CN2175357Y - 新型波瓣式超混合比例调节燃油燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种工业炉窑用的波瓣式超混合 比例调节燃油燃烧器，燃烧器主要是由波瓣式混合 器、同轴对称离合器式可调节空气/燃油比的比例调 节机构、火焰长度调节套筒、油量锥和油锥套组成，控 制手柄，调油轴套装在调油轴上，并通过调油轴套上 的外螺纹与控制座相联。本实用新型可提高燃烧器 的燃油雾化质量，提高燃烧效率，简化结构，便于操作 及维护，采用能选择空气与燃油比例的比例调节机 构，并使之便于实现微机自动控制。

Description

本实用新型属于一种工业炉窑用的节能燃油燃烧器。

目前在炉窑中使用的燃油燃烧器，程度不同的存在以下问题：（1）燃油雾化质量不好，如重油油滴颗粒直径在80～100微米以上；因此带来燃烧效率低，燃烧不完全；（2）空气与燃油的混合不均，造成燃油浓度分布不均，从而使燃烧温度分布不均；（3）结构复杂，操作调节及维修不便，加工成本高；（4）空气与燃油比例调节机构不够完善合理，或不能任意选择空气与燃油的比例，或虽然能选择空气与燃油的比例，但结构复杂，机构不同轴，不利于微机自动控制燃烧器的技术在工业炉窑中实现。

本实用新型的目的是提供一种提高燃烧器的燃油雾化质量，加强空气与燃油的混合效果，提高燃烧效率，简化结构，便于操作及维护，能选择空气与燃油比例的比例调节机构，并使之能便于实现微机自动控制的新型燃油燃烧器。

本实用新型由壳体、控制装置（空气／燃油比例调节机构）、火焰长度调节套筒、喷油嘴、喷嘴组成，另外加设了波瓣混合器；其中控制装置由蝶形螺母、调油轴、控制手柄、调油轴套、弹簧、拨杆、油量锥套、控制座、拨杆座、导流环、旋转座构成；控制手柄、调油轴套装在调油轴上，并通过调油轴套上的外螺纹与控制座相联，而调油轴与油量锥通过扁槽连接，带动油量锥转动；可选择空气／燃油的比例的比例调节机构是与燃烧器同轴、对称离合器式的，油量锥和油量锥套可对燃油进行线性控制。

波瓣混合器由多个向外逐渐扩张的波瓣构成；这种混合器具有独特的结构及混合机理，当空气和燃油流经波瓣混合器上的每个波瓣时，每个波瓣扇面内均形成一个环流，并且这种环流在波瓣的下游将继续下去。因此，波瓣不仅可使混合气的初始的轴向对称流场产生周向和径向流动，而且还产生了大尺度的环流，使合成的周向和径向流动混合均匀。所以，使燃油的雾化并与空气的混合效果大大优于普通结构和传统混合机理的燃烧器。采用全新设计的、与燃烧器同轴、对称、离合器式的可选择空气／燃油的比例的比例调节机构，可根据燃油的品种质量及工况，正确选择空气与燃油的比例，一旦选择了空气与燃油的比例，则在工作范围内该比值保持为常数；当需要采用微机自动控制燃烧器时，只需更换一根调油轴即可方便地与控制机构相联。采用火焰长度调节套筒可调节火焰长度和形状。采用油量锥和油量锥套可对燃油进行线性控制。

波瓣混合器、喷油嘴和喷嘴的尺寸可相应调整，组成系列规格的燃烧器。

与现有的燃烧器技术相比，本燃烧器装置由于采用了波瓣式混合器，大大提高了燃油的雾化质量以及和空气的混合，从而使燃烧温度更均匀，燃烧效率提高。本燃烧器可适应各种等级的燃油，燃油雾化油滴颗粒平均直径＜50微米。本燃烧器整体结构简单，设计合理，操作维护方便，点火容易，燃烧完全稳定。代替普通燃烧器，可降低油耗10～20％。适用于陶瓷、冶金、机械、石油化工等各种工业炉窑及燃油锅炉、热风炉。

