椎头调节杆和椎头调节手柄，椎头调节杆的两端分别固定连接椎头调节手柄和火焰调节椎头，燃气喷枪内设置有调节杆支架，椎头调节杆与调节杆支架成螺纹连接，且椎头调节手柄位于燃气喷枪的外侧，火焰调节椎头位于燃气喷枪的出口端。具体的，通过旋转锥头调节手柄，锥头调节杆随锥头调节手柄转动，从而改变锥头调节杆在调节杆支架上螺纹啮合的位置，即改变火焰调节锥头相对于燃气喷枪出口的位置，以达到调节燃气喷枪出口流道形状的目的。 

本实用新型具有以下有益效果： 

本实用新型结构简单，便于加工制造；设置的第一氧气混合器和第二氧气混合器实现氧气与助燃风的两次混合：在第二氧气混合器中，在引流罩中氧气形成扩散流，且空气从氧气束的多个点进入到氧气流中，加之后续助燃风机的搅动，使得输风管出口侧助燃风中氧气均匀；在第一氧气混合器中，呈三通结构状的第一氧气混合器为设置有三个开口的空腔结构，压缩空气与氧气碰撞过程中由于剧烈的搅动也使得氧气与空气能够均匀混合，而后续氧气与空气的混合气体流至燃气喷枪时，混合气体又与天然气混合，以上结构中，不需要通过严格的混合设备将燃烧气体中氧气含量控制在30-50%的范围内，不用将燃烧气体预热后在专用氧气喷枪辅助下燃烧，也不用在池壁上开通。同时，以上设置使得燃气喷枪出口端火焰的内焰变短，在火焰区不易发生因在某个区域由于过高的氧气浓度而使得该区域内温度过高，并且使得在火焰内也能够形成富氧区，即有利于天然气的热解，利于天然气的使用率。

本实用新型提高了燃烧温度和熔窑热效率，对玻璃和高耗能生产企业节能降耗以提高经济效益具有显著价值。 

附图说明

图1为本实用新型所述的一种富氧燃烧装置一个具体实施例的结构示意图； 

图2为本实用新型所述的一种富氧燃烧装置燃气喷枪一个具体实施例的结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种富氧燃烧装置引流罩一个具体实施例的结构示意图。

图中标记分别为：1、天然气接管，2、第一氧气混合器，3、混合器管，4、池墙，5、氧气喷嘴，6、输风管，7、燃气喷枪，8、喷嘴砖，9、熔窑大碹，10、锥头调节手柄，11、调节杆支架，12、锥头调节杆，13、火焰调节锥头，14、助燃风机，15、引流罩，16、扩散锥头，161、连接段，162、锥形段，17、锥头固定架，18、第二氧气混合器，19、混合喇叭口。 

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例： 

实施例1：

如图1、图2和图3所示，一种富氧燃烧装置，包括燃气喷枪7和输风管6，所述燃气喷枪7的入口端连接有天然气接管1和第一氧气混合器2，所述第一氧气混合器2呈三通结构状，第一氧气混合器2的一个开口与燃气喷枪7相连，第一氧气混合器2的另外两个开口分别连接压缩空气气源和氧气气源；

所述输风管6的入口端连接有助燃风机14，助燃风机14的空气吸入口设置有第二氧气混合器18，所述第二氧气混合器18包括氧气喷嘴5和呈喇叭口状的引流罩15，引流罩15的大径端与助燃风机14的吸入口固定连接，氧气喷嘴5的出口端位于引流罩15的小径端内，且引流罩15的侧壁上还设置有多个空气吸入孔。

