CN219036620U - 一种多级雾化燃料油喷枪 - Google Patents

Abstract

一种多级雾化燃料油喷枪包括油枪外管，燃油喷头通过喷头接头安装在油枪外管后端，油枪外管内设置有一次气嘴、油枪内管、收缩管和扩张管且油枪外管与油枪内管、收缩管、扩张管之间形成环形的空腔，油枪外管上设置燃油接口，通过蒸汽接口和一次气嘴进入油枪内管的雾化蒸汽与通过燃油接口和进油通道进入油枪内管的燃料油进行一次雾化，一次雾化后的油雾混合物进入收缩管内并在收缩管内发生再次雾化，再次雾化之后的油雾混合物通过扩张管进入喷头接管和燃油喷头形成混合室，空腔内的雾化蒸汽进入混合室与油雾混合物混合、形成又一次雾化并通过燃油喷头上的第一喷孔喷出燃料油喷枪；本实用新型使燃料燃烧更充分，实现了改善燃烧、节能环保的目标。

Description

一种多级雾化燃料油喷枪

技术领域

本实用新型属于石油化工技术领域，特别涉及一种多级雾化燃料油喷枪。

背景技术

目前，各石油化工型工厂的工业炉燃烧器上配备有燃料油喷枪，燃料油喷枪由燃油喷头、油管、蒸汽接口、燃料油接口几件简单的部件组成。燃料油喷枪的工作原理是燃料油与蒸汽雾化介质在同轴、斜交或垂直方向高速喷射，二者相互撞击、剪切、旋转达到雾化效果，然后由燃油喷头喷射出去，油雾与空气混合，遇火燃烧。现有的燃料油喷枪雾化形式仅为一种或两种，燃料油喷枪结构设计上也不利于燃料油的雾化，雾化粒径偏大，雾化不均匀，油雾不能充分的与空气混合，导致燃料油不能完全燃烧，火焰发黑不明亮，尾部伴有黑烟，严重时也会出现漏油、结焦等现象，这些现象均为安全隐患而且对资源的浪费和破坏，因此现有燃料油喷枪的不能很好的满足生产及节能环保的要求。

综上所述，如何创设一种雾化形式多样、结构合理、改善由于雾化不良导致漏油结焦的燃料油喷枪实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

为了克服现有不足，本实用新型的目的在于提出一种改善燃烧、提高燃尽率、能够减少由于雾化不良而造成的漏油结焦现象的多级雾化燃料油喷枪。

本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种多级雾化燃料油喷枪，包括油枪外管，油枪外管前端设置有蒸汽接口、后端设置有燃油喷头，燃油喷头通过喷头接头安装在油枪外管上且燃油喷头上设置有多个第一喷孔；油枪外管内自前至后依次设置有相互连通的一次气嘴、油枪内管、收缩管和扩张管，扩张管后端的出口端与喷头接管、燃油喷头之间形成混合室，油枪外管与油枪内管、收缩管、扩张管之间形成环形的空腔且一次气嘴和蒸汽接口均与空腔相连通，通过蒸汽接口喷入燃料油喷枪内部的雾化蒸汽中一部分通过一次气嘴进入油枪内管、另一部分进入空腔；油枪外管侧壁上设置燃油接口，燃油接口通过进油通道与油枪内管内部相连通，通过蒸汽接口和一次气嘴进入油枪内管的雾化蒸汽与通过燃油接口和进油通道进入油枪内管内部的燃料油形成一次雾化，一次雾化后的油雾混合物进入收缩管内并在收缩管内运动速度发生改变进而形成再次雾化，再次雾化之后的油雾混合物进入扩张管内；扩张管为文丘里管，扩张管为渐缩渐扩结构从而能够使通过的油雾混合物流速发生改变，再次雾化后的油雾混合物通过收缩管进入由混合室，扩张管后端与喷头接头相连且扩张管的后端部还设置有多个供空腔内的雾化蒸汽进入混合室的第二喷孔，通过第二喷孔进入混合室的雾化蒸汽与混合室内的油雾混合物在混合室进行进一步混合，形成又一次雾化，混合室内的油雾混合物利用自身的压力经过燃油喷头上的第一喷孔喷出燃料油喷枪。

