CN208055210U - 燃烧器及具有该燃烧器的光纤预制棒加工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种燃烧器，包括：预混腔、燃气管路、预混氧气管路、燃烧器端口、出气管、表面混氧气管路。本实用新型还提供一种用于光纤预制棒加工装置，包括所述燃烧器。所述燃烧器通过窄小的预混腔，大幅增加预混氧气的流速，带动燃料形成高流速、热量高度集中的火焰，消除了燃烧器出口截面积大、燃料流量低压力低对火焰热量集中的影响；另外，该燃烧器不受燃烧器端口截面积限制，可以通过调整出气管的内外径和排列数量，以分别利于光纤预制棒的拉伸、抛光和对接等不同的火焰加工作业。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃烧装置领域，尤其涉及一种预混式的燃烧器及具有该燃烧器的光纤预制棒加工装置。
背景技术
光纤预制棒在加工过程中，需要通过火焰加热以进行芯棒的拉伸、抛光、对接作业；光纤预制棒同样需要通过火焰加热进行对接作业。光纤预制棒现逐步向着大尺寸化的趋势发展，由于氢气热值相对较低，表面混结构火焰温度低，传统的氢氧焰表面混结构燃烧器在实际加工大尺寸预制棒及芯棒过程中，存在加热效率低、耗时长、燃料使用量大等缺陷，即便在大流量、长时间的加热下，也可能存在光纤预制棒和芯棒软化、对接不充分，无法拉伸等问题。
光纤预制棒、芯棒火加工所需燃料流量区间固定，表面混燃烧器端面的截面积大小也需要固定，以形成高流速、热量集中的火焰；而在光纤预制棒、芯棒等火焰加工作业过程中，燃烧器截面积较大，火焰更宽利于芯棒抛光的均匀性、芯棒对接的充分性，燃烧器截面积较小，火焰更窄利于芯棒拉伸过程和对芯棒棒径波动的控制。因此，传统的表面混燃烧器存在的不足有：(1)传统的表面混燃烧器主要适用于氢气，而氢气相对其他燃料存在热值低的缺陷，加热过程需要高流量、长时间预热，生产效率相对低；(2)传统的表面混结构，对燃料的热值发挥不充分，火焰温度低，无法完全释放出燃料的热值，加热效率与充分性低；(3)传统表面混燃烧器，燃烧器端面截面积较固定，相同结构的燃烧器不适用于光纤预制棒、芯棒的多种加工作业。
实用新型内容
鉴于以上内容，有必要提供一种火焰温度高、热量集中的燃烧器。
本实用新型提供一种燃烧器，所述燃烧器包括：
预混腔，燃气和氧气在所述预混腔混合形成混合气；
燃气管路，所述燃气管路与所述预混腔相连，燃气通过所述燃气管路进入所述预混腔；
预混氧气管路，所述预混氧气管路与所述预混腔相连，氧气通过所述预混氧气管路进入所述预混腔；
燃烧器端口，所述燃烧器端口为混合气出口端面；
多个出气管，所述多个出气管与所述预混腔相连，所述多个出气管用于导出所述预混腔的混合气至所述燃烧器端口；
表面混氧气管路，氧气通过所述表面混氧气管路进入所述出气管之间的间隙以到达所述燃烧器端口，通过调节预混氧气和表面混氧气流量比可控制所述燃烧器火焰的聚散情况。
优选地，所述预混腔为单路细长管路结构，所述预混腔的内径为3～5mm，所述预混腔的长度为14～16mm。
优选地，所述预混氧气管路的内径小于所述预混腔的内径。
优选地，所述多个出气管的数量范围为81～225，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为9～15。
优选地，所述多个出气管从与所述预混腔相连的一端向所述燃烧器端口的中心倾斜，所述多个出气管的倾斜角度介于6°～15°，内径范围为0.8～1.2mm，外径范围为2.3～2.5mm。
优选地，所述多个出气管的内径范围为0.8～1mm，外径范围为2.3～2.4mm，所述多个出气管的数量范围为81～169，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为9～13，以使所述燃烧器的火焰宽度小和加热区域集中。
优选地，所述多个出气管的内径范围为1～1.2mm，外径范围为2.4～2.5mm，所述多个出气管的数量范围为169～225，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为13～15，以使所述燃烧器的火焰宽度和加热区域扩大。
优选地，所述燃烧器还包括冷却水路，所述冷却水路设于所述燃烧器端口的一侧，用于导通循环冷却水以降低所述燃烧器端口的温度。
本实用新型还提供一种光纤预制棒加工装置，包括所述燃烧器。
与现有技术相比，本实用新型提供的燃烧器通过窄小的预混腔，大幅增加预混氧气的流速，带动燃料形成高流速、热量高度集中的火焰，消除了燃烧器出口截面积大、燃料流量低压力低对火焰热量集中的影响；另外，该燃烧器不受燃烧器端口截面积限制，可以通过调整出气管的内外径和排列数量，以分别利于光纤预制棒的拉伸、抛光和对接等不同的火焰加工作业。
附图说明
图1是本实用新型的一实施例提供的一种燃烧器的结构示意图。
