專利名稱：高溫火焰分焰器和燃油及燃?xì)饧訜崞鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫火焰導(dǎo)流分焰技術(shù)，特別是一種在燃油及燃?xì)饧訜崞魅紵^ 程中使用的高溫火焰分焰器，以及使用該高溫火焰分焰器的燃油及燃?xì)饧訜崞鳌?br> 背景技術(shù)：
燃油及燃?xì)饧訜崞靼ㄈ紵b置和換熱裝置，燃油或燃?xì)庠谌紵b置中經(jīng)充分燃 燒釋放出的熱量進(jìn)入換熱裝置進(jìn)行換熱。由于日益完善的燃燒技術(shù)，使燃油及燃?xì)饧訜崞?中的燃燒裝置的容積熱強(qiáng)度有大幅提高，燃燒裝置出口處的高溫火焰溫度可達(dá)到1200°C 1800°C，高溫火焰直接撞擊換熱裝置壁面，容易造成對(duì)換熱裝置的燒蝕及過高的尾氣排放 溫度，這樣就大大縮短了加熱器的使用壽命，同時(shí)也降低了熱能利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有燃油及燃?xì)饧訜崞髦腥紵b置的出口火焰溫度高，造成對(duì)換熱裝 置燒蝕及熱能損失過大的問題，提供一種高溫火焰分焰器，能夠降低高溫火焰對(duì)燃油及燃 氣加熱器的換熱裝置的燒蝕程度，提高燃油及燃?xì)饧訜崞鞯氖褂眯阅?，本發(fā)明還提供一種 使用該高溫火焰分焰器的燃油及燃?xì)饧訜崞?。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種高溫火焰分焰器，用于將從燃油及燃?xì)饧訜崞髦械娜紵b置發(fā)出的高溫火焰 反射到換熱裝置中，其特征在于，包括導(dǎo)流體和固定在導(dǎo)流體側(cè)面的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié) 構(gòu)沿導(dǎo)流體中心軸線方向設(shè)置，所述導(dǎo)流體為具有一定錐度的貫通的空心錐臺(tái)。所述支撐結(jié)構(gòu)為相互間隔一段距離并固定在導(dǎo)流體側(cè)面的兩塊支撐板。所述支撐板在導(dǎo)流體側(cè)面對(duì)稱設(shè)置。所述導(dǎo)流體的表面設(shè)置有耐熱陶瓷涂層。所述導(dǎo)流體由耐熱鋼板lCr25Ni20Si2制成，所述空心錐臺(tái)的壁厚為3mm 5mm。采用上述高溫火焰分焰器的燃油及燃?xì)饧訜崞?，包括依次連接的燃燒裝置和換 熱裝置，所述燃燒裝置的前端設(shè)置有噴嘴，其特征在于，所述高溫火焰分焰器設(shè)置于燃燒 裝置和換熱裝置之間，所述導(dǎo)流體的中心軸線與火焰中心軸線重合，導(dǎo)流體的小直徑的開 口面朝向燃燒裝置的出口，導(dǎo)流體的錐面母線夾角大小為噴嘴的噴射角度的N倍，所述1 < N彡1. 4，所述高溫火焰分焰器與噴嘴的間距為高溫火焰貫穿距的0. 45 0. 65倍。所述1.2 彡 N彡 1.4。所述高溫火焰分焰器設(shè)置于換熱裝置的入口處，所述支撐結(jié)構(gòu)連接換熱裝置入口 處的內(nèi)壁。本發(fā)明的技術(shù)效果如下本發(fā)明涉及的高溫火焰分焰器可以用于燃油及燃?xì)饧訜崞髦?，用于縮短燃燒裝置 發(fā)出的高溫火焰的貫穿距使火焰均勻分散的反射到換熱裝置的壁面上。燃油及燃?xì)饧訜崞?燃燒過程中產(chǎn)生的火焰通常分為內(nèi)焰和外焰兩層，相比較而言，內(nèi)焰為貫穿距小的低溫火焰，外焰為貫穿距大的高溫火焰。該高溫火焰分焰器包括導(dǎo)流體和其側(cè)面的支撐結(jié)構(gòu)，將其 水平放置于燃油及燃?xì)饧訜崞鞯娜紵b置和換熱裝置之間的適當(dāng)位置，導(dǎo)流體為貫通的空 心錐臺(tái)、具有一定錐度，由于內(nèi)焰的溫度低、貫穿距小，不會(huì)對(duì)換熱裝置造成燒蝕，故內(nèi)焰可 從導(dǎo)流體的內(nèi)部穿出，直接進(jìn)入換熱裝置；外焰的溫度高、貫穿距大，當(dāng)外焰撞擊到高溫火 焰分焰器的導(dǎo)流體的錐形壁面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射，從而將聚集的高溫火焰分散，從多個(gè)方向散 射到換熱裝置的壁面上，可有效縮短高溫火焰的貫穿距，避免了現(xiàn)有技術(shù)中的燃燒裝置出 口處的高溫火焰直接撞擊換熱裝置壁面，即高溫的外焰集中對(duì)換熱裝置某一點(diǎn)的沖刷造成 的燒蝕，以及未及時(shí)置換的熱量排放所導(dǎo)致的高溫尾氣；由于導(dǎo)流體側(cè)面的支撐結(jié)構(gòu)是沿 導(dǎo)流體中心軸線方向設(shè)置，即順著高溫火焰的方向設(shè)置，故不會(huì)阻擋高溫火焰的行跡。