进一步的，燃油喷头前端的内壁上设置有内螺纹，喷头接头外壁上设置有与燃油喷头上的内螺纹相适配的外螺纹，通过内螺纹与外螺纹的配合从而将燃油喷头和喷头接头进行连接和固定。

进一步的，喷头接头和燃油喷头连接处之间设置有紫铜垫片，紫铜垫片保证了燃油喷头和喷头接头连接处的密封性。

进一步的，燃油接口与油枪外管侧壁垂直设置，油枪外管侧壁上还设置有开孔，开孔位于燃油接口下方并且开孔与燃油接口相连通。

进一步的，油枪内管侧壁上设置有第一凸块，第一凸块与油枪外管侧壁上的开孔相对应，第一凸块底部和顶部分别与油枪内管和油枪外管相连。

进一步的，第一凸块上设置有第一通孔，油枪内管侧壁设置有第二通孔，第一通孔和第二通空共同构成一个进油通道，进油通道一端通过开孔与燃油接口相连通、另一端与油枪内管内部相连通。

进一步的，进油通道底部与一次气嘴的外壁相对应，燃料油通过进油通道进入油枪内管时燃料油击打在一次气嘴外壁上，燃料油碰到一次气嘴外壁后被打散。

进一步的，油枪内管的后端与收缩管通过焊接相连、扩张管前端与收缩管通过焊接相连，收缩管内的流通截面自前至后逐渐变小，进入收缩管内的油雾混合物运动速度发生改变从而形成再次雾化，再次雾化之后的油雾混合物进入扩张管内。

进一步的，扩张管包括相互连通的直流喉部和流通截面自前至后逐渐变大的渐扩段，油雾混合物在渐扩段内产生真空引力，产生的真空引力引起油雾混合物在混合室内进一步混合。

进一步的，扩张管后端通过第二凸块与喷头接头相连，第二凸块与扩张管为一体设置，第二凸块远离扩张管的一端与喷头接头内壁焊接且第二凸块上设置有第二喷孔。

借由上述技术方案，本实用新型的优点是：

1、本实用新型一种多级雾化燃料油喷枪能够有效改善燃烧，提高燃尽率, 减少由于雾化不良而造成的漏油结焦现象，达到节能环保的功效。

2、本实用新型一种多级雾化燃料油喷枪结合了外混、内混及渐缩渐扩的结构进行合理设计以及多种雾化形式的作用，使燃油喷枪有了良好的雾化效果，良好的混合雾化有利于减少汽耗、提高燃烧速度、缩短火焰长度。

3、内混式喷嘴的燃油喷头喷孔不受高温辐射，可防止燃油裂化而堵塞喷孔，形成结焦。

4、良好的雾化，使燃料燃烧更充分，减少了因雾化不良造成的火焰发黑、冒黑烟、漏油等现象，也就实现了改善燃烧、节能环保的目标。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型一种多级雾化燃料油喷枪的结构示意图。

【附图标记】

1-燃油喷头，101-导流锥，2-喷头接头，3-油枪外管，301-开孔，4-扩张管，401-直段喉部，402-渐扩段，5-收缩管，6-油枪内管，7-一次气嘴，701-进汽口，702-出汽口，8-燃油接口，9-蒸汽接口，10-紫铜垫片，11-混合室，12-第一喷孔，13-第二喷孔，14-空腔，15-第一凸块，16-进油通道。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种多级雾化燃料油喷枪其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实施例的描述中，以喷枪内燃料油、蒸汽体的流向为依据定义“前”、“后”。

