專利名稱：氣/油噴燃器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣/油噴燃器，它有一個(gè)燃?xì)?燃油噴嘴，通過一根氣/油輸送管道為噴嘴提供燃?xì)?燃油，由該噴嘴可噴射出燃?xì)?燃油射束。該噴燃器還有一個(gè)氣體霧化噴嘴，它置于氣/油噴嘴的噴射處，通過一根送氣管，為該噴嘴提供霧化的壓縮氣體。位于霧化氣噴嘴的開口方向，構(gòu)成一個(gè)擴(kuò)展的噴射室，燃?xì)?燃油射束同霧化氣在此處得以充分混合，形成一種渦旋式的燃?xì)?霧化氣或燃油/霧化氣的進(jìn)給。
在這一類的噴燃器中，由于霧化氣的噴射作用，使形成渦旋式的燃料/霧化氣流順其霧化氣的噴嘴而下，即自霧化噴嘴射出之后，成為一種燃燒用的氣流進(jìn)入到燃燒室。燃燒有的氣流，在通常情況下，與霧化氣流的流壓是不同的，并且一般是從霧化噴嘴的外圍區(qū)流過。
不僅對(duì)霧化氣流而且對(duì)燃燒用的氣流，皆需考慮到空氣分配系統(tǒng)的消耗及空氣壓縮機(jī)組的昂貴費(fèi)用。相比之下，與本發(fā)明類似的一些熟知的氣/油噴燃器，不僅生成供使用的霧化氣流而且燃燒用的氣流在技術(shù)費(fèi)用方面是較大的。
此外需強(qiáng)調(diào)的是，在通常一些噴燃器中，火焰管很容易造成損壞。其原因在于，燃料/霧化氣流與燃燒用的空氣流在火焰管內(nèi)壁附近的混合區(qū)內(nèi)混合時(shí)，火焰管內(nèi)及該處的管壁的溫度會(huì)突然增高，這樣就導(dǎo)致了火焰管的損壞。溫度增高由溫度梯度表示出來，在這類熟知的噴燃器中，其溫度梯度約為200度c/mm管長(zhǎng)。顯然，這個(gè)溫度梯度是相當(dāng)大的，這是因?yàn)樵诮茏訁^(qū)進(jìn)行燃燒過程中，燃料/霧化氣流在與冷的燃燒用空氣流在所提到的混合區(qū)或混合截面相遇時(shí)，已經(jīng)有相當(dāng)高的加熱溫度了。
本發(fā)明的任務(wù)在于設(shè)計(jì)一種氣/油噴燃器，使其技術(shù)費(fèi)用少，而火焰管的壽命得以延長(zhǎng)。
按照本發(fā)明，此任務(wù)是這樣來完成的在霧化氣噴嘴中制成很多氣體噴射管道，這些噴射管道皆與由燃?xì)?燃油噴嘴中噴射出的氣/油束的主流線的方向垂直。它的縱向軸線與燃?xì)?燃油束的主流線或中軸線有一距離，并且，其整個(gè)射流斷面保持足夠大的范圍，以便在燃燒過程中能噴射出必要的燃燒用氣體以及霧化氣-它是由霧化噴嘴通過氣體噴射管道噴入到霧化室的。在這種結(jié)構(gòu)中，不僅霧化氣而且還有燃燒用的氣體，通過霧化噴嘴混合成燃料射束，它不需要兩種獨(dú)立的燃?xì)饧翱諝夤┙o系統(tǒng)，此外還可省去一個(gè)空氣壓縮機(jī)組;再者，還可省去燃燒器的燃燒氣體和次級(jí)空氣用的中間部件，這對(duì)不致使燃燒器過長(zhǎng)十分有利，這樣一來也顯著地簡(jiǎn)化了燃燒器的安裝。最后，通過本發(fā)明的噴燃器可以使噴射霧化能力和渦旋程度加強(qiáng)，因?yàn)殪F化氣與相對(duì)較低溫度的燃燒氣體的混合不是發(fā)生在火焰管內(nèi)部區(qū)域，而是在霧化噴嘴區(qū)域進(jìn)行的。就火焰管的管壁而言，其溫度梯度較低，這樣就會(huì)大大地提高火焰管的壽命。總的說來，由于空氣或燃?xì)獾倪M(jìn)給結(jié)構(gòu)及安裝技術(shù)簡(jiǎn)單，以及提高了火焰管的耐用性，從而顯著地節(jié)約了成本。