具体的，设置的第一氧气混合器2和第二氧气混合器18实现氧气与助燃风的两次混合：在第二氧气混合器18中，高浓度氧气由氧气喷嘴5喷出，氧气流经引流罩15时，空气由空气吸入孔在氧气流的射流作用和助燃风机14的吸附负压作用下进入到助燃风机14中，再经输风管6流至燃气喷枪7的出口，以上过程中，在引流罩15中氧气形成扩散流，且空气从氧气束的多个点进入到氧气流中，加之后续助燃风机14的搅动，使得输风管6出口侧助燃风中氧气均匀；在第一氧气混合器2中，呈三通结构状的第一氧气混合器2为设置有三个开口的空腔结构，优选压缩空气气源接口与氧气气源接口夹角范围在25°至40°范围内，这样，压缩空气与氧气碰撞过程中由于剧烈的搅动也使得氧气与空气能够均匀混合，而后续氧气与空气的混合气体流至燃气喷枪7时，混合气体又与天然气混合，此设置使得燃气喷枪7出口端火焰的内焰变短，同时，使得在火焰内也能够形成富氧区，即有利于天然气的热解，利于天然气的使用率。 

本实施例中，设置的燃气喷嘴7的出口端和输风管6的出口端均固定连接在熔窑大碹9上，且燃气喷嘴7与输风管6各自出口延长线夹角在0°至15°范围内，且熔窑大碹9与燃气喷枪7的连接处池墙4上还设置有喷嘴砖8，实施喷嘴砖8为耐火砖，喷嘴砖8绕燃气喷枪7出口周向布置，喷嘴砖与燃气喷枪7之间还设置有耐火石棉，以防止燃气喷枪7在工作过程中产生的震动损坏池墙4。 

实施例2： 

本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，如图1、图2和图3所示，为使得氧气进入引流罩15后能够尽量靠近引流罩15的喇叭口侧壁流动，即便于空气与氧气在引流罩15内的充分接触，还包括两端异径的扩散椎头16，引流罩15内固定连接有椎头固定架17，所述扩散椎头16固定连接在椎头固定架17上，且扩散椎头16位于引流罩15的中央。

为使得氧气能够向引流罩15侧壁各向等流量扩散，所述扩散椎头16包括中部的连接段161和连接段161两侧的锥形段162，所述连接段161沿其长度方向等径，且连接段161上设置有外螺纹，连接段161与椎头固定架17成螺纹连接，两个锥形段162从引流罩15的小径端到大径端方向上直径逐渐增大，采用扩散锥头16与锥头固定架17螺纹连接的结构形式便于调整扩散锥头16在引流罩15中的位置，即便于调整第二氧气混合器18工作过程中吸入空气的量。 

为减小引流罩在工作时的噪音和震动，本实施例中引流罩15两端孔径分别为DN300和DN50，引流罩15由厚度为5mm的Q235板材卷制而成，取引流罩15上的母线与其中心线的夹角31°，锥形段162上的母线与其中心线的夹角27°。 

实施例3： 

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1、图2和图3所示，为减小第一氧气混合器2中压缩空气与氧气混合过程中产生的震动对燃气喷枪7的影响，还包括柔性的混合器管3，所述第一氧气混合器2通过混合器管3与燃气喷枪7固定连接。

为利于第一氧气混合器2中混合气体与天然气的混合，还包括混合喇叭口19，所述混合喇叭口19为从其一端到另一端直径逐渐变小的同心异径管，混合喇叭口19内嵌在燃气喷枪7内，且其中心线与燃气喷枪7的中心线共线，混合喇叭口19的小直径端朝向燃气喷枪7的出口端，第一氧气混合器2与燃气喷枪7的连接点位于混合喇叭口19在其轴向方向投影于燃气喷枪7的投影区域内，以上设置中由第一氧气混合器2流出的混合气体进入燃气喷枪7后直接冲刷到混合喇叭口19上，可减小混合气体流对燃气喷枪7内流体沿着燃气喷枪7轴线方向流动状态的影响，以使得燃气喷枪7出口端四周的火焰均匀，有利于天然气的燃烧利用率。为使得混合气流与天然气具有最佳的混合效果，优选的，混合气流与燃气喷枪7轴线方向的夹角优选在45°至65°范围内。 