请参阅图1，一种多级雾化燃料油喷枪，包括燃油喷头1和油枪外管3，燃油喷头1通过喷头接头2固定安装在油枪外管3的后端，燃油喷头1及喷头接头2均采用3Cr13材质，采用的3Cr13材质可提高燃料油喷枪的耐磨性、延长燃油喷枪的使用寿命。燃油喷头1上设置有多个第一喷孔12，燃油喷头1前端的内壁上设置有内螺纹，喷头接头2上设置有供燃油喷头1安装的喷头接头台阶，燃油喷头1前端套设在喷头接头2的喷头接头台阶处，喷头接头台阶沿喷头接头2长度方向延伸的台阶面上设置有与燃油喷头1上的内螺纹相适配的外螺纹，通过内螺纹与外螺纹的配合从而将燃油喷头1和喷头接头2进行连接和固定。喷头接头2的喷头接头台阶处沿喷头接头2长度方向延伸的台阶面上还设置有，紫铜垫片10设置在燃油喷头1和喷头接头2连接处之间从而起到密封作用，保证了燃油喷头1和喷头接头2连接处的密封性。

喷头接头2前端与油枪外管3后端通过焊接相连，油枪外管3前端设置有蒸汽接口9，蒸汽接口9用于供雾化蒸汽进入喷枪内部，蒸汽接口9后端与油枪外管3的前端通过焊接相连且蒸汽接口9与油枪外管3两者之间相互连通，雾化蒸汽通过蒸汽接口9进入喷枪内部。

油枪外管3侧壁的前端设置燃油接口8，燃油接口8与油枪外管3侧壁垂直设置且燃油接口8底部与油枪外管3焊接，油枪外管3侧壁位于燃油接口8下方的位置还设置有开孔301，燃油接口8与开孔301相连通。油枪外管3内自前至后依次设置有一次气嘴7、油枪内管6、收缩管5、扩张管4且一次气嘴7、油枪内管6、收缩管5、扩张管4之间互相连通，油枪外管3与油枪内管6、收缩管5、扩张管4之间形成环形的空腔14，蒸汽接口9与空腔14相连通。一次气嘴7包括进汽口701和出汽口702，一次气嘴7侧壁从前至后依次设置有第一台阶和第二台阶，一次气嘴7在第一台阶处沿一次气嘴7长度方向延伸的台阶面上与油枪内管6前端焊接，一次气嘴7侧壁与油枪内管6之间在第二台阶处存在一定的空间，该空间可以供燃料油通过。一次气嘴7两端分别与油枪内管6和空腔14相连通，雾化蒸汽能够利用自身的压力和速度由蒸汽接口9喷入燃料油喷枪内部，进入燃料油喷枪内部的雾化蒸汽中部分雾化蒸汽通过一次气嘴7进入油枪内管6、另一部分雾化蒸汽进入空腔14内。

油枪内管6侧壁上与油枪外管3侧壁上的开孔301相对应的位置还设置有第一凸块15，第一凸块15的形状与开孔301相适应，第一凸块15底部与油枪内管6外壁焊接、顶部与油枪外管3焊接，即第一凸块15堵住了开孔301。第一凸块15上设置有第一通孔，油枪内管6侧壁设置有第二通孔，第二通孔与第一通孔对应设置，第二通孔与第一通孔的倾斜度相同且两者直径也相同，第一通孔和第二通空共同构成一个进油通道16，进油通道16一端通过开孔301与燃油接口8相连通、另一端与油枪内管6内部相连通，燃料油通过燃油接口8后只能通过进油通道16进入油枪内管6。另外，油枪内管6侧壁上第二通孔的位置对应一次气嘴7的外壁，即进油通道16底部的燃料油出口端与一次气嘴7的外壁相对应，燃料油通过进油通道16进入油枪内管6时燃料油击打在一次气嘴7外壁上，燃料油碰到一次气嘴7外壁后被打散，由于燃料油油珠所受惯性和表面张力的不一，一部分燃料油粘附在一次气嘴7外壁上并继续蒸发、一部分反弹、还有的飞溅并沿一次气嘴7外壁滑行，通过蒸汽接口9和一次气嘴7进入油枪内管6的雾化蒸汽与油枪内管6内部的燃料油发生撞击、剪切、旋转，油珠与雾化蒸汽混合、雾化，此时油珠粒径变小，形成一次雾化，一次雾化后的油雾混合物进入收缩管5内。

