專利名稱：介質霧化柴油燒嘴的制作方法
技術領域：
介質霧化柴油燒嘴是屬于工業(yè)爐窯領域中的燃燒設備。
目前國內用于工業(yè)爐窯上的柴油燒嘴，(如蘇聯卡拉賓燒嘴)由于沒有很好考慮柴油的霧化，助燃空氣氣流的組織，以及空氣與柴油油霧炬的混合與燃燒，因此在點火的初期，以及爐溫較低時，柴油燃燒不完全，燃燒效率低，冒黑煙情況嚴重，污染了環(huán)境，且燒嘴的火焰穩(wěn)定性差，調節(jié)比小，不能滿足工業(yè)爐窯，特別是中、低溫爐的要求。
本實用新型發(fā)明的目的是要克服現有工業(yè)爐窯柴油燒嘴的缺點，要使柴油燒嘴的燃燒效率達98％以上，調節(jié)比達110，冷爐點火時不冒煙，使燒嘴不僅適用于高溫爐，而且要適用于中、低溫爐。
本介質霧化柴油燒嘴，用低壓空氣(壓力＜104Pa)或高壓介質(壓力≥104Pa的壓縮空氣或蒸汽)對柴油進行霧化，并用離心噴嘴加強柴油的旋轉，使柴油得到良好的霧化；同時合理地組織燒嘴中的氣流流動，用渦流器獲得氣體的回流，提高燒嘴火焰的穩(wěn)定性；另外設計了適當的柴油油霧噴射角，使其與氣流流動相匹配，獲得良好的燃油濃度場，從而大大地改善了燒嘴性能。


圖1是燒嘴基本結構示意圖圖2是油槍頭部噴嘴結構圖圖3是渦流器結構圖圖4是油噴口結構圖圖5是氣噴口結構圖圖6是燃燒筒結構圖圖7是旋流器沿圓周方向剖面展開圖圖中1是油槍、2是外殼，3是燃燒筒，4、5是接口、6是油噴嘴、7是空氣管，8是渦流器，9是油噴口，10是氣噴口，11是小圓錐臺，12是大圓錐臺，13是旋流器，14是錐體，15是筒身，16是套筒，17是內外圈，18是葉片，19是油口，20是出口。
本介質霧化柴油燒嘴的具體實施是由油槍1，外殼2和燃燒筒3組成的柴油燒嘴，在油槍1尾部有二個接口4和5，接口4進柴油，接口5進低壓空氣或高壓霧化介質(高壓空氣或蒸汽)。在油槍頭部有噴嘴6，噴嘴6是決定柴油霧化質量好壞及油霧炬角度的主要關鍵，噴嘴6是為內外兩級離心噴嘴，兩級噴嘴共用一個出口20，渦流器8與油噴口9組成內噴嘴，油噴口9和氣噴口10組成外噴嘴。內噴嘴流柴油，外噴嘴流霧化介質。
渦流器8有一個圓錐臺的頂部，圓錐臺的錐角為α1＝20～180°，錐面上銑出n1＝1～10條切向槽，槽的寬度為B1＝0.2～3mm，槽的深度為H1＝0.2～3mm。
油噴口9的外表面頂部有兩個大小不同的圓錐臺，小圓錐臺11的錐角為β1＝30～180°，大圓錐臺12的錐角β2＝β1＋(0～10°)。油噴口9內表面的頂端有一直徑為d1＝0.5～10mm的油口19，它的下部有一錐角為α2＝α1＋(0～10°)的圓錐，大圓錐臺12外表面上銑有n2＝1～10條切向槽。槽的寬度B2＝0.5～4mm，深度為H2＝0.5～4mm。
氣噴口10的頂端有一直徑為d2＝2～40mm的出口20，它的下部有一錐角為γ2＝β2＋(0～10°)的圓錐。
燃燒筒3是由旋流器13，錐體14，筒身15和套筒16組成，旋流器13由內外圈17及葉片18組成，葉片18固定在內外圈17上，其頂端與軸線的安裝角為θd1θd＝20～80°，葉片18型線符合兩種規(guī)律，即tgθ＝ (r)/(rd) tgθd和tgθ＝tgθdi葉片數為6～24片。
式中γd為葉片頂端半徑；γ為葉片的某一計算半徑；θ為葉片某計算半徑的安裝角。
錐體14上有許多直徑為d3＝0.5～6mm的發(fā)散冷卻小孔，錐體的錐頂角為2δ。tgδ≤2sinθdi筒身15上有許多d3＝0.5～6mm的發(fā)散冷卻小孔，以及不等直徑的d4孔，d4＝5～50mm，作為補燃空氣進氣孔。
套筒16壁上有許多d5＝0～5mm的發(fā)散冷卻小孔，和直徑為d4＝5～50mm的補燃孔，套筒16長為L1＝50～150mm，套筒16數量為n3＝0～5個，套筒16與筒身15，套筒16與套筒16相互重疊，重疊長度L2＝0～50mm，重疊部分間隙高度H3＝1－15mm。套筒16與外殼2之間的間隙高度也為H3＝1～15mm，套筒16超出外殼2出口法蘭平面長度L2＝0～50mm。
