一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴的製作方法

2023-07-09 20:29:01 2

專利名稱：一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加熱爐或熱處理設備的加熱裝置，具體來說涉及一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴。屬於燃氣加熱設備技術領域。
背景技術：
中國專利公開號CN20277101U，
公開日2012年3月28日，實用新型名稱《自預熱式輻射管燃氣燒嘴》，燒嘴本體的外部同軸套有一空氣導管，空氣導管的外部同軸套有一換熱管，燒嘴安裝座上還設置有廢氣排氣口，空氣導管、換熱管和排氣孔三者之間均留有徑向間隙，空氣導管的另一端收縮成火焰噴口，空氣導管中段的管壁上設置有一次進氣孔，換熱管的另一端收縮成二次空氣噴口，輻射管內還放置有火焰管，使用高溫廢氣來預熱助燃 空氣，提高理論燃燒溫度，同時卷吸部分廢氣參與燃燒，實現高溫空氣貧氧燃燒，使得火焰溫度更均勻，減少有害氣體的排放，達到節能環保的目的。但該技術方案中預熱溫度提升較慢，換熱後助燃空氣的溫度仍顯得較低。而且由於直線型輻射管中換熱管的長度和直徑有限，換熱管的換熱效率相對較低，難以大幅提高輻射管燒嘴的理論燃燒溫度。
發明內容本實用新型的目的是針對現有輻射管燒嘴預熱溫度提升較慢，換熱管的換熱效率較低，預熱後助燃空氣的溫度仍有待提高的缺陷和不足，提出一種換熱效率較高，預熱升溫快，助燃空氣溫度和理論燃燒溫度較高，易於實現高溫空氣貧氧燃燒且節能效果好的增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴。它設計合理，結構簡單，製作成本較低，便於推廣使用。本實用新型的目的是通過以下方式實現的一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，包括設置在燒嘴安裝座上的燃氣管，空氣進口、點火電極、空氣導管、換熱管、排氣孔和廢氣排氣口，燃氣管的出口端設置有燒嘴本體，點火電極安裝在燒嘴本體上，所述燒嘴本體的外部同軸套有一空氣導管，所述空氣導管的外部同軸套有一換熱管，所述空氣導管和換熱管的一端均固定在燒嘴安裝座上的排氣孔中，所述的空氣導管、換熱管和排氣孔三者之間均留有徑向間隙，所述空氣導管和換熱管的另一端插入輻射管中，所述換熱管的外表面上設置有凸凹結構。所述的凸凹結構是設置在換熱管管壁上突起或凹坑。所述的凸凹結構是設置在換熱管管壁上的波紋槽或螺旋槽。所述的凸凹結構是設置在換熱管平滑外表面上的翅片。所述的翅片沿換熱管的軸向呈螺旋型分布，或徑向等分地沿換熱管的軸向平行分布。所述的空氣導管、換熱管均採用碳化矽或耐熱鋼製成。與現有技術相比本實用新型具有以下明顯的優點I.本實用新型在換熱管的外表面設置有凸凹結構，在有限的空間內提高了換熱管與高溫廢氣接觸的換熱面積，增強了換熱管對輸入空氣的預熱效果，換熱效率高，預熱升溫快，助燃空氣溫度和理論燃燒溫度大幅提高，有利於實現高溫空氣貧氧燃燒。2.本實用新型換熱管的體積小，不佔用輻射管的內部空間，換熱管導熱性好，對高溫廢氣的熱能利用率提高，所用能耗進一步降低，節能降耗效果明顯，也減少了氮氧化合物有害氣體的排放，有利於環保。3.本實用新型的空氣導管、換熱管都是採用碳化矽或耐熱鋼製成，具有耐溫高、導熱好、質量輕、使用壽命長等優點。4.本實用新型燒嘴的設計合理，結構簡單，加工製作方便，成本較低。可適於各種氣體燃料，如焦爐煤氣、混合煤氣、天然氣等。可廣泛用於鋼鐵冶金、建築材料、耐火材料、玻璃、陶瓷等行業，特別適合爐內通保護氣氛的熱處理爐，便於推廣使用。

圖I是本實用新型的結構示意圖。圖中，燃氣管1，輻射管2，點火電極3，燒嘴本體4，空氣導管5，燒嘴安裝座6，進氣管7，空氣進口 8，火焰噴口 9，換熱管10，一次進氣孔11，二次空氣噴口 12，廢氣排氣口 13，排氣孔14，火焰管15，徑向凸起16。
具體實施方式