油枪内管6的后端与收缩管5前端通过焊接相连，在油枪内管6内经过一次雾化后的油雾混合物进入收缩管5；收缩管5前端为收缩管入口、收缩管5后端为收缩管出口，收缩管5内的流通截面自收缩管入口至收缩管出口（自前至后）逐渐变小，进入收缩管5内的油雾混合物在其内部运动速度发生改变从而产生雾化，即燃料油油珠受到边界条件的突变进一步被撕裂、破碎，油珠粒径再变小，形成再次雾化，再次雾化之后的油雾混合物进入扩张管4内。

扩张管4前端与收缩管5后端通过焊接相连，扩张管4为文丘里管，扩张管4包括相互连通的直流喉部401和渐扩段402，直流喉部401的后端与渐扩段402前端相连，直流喉部401内各个位置的流通截面相同，直流喉部401前端为扩张管入口且扩张管入口与收缩管5相连通；渐扩段402内的流通截面自前至后逐渐变大，渐扩段402后端为扩张管出口。扩张管4后端的边沿处固定设置有第二凸块，第二凸块与扩张管4为一体设置，第二凸块呈环状设置且第二凸块远离扩张管4的一端与喷头接头2内壁焊接，第二凸块上设置有多个第二喷孔13。扩张管出口与喷头接管2和燃油喷头之间形成混合室11，油雾混合物依次通过收缩管5、直段喉部401以及渐扩段402进入由混合室11，油雾混合物利用自身的压力和流速经过收缩管5渐缩和扩张管渐扩段402渐扩从而使流速发生改变，油雾混合物经过收缩和扩张相当于给油雾混合物注入了动力，提高了油雾混合物流速；油雾混合物在渐扩段402一定空间内产生真空引力，引起油雾混合物在混合室11内进一步混合，使得分布更加均匀，这种渐缩渐扩的结构设计也利于流体在流速发生改变时不生成漩涡，减小阻力，有利于油雾混合物流速的提高。

通过蒸汽接口9喷入空腔14内的部分雾化蒸汽在空腔14内向后运动并通过第二喷孔13喷射入混合室11，雾化蒸汽利用自身的压力，经过第二喷孔13会形成很多的气泡并利用气泡作为雾化的动力，气泡经运动、变形、加速等一系列过程撕裂破碎形成液滴非常小、尺寸均匀度大的液雾，液雾与从扩张管4进入混合室11的油雾混合物在混合室11进行进一步混合，混合后油雾颗粒粒径再次变小、变均匀，形成又一次雾化。

混合室11内的油雾混合物利用自身的压力经过燃油喷头1上的第一喷孔12以高速（声速或超声速）喷出燃料油喷枪，油雾混合物通过第一喷孔12后再次形成气泡，气泡经过运动、变形、加速、破碎，此时，就油雾混合物又形成一次气泡雾化，油雾颗粒粒径变的更小更均匀并且从而获得超细雾滴，超细雾滴遇火和空气燃烧。另外，燃油喷头1内还固定设置有导流锥101，导流锥101尖锐一端朝着扩张管出口，对从扩张管4出来的油雾混合物进行进一步的破碎和雾化，燃油喷头1内的导流锥101设计可降低压力损耗，增强燃料动力，减少燃料回流和喷头堵塞的问题。

燃料油和雾化蒸汽在刚进入油枪内部时，在一次气嘴7的出汽口702附近多股油、汽两两交叉互击，增加了油、汽面积，燃料油和雾化蒸汽在出汽口702外部混合、雾化，此过程为外混；油雾混合物经过油枪内管6、收缩管5、扩张管4的一系列雾化，此过程为中间混合；雾化蒸汽通过多个第二喷孔13的多孔互击增大雾化细度，进入混合室11，利用雾化蒸汽对油雾混合物的冲击力和摩擦力，克服液体的粘性力和表面张力，促使油雾混合物进一步破碎雾化；同时在混合室11内部，油雾被过热雾化蒸汽所乳化，实际此过程也包含了雾化作用，此过程为内混。