兹举一较佳实施例并配合附图详细说明于后：

附图说明：

图1为本实用新型较佳实施例的结构剖视图；

图2为本实用新型较佳实施例的结构剖视图中控制座的示意图，表示使拨杆能旋转的园弧形槽；

图3为本实用新型较佳实施例的结构剖视图中旋转座上的螺旋槽示意图；

图4为本实用新型较佳实施例的结构剖视图中油量锥的三角形油锥槽的示意图；

图5为本实用新型较佳实施例的结构剖视图中壳体上部的示意图，表示使双头螺栓转动的120°弧形槽；

图6为本实用新型较佳实施例的结构剖视图中波瓣混合器的示意图。

本实用新型的结构及特点如图1所示，本实用新型由蝶形螺母（1）、调油轴（2）、控制手柄（3）、调油轴套（4）、弹簧（5）、拨杆（6）、油量锥（7）、油量锥套（8）、控制座（9）、拨杆座（10）、锁紧螺母（11）、导流环（12）、旋转座（13）、火焰长度调节套筒（14）、喷油嘴（15）、波瓣混合器（16）、壳体（17）、喷嘴（18）、油堵（19）、紧定螺钉（20）、内六方螺钉（21）、双头螺栓（22）、密封圈（23）组成。

从工作现场的燃油供应系统管路来的燃油，经控制座（9）上下对称的两个进油口之一进入燃烧器。控制座（9）左侧内部有二段M24螺纹孔，其中一段螺纹孔与油量锥套（8）连接，另一段螺纹孔和调油轴套（4）连接。油量锥套（8）的内锥面与油量锥（7）的外锥面相配合，并由弹簧（5）将其压紧。调油轴（2）装在调油轴套（4）内，调油轴套（4）内，调油轴套（4）外为控制手柄（3）。调油轴套（4）与控制座（9）之间有一个“O”形密封圈（23），以防止燃油泄漏。油量锥（7）的外锥面上0°～180°范围内有一截面为三角形的变面积锥槽（72），其截面积从0°～180°由大逐渐变小，在0°处有一个直径为3mm的径向小孔与中心的油孔相通。油量锥（7）左端开有一扁槽（71）（见图4），槽中插入调油轴（2）右端的方扁（211），当调油轴（2）转动时，可拨动油量锥（7）转动。调油轴（2）前部有一段6毫米长的三角形花键，与控制手柄（3）上的毂孔上的三角形键齿相啮合。调油轴（2）左端有一段M6的螺纹，与蝶形螺母（1）相连。当旋转控制手柄（3）时，控制手柄（3）通过毂孔上的三角形键齿带动调油轴（2）转动，由此带动油量锥（7）转动，从而调节燃油量的大小。当需要选择空气与燃油的比例时，松开蝶形螺母（1），将控制手柄（3）向外拔出，使花键的啮合脱开，然后用改锥调节调油轴（2）来确定油量锥（7）的初始位置。带三角形键齿的离合器式调油轴（2）、油量锥（7）、油量锥套（8）的初始设定决定油量控制。在选择好空气与燃油的比例后，再将控制手柄（3）推回原位，将蝶形螺母（1）拧紧，这时再调节控制手柄（3），则空气与燃油的比例在整个工作范围内保持不变。控制座（9）中部开有两个对称的96°弧形槽（91）（见图2），连接调油轴（4）与控制手柄（3）的两个拨杆（6）（图1上虚线所示）分别穿过两个弧形槽（91），拨杆（6）的右端与拨杆座（10）紧配合连接，并可以在96°范围内转动。控制座（9）右侧长轴内有一个直径为6mm的油孔，从油量锥（7）来的燃油经其流向喷油嘴（15），喷油嘴（15）由螺纹连接在控制座（9）长轴前部。喷油嘴（15）前端开有8个直径为1mm的径向小孔，工作时燃油从小孔喷出。喷油嘴（15）前端有一螺纹连接的油堵头（19），可以拆卸，以便于喷嘴的清洗。控制座（9）右侧长轴前端有径向定位止口，以保证喷油嘴（15）与长轴的同心。控制座（9）右端长轴上用一内六方螺钉固定，装有导流环（12），其作用是引导从壳体（17）进气口（171）进入燃烧器的空气，减少流动损失。火焰长度调节套筒（14）装在壳体（17）内，对着壳体（17）进气口（171）位置开有一矩形缺口，转动火焰长度调节套筒（14），可改变壳体（17）进气口（171）面积的大小。火焰长度调节套筒（14）上装有一双头螺栓（22），该螺栓（22）穿过壳体（17）安装边附近圆处的120°弧形槽（172）（见图5），与锁紧螺母（11）相配合，可将火焰长度调节套筒（14）锁紧在壳体（17）上；如图1所示，火焰调节套筒（14）通过双头螺栓（22）与锁紧螺母（11）相配合来调节，此双头螺栓（22）与燃烧器的中心轴相垂直，这样便于操作，同时也使其构造简化；壳体（17）通过8个M6的内六方螺钉连接到控制座（9）上。壳体（17）上部有一个带有管螺纹的进气口（171），可与现场的空气管道相连接。在控制座（9）的长轴外装有旋转座（13），其上部有一螺旋槽（131）（图3），螺旋槽（131）可沿固定在控制座（9）长轴上的M6的内六方螺钉滑动。旋转座（13）右前端装有波瓣混合器（16），波瓣混合器（16）出口为波瓣（162），形如花瓣（见图6），根据不同尺寸的燃烧器，波瓣（162）数目为6～12，波瓣混合器（16）用4个M4的紧定螺钉固定。旋转座（13）左端与拨杆座（10）通过各自的两个半环缺口相搭接，当控制手柄（3）转动时，可推动旋转座（13）上的旋转螺旋槽（131）沿控制座（9）长轴上的M6内方螺钉旋转，由此推动波瓣混合器（16）前后移动，使波瓣混合器（16）与喷嘴（18）之间的流通面积改变。喷嘴（18）也用4个M4的紧定螺钉固定在火焰长度调节套筒（14）上。