如果在噴燃管的燃燒爐一側(cè)，火焰管為軸向式地圍繞著噴燃器，構(gòu)成一個(gè)圓周區(qū)域(靠近火焰管固定端部并位于噴燃器實(shí)際燃燒區(qū)的噴流上游處)，在該圓周區(qū)域，沿其火焰管圓周方向有很多相互之間保持一定距離的徑向通道，則由于火焰管在燃燒時(shí)以及火焰管的前方有一收縮段，從而在該區(qū)產(chǎn)生過壓，因此，沿著軸向式的通道方向，從燃燒用氣體中會(huì)產(chǎn)生出一股氣流，沿著這股氣流流動(dòng)方向火焰管的管壁溫度會(huì)均勻上升，通過這一措施，其火焰管的管壁溫度梯度大約可減至10度c/mm火焰管長(zhǎng)。
為了避免火焰管的固定端區(qū)域不至產(chǎn)生過高的溫度，可以通過空氣對(duì)流冷卻，其方式是在氣體輸送管區(qū)內(nèi)，自火焰管的固定區(qū)起端順噴流而下，開出通流口。如果沿軸向通常采用的是碳化硅制成的火焰管，在其管內(nèi)再裝一石英管，由于相比之下石英管導(dǎo)熱性差，且在工作時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)不對(duì)稱的排流，從而保護(hù)了火焰管局部的過熱現(xiàn)象。
如果通過裝置中的一個(gè)位于流向上、套在燃?xì)?燃油輸送管上的張緊管，能夠把燃?xì)?燃油噴嘴推壓到霧化氣噴嘴上，則可很容易地把燃?xì)鈬娮鞊Q成燃油噴嘴。要把有關(guān)的噴嘴以及它們的附件更換成另一種噴嘴，則必須把所要更替的噴嘴和霧化氣噴嘴之間的壓力完全切斷，然后才可以通過簡(jiǎn)單方式更換掉。按照本發(fā)明的噴燃器，不僅可使用氣體而且也可以使用油。
下面借助附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的氣/油噴燃器的結(jié)構(gòu)型式詳加說明

圖1中所示的氣/油噴燃器，其燃?xì)饣蛉加屯ㄟ^燃?xì)饣蛉加蛧娮?噴出，并同由霧化氣噴嘴2噴出的霧化氣混合，并通過霧化氣噴嘴的噴射作用使其混合氣體呈渦旋狀。隨著霧化氣的射出以及霧化噴嘴2的噴射作用，共同進(jìn)給了由燃?xì)?燃油噴嘴1所噴射出的燃料以及燃燒用的氣體。
燃?xì)?燃油噴嘴1經(jīng)過一個(gè)噴嘴支架3接到一個(gè)燃?xì)?燃油的輸送管4上，在該管道中還有一個(gè)圖中未表示出來的閥門，此外，還有與閥門連接的燃料泵也未表示出來。通過它們把調(diào)節(jié)好的燃料流供給燃?xì)饣蛉加蛧娮?。燃?xì)?燃油噴嘴噴射燃料是計(jì)量的。此外，噴嘴為一般熟知的結(jié)構(gòu)形式，這樣，燃料射束在離開噴嘴后，能圍繞著射束的主軸線建立一種渦旋式的進(jìn)給。
沿其燃料噴射方向位于燃?xì)?燃油噴嘴1的后面，設(shè)有一個(gè)霧化噴嘴2，在該噴嘴2的前端構(gòu)成一個(gè)擴(kuò)展的喇叭形噴射室，渦旋式的燃料射束就被噴射到該室。靠近燃?xì)饣蛉加蛧娮爝叺睦刃螄娚涫业亩瞬?，約在霧化噴嘴2徑向上分布有氣體噴射管道6，這些管道以相同的圓周距離彼此圍繞著噴射室的中軸線即燃料射束的主流線5。但是管道6的縱向軸線并不與垂直于管道的中軸線即主流線5相交，而是與中軸線或主流線5平行，其間有一交割半徑的距離。
