本發(fā)明屬于燃燒加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于金屬坯料或薄帶快速加熱的直接火焰沖擊加熱燒嘴。

背景技術(shù)：
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直接火焰沖擊加熱技術(shù)將高溫、高速火焰直接沖擊到被加熱物體的表面，通過(guò)火焰燃燒產(chǎn)物的強(qiáng)制對(duì)流和火焰輻射等換熱機(jī)制加熱工件。與傳統(tǒng)的通過(guò)爐壁(爐氣)輻射或爐氣對(duì)流等間接加熱方法相比，直接火焰沖擊加熱具有熱效率高、加熱速率快等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于金屬熔化、金屬坯料加熱和玻璃加工等領(lǐng)域。

將直接火焰沖擊加熱技術(shù)應(yīng)用到金屬帶材冷軋預(yù)熱，或連續(xù)退火(熱鍍鋅)生產(chǎn)線(xiàn)的預(yù)熱和加熱段，對(duì)帶材進(jìn)行快速加熱，有利于提高生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)量以及產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，并具有清潔帶材表面油污、乳化液和殘留物的功能，具有廣闊的應(yīng)用前景。公開(kāi)號(hào)為US20070248923A1的美國(guó)專(zhuān)利揭示了一種直接火焰沖擊燒嘴，如圖1和圖2所示，所述燒嘴包括一金屬體和與所述金屬體外部連接的至少兩個(gè)火焰噴嘴，所述火焰噴嘴為同心管結(jié)構(gòu)，包括至少一氧化劑噴出口和燃?xì)鈬姵隹?，在所述金屬體內(nèi)預(yù)先鉆取一定尺寸和幾何形狀的燃?xì)馇皇液脱趸瘎┣皇?，因此在金屬體的外表面會(huì)留下鉆孔，所述火焰噴嘴焊接固定在鉆孔上，使得所述燃?xì)鈬姵隹谂c燃?xì)馇皇蚁嗤?，所述氧化劑噴出口與氧化劑腔室相通，所述金屬體另一端連接有燃?xì)膺M(jìn)氣管和氧化劑進(jìn)氣管，所述燃?xì)膺M(jìn)氣管與所述燃?xì)馇皇疫B接，所述氧化劑進(jìn)氣管與所述氧化劑腔室連接。但由于所述火焰噴嘴最外層圓管具有一定的內(nèi)徑和壁厚，且所述燃?xì)馇皇液退鲅趸瘎┣皇以诮饘袤w內(nèi)具有一定的尺寸和幾何形狀，受到上述因素的限制，使得在鉆孔時(shí)留下的鉆孔間距較大，焊接在金屬體外部的火焰噴嘴之間的間距也較大，因此在對(duì)帶鋼進(jìn)行火焰沖擊加熱時(shí)，兩個(gè)噴嘴之間帶鋼的溫度將顯著低于正對(duì)噴嘴出口帶鋼的溫度，加熱不均勻，那么最終產(chǎn)品的性能和質(zhì)量將無(wú)法保證，另一方面所述氧化劑噴出口與所述燃?xì)鈬姵隹趪姵龅臍饬鳛槠叫袣饬?，且沒(méi)有使燃?xì)馀c氧化劑充分混合的空間，不利于燃?xì)馀c氧化劑之間的相互混合，影響燃燒效率，同時(shí)在所述噴嘴周?chē)鷽](méi)有水冷裝置，導(dǎo)致其高溫應(yīng)用受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種新的加熱均勻性良好、燃燒效率高且火焰穩(wěn)定性好的多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：提供一種多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴，包括：燒嘴體和完全包覆于所述燒嘴體內(nèi)的多組火焰噴嘴，所述燒嘴體外部設(shè)有一總?cè)細(xì)膺M(jìn)氣管和一總氧化劑進(jìn)氣管，所述燒嘴體內(nèi)設(shè)有至少一燃?xì)馇皇液椭辽僖谎趸瘎┣皇?，燃?xì)馔ㄟ^(guò)所述總?cè)細(xì)膺M(jìn)氣管進(jìn)入所述燃?xì)馇皇?，氧化劑通過(guò)所述總氧化劑進(jìn)氣管進(jìn)入所述氧化劑腔室，所述燒嘴體內(nèi)還均勻設(shè)置有多個(gè)橫截面積相同并貫穿燒嘴體下端面的圓孔通道，所述圓孔通道與所述氧化劑腔室連通且靠近所述燒嘴體下端面的一端設(shè)有圓錐形縮口，每一所述火焰噴嘴結(jié)構(gòu)相同，包括一燃?xì)夤芎鸵谎趸瘎┕?，所述燃?xì)夤芎退鲅趸瘎┕芡S心設(shè)置并對(duì)應(yīng)插置于每一所述圓孔通道內(nèi)，所述燃?xì)夤芘c所述燃?xì)馇皇疫B通，所述氧化劑管與所述氧化劑腔室連通，所述燃?xì)夤車(chē)姵隹诘亩嗣媾c所述氧化劑管?chē)姵隹诘亩嗣嫣幱谕黄矫?，與所述圓孔通道的下端面存在一距離并在所述燒嘴體內(nèi)部形成一燃燒室。

