一种旋流长焰燃油烧嘴系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧加热领域，具体涉及一种旋流长焰燃油烧嘴系统。


背景技术：

2.工业窑炉为高能耗设备，对燃油的需求量极大，烧嘴作为重要的燃烧设备，广泛应用于工业窑炉等领域；市面的燃油烧嘴，普遍结构为一次配风，采用压缩空气雾化的方式，传统燃油烧嘴简单的助燃风进风方式，没能与燃油进行充分混合，这就存在着燃烧不充分、易结焦及排放不达标等不足，没有获得最佳的燃烧效果，燃烧温度都很难达到1000℃。尾气中有害物质一氧化碳、氮氧化物等的含量超出于排放标准规定量，且使用压缩空气增大了烧嘴的能耗。
3.在许多设计中，旋涡流已经被广泛用来提升氧化物和燃油的混合度来提升燃烧的稳定性以及燃尽性。
4.为提高工业窑炉节能效果，需要有相应的高效节能环保的旋流长焰燃油烧嘴。


技术实现要素：

5.综上所述,为了克服现有的技术问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋流长焰燃油烧嘴系统，其保证火力输出以满足工况需求的同时，还可以获得高燃烧效率和清洁排放的效果。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种旋流长焰燃油烧嘴系统，包括内胆、外胆、油泵和风机；所述内胆处于所述外胆内部，并且所述内胆和所述外胆的前端开放形成喷火口，所述外胆前端超出所述内胆前端预设的距离；所述内胆后端的内壁上安装有雾化油嘴，所述油泵通过油管连接所述雾化油嘴，在所述内胆后端内壁上对应所述雾化油嘴的位置处设有将所述雾化油嘴雾化后的燃油点火燃烧的点火针；所述风机通过风管连通所述外胆内部并在燃油燃烧的过程中先后依次提供多次进风。
7.本实用新型的有益效果为：
8.1、三次进风供氧，氧气与燃料的混合更充分合理；
9.2、通过烧嘴内胆形及脉冲装置产生旋流，获得高燃烧效率和清洁排放的效果，以及强有力和集中的长焰；
10.3、适用于轻质燃油，结构简单可靠，拆装维护方便。
11.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作如下进一步的改进：
12.进一步，所述内胆后端的侧壁上设有若干个一次进风孔，所述内胆除后端侧壁之外的其它侧壁上设有若干个二次进风孔；所述内胆间隔处于所述外胆内部，所述内胆前端端部与所述外胆相应的内壁之间形成环状的三次进风口；
13.所述风机通过所述风管连通所述外胆内部靠近后端的位置处，并在燃油燃烧的过程中依次通过所述一次进风孔、所述二次进风孔和所述三次进风口提供三次进风。
14.采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过一次进风孔、二次进风孔和三次进
风口分别先后依次向燃油供氧，充分贴合燃油流动性好，闪点低易气化，热值相对不高的特点。
15.进一步，所述一次进风孔环形布置在所述内胆后端侧壁上，其轴线与所述内胆的轴线一致。
16.采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现一次供氧。
17.进一步，所述二次进风孔均匀布置在所述内胆除后端侧壁之外的其它侧壁上，其轴向分别与所述内胆的轴向和径向形成预设的角度，进而使所述风机通过所述二次进风孔向所述内胆内部提供螺旋向前的气流。
18.采用上述进一步技术方案的有益效果为：延长燃烧时间，促进充分燃烧。
19.进一步，所述二次进风孔处于所述内胆外侧壁的一端位于所述二次进风孔另一端的后方，并且所述二次进风孔的轴向与所述内胆的轴向之间的夹角为15-45
°
，所述二次进风孔的轴向与所述内胆的径向之间的夹角为15-45
°
。