霧化噴嘴3通過氣體輸送管7(在噴燃器范圍內(nèi)與燃?xì)饣蛉加洼斔凸?成軸向布置)，同一個(gè)此處未詳細(xì)表示出來的空氣壓縮氣體源相連接。霧化氣或壓縮空氣可以用空氣、氧氣或水蒸氣。霧化氣流被分配到氣體噴射管道6中，由該管道噴射出來的氣流具有很高的速度，它與燃料射束呈切向或切割相遇，由此而生成一種渦旋式的氣流向前沖去。該渦旋射束與原來的、由燃?xì)饣蛉加蛧娮?所射出的燃料束的渦流相對(duì)而遇。這樣，就使燃?xì)?霧化氣流或燃油/霧化氣流在離開霧化噴嘴2的噴射室及大約與噴射室的中軸線呈輻射形的流出斷面8之后，得以極好的混合。
氣體噴流管道6的斷面必須足夠地大，以便能把帶有燃?xì)?如燃燒用氣體)的燃料流向前噴送。因此，通過霧化噴嘴2的噴射作用，使得進(jìn)行良好燃燒用的所有必要燃燒氣體同燃料流達(dá)到了充分地混合，并共同成為霧化氣流。
實(shí)際燃燒過程是在一個(gè)軸向上圍繞著氣/油噴燃器，且置于噴燃前端的火焰管9內(nèi)進(jìn)行的。
由于渦旋作用而引起離心力，使其混合的燃?xì)?霧化氣流或燃油/霧化氣流沿著霧化噴嘴2的噴射室向外彎曲流去，并且基本上呈輻射形地散開，也就是說，與從燃?xì)饣蛉加蛧娮?噴射出來的燃料射束的主流線5的方向垂直，從而在近軸線附近構(gòu)成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的靜壓區(qū)。由于該靜壓區(qū)形成一種環(huán)流面，因此，一部分正在燃燒的、處于高溫的混合燃流又被吸回來，在此處這部分混合體又同徑向流出的燃?xì)?霧化氣或燃油/霧化氣流重新混合起來，其中，一部分顯熱傳遞到混合體中并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候又轉(zhuǎn)化成油霧蒸氣。
霧化噴嘴2由一個(gè)分離盤即面盤10包住，該盤把火焰管9的內(nèi)室分為一個(gè)(從燃料流的流向看去)沿霧化噴嘴2流出斷面8而下的區(qū)域，以及一個(gè)相應(yīng)地沿霧化噴嘴2流出斷面8而上的區(qū)域。實(shí)際燃燒過程是在沿霧化噴嘴2的流出斷面8而下的區(qū)域中的火焰管內(nèi)進(jìn)行的。在沿著霧化噴嘴2的流出斷面8而上的火焰管9區(qū)域的自由端有一固定斷面11，火焰管9就是通過該固定斷面與燃燒器同圓心地安裝在爐壁上。
位于火焰管固定斷面11的下游部分直接開有徑向通孔12，該通道口呈環(huán)狀分布在火焰管9的圓周面上。
在火焰管9的燃燒區(qū)內(nèi)，由于燃燒以及在火焰管9的前端有管子收縮區(qū)13等原因，從而使火焰管內(nèi)處于過壓狀態(tài)，因此在燃燒過程中出現(xiàn)的一些微量燃燒產(chǎn)物通過分離盤10的外圍和火焰管9的內(nèi)圍之間的一個(gè)環(huán)形間隙14，被壓往霧化噴嘴2的流出斷面8的上游區(qū)域，然后這些生成物又通過徑向通道口12被排出去。在該處的火焰管被排出去的燃燒產(chǎn)物加熱，從而避免了火焰管內(nèi)實(shí)際燃燒區(qū)的開始端出現(xiàn)過高的溫度梯度。
由于有空氣對(duì)流結(jié)構(gòu)，從而避免了火焰管9的固定斷面11超過允許的溫度。對(duì)流是通過在燃?xì)廨斔凸?中適當(dāng)構(gòu)成的通孔15，由管子7中流出的氣流所形成的。該氣流沿著徑向通孔12方向穿過火焰管9的固定斷面11，然后通過徑向通孔12離開帶有燃燒氣體的火焰管9。
采用此種結(jié)構(gòu)形式的火焰管9可以使火焰管9的固定斷面11和燃燒區(qū)之間的火焰管9的管壁溫度梯度達(dá)到大約10度c/mm管長(zhǎng)。在這樣的溫度梯度時(shí)，經(jīng)過技術(shù)水平比較，通常由碳化硅制成的火焰管9的壽命顯然比它處在溫度梯度最高達(dá)200度c/mm火焰管長(zhǎng)時(shí)要提高很多。