由于 設(shè)置本發(fā)明的高溫火焰分焰器，能夠降低高溫火焰對(duì)燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱裝置的燒蝕 程度，增加了高溫火焰輻射換熱的面積，在提高了燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱效率的同時(shí)，降 低了熱能損失及尾氣污染程度。本發(fā)明涉及的燃油及燃?xì)饧訜崞?，在燃燒裝置和換熱裝置之間設(shè)置高溫火焰分焰 器，從燃燒裝置中噴出的高溫火焰經(jīng)高溫火焰分焰器打散并反射，從多個(gè)方向散射到換熱 裝置的壁面上，降低了高溫火焰的貫穿距，故該結(jié)構(gòu)可避免高溫火焰對(duì)換熱裝置造成的燒 蝕，并增加了高溫火焰輻射換熱的面積，有利于換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì)對(duì)燃燒熱量的充分 吸收，所以本發(fā)明的燃油及燃?xì)饧訜崞饔捎诎ǜ邷鼗鹧娣盅嫫?，使得換熱效率能夠得到 明顯提高，該燃油及燃?xì)饧訜崞骶哂泻芎玫氖褂眯阅?，且熱能損失及尾氣污染程度都很低。


圖1為本發(fā)明的高溫火焰分焰器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A向視圖。圖3為本發(fā)明的燃油及燃?xì)饧訜崞鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)列示如下1-導(dǎo)流體；2-支撐板；3-燃燒裝置；4-噴嘴；5-換熱裝置；6-連接裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1為本發(fā)明的高溫火焰分焰器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A向視圖。該高溫 火焰分焰器包括一個(gè)導(dǎo)流體1和兩片與導(dǎo)流體1焊裝于一體起固定支撐作用的支撐板2，支 撐板2對(duì)稱設(shè)置在導(dǎo)流體1兩側(cè)并沿導(dǎo)流體1中心軸線方向設(shè)置，導(dǎo)流體1是由3mm 5mm 厚的耐熱鋼板lCr25M20Si2或其它成分的耐熱金屬制成的具有一定錐度的貫通的空心錐 臺(tái)?？梢栽趯?dǎo)流體1的表面均勻噴涂特殊高溫耐熱陶瓷涂層，該高溫耐熱陶瓷涂層為耐受 度1500°C 2600°C的航空航天器械火焰噴管噴涂陶瓷，可防止高溫火焰對(duì)導(dǎo)流體本體的 燒燭。將圖1所示的高溫火焰分焰器應(yīng)用于燃油及燃?xì)饧訜崞髦?，將其水平放置于燃?裝置和換熱裝置之間，包括將其水平放置于燃燒裝置的出口處或是換熱裝置入口處，導(dǎo)流 體1的中心軸線與火焰中心軸線重合，導(dǎo)流體1的小直徑的開口面朝向燃燒裝置的出口，導(dǎo) 流體1的大直徑的開口面朝向換熱裝置的入口。燃油及燃?xì)饧訜崞魅紵^程中產(chǎn)生的溫度
4低、貫穿距小的內(nèi)焰從導(dǎo)流體的內(nèi)部穿出，直接進(jìn)入換熱裝置進(jìn)行熱量交換，而溫度高、貫 穿距大的外焰會(huì)撞擊到高溫火焰分焰器的導(dǎo)流體的錐形外壁面，產(chǎn)生反射，將聚集的高溫 火焰分散，從多個(gè)方向散射到換熱裝置的壁面上，有效縮短高溫火焰的貫穿距，即避免了高 溫火焰對(duì)燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱裝置的燒蝕，增加了高溫火焰輻射換熱的面積，在提高 了燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱效率的同時(shí)，降低了熱能損失及尾氣污染程度。圖3為本發(fā)明的燃油及燃?xì)饧訜崞鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖，燃燒裝置3與換熱裝置5通過 連接裝置6連接為一體，組成燃油及燃?xì)饧訜崞鳎撊加图叭細(xì)饧訜崞鬟€采用了圖1所示的 高溫火焰分焰器，將高溫火焰分焰器設(shè)置于換熱裝置5的入口處，通過支撐板2連接于換熱 裝置5的入口處的內(nèi)壁上，導(dǎo)流體1的中心軸線與火焰中心軸線重合，導(dǎo)流體1的小直徑的 開口面朝向燃燒裝置3的出口。導(dǎo)流體1的錐度大小由安裝在燃燒裝置3內(nèi)的噴嘴4的噴
射角度來確定，導(dǎo)流體1的錐度『=2詮|，其中a是導(dǎo)流體錐面母線的夾角，設(shè)置a為N倍的
噴嘴4的噴射角度，其中，1 < N彡1. 4，優(yōu)選為1. 2彡N彡1. 4，高溫火焰分焰器的前端與噴 嘴4的距離為高溫火焰貫穿距的0. 45 0. 65倍。例如，噴嘴的火焰噴射角度為60°，高溫 火焰貫穿距為550mm，噴嘴與高溫火焰分焰器的間距為300mm，a為72°，錐度T = 1. 453。本發(fā)明的燃油及燃?xì)饧訜崞鞯墓ぷ髟硎窃谌加图叭細(xì)饧訜崞鬟\(yùn)行加熱時(shí)，燃 燒裝置3產(chǎn)生的具有一定貫穿距和燃燒形狀的高溫火焰，猛烈地撞擊在噴涂了高溫耐熱陶 瓷涂層的高溫火焰分焰器的導(dǎo)流體1的錐面外壁上，經(jīng)錐面外壁反射將聚集的高溫火焰分 散，從多個(gè)方向散射到換熱裝置5壁面上，有效縮短高溫火焰的貫穿距，可將高溫火焰的貫