該燒嘴是一種以柴油作為燃料，以低壓空氣或高壓介質作為霧化介質的燒嘴，助燃空氣從空氣管7進入外殼2內，然后分成三部分，一部分空氣經燃燒筒3上的旋流器13進入燃燒筒3內，在那里形成一個穩(wěn)定火焰的回流區(qū)，并與從油槍1頭部噴嘴6噴出口的柴油油霧炬充分混合、燃燒，形成高溫煙氣，該部份空氣對穩(wěn)定火焰及提高燃燒效率起極其重要的作用；第二部份空氣通過燃燒筒3的筒身15和套筒16上的補燃孔進入燃燒筒3內，使柴油進一步燃燒；第三部分空氣通過燃燒筒3的錐體14、筒身15和套筒16上分布均勻的小孔以及筒身15、套筒16、外殼2之間的環(huán)形間隙進入燃燒筒3內，最后使柴油完全燒盡，且在流經燃燒筒3時，使其受到發(fā)散與對流合冷卻，有較長的壽命，在高溫煙氣的作用下，不致燒壞。
柴油從油槍1的尾部接口4進入油槍1，在流經渦流器8上的切向槽時，產生強烈的旋轉，使柴油得到良好的霧化；霧化介質從接口5進入油槍1，在流經油噴口大圓錐臺12上的切向槽時也產生強烈的旋轉，高速旋轉的介質氣流對柴油流有強烈的剪切作用，并使柴油進一步達到理想的霧化，完全能滿足燃燒的要求，以油霧炬噴入燃燒筒3內，設計時選擇了合適的噴嘴結構，以獲得理想的油霧炬噴射角度，使之與助燃空氣的配合良好，形成一個較為理想的濃度場，在任何工作情況下都能滿足火焰穩(wěn)定燃燒，傳播的條件，所以火焰穩(wěn)定性好，燃燒效率高。
由于本燒嘴結構合理，對燃燒的組織好，故燒嘴的燃燒效率高，可達98％以上，點火初期及爐溫較低時都不會冒煙，同時燒嘴的火焰穩(wěn)定性好，調節(jié)比可達110，完全能滿足工業(yè)爐窯的要求。
權利要求1.一種由油槍1，外殼2和燃燒筒3組成的介質霧化柴油燒嘴，其特征在于在油槍1，尾部有接口4和接口5，在油槍1頭部有噴嘴6，燃燒筒3是由旋流口13，錐體14，筒身15和套筒16組成。
2.由權利要求1所述的柴油燒嘴，其特征在于噴嘴6為內外兩級離心式噴嘴，兩級噴嘴共用一個出口20，渦流器8與油噴口9組成內噴嘴，油噴口9與氣噴口10組成外噴嘴。
3.由權利要求1所述的柴油燒嘴，其特征在于旋流器13由內外圈17，葉片18組成，葉片18固定在內外圈17上，其頂端與軸線的安裝角為θd＝20～80°，葉片18型線符合兩種規(guī)律tgθ＝ (r)/(rd) tgθditgθ＝tgθdi錐體14上有許多d3＝0.5～6mm的發(fā)散冷卻小孔，錐體14的錐角為2δ，tgδ≤2sinθdi筒身15上有許多d3＝0.5～6mm的發(fā)散冷卻小孔，和d4＝5～50mm不等直徑補燃孔；套筒16壁上有許多d5＝0～5mm發(fā)散冷卻孔，d4＝5～50mm補燃孔。
4.按權利要求1、2所述的柴油燒嘴，其特征在于渦流器8有一個錐角α1＝20～180°的圓錐臺的頂部，錐面上有n1＝1～10條切向槽，槽寬B1＝0.2～3mm，槽深H10.2～3mm。油噴口9的外表面頂部有兩個大小不同的圓錐臺，小圓錐臺11的錐角β1＝30～180°，大圓錐臺12的錐角β2＝β1＋(0～10°)，油噴口內表面頂端有一直徑為d1＝0.5～10mm的油口19，它的下部有一錐角為α2＝α1＋(0～10°)的圓錐。大圓錐臺12的外表面有n2＝1～10條切向槽，槽寬B2＝0.5～4mm，槽深H2＝0.5～4mm，氣噴口10的頂端有一直徑為d2＝2～40mm的出口20，它的下部有一錐角為γ2＝β2＋(0～10°)的圓錐。
5.按權利要求1、3所述的柴油燒嘴，其特征在于套筒16長為L1＝30～150mm，套筒16數量n3＝0～5個，套筒16與筒身15，套筒16與套筒16相互重疊，重疊長度L2＝0～50mm，重疊部分間隙高度H3＝1～15mm，套筒16與外殼2之間間隙高度也為H3＝1～15mm，套筒16超出外殼2出口法蘭平面長度L2＝0～50mm。
專利摘要介質霧化柴油燒嘴是屬于工業(yè)爐窯領域中的燃燒設備。本燒嘴采用低壓空氣或高壓介質對柴油進行霧化，并用離心噴嘴加強柴油的旋轉，用旋流器獲得氣體的回流，使柴油獲得良好的霧化，提高燒嘴火焰的穩(wěn)定性。此外還設計了適當的柴油油霧噴射角，使其與氣流流動相匹配，獲得良好的燃油濃度場，從而大大改善燒嘴性能，燃燒效率可達98％以上，調節(jié)比可達1∶10，點火初期和爐溫較低時均不冒黑煙，完全能滿足工業(yè)爐窯的要求。
文檔編號F23D11/24GK2152147SQ92245130
公開日1994年1月5日 申請日期1992年12月30日 優(yōu)先權日1992年12月30日
發(fā)明者陳綏蕃, 張春和 申請人:上海交通大學