所述的這種噴燃器可以燒氣也可以燒油，燃?xì)鈬娮炜捎萌加蛧娮齑妫粗残?，只要把一個(gè)螺旋密封裝置16從一個(gè)與氣體輸送管7相連接的螺紋接頭17旋出來就行了，具體辦法這樣借助一個(gè)支承在螺紋密封裝置16邊上的彈簧18，通過一個(gè)壓管19把彈簧18連同它的另一端往壓管19上推壓，使噴嘴支架3往燃?xì)饣蛉加蛧娮?上轉(zhuǎn)移過去，并把處于牢固裝置中的噴嘴往霧化噴嘴上壓去，這樣就切斷了初壓力，在切斷初壓力之后，即可以通過簡(jiǎn)單的辦法更換燃?xì)饣蛉加蛧娮?。
權(quán)利要求
1.一種氣/油噴燃器，包括一個(gè)燃?xì)?燃油噴嘴(1)，該噴嘴可借助一個(gè)燃?xì)?燃油管道為它提供燃?xì)饣蛉加?，由該噴嘴可以噴射出一股燃?xì)饣蛉加蜕涫?，該噴燃器還有一個(gè)霧化噴嘴(2)，它置于燃?xì)饣蛉加蛧娮?1)的噴流處，借助一個(gè)氣體輸送管(7)為它提供壓縮霧化氣，在該噴嘴噴流方向有一擴(kuò)展的噴流室，在噴流室中燃?xì)?燃油射束與霧化氣混合并形成一股渦旋式的燃?xì)?霧化氣流或燃油/霧化氣流向前沖去，其特征在于，在霧化噴嘴(2)中有氣體噴射管道(6)，該管道在不同的方向上皆與由燃?xì)饣蛉加蛧娮?1)所噴射出來的燃?xì)饣蛉加蜕涫闹髁骶€方向垂直，它的縱軸線(5)與燃?xì)饣蛉加蜕涫闹髁骶€或中軸線(5)有一間距，它的整個(gè)流量斷面足夠大以便在燃燒過程中發(fā)射出必要的燃燒用氣體，該氣體也就是在霧化噴嘴(2)的噴射室中，由氣體噴射管道(6)所噴射出的霧化氣流。
2.如權(quán)利要求1所述的氣/油噴燃器，其特征在于在噴燃爐一側(cè)有一火焰管(9)，呈軸向地圍繞著噴燃器，在噴燃器的實(shí)際燃燒區(qū)的上游處，靠近火焰管固定斷面(11)的圓周截面上，圍繞著火焰管(9)的圓周方向開有多個(gè)互相方向保持一定距離的徑向通孔(12)。
3.如權(quán)利要求2所述的氣/油噴燃器，其特征在于在氣體輸送管(7)中，在火焰管(9)的固定截面(11)的下游處，開有穿孔(15)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的氣/油噴燃器，其特征在于通常由碳化硅制成的火焰管(9)沿其軸向在火焰管內(nèi)裝有一個(gè)石英管。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述氣/油噴燃器，其特征在于通過裝置中的一個(gè)沿流向張力壓管(19)，可以把燃?xì)饣蛉加蛧娮?1)壓往霧化噴嘴(2)上。
全文摘要
一種氣/油噴燃器，它有一燃?xì)?燃油噴嘴(1)，該噴嘴可借助一個(gè)燃?xì)?燃油管道(4)提供燃?xì)饣蛉加?，并通過此噴嘴噴射出燃?xì)?燃油射束。該氣/油噴燃器還有一個(gè)霧化噴嘴(2)，它位于燃?xì)?燃油噴嘴(1)的噴流端，借助一根氣體輸送管(7)提供經(jīng)壓縮的霧化氣，在該噴嘴的開口方向有一個(gè)擴(kuò)展的噴射室，在此處，燃?xì)饣蛉加蜕淞髋c霧化氣體混合成一種渦旋式的燃?xì)?霧化氣或燃油/霧化氣混合氣流而沖向前方。
文檔編號(hào)F23D11/00GK1091190SQ9311486
公開日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月10日
發(fā)明者漢斯·本諾·里克 申請(qǐng)人:里克博士工業(yè)熱工技術(shù)有限公司