熱風發生器的製作方法

2023-06-16 14:25:31

專利名稱：熱風發生器的製作方法
技術領域：
熱風發生器是屬於燃燒技術領域中供給熱風的設備，它廣泛應用於烘乾、以及需要中溫、低溫氣體的爐窯中。
目前國內所用的熱風發生器火焰穩定性差、燃料燃燒不完全；結構苯重、發生器出口氣體溫度不均勻。
為了克服現有熱風發生器的不足之處，本實用新型發明的目的是在熱風發生器的燃料結構，氣流組織及冷卻方面進行改進提高火焰穩定性；提高燃料的燃燒效率和出口氣體溫度的均勻度；延長發生器的使用壽命；提高點火的可靠性。
本實用新型發明的內容是熱風發生器是由燃燒段、摻混段和S形彎管三部分組成。燃燒段是一個性能良好的燃燒器，又是由燃料槍、旋流器、錐頂、燃燒筒體、外殼等組成。從燃燒段出口排出高溫煙氣進入摻混段的擴散管內形成熱風氣體流，當這股氣體流流經S形彎管時，由於受到強烈的擾動，使氣體流溫度進一步均勻，送出溫度均勻熱風。


圖1是熱風發生器結構原理圖；圖2是燃燒段結構原理圖；圖3是燃氣槍頭結構圖；圖4是旋流器結構示意圖圖5是旋流器葉片安裝示意圖；圖6是錐頂結構圖；圖7是燃燒筒體結構示意圖；圖8是摻混段結構原理圖。
圖中(1)是燃燒段，(2)是摻混段，(3)是S形彎管，(4)是防爆門，(5)是燃燒段進氣管，(6)是燃料槍，(7)是支架，(8)是旋流器，(9)是錐頂，(10)是燃燒筒體。(11)是燃燒段外殼，(12)是摻混段進氣管，(13)是摻混段外殼，(14)是擴散管，(15)是外圈，(16)是內圈，(17)是葉片，(18)是金屬圓棒。
本實用新型熱風發生器的具體實施是熱風發生器由燃燒段(1)，摻混段(2)和S形彎管(3)三部分組成。其中燃燒段(1)由燃料槍(6)、旋流器(8)、錐頂(9)、燃燒筒體(10)和燃燒段外殼(11)等組成。燃燒段(1)進口處是燃料槍(6)，燃料槍(6)的出口處有旋流器(8)，錐頂(9)與旋流器(8)相連，燃燒筒體(10)與錐頂(9)組合成錐形圓筒體，燃燒段外殼(11)與燃燒筒體(10)間形成一環形空間，燃燒段外殼(11)前端接有燃燒段進氣管(5)，其末端有一錐形收縮段，收縮段出口處內表面與燃燒筒體(10)末端外表面環形空間的高度為H1＝d5＋(0～2mm)，在此環形空間中沿燃燒筒體(10)外表面均勻分布焊有數量為n5＝8～60隻，直徑d5＝1～15mm，長L5＝5～60mm的金屬圓棒(18)，金屬圓棒(18)起固定和冷卻燃燒筒體10的作用。燃燒筒體10上有許多沿圓周均勻分布直徑為d3＝6mm的發散冷卻孔和直徑為d4＝5～50mm的進氣補燃孔和摻混孔。
燃料槍(6)有三種形式，即燃氣槍、燃輕質液體燃料槍，燃重質液體燃料槍，決定燃料槍性能好壞的主要因素是槍頭的結構。燃重質液體燃料槍頭採用預混式油槍槍頭；燃輕質液體燃料槍頭採用預混式油槍或採用介質霧化柴油燒嘴。燃氣槍頭呈圓錐形，錐頂角2β＝30°～180°，錐面上沿環向均勻分布有n1＝0～10排圓噴孔，每排圓噴孔的數量n2＝1～20隻，孔的直徑d1＝0.5～50mm，錐頂中心有一隻d2＝0～dn的圓噴孔，dn為燃氣槍頭內徑，dn＝6～100mm。
旋流器(8)的內圈(16)與外圈(15)之間裝有葉片(17)，葉片17為直葉片，葉片(17)與旋流器(8)軸線的安裝角θ＝20°～80°。錐頂(9)上有許多沿環向均勻分布的發散冷卻小孔，其直徑d3＝0～6mm，錐頂角為2δ，且與旋流器(8)上葉片(17)安裝角θ有如下關係tgδ≤2sinθ。