進(jìn)一步地，所述燒嘴體包括上燒嘴體，中間燒嘴體和下燒嘴體，所述上燒嘴體內(nèi)設(shè)有第一氧化劑腔室，所述下燒嘴體內(nèi)設(shè)有第二氧化劑腔室，所述燃?xì)馇皇以O(shè)置于所述中間燒嘴體內(nèi)并間隔第一氧化劑腔室和第二氧化劑腔室，所述總氧化劑進(jìn)氣管的第一管口連接所述第一氧化劑腔室，所述總氧化劑進(jìn)氣管的第二管口連接所述第二氧化劑腔室。

進(jìn)一步地，每一所述氧化劑管橫截面積相同且均勻地安裝于所述上燒嘴體上，每一所述燃?xì)夤軝M截面積相同且均勻地安裝于所述中間燒嘴體上，每一所述圓孔通道均與所述第二氧化劑腔室下方連通，所述氧化劑管對(duì)應(yīng)插置于所述燃?xì)夤苤?，所述氧化劑管?nèi)壁形成中心氧化劑通道，所述燃?xì)夤軆?nèi)壁與所述氧化劑管外壁形成環(huán)隙燃?xì)馔ǖ?，所述圓孔通道內(nèi)壁與所述燃?xì)夤芡獗谛纬赏猸h(huán)隙氧化劑通道，所述上燒嘴體，所述中間燒嘴體和所述下燒嘴體通過(guò)焊接方式連接在一起。

進(jìn)一步地，位于同一平面的所述燃?xì)夤車(chē)姵隹诘亩嗣婧退鲅趸瘎┕車(chē)姵隹诘亩嗣媾c所述圓孔通道的下端面的距離在10～40mm之間。

進(jìn)一步地，所述圓孔通道，所述燃?xì)夤芎退鲅趸瘎┕芡ㄟ^(guò)同軸支撐保持同軸心設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述下燒嘴體的兩相對(duì)外表面分別設(shè)有U形冷卻水道，所述U形冷卻水道包圍所述下燒嘴體的下邊緣，并通過(guò)水嘴及連接管相互連通。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴，包括燒嘴體和多組火焰噴嘴，所述燒嘴體內(nèi)均勻設(shè)置有多個(gè)橫截面積相同并貫穿燒嘴體下端面的圓孔通道，所述圓孔通道靠近所述燒嘴體下端面的一端設(shè)有圓錐形縮口，每一組火焰噴嘴均包括一燃?xì)夤芎鸵谎趸瘎┕?，所述燃?xì)夤芎退鲅趸瘎┕芡S心設(shè)置并對(duì)應(yīng)插置于每一所述圓孔通道內(nèi)，所述燃?xì)夤車(chē)姵隹诘亩嗣媾c所述氧化劑管?chē)姵隹诘亩嗣嫣幱谕黄矫?，與所述圓孔通道的下端面存在一距離并在所述燒嘴體內(nèi)部形成一燃燒室。因所述火焰噴嘴完全包覆于所述燒嘴體的內(nèi)部，結(jié)構(gòu)受到保護(hù)不易受損，同時(shí)在不縮小火焰噴嘴直徑(圓孔通道直徑)的情況下得到最小火焰間距，進(jìn)而使得相鄰兩組火焰沖擊到被加熱工件表面時(shí)可以形成一定的火焰重疊區(qū)，有效地提高了多組火焰直接沖擊加熱帶材的橫向溫度均勻性，且所述圓孔通道的下端為圓錐形縮口，約束外層氧化劑向軸心流動(dòng)，與所述燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向相交叉，強(qiáng)化了燃?xì)夂脱趸瘎┑幕旌闲Ч?，同時(shí)所述燃?xì)夤芎退鲅趸瘎┕艿膰姵隹谂c圓孔通道的下端面之間形成一燃燒室，氧化劑和燃?xì)饪梢栽谌紵覂?nèi)充分混合，有利于實(shí)現(xiàn)較大的外環(huán)隙氧化劑通道的直徑，降低氧化劑的流速，提高火焰燃燒的穩(wěn)定性，增大燃燒功率調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)所述圓錐形縮口結(jié)構(gòu)又起到約束燃燒產(chǎn)物的作用，提高火焰的噴出速度，進(jìn)一步有利于提高加熱效率。在所述下燒嘴體外部的下邊緣，即靠近所述燃燒室的位置設(shè)有U形冷卻水道，可以避免火焰噴嘴在高溫下燒損，因此可利用在高溫加熱場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明：