图2为本实用新型的一实施例提供的一种燃烧器端口的结构示意图。
主要元件符号说明：
| 光纤预制棒加工装置 | 1000 |
| 燃烧器 | 100 |
| 预混腔 | 1 |
| 燃气管路 | 2 |
| 第一燃气管路 | 21 |
| 第二燃气管路 | 22 |
| 预混氧气管路 | 3 |
| 燃烧器端口 | 4 |
| 出气管 | 5 |
| 表面混氧气管路 | 6 |
| 冷却水路 | 7 |
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在本实用新型中，当一个组件被认为是与另一个组件“相连”或“连接”时，可以是紧固连接，也可以使可拆卸连接，一组件可以是与另一个组件直接连接，也可以是通过居中组件与另一个组件间接连接。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的技术手段的名称只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
请参阅图1，图1所示为一种燃烧器100的结构示意图，所述燃烧器100包括7个主要部件，分别是预混腔1、燃气管路2、预混氧气管路3、燃烧器端口4、出气管5、表面混氧气管路6和冷却水路7。
预混腔1：燃气和氧气在所述预混腔1混合形成混合气，所述预混腔1为单路细长管路结构，所述预混腔1的内径为3～5mm，所述预混腔1的长度14～16mm；
燃气管路2：燃气管路2包括第一燃气管路21和第二燃气管路22，燃气管路2设于预混腔1的侧边，第一燃气管路21通过第二燃气管路22与预混腔1连通，第一燃气管路21的内径较第二燃气管路22的内径大，燃气通过第一燃气管路21进入第二燃气管路22，燃气在第二燃气管路22内稳定流量后均匀地进入预混腔1，与预混氧气在预混腔1内均匀混合后，通过高流速的预混氧气带动，高速流出燃烧器端口4可被点燃；
预混氧气管路3：预混氧气管路3与预混腔1相连，氧气通过预混氧气管路3正面直接进入预混腔1，与燃料在预混腔1内混合后，带动燃料从燃烧器端口4高速流出，形成热量集中、温度高的强劲火焰。
预混氧气管路3在进入预混腔1瞬间，管路内径变小，氧气流速及压力增大，且同时与从第二燃气管路22通入的燃气混合，并进入预混腔1；通过预混腔1细长的结构特性，使混合气压力、流量增大，形成热量集中的强劲火焰，并且该结构增大混合气压力，很好地阻止火焰进入燃烧器100内部，减小回火可能性；
燃烧器端口4：请参阅图2，燃烧器端口4为混合气出口端面，燃烧器端口4上数个出气管5的管口整齐排列成正方形结构。
出气管5：出气管5与预混腔1相连，出气管5从与预混腔1相连的一端延伸至燃烧器端口4。燃气与氧气预混合后，通过预混腔1从出气管5内部至燃烧器端口。出气管5的内径介于0.8～1.2mm之间，以保证火焰强度，出气管5外径介于2.3～2.5mm，可控制火焰宽度；出气管5采取两侧向中心倾斜的火焰聚焦模式，最外侧气管倾斜角度介于6°～15°，出气管5数量介于81～225，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为9～15。
当所述出气管5的内径范围为0.8～1mm，外径范围为2.3～2.4mm，所述多个出气管的数量范围为81～169，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为9～13，所述燃烧器100的火焰宽度小，加热区域集中，对光纤预制棒棒径波动的控制会更好，利于进行光纤预制棒和芯棒的拉伸作业。
当所述出气管5的内径范围为1～1.2mm，外径范围为2.4～2.5mm，所述多个出气管的数量范围为169～225，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为13～15，所述燃烧器100的火焰宽度和加热区域扩大，利于进行光纤预制棒和芯棒的抛光和对接作业。
表面混氧气管路6：氧气通过表面混氧气管路6进入所述出气管5之间的间隙以到达所述燃烧器端口4，通过调节预混氧气和表面混氧气流量比，可有效地控制燃烧器100火焰的聚散情况，并提高燃气燃烧的充分性。
冷却水路：燃烧器100的头部长期处于高温状态，易造成损耗，在燃烧器端口4的一侧设置冷却水路，通过冷却水循环，降低燃烧器100头部的温度，可有效延长燃烧器使用寿命，水流量需求较少，5～15L/min可达到冷却效果。
本实施例还提供一种光纤预制棒加工装置1000(未图示)，包括所述燃烧器100，所述燃烧器100用于光纤预制棒的拉伸、抛光和对接火焰等加工作业，可以理解的是所述光纤预制棒加工装置1000还包括其它光纤预制棒的加工模块，如机床和电机等。