20.采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过二次进风孔实现向内胆内部提供螺旋向前的气流。
21.进一步，所述外胆侧壁对应所述三次进风口处的位置朝内收缩后再向前延伸预设的距离。
22.进一步，所述外胆侧壁对应所述三次进风口处的位置朝内收缩10-35
°
角后再向前延伸预设的距离。
23.采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过三次进风口实现向内胆内部提供环状向前的气流。
24.进一步，还包括风阀；所述风阀安装在所述风管上。
25.进一步，还包括火焰探头和控制器；所述火焰探头安装在所述外胆内的后端并用于获取燃烧火焰信号；所述控制器的输入端连接所述火焰探头以接收火焰信号，所述控制器的输出端连接所述风阀。
26.采用上述进一步技术方案的有益效果为：短时间内产生快速变频率多次完成风阀的开-闭-开的动作，通过通过一次进风孔、二次进风孔和三次进风口形成强烈的三路助燃风瞬时脉冲气流，脉冲气流与迅速膨胀的燃油气流在烧嘴内胆形成一股稳定向前的高速旋流，旋流使得助燃风、燃油以及气化的可燃气体等充分混合，有利于完全燃烧。
附图说明
27.图1为本实用新型的结构示意图；
28.图2为内胆轴向剖视图；
29.图3为内胆径向剖视图；
30.其中，箭头分别表示从一次进风孔、二次进风孔和三次进风口进入的空气的轨迹，螺旋线表示形成螺旋向前的气流，虚线表示火焰。
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1、内胆，2、外胆，3、油泵，4、风机，5、雾化油嘴，6、油管，7、点火针，8、风管，9、一次进风孔，10、二次进风孔，11、三次进风口，12、风阀，13、火焰探头。
具体实施方式
33.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
34.如图1所示，一种旋流长焰燃油烧嘴系统，包括内胆1、外胆2、油泵3和风机4。所述内胆1处于所述外胆2内部，并且所述内胆1和所述外胆2的前端开放形成喷火口，所述外胆2前端超出所述内胆1前端预设的距离。所述内胆1后端的内壁上安装有雾化油嘴5，所述油泵3通过油管6连接所述雾化油嘴5，在所述内胆1后端内壁上对应所述雾化油嘴5的位置处设有将所述雾化油嘴5雾化后的燃油点火燃烧的点火针7。所述风机4通过风管8连通所述外胆2内部并在燃油燃烧的过程中先后依次提供多次进风。
35.所述内胆1后端的侧壁上设有若干个一次进风孔9，所述内胆1除后端侧壁之外的其它侧壁上设有若干个二次进风孔10。所述内胆1间隔处于所述外胆2内部，所述内胆1前端端部与所述外胆2相应的内壁之间形成环状的三次进风口11。所述风机4通过所述风管8连通所述外胆2内部靠近后端的位置处，并在燃油燃烧的过程中依次通过所述一次进风孔9、所述二次进风孔10和所述三次进风口11提供三次进风。
36.所述一次进风孔9环形布置在所述内胆1后端侧壁上，其轴线与所述内胆1的轴线一致。如图2和3所示，所述二次进风孔10均匀布置在所述内胆1除后端侧壁之外的其它侧壁上，其轴向分别与所述内胆1的轴向和径向形成预设的角度，进而使所述风机4通过所述二次进风孔10向所述内胆1内部提供螺旋向前的气流。优选的：所述二次进风孔10处于所述内胆1外侧壁的一端位于所述二次进风孔10另一端的后方，并且所述二次进风孔10的轴向与所述内胆1的轴向之间的夹角为15-45
°
，所述二次进风孔10的轴向与所述内胆1的径向之间的夹角为15-45
°
。
37.所述外胆2侧壁对应所述三次进风口11处的位置朝内收缩后再向前延伸预设的距离，优选的：所述外胆2侧壁对应所述三次进风口11处的位置朝内收缩10-35
°
角后再向前延伸预设的距离。