穿距至少縮短|，由于將高溫火焰打散，避免了高溫火焰集中對(duì)換熱裝置5某一點(diǎn)的沖刷所
造成的燒蝕，同時(shí)增加了高溫火焰輻射換熱的面積，有利于換熱裝置5夾層內(nèi)的換熱介質(zhì) 對(duì)燃燒熱量的充分吸收，在提高了燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱效率的同時(shí)，降低了熱能損失 及尾氣污染程度。應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明 創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng) 造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改 或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種高溫火焰分焰器，用于將從燃油及燃?xì)饧訜崞髦械娜紵b置發(fā)出的高溫火焰反射到換熱裝置中，其特征在于，包括導(dǎo)流體和固定在導(dǎo)流體側(cè)面的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)沿導(dǎo)流體中心軸線方向設(shè)置，所述導(dǎo)流體為具有一定錐度的貫通的空心錐臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰分焰器，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)為相互間隔一 段距離并固定在導(dǎo)流體側(cè)面的兩塊支撐板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫火焰分焰器，其特征在于，所述支撐板在導(dǎo)流體側(cè)面對(duì) 稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的高溫火焰分焰器，其特征在于，所述導(dǎo)流體的表面設(shè) 置有耐熱陶瓷涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的高溫火焰分焰器，其特征在于，所述導(dǎo)流體由耐熱鋼 板lCr25Ni20Si2制成，所述錐臺(tái)的壁厚為3mm 5mm。
6.采用權(quán)利要求1至5之一所述的高溫火焰分焰器的燃油及燃?xì)饧訜崞?，包括依次連 接的燃燒裝置和換熱裝置，所述燃燒裝置的前端設(shè)置有噴嘴，其特征在于，所述高溫火焰分 焰器設(shè)置于燃燒裝置和換熱裝置之間，所述導(dǎo)流體的中心軸線與火焰中心軸線重合，導(dǎo)流 體的小直徑的開口面朝向燃燒裝置的出口，導(dǎo)流體的錐面母線夾角大小為噴嘴的噴射角度 的N倍，所述11.4，所述高溫火焰分焰器與噴嘴的間距為高溫火焰貫穿距的0. 45 0. 65 倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃油及燃?xì)饧訜崞?，其特征在于，所?.21.4。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的燃油及燃?xì)饧訜崞?，其特征在于，所述高溫火焰分焰器設(shè) 置于換熱裝置的入口處，所述支撐結(jié)構(gòu)連接換熱裝置入口處的內(nèi)壁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫火焰分焰器和燃油及燃?xì)饧訜崞?，該高溫火焰分焰器用于將從燃油及燃?xì)饧訜崞髦械娜紵b置發(fā)出的高溫火焰反射到換熱裝置中，包括導(dǎo)流體和固定在導(dǎo)流體側(cè)面的支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)沿導(dǎo)流體中心軸線方向設(shè)置，導(dǎo)流體為具有一定錐度的貫通的空心錐臺(tái)。該高溫火焰分焰器能夠降低高溫火焰對(duì)燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱裝置的燒蝕程度，增加了高溫火焰輻射換熱的面積，在提高了燃油及燃?xì)饧訜崞鞯膿Q熱效率的同時(shí)，降低了熱能損失及尾氣污染程度。
文檔編號(hào)F23D14/84GK101852433SQ20101018906
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者姜勇 申請(qǐng)人:北京北機(jī)機(jī)電工業(yè)有限責(zé)任公司