为使得在不同天然气流量或助燃风流量和风压下，燃气喷枪5出口端均能够具有良好的燃烧效果，所述燃气喷枪7内还设置有火焰调节器，所述火焰调节器包括锥形的火焰调节椎头13、椎头调节杆12和椎头调节手柄10，椎头调节杆12的两端分别固定连接椎头调节手柄10和火焰调节椎头13，燃气喷枪7内设置有调节杆支架11，椎头调节杆12与调节杆支架11成螺纹连接，且椎头调节手柄10位于燃气喷枪7的外侧，火焰调节椎头13位于燃气喷枪7的出口端。具体的，通过旋转锥头调节手柄10，锥头调节杆12随锥头调节手柄10转动，从而改变锥头调节杆12在调节杆支架11上螺纹啮合的位置，即改变火焰调节锥头13相对于燃气喷枪7出口的位置，以达到调节燃气喷枪7出口流道形状的目的。 

Claims (7)

1.一种富氧燃烧装置，包括燃气喷枪（7）和输风管（6），其特征在于，所述燃气喷枪（7）的入口端连接有天然气接管（1）和第一氧气混合器（2），所述第一氧气混合器（2）呈三通结构状，第一氧气混合器（2）的一个开口与燃气喷枪（7）相连，第一氧气混合器（2）的另外两个开口分别连接压缩空气气源和氧气气源；

所述输风管（6）的入口端连接有助燃风机（14），助燃风机（14）的空气吸入口设置有第二氧气混合器（18），所述第二氧气混合器（18）包括氧气喷嘴（5）和呈喇叭口状的引流罩（15），引流罩（15）的大径端与助燃风机（14）的吸入口固定连接，氧气喷嘴（5）的出口端位于引流罩（15）的小径端内，且引流罩（15）的侧壁上还设置有多个空气吸入孔。

2.根据权利要求1所述的一种富氧燃烧装置，其特征在于，还包括两端异径的扩散椎头（16），引流罩（15）内固定连接有椎头固定架（17），所述扩散椎头（16）固定连接在椎头固定架（17）上，且扩散椎头（16）位于引流罩（15）的中央。

3.根据权利要求2所述的一种富氧燃烧装置，其特征在于，所述扩散椎头（16）包括中部的连接段（161）和连接段两侧的锥形段（162），所述连接段（161）沿其长度方向等径，且连接段（161）上设置有外螺纹，连接段（161）与椎头固定架（17）成螺纹连接，两个锥形段（162）从引流罩（15）的小径端到大径端方向上直径逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种富氧燃烧装置，其特征在于，引流罩（15）呈从其小端至大端直径线性变大的圆锥台状，引流罩（15）上的母线与其中心线的夹角范围在25°至40°范围内，扩散椎头（16）上的锥形段（162）为从各自小端至大端直径线性变大的圆锥台状，且锥形段（162）上的母线与其中心线的夹角比引流罩（15）的母线与其中心线的夹角小3°至7°。

5.根据权利要求1所述的一种富氧燃烧装置，其特征在于，还包括柔性的混合器管（3），所述第一氧气混合器（2）通过混合器管（3）与燃气喷枪（7）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种富氧燃烧装置，其特征在于，还包括混合喇叭口（19），所述混合喇叭口（19）为从其一端到另一端直径逐渐变小的同心异径管，混合喇叭口（19）内嵌在燃气喷枪（7）内，且其中心线与燃气喷枪（7）的中心线共线，混合喇叭口（19）的小直径端朝向燃气喷枪（7）的出口端，第一氧气混合器（2）与燃气喷枪（7）的连接点位于混合喇叭口（19）在其轴向方向投影于燃气喷枪（7）的投影区域内。

7.根据权利要求1至6中任意一个所述的一种富氧燃烧装置，其特征在于，所述燃气喷枪（7）内还设置有火焰调节器，所述火焰调节器包括锥形的火焰调节椎头（13）、椎头调节杆（12）和椎头调节手柄（10），椎头调节杆（12）的两端分别固定连接椎头调节手柄（10）和火焰调节椎头（13），燃气喷枪（7）内设置有调节杆支架（11），椎头调节杆（12）与调节杆支架（11）成螺纹连接，且椎头调节手柄（10）位于燃气喷枪（7）的外侧，火焰调节椎头（13）位于燃气喷枪（7）的出口端。