波瓣超混合燃烧器的工作原理如下：当燃烧器工作时，燃油经控制座（9）上的两个进油口中的一个流入油量锥套（8）上的槽道进入油量锥（7），然后流过其上的180°的三角形槽道进入控制座（9）与喷油嘴（15）内的油道，经喷油嘴（15）前端的8个直径为1毫米的径向小孔喷出。空气从壳体（17）上的进气口（171）进入旋转座（13）与火焰长度调节套筒（14）之间的环形通道，然后分成二股：第一股空气经波瓣混合器（16）上的二排共12个直径为5毫米的60°斜孔（161），进入波瓣混合器（16）与喷油嘴（15）之间的环形通道并流出波瓣混合器（16）出口。第二股空气继续沿旋转座（13）与火焰长度调节套筒（14）之间的环形通道流出喷口。当第一股空气和第二股空气流经波瓣混合器（16）上的波瓣（162）时，在波瓣（162）内产生二次流动，这种二次流动的特点是每个波瓣（162）扇面内均有一个环流，该环流产生的机理是由于第一股空气波瓣（162）和第二股空气波瓣（162）中的相反方向的径向流动造成的。这种环流在波瓣（162）的下游将继续下去，并在整个喷嘴（18）轴线范围内使两股气流进行径向和周向的混合。因此，波瓣（162）不仅可使初始的轴向对称流场产生周向和径向变化的流场，还产生了大尺度的环流，使合成的周向和径向流动混合均匀。所以，两股气流经波瓣混合器（16）与从喷油嘴（15）上的6个径向小孔流出的燃油猛烈撞击使其雾化，形成油雾，然后再与波瓣混合器（16）中的空气流相互混合，产生稳定的，雾化良好的空气与燃油混合气。