多级雾化燃料油喷枪结合了外混、内混及渐缩渐扩的结构进行合理设计以及多种雾化形式的作用，使燃油喷枪有了良好的雾化效果。良好的混合雾化，有利于减少汽耗，提高燃烧速度，缩短火焰长度。另外，内混式燃油喷头的第一喷孔12不受高温辐射，可防止燃油裂化而堵塞第一喷孔12，形成结焦；良好的雾化使燃料燃烧更充分，减少了因雾化不良造成的火焰发黑、冒黑烟、漏油等现象，也就实现了改善燃烧、节能环保的目标。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：包括油枪外管，油枪外管前端设置有蒸汽接口、后端设置有燃油喷头，燃油喷头通过喷头接头安装在油枪外管上且燃油喷头上设置有多个第一喷孔；油枪外管内自前至后依次设置有相互连通的一次气嘴、油枪内管、收缩管和扩张管，扩张管后端的出口端与喷头接管、燃油喷头之间形成混合室，油枪外管与油枪内管、收缩管、扩张管之间形成环形的空腔且一次气嘴和蒸汽接口均与空腔相连通，通过蒸汽接口喷入燃料油喷枪内部的雾化蒸汽中一部分通过一次气嘴进入油枪内管、另一部分进入空腔；油枪外管侧壁上设置燃油接口，燃油接口通过进油通道与油枪内管内部相连通，通过蒸汽接口和一次气嘴进入油枪内管的雾化蒸汽与通过燃油接口和进油通道进入油枪内管内部的燃料油形成一次雾化，一次雾化后的油雾混合物进入收缩管内并在收缩管内运动速度发生改变进而形成再次雾化，再次雾化之后的油雾混合物进入扩张管内；扩张管为文丘里管，扩张管为渐缩渐扩结构从而能够使通过的油雾混合物流速发生改变，再次雾化后的油雾混合物通过收缩管进入由混合室，扩张管后端与喷头接头相连且扩张管的后端部还设置有多个供空腔内的雾化蒸汽进入混合室的第二喷孔，通过第二喷孔进入混合室的雾化蒸汽与混合室内的油雾混合物在混合室进行进一步混合，形成又一次雾化，混合室内的油雾混合物利用自身的压力经过燃油喷头上的第一喷孔喷出燃料油喷枪。

2.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：燃油喷头前端的内壁上设置有内螺纹，喷头接头外壁上设置有与燃油喷头上的内螺纹相适配的外螺纹，通过内螺纹与外螺纹的配合从而将燃油喷头和喷头接头进行连接和固定。

3.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：喷头接头和燃油喷头连接处之间设置有紫铜垫片，紫铜垫片保证了燃油喷头和喷头接头连接处的密封性。

4.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：燃油接口与油枪外管侧壁垂直设置，油枪外管侧壁上还设置有开孔，开孔位于燃油接口下方并且开孔与燃油接口相连通。

5.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：油枪内管侧壁上设置有第一凸块，第一凸块与油枪外管侧壁上的开孔相对应，第一凸块底部和顶部分别与油枪内管和油枪外管相连。

6.根据权利要求5所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：第一凸块上设置有第一通孔，油枪内管侧壁设置有第二通孔，第一通孔和第二通空共同构成一个进油通道，进油通道一端通过开孔与燃油接口相连通、另一端与油枪内管内部相连通。

7.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：进油通道底部与一次气嘴的外壁相对应，燃料油通过进油通道进入油枪内管时燃料油击打在一次气嘴外壁上，燃料油碰到一次气嘴外壁后被打散。

8.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：油枪内管的后端与收缩管通过焊接相连、扩张管前端与收缩管通过焊接相连，收缩管内的流通截面自前至后逐渐变小，进入收缩管内的油雾混合物运动速度发生改变从而形成再次雾化，再次雾化之后的油雾混合物进入扩张管内。

9.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：扩张管包括相互连通的直流喉部和流通截面自前至后逐渐变大的渐扩段，油雾混合物在渐扩段内产生真空引力，产生的真空引力引起油雾混合物在混合室内进一步混合。

10.根据权利要求1所述的一种多级雾化燃料油喷枪，其特征在于：扩张管后端通过第二凸块与喷头接头相连，第二凸块与扩张管为一体设置，第二凸块远离扩张管的一端与喷头接头内壁焊接且第二凸块上设置有第二喷孔。

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