燃燒段(1)出口與由擴散管(14)和摻混段外殼(13)組成的摻混段(2)進口處相連，摻混段外殼(13)前端連有摻混段進氣管(12)。擴散管(14)呈喇叭形，其進口直徑與燃燒段(1)出口直徑相配匹，其出口外徑與摻混般外殼(13)內徑DN相等，DN＝150～1000mm，擴散管(14)的擴散角2γ＝30°～120°，擴散管(14)的進口處有許多沿圓周均勻分布的扁圓形或圓形孔，扁圓形孔的長軸或圓形孔直徑d6＝15～200mm，擴散管(14)的末端有許多沿圓周均勻分布，直徑為d7＝10～40mm的圓孔，孔間節距L7＝(1.5～5)d7，此外還有許多沿圓周均勻分布直徑為d8＝0.5～6mm的發散冷卻孔。
摻混段(2)的出口與S形彎管(3)相連，S形彎管(3)可以是方形管也可以是圓形管，方形管邊長L9＝150～1000mm，圓形管直徑d9＝L9，S形彎管(3)的彎曲半徑R9＝1～6d9。S形彎管(3)上設有兩隻對稱的邊長為20～400mm方形防爆門(4)。
圖1中虛線表示S形彎管(3)的出口軸線與熱風發生器軸線在同一平面上，實線表示二者不在同一平面上。
燃燒段(1)實際上是一個性能良好的燃燒器，燃料從燃料槍(6)噴入燃燒筒體(10)內，設計時選擇了最佳的噴射角度，使之與助燃空氣的配合良好，形成一個校為理想的燃料濃度場，提高了火焰的穩定性和燃燒效率。助燃空氣從燃燒段(1)上的進氣管(5)進入燃燒段外殼(11)後分為兩部分空氣，一部分空氣經旋流器(8)進入燃燒筒體(10)內，在那裡形成一個穩定火焰的回流區，並與燃料充分混合、燃燒，形成火焰，產生高溫煙氣，第二部分空氣從錐頂(9)和燃燒筒體(10)上的孔，以及筒體(10)與外殼(11)間的環形空間流入燃燒筒體(10)內，起助燃和部分摻混降溫的作用，同時保護燃燒筒體，使其不致燒壞。
高溫煙氣從燃燒段(1)出口排出，進入摻混段(2)的擴散管(14)內；爐窯排出的廢氣或冷空氣經滲混段進氣管(12)送入摻混段外殼(13)內，這些氣體在壓差作用下，絕大部分經擴散管(14)上的扁圓形孔進入擴散管(14)內與高溫煙氣摻混，並降溫至接近所需溫度。少量空氣經擴散管(14)上的小孔進入擴散管(14)內，起保護擴散管(14)的作用，並使氣體進一步降溫到所需要的溫度，產生的熱風，通過S形彎管(3)送出。當這股氣體流熱風流經S形彎管時，由於受到強烈的擾動，溫度進一步均勻，提高了供氣質量。同時S形彎管(3)能吸收熱風發生器工作時產生的熱膨脹。
當因某種原因使熱風氣體中含有可燃氣體成份並爆炸時，設在S形彎管(3)上的防爆門(4)能迅速打開，起減壓作用，從而保護了設備和人員的安全。
本實用新型的熱風發生器的主要優點是1、火焰穩定性好，即使在發生器的出口處有較高負壓的情況下也易於點火，點火後不會產生脫火現象，故較一般中、低溫氣體燃燒器更安全、更可靠。
2、調節比大，調節比可達110。
3、調溫範圍廣，燃燒段能在空氣過剩係數α＝1～14的範圍內穩定燃燒。燃燒效率高。
4、熱風溫度可在100℃～燃料理論燃燒溫度範圍內調節。
5、結構簡單、易於維修、可利用爐窯的餘熱，節能效果顯著。