圖1是美國(guó)專(zhuān)利US20070248923A1所公開(kāi)的燒嘴的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是美國(guó)專(zhuān)利US20070248923A1所公開(kāi)的燒嘴實(shí)施例的剖視圖；

圖3是本發(fā)明提供的一種多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的一種多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴的下燒嘴體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的一種多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴的中間燒嘴體與燃?xì)夤芎涂側(cè)細(xì)膺M(jìn)氣管裝配的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的一種多噴嘴直接火焰沖擊加熱燒嘴的上燒嘴體與氧化劑管裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例中：1-燒嘴，2-火焰噴嘴，5-總?cè)細(xì)膺M(jìn)氣管，6-總氧化劑進(jìn)氣管，61-第一管口，62-第二管口，7-燃?xì)馇皇遥?a-第一氧化劑腔室，8b-第二氧化劑腔室，9-環(huán)隙燃?xì)馔ǖ溃?0a-中心氧化劑通道，10b-外環(huán)隙氧化劑通道，11-燃?xì)夤車(chē)姵隹冢?2a-氧化劑管?chē)姵隹冢?2b-圓孔通道噴出口，13-上燒嘴體，14-中間燒嘴體，15-下燒嘴體，16-氧化劑管，17-燃?xì)夤埽?8a-第一氧化劑進(jìn)氣孔，18b-第二氧化劑進(jìn)氣孔，19-燃燒室，20-圓錐形縮口，21-同軸支撐，22a-第一冷卻水道，22b-第二冷卻水道，23-圓孔通道，25-水嘴，27-燃?xì)膺M(jìn)氣孔，28-同軸支撐安裝孔，29-封堵片。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

如圖3所示，本發(fā)明提供的一種具有八組火焰的直接沖擊加熱燒嘴1，所述加熱燒嘴1包括燒嘴體和完全包覆于所述燒嘴體內(nèi)部規(guī)則排列的八組火焰噴嘴2。其火焰間距為25mm，火焰噴嘴直徑為20mm。所述燒嘴體主要由上燒嘴體13、中間燒嘴體14和下燒嘴體15組成，所述上燒嘴體13內(nèi)加工有圓孔形第一氧化劑腔室8a，圓孔加工后兩端用封堵片29焊接封堵，所述中間燒嘴體14內(nèi)加工有長(zhǎng)槽形燃?xì)馇皇?，如圖4所示，所述下燒嘴體15內(nèi)部的上方加工有長(zhǎng)槽形第二氧化劑腔室8b，在所述第二氧化劑腔室8b的底部加工有間距為25mm的且橫截面積相同的圓孔通道23，每一所述圓孔通道23均與所述第二氧化劑腔室8b連通，且貫穿所述下燒嘴體15的下端面的一端設(shè)有圓錐形縮口20，所述燒嘴體外部分別連接有總?cè)細(xì)膺M(jìn)氣管5和總氧化劑進(jìn)氣管6，如圖4、圖5和圖6所示，所述總?cè)細(xì)膺M(jìn)氣管5通過(guò)一燃?xì)膺M(jìn)氣孔27與所述燃?xì)馇皇?連通，所述總氧化劑進(jìn)氣管6設(shè)有一第一管口61和一第二管口62，所述第一管口61通過(guò)一第一氧化劑進(jìn)氣孔18a與所述第一氧化劑腔室8a連通，所述第二管口62通過(guò)一第二氧化劑進(jìn)氣孔18b與所述第二氧化劑腔室8b連通。