以下結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述參見圖I，本實用新型的一種自預熱式輻射管燃氣燒嘴，包括設置在燒嘴安裝座6上的燃氣管1，空氣進口 8和點火電極3，燃氣管I的出口端設置有燒嘴本體4，燒嘴本體4為圓錐狀的筒形腔的構造，並且燒嘴本體4的小口徑端為進氣口，點火電極3安裝在燒嘴本體4上，所述燒嘴本體4的外部同軸套有一空氣導管5，所述空氣導管5的外部同軸套有一換熱管10，所述空氣導管5和換熱管10的一端均固定在燒嘴安裝座6上的排氣孔14中，所述的燒嘴安裝座6上還設置有廢氣排氣口 13，所述的廢氣排氣口 13與排氣孔14相連通，所述的空氣導管5、換熱管10和排氣孔14三者之間均留有徑向間隙，其中，空氣導管5與換熱管10之間的徑向間隙構成了空氣流動的環形管道，所述空氣導管5的另一端在燒嘴本體4大口徑端的前方收縮成火焰噴口 9，即在燒嘴本體4的前端形成一個燃燒室，空氣導管5中段的管壁上對應燒嘴本體4的進氣口設置有一次進氣孔11，一次進氣孔11開設在空氣導管5的管壁上，上述空氣環形通道中的空氣從一次進氣孔11，進入空氣導管5的內孔中，再從燒嘴本體4的小口徑端進入燒嘴本體4的筒形腔中，所述換熱管10的另一端圍繞在火焰噴口 9外部收縮成二次空氣噴口 12，二次空氣噴口 12為環形，上述空氣環形通道中的空氣從圍繞在火焰噴口 9外壁上的二次空氣噴口 12噴出，對火焰噴口 9噴出的燃燒氣體進行第二次空氣助燃，且所述空氣導管5和換熱管10的另一端插入輻射管2中，所述換熱管10的外表面上設置有凸凹結構。所述的輻射管2內還放置有火焰管15，火焰管15與輻射管2之間留有徑向間隙。所述的凸凹結構可以是設置在換熱管10管壁上的突起或凹坑，以增加換熱管的外表面積，提高換熱效果。如可在製作換熱管10時，先對管壁材料進行加工，均勻地壓製出球形突起或凹坑，使換熱管10的外表面形成均勻分布地球形突起或凹坑。同上，所述的凸凹結構可以是均勻設置在換熱管10管壁上的波紋槽或螺旋槽。所述的波紋槽可以沿換熱管10的徑向設置，使換熱管10的徑向斷面成花鍵軸的形式，所述的波紋槽也可以沿換熱管10的軸向呈環形設置，形成圖I中所示的結構。所述的螺旋槽通常沿換熱管10的軸向旋轉設置，它可以造成高溫廢氣在換熱管10外表面和輻射管2內壁中的旋轉流動，延長高溫廢氣在換熱管10外表面上流動的距離和時間，提高換熱效率。所述的凸凹結構還可以是均勻設置在換熱管10平滑外表面上的翅片。如同在暖氣管外設置散熱翅片一樣，本實用新型中翅片的設置仍應保證換熱管10外表面和輻射管2內壁中的間隙，即應留出高溫廢氣在輻射管2和換熱管10之間流動的通道，一般情況下，所述的翅片沿換熱管10的軸向呈螺旋型分布，也可以平行於換熱管10的軸向分布，即各翅片的高度方向沿換熱管10的徑向指向其圓心，各翅片的長度方向與換熱管10的軸向相平行。當換熱管10插入輻射管2中，並將燒嘴安裝座6固定在輻射管2上時，火焰管15與輻射管2之間的徑向間隙和換熱管10與排氣孔14間的徑向間隙就構成了高溫廢氣排出的通道。所述排氣孔14的直徑與輻射管2的內徑相等。所述火焰管15的外表面上設置有與輻射管2內壁相配合的徑向凸起16，所述徑向凸起16的高度是火焰管15內徑的1/4 1/8。所述的燒嘴安裝座6採用鑄造鋁合金的雙層殼體，它具有重量輕、散熱好、結構緊湊、裝卸方便等優點。·徑向凸起16的設置不應阻礙氣體在火焰管15外表面與輻射管2內壁之間的軸向流動。在火焰管15的橫截面上，徑向凸起16 —般等分均布，徑向凸起16的長度和寬度均較小。在輻射管2中，所述的火焰管15至火焰噴口 9的距離與火焰管15內徑的比值為1/4 I。火焰管15與火焰噴口 9留出一定的距離，通過燃燒火焰的射流，可卷吸部分廢氣參與燃燒，降低了有害氣體的排放，環保效果好。當燒嘴本體4中的燃氣燃燒時，其空氣從換熱管10的內壁向輻射管2—端流動，而燃燒後的高溫廢氣，沿換熱管10的外壁向燒嘴安裝座6 —端流動，將高溫廢氣的熱量傳遞給流入的空氣，即對助燃空氣進行預熱，提高助燃空氣的溫度，達到節能的目的。為保證上述的空氣環形通道與燒嘴安裝座6上的空氣進口 8相連通，所述空氣導管5與燒嘴安裝座6連接的一端設置有進氣管7，進氣管7穿過換熱管10與燒嘴安裝座6上的空氣進口 8相連通。