權利要求1.一種由燃燒段(1)，摻混段(2)和S形彎管(3)組成的熱風發生器，其特徵在於燃燒段(1)是由燃料槍(6)，旋流器(8)，錐頂(9)，燃燒筒體(10)和燃燒段外殼(11)等組成，燃燒段(1)的進口處是燃料槍(6)，燃料槍(6)的出口處裝有旋流器(8)，錐頂(9)與旋流器(8)相連，燃燒筒體(10)與錐頂(9)組合成錐形園筒體，燃燒段外殼(11)與燃燒筒體(10)間形成一環形空間，燃燒段外殼(11)前端接有燃燒段進氣管(5)，其末端有一錐形收縮段，燃燒段(1)出口與由擴散管(14)和摻混段外殼(13)組成的摻混段(2)進口相連，摻混段外殼(13)的前端連有摻混段進氣管(12)，擴散管(14)呈喇叭形，其進口直徑與燃燒段(1)出口直徑相匹配，其出口外徑與摻混段外殼(13)內徑DN相等，摻混段(2)的出口與S形彎管相連。
2.按權利要求1所述的熱風發生器，其特徵在於，燃料槍有燃氣槍、燃輕質液體燃料槍和燃重質液體燃料槍，燃氣槍頭呈圓錐形，錐頂角2β＝30°～180°，錐面上沿環向均勻分布有n1＝0～10排圓噴孔，每排噴孔數為n2＝1～20隻，孔徑d1＝0.5～50mm，錐頂中心有一隻d2＝0～dn的圓噴孔，dn＝6～100mm，旋流器(8)的內圈(16)與外圈(15)之間裝有葉片(17)，葉片(17)為直葉片，葉片(17)與旋流器(8)軸線的安裝角θ＝20°～80°，錐頂(9)上有許多直徑為d3＝0～6mm，沿環向均勻分布的發散冷卻孔，錐頂角為2δ，且tgδ≤2sinθ，燃燒筒體(10)上有許多沿圓周均勻分布，直徑為d3＝0～6mm的發散冷卻孔和直徑為d4＝5～50mm的進氣補燃孔和摻混孔，燃燒段外殼(11)末端錐形收縮段出口處內表面與燃燒筒體(10)外表面形成一高度為H1＝d5＋(0～2mm)的環形空間，在此環形空間內沿燃燒筒體(10)外表面均勻分布焊有數量為n5＝8～60隻直徑d5＝1～15mm長L5＝5～60mm的金屬圓棒(18)。
3.按權利要求1所述的熱風發生器，其特徵在於摻混段外殼(13)內徑DN＝150～1000mm，擴散管(14)的擴散角2γ＝30°～120°，擴散管(14)的進口處有許多沿圓周均勻分布的扁圓形或圓形孔，扁圓形孔的長軸或圓形孔直徑d6＝15～200mm，擴散管(14)的末端有許多沿圓周均勻分布，直徑為d7＝10～40mm的圓孔，孔間節距l7＝(1.5～5)d7，還有許多沿圓周均勻分布、直徑為d8＝0.5～6mm的發散冷卻孔。
4.按權利要求1所述的熱風發生器，其特徵在於S形彎管可以是方形管也可是圓形管，方形管邊長為L9＝150～1000mm，圓形管直徑d9＝L9，S形彎管(3)的彎曲半徑R9＝1～6d9，S形彎管(3)上設有二隻對稱的邊長為l10＝20～400mm的方形防爆門，S形彎管(3)出口軸線可以與熱風發生器軸線在同一平面上也可以不在同一平面上。
專利摘要熱風發生器是屬於燃燒技術領域中供給熱風的設備，它是由燃燒段(1)，摻混段(2)和S形彎管(3)組成，從燃燒段(1)進口處的燃料槍(6)噴入的燃料與燃燒段進氣管(5)進入的助燃空氣在燃燒段(1)內充分混合燃燒形成高溫煙氣，由摻混段進氣管(12)進入的冷空氣與燃燒段(1)排入滲混段(2)內的高溫煙氣摻混並降溫為熱風氣體流，經S形彎管(3)送出溫度均勻的熱風，該熱風發生器火焰穩定性好，燃燒效率高，出口氣體溫度均勻，結構簡單，節能效果顯著。
文檔編號F24H3/00GK2186378SQ93226509
公開日1994年12月28日 申請日期1993年11月3日 優先權日1993年11月3日
發明者陳綏蕃, 張春和 申請人:上海交通大學