当需要调节火焰长度或形状时，可以转动火焰长度调节套筒（14），改变其上对壳体（17）进气口（171）的矩形口位置，由此改变进入燃烧器的空气量和旋转角度来调节火焰长度和形状；火焰短时，火焰扩张角宽；火焰长时，火焰扩张角窄。当燃烧器点火时，调节火焰长度调节套筒（14）还可以降低高紊流空气量，以便能更快，更利于点火。

燃油与空气的比例是通过调节燃油流过油量锥（7）上面积变化的锥槽（72）的流量，以及调节空气流过燃烧器的空气量来实现的。油量锥（7）上的锥槽（72）面积设计成与燃烧器空气流通面积成比例的线性关系。当选择了初始燃油和空气的比例之后，燃油与空气的比例就在整个工作范围内保持不变。如果要改变其比例关系，则松开蝶形螺母（1），使控制手柄（3）毂孔上的三角形花键与调油轴（2）上的键齿脱开，然后旋动调油轴（2）改变油量锥（7）的初始位置，选择所需的燃油与空气比。然后锁紧蝶形螺母（1），使花键啮合。转动控制手柄（3）时，通过装在控制手柄（3）上的拨杆（6），拨动拨杆座（10），由此推动旋转座（13）沿其上的螺旋槽（131）前后移动，改变波瓣混合器（16）与喷嘴（18）的气流出口面积。由于控制手柄（3）与调油轴（2）为花键连接，因此在转动控制手柄（3）的同时，带动调油轴（2）转动，调油轴（2）又通过插入油量锥（7）的方扁（21）带动油量锥（7）转动。这样，在调节时就可以保持所需的空气与燃油的比例不变。当需要对燃烧器进行微机自动控制时，只需拆下蝶形螺母（1），更换一根调油轴（2），就可将控制元件连接到调油轴（2）上，很方便地实现微计算机控制自动化。

燃烧器采用可拆卸的波瓣混合器（16）、喷油嘴（15）、喷嘴（18），不但有利于清洗维护，而且可选择不同的系列组合，以适应炉窑的需要。

Claims (6)

1、一种新型结构的燃油燃烧器，由壳体、控制装置(空气/燃油比例调节机构)火焰长度调节套筒、喷油嘴、喷嘴组成；其特征在于：另外加设了波瓣混合器，控制装置由蝶形螺母、调油轴、控制手柄、调油轴套、弹簧、拨杆、油量锥套、控制座、拨杆座、导流环、旋转座构成；控制手柄、调油轴套装在调油轴上，并通过调油轴套上的外螺纹与控制座相联，而调油轴与油量锥通过扁槽连接，带动油量锥转动；可选择空气/燃油的比例的比例调节机构是与燃烧器同轴、对称离合器式的，油量锥和油量锥套可对燃油进行线性控制。

2、根据权利要求1所述的新型波瓣式超混合比例调节燃油燃烧器，其特征为：此波瓣混合器由多个向外逐渐扩张的波瓣构成。

3、根据权利要求2所述的新型波瓣式超混合比例调节燃油燃烧器，其特征为：波瓣混合器、喷油嘴和喷嘴的尺寸可相应调整，组成系列规格的燃烧器。

4、根据权利要求1所述的新型波瓣式超混合比例调节燃油燃烧器，其特征为：壳体上装有火焰长度调节套筒。

5、根据权利要求4所述的新型波瓣式超混合比例调节燃油燃烧器，其特征为：火焰长度调节套筒由与燃烧器中心轴相垂直的双头螺栓及锁紧螺母控制。

6、根据权利要求1所述的新型波瓣式超混合比例调节燃油燃烧器，其特征为：带三角形键齿的离合器式调油轴、油量锥、油量锥套的初始设定决定油量控制。

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