与现有技术相比，本实施例提供的燃烧器通过窄小的预混腔，大幅增加预混氧气的流速，带动燃料形成高流速、热量高度集中的火焰，消除了燃烧器出口截面积大、燃料流量低压力低对火焰热量集中的影响；另外，该燃烧器不受燃烧器端口截面积限制，可以通过调整出气管的内外径和排列数量，以分别利于光纤预制棒的拉伸、抛光和对接等不同的火焰加工作业。具体地，通过减小气管内外径和排列数量，利于进行光纤预制棒和芯棒的拉伸作业；进行光纤预制棒和芯棒的抛光和对接作业。
以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本实用新型的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括：
预混腔，燃气和氧气在所述预混腔混合形成混合气；
燃气管路，所述燃气管路与所述预混腔相连，燃气通过所述燃气管路进入所述预混腔；
预混氧气管路，所述预混氧气管路与所述预混腔相连，氧气通过所述预混氧气管路进入所述预混腔；
燃烧器端口，所述燃烧器端口为混合气出口端面；
多个出气管，所述多个出气管与所述预混腔相连，所述多个出气管用于导出所述预混腔的混合气至所述燃烧器端口；
表面混氧气管路，氧气通过所述表面混氧气管路进入所述出气管之间的间隙以到达所述燃烧器端口，通过调节预混氧气和表面混氧气流量比可控制所述燃烧器火焰的聚散情况。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述预混腔为单路细长管路结构，所述预混腔的内径为3～5mm，所述预混腔的长度为14～16mm。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述预混氧气管路的内径小于所述预混腔的内径。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述多个出气管的数量范围为81～225，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为9～15。
5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述多个出气管从与所述预混腔相连的一端向所述燃烧器端口的中心倾斜，所述出气管的倾斜角度介于6°～15°，内径范围为0.8～1.2mm，外径范围为2.3～2.5mm。
6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述多个出气管的内径范围为0.8～1mm，外径范围为2.3～2.4mm，所述多个出气管的数量范围为81～169，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为9～13，以使所述燃烧器的火焰宽度小和加热区域集中。
7.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述多个出气管的内径范围为1～1.2mm，外径范围为2.4～2.5mm，所述多个出气管的数量范围为169～225，所述多个出气管在所述燃烧器端口排布成正方形结构，正方形每一边上所述多个出气管的排布数量范围为13～15，以使所述燃烧器的火焰宽度和加热区域扩大。
8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括冷却水路，所述冷却水路设于所述燃烧器端口的一侧，用于导通循环冷却水以降低所述燃烧器端口的温度。
9.一种光纤预制棒加工装置，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的燃烧器。
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| CN201721779070.7U CN208055210U (zh) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | 燃烧器及具有该燃烧器的光纤预制棒加工装置 |
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Cited By (1)
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- 2017-12-18 CN CN201721779070.7U patent/CN208055210U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN109928611B (zh) * | 2017-12-18 | 2024-01-30 | 中天科技精密材料有限公司 | 燃烧器及具有该燃烧器的光纤预制棒加工装置 |
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