所述的空氣導管5、換熱管10和火焰管15均採用碳化矽或耐熱鋼製成，具有耐溫高、導熱好、質量輕、使用壽命長等優點。本實用新型的工作過程是燃氣通過燃氣管I進入燒嘴本體4中，助燃空氣從空氣進口 8進入空氣導管5和換熱管10之間的空氣環形通道中，並從一次進氣孔進入燒嘴本體4中，導通點火電極3,點火電極3發火點燃燃氣,火焰先在空氣導管5內部的燃燒室內燃燒，再從火焰噴口 9噴出，助燃空氣從空氣環形通道中的空氣流至火焰噴口 9外壁的二次空氣噴口 12，對燃燒火焰進行二次助燃。從火焰噴口 9噴出的燃燒火焰射入輻射管2內部的火焰管15管孔中，並向輻射管2的前端流動，燃燒後的高溫廢氣從火焰管15管孔的另一端流出並從火焰管15的外壁向回返流，當高溫廢氣流至火焰管15和火焰噴口 9之間時，火焰噴口 9噴出燃燒火焰的射流，會卷吸部分高溫廢氣參與燃燒，餘下的高溫廢氣繼續向燒嘴安裝座6 —端流動，並通過換熱管10外壁對換熱管10內壁中流動的空氣進行加熱，然後高溫廢氣再經排氣孔14從廢氣排氣口 13排出。
權利要求1.一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，包括設置在燒嘴安裝座(6)上的燃氣管(1)，空氣進口(8)、點火電極(3)、空氣導管(5)、換熱管(10)、排氣孔(14)和廢氣排氣口(13)，燃氣管(I)的出口端設置有燒嘴本體(4)，點火電極(3)安裝在燒嘴本體(4)上，所述燒嘴本體(4)的外部同軸套有一空氣導管(5)，所述空氣導管(5)的外部同軸套有一換熱管(10)，所述空氣導管(5)和換熱管(10)的一端均固定在燒嘴安裝座(6)上的排氣孔(14)中，所述的空氣導管(5)、換熱管(10)和排氣孔(14)三者之間均留有徑向間隙，所述空氣導管(5)和換熱管(10)的另一端插入輻射管(2)中，其特徵在於所述換熱管(10)的外表面上設置有凸凹結構。
2.根據權利要求I所述的一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，其特徵在於所述的凸凹結構是均設置在換熱管(10)管壁上的突起或凹坑。
3.根據權利要求I所述的一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，其特徵在於所述的凸凹結構是設置在換熱管(10)管壁上的波紋槽或螺旋槽。
4.根據權利要求I所述的一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，其特徵在於所述的凸凹結構是設置在換熱管(10 )平滑外表面上的翅片。
5.根據權利要求4所述的一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，其特徵在於所述的翅片沿換熱管(10)的軸向呈螺旋型分布，或平行於換熱管(10)的軸向分布。
6.根據權利要求I所述的一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，其特徵在於所述的空氣導管(5)、換熱管(10)均採用碳化矽或耐熱鋼製成。
專利摘要一種增強型自預熱輻射管燃氣燒嘴，屬於燃氣加熱設備。包括設置在燒嘴安裝座(6)上的燃氣管(1)，空氣進口(8)、點火電極(3)、空氣導管(5)、換熱管(10)、排氣孔(14)和廢氣排氣口(13)，所述空氣導管(5)和換熱管(10)的一端均固定在燒嘴安裝座(6)上的排氣孔(14)中，所述換熱管(10)的外表面上設置有凸凹結構。提高了換熱管與高溫廢氣接觸的換熱面積，換熱效率高，預熱升溫快，助燃空氣溫度和理論燃燒溫度大幅提高，有利於實現高溫空氣貧氧燃燒，節能降耗效果明顯，減少有害氣體的排放，設計合理，結構簡單，製作成本較低，便於推廣使用。
文檔編號F23D14/66GK202561753SQ20122023086
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者李鴻亮, 賈文強, 王漢生, 劉亮, 李正朝 申請人:武漢宇宙科技有限公司