如圖3、圖5和圖6所示，每一組所述火焰噴嘴2均包括一氧化劑管16和一燃?xì)夤?7，所述燃?xì)夤?7和所述氧化劑管16同軸心設(shè)置，每一所述氧化劑管16橫截面積相同，且以間距為25mm均勻的焊接在所述上燒嘴體13上并與所述第一氧化劑腔室8a連通，每一所述燃?xì)夤?7橫截面積相同，且以間距為25mm均勻的焊接在所述中間燒嘴體14上并與所述燃?xì)馇皇?連通，每一所述氧化劑管16對(duì)應(yīng)插置在每一所述燃?xì)夤?7內(nèi)，進(jìn)一步地，每一所述燃?xì)夤?7對(duì)應(yīng)插置在每一所述圓孔通道23內(nèi)，并利用同軸支撐21保證所述氧化劑管16、所述燃?xì)夤?7和所述圓孔通道23的軸線(xiàn)相互重合，所述同軸支撐21通過(guò)在所述燃?xì)夤?7下端規(guī)則分布的三個(gè)同軸支撐安裝孔28固定，安裝有八個(gè)所述氧化劑管16的上燒嘴體13、安裝有八個(gè)所述燃?xì)夤?7的中間燒嘴體14和設(shè)有八個(gè)所述圓孔通道23的下燒嘴體15焊接在一起。

在每一組所述火焰噴嘴2中，所述氧化劑管16內(nèi)壁形成中心氧化劑通道10a，所述燃?xì)夤?7內(nèi)壁與所述氧化劑管16外壁形成環(huán)隙燃?xì)馔ǖ?，所述圓孔通道23內(nèi)壁與所述燃?xì)夤?7外壁形成外環(huán)隙氧化劑通道10b。所述八個(gè)氧化劑管16的橫截面積和長(zhǎng)度均相同，所述八個(gè)燃?xì)夤?7的橫截面積和長(zhǎng)度均相同，因此所述八組火焰噴嘴2的每一組中形成的中心氧化劑通道10a和環(huán)隙燃?xì)馔ǖ?的橫截面積和長(zhǎng)度均相同，進(jìn)一步地，所述氧化劑管16和所述燃?xì)夤?7的長(zhǎng)度相同，也就是說(shuō)，所述燃?xì)夤車(chē)姵隹?1的端面與所述氧化劑管?chē)姵隹?2a的端面處于同一平面，且未露出所述下燒嘴體15的下端面，即與所述圓孔通道23的下端面存在一距離，所述距離為10mm至40mm之間，并在所述下燒嘴體15內(nèi)部形成一燃燒室19，經(jīng)由所述總氧化劑進(jìn)氣管6和所述總?cè)細(xì)膺M(jìn)氣管5進(jìn)入所述燒嘴1的氧化劑和燃?xì)?，分別通過(guò)所述第一氧化劑腔室8a、所述第二氧化劑腔室8b和所述燃?xì)馇皇?的分配而均勻地進(jìn)入八個(gè)所述中心氧化劑通道10a、環(huán)隙燃?xì)馔ǖ?和外環(huán)隙氧化劑通道10b，并最終經(jīng)所述氧化劑管?chē)姵隹?2a、所述燃?xì)夤車(chē)姵隹?1和所述圓孔通道噴出口12b在所述燃燒室19充分混合，最后噴出八組火焰。所述燃燒室19也可以實(shí)現(xiàn)較大的外環(huán)隙氧化劑通道10b的直徑，降低氧化劑的流速，提高火焰燃燒的穩(wěn)定性，增大燃燒功率調(diào)節(jié)范圍，因所述圓孔通道23的下端為圓錐形縮口20，約束外環(huán)隙氧化劑通道10b中氧化劑向軸心流動(dòng)，與所述燃?xì)獾牧鲃?dòng)方向相交叉，強(qiáng)化了燃?xì)夂脱趸瘎┑幕旌闲Ч瑫r(shí)所述圓錐形縮口20結(jié)構(gòu)又起到約束燃燒產(chǎn)物的作用，提高火焰的噴出速度，進(jìn)一步有利于提高加熱效率。

如圖4所示的所述下燒嘴體15的結(jié)構(gòu)，在所述下燒嘴體15的前面加工有U形第一冷卻水道22a，在所述下燒嘴體15的背面加工有U形第二冷卻水道22b，所述第一冷卻水道22a和所述第二冷卻水道22b分別包圍所述下燒嘴體15的下邊緣，并通過(guò)兩個(gè)水嘴25及連接管將所述第一冷卻水道22a和所述第二冷卻水道22b連通，再利用另外兩個(gè)水嘴25連通冷卻水進(jìn)水管和回水管，實(shí)現(xiàn)對(duì)燒嘴的冷卻。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。