38.内胆1的后端面设有一圈一次进风孔9，其进风方向平行于内胆1的轴向，为轴向进风孔。同时，内胆1在除后端侧壁之外的其它侧壁上设有蜂窝状进风孔即二次进风孔10，二次进风孔10的轴向与内胆1轴向和径向均有偏转角度，为径向进风孔，根据二次进风孔10导向作用，可在内胆1中形成一股向前的旋转进风。外胆2前部做缩口设计即外胆2侧壁对应三次进风口11处的位置朝内收缩后再向前延伸预设的距离，结合外胆2和内胆1之间在该处围成的空腔，此处便形成一个圆环状向前送风的进风口即三次进风口11。
39.该烧嘴系统还包括风阀12、火焰探头13和控制器。所述风阀12安装在所述风管8上。所述火焰探头13安装在所述外胆2内的后端并用于获取燃烧火焰信号。所述控制器的输入端连接所述火焰探头13以接收火焰信号，所述控制器的输出端连接所述风阀12并通过火焰信号控制所述风阀12反复点动。风阀12为常开型，其由控制器控制并实现点动，即风阀12在控制器控制的控制下瞬时实现关-开的动作，优选的：所述控制器控制所述风阀12相邻两个点动的时间间隔越来越短。
40.离心风机4通过风管8和气动风阀12，向烧嘴外胆2与烧嘴内胆1组成的空腔送助燃风，并且送入的助燃风分3次进风，具体如下：
①
次风(沿内胆1轴向)，从烧嘴内胆1后端的一次进风孔9水平轴向进入烧嘴内胆1，形成一股水平的助燃风束，完成一次进风，参与第一次
燃烧；
②
次风(沿内胆径向)，经烧嘴内胆1筒壁上的蜂窝状二次进风孔10进入烧嘴内胆1，形成一股旋转向前的助燃风束，完成二次进风，参与第二次燃烧；
③
次风(环状)，烧嘴外胆2缩口处形成的环状助燃风束，沿着缩口侧壁，向前与燃油及可燃气体混合，完成三次进风，参与第三次燃烧。
41.烧嘴系统的工作过程及旋流形机理如下：
42.开启烧嘴控制器，在烧嘴控制器的控制下，自动打开离心风机4向烧嘴外胆2与烧嘴内胆1组成的空腔送助燃风，助燃风按上述按
①
次风、
②
次风和
③
次风的进风路径进到烧嘴内部即内胆1中。离心风机4持续送风一定时间后，自动开启点火针7打火，同时打开漩涡油泵3，高压的燃油经雾化喷嘴5喷射出来并被点火针7引燃，分别与上述
①
次风、
②
次风和
③
次风混合和燃烧。此时烧嘴喷出的火焰，分散发黄无力，表明燃烧不完全，虽有三次进风，特别是
②
次径向旋转风，仍带不动火焰气流，形不成旋流，不能充分混合。
43.火焰探头13将火焰信号传回给控制器，控制器控制气动风阀12在5秒钟内完成时间间隔由长到短的点动动作，比如：点动(隔1.0秒)
→→
点动(0.8秒)
→→
点动(0.7秒)
→→
点动(0.65秒)
→→
点动(0.625秒)
………
。气动风阀12频繁的“关-开”动作，便形成了一股股频率由慢到快的间歇式的脉冲助燃风，该脉冲助燃风与持续喷射的雾化燃油及燃油气化的可燃气体形成由慢到快的间歇式燃烧，间歇式燃烧所产生的急剧膨胀气流，在
①②③
次进风特别是
②
次径向旋转脉冲进风的引导下，形成了由慢到快的稳定旋流，此时，气动风阀12停止动作。由于高速旋流的形成，烧嘴出口外形成一条长焰，火焰均匀明亮耀眼，集中有力。这表明燃油与三次助力燃风充分混合燃烧，火焰中心心温度高，燃烧充分。烧嘴进入正常的燃料工作状态。通过三次进风，特别是加上控制风阀的瞬间启闭，最终形成强有力的旋流长焰的方式，为业内首创。
44.上述工作中，最开始气动风阀12不点动，是因为需要火焰探头13先判断点火是否成功，在判断点火成功后才能控制风阀12点动，并进行三次进风；判断点火不成功时则终止供油供风燃烧，因为如果没有点火成功而持续供油就会发生爆炸。
45.试验结果证明，在铝熔炼中应用本烧嘴系统,替代当前普遍使用燃油烧嘴，燃烧效果更好，火焰集中均匀，明亮有力，热传递效率高，并且燃烧排放物远远优于相关国家标准的要求。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。