一種重油燃燒噴槍及具有該噴槍的爐窯的製作方法

2023-12-10 13:31:13 1

本發明屬於噴槍製造技術領域，涉及一種噴槍，尤其涉及一種重油燃燒噴槍及具有該噴槍的爐窯。

背景技術：

眾所周知，玻璃熔窯，是指玻璃製造過程中用於熔制玻璃配合料的熱工設備。具體地，將按玻璃成分配好的粉料和摻加的熟料如碎玻璃在玻璃熔窯內高溫熔化、澄清並形成符合成型要求的玻璃液。其中，由於採用的熱源不同，玻璃熔窯大致可分為火焰熔窯、電熔窯和火焰-電熔窯等結構類型。

以火焰熔窯為例，其通常採用煤、重油、煤氣或天然氣等作為燃料燃燒加熱。對於燃油的熔窯來說，其通常會在熔窯內設置小爐，且其小爐一般會設置有空氣通道和噴出口等。另外，根據熔窯內火焰流動的方向與熔窯窯軸的相對位置關係的不同，火焰熔窯大致分為橫火焰窯、縱火焰窯和馬蹄焰窯等，譬如橫火焰窯中其熔窯內的火焰流動方向與窯軸垂直。

目前，國內的平板玻璃熔窯熔化加熱所用的燃料普遍採用重油，然而，因重油燃燒噴槍效率較低，導致我國平板玻璃生產的平均單位能耗比國際先進水平明顯偏高。為保證重油的霧化質量，現有的重油燃燒噴槍一般採用氣體輔助霧化結構，對於此種結構的噴槍來說，其主要有外混、內混和中間混合型這三種形式。現有技術中，雖然所採用的重油燃燒噴槍已經取得了明顯的技術進步，但還存在重油火焰覆蓋面、高度、角度、剛度、亮度等參數調整不夠靈活，燃燒效率不夠理想的缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種重油燃燒噴槍，用以解決現有技術中重油燃燒噴槍燃燒效率較低、燃燒不夠充分以及重油火焰的各項參數不能靈活調節的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：提供一種重油燃燒噴槍，該重油燃燒噴槍包括設有杆體的槍桿組件、設於所述杆體的出口端的噴嘴組件、處於固定狀態的槍架、設有固定基架和滑動支架的伸縮傳動裝置以及控制所述滑動支架往復直線運動的驅動裝置；所述固定基架固定連接於所述槍架上，所述滑動支架滑動連接於所述固定基架上並設有所述杆體，且在所述驅動裝置的驅動下帶動所述杆體伸縮；所述噴嘴組件的中心線和所述杆體的中心線之間的夾角範圍為105°～130°。

進一步地，所述杆體上開設有中空的油管和霧化氣管，所述霧化氣管環繞所述油管並位於所述油管的外側；所述噴嘴組件包括風帽、螺旋噴嘴和壓力板，所述風帽固定連接於所述杆體的出口端，所述螺旋噴嘴固定連接於所述風帽的入口端，所述螺旋噴嘴的外側壁上開設有出霧槽，所述出霧槽從所述螺旋噴嘴的入口端延伸到所述螺旋噴嘴的出口端；所述壓力板插設於所述螺旋噴嘴的入口端，所述壓力板上開設有呈通孔的噴孔；重油經所述油管由所述噴孔流至所述風帽的出口端，霧化氣經所述霧化氣管由所述出霧槽流至所述風帽的出口端。

進一步地，所述出霧槽具有多個，各所述出霧槽圍繞所述螺旋噴嘴的中心線分布設置。

進一步地，沿著所述螺旋噴嘴的出霧方向，各所述出霧槽圍繞所述螺旋噴嘴的中心線呈逆時針方向傾斜布置。

進一步地，所述螺旋噴嘴為梯形椎體，且從所述螺旋噴嘴的入口端到所述螺旋噴嘴的出口端，所述螺旋噴嘴的橫截面直徑呈遞增趨勢。

進一步地，所述壓力板上開設有若干個噴孔，各所述噴孔的中心線與所述壓力板的中心線之間形成一夾角。

進一步地，所述滑動支架的中部滑動連接於所述固定基架上，所述杆體設有兩根，各所述杆體分別固定連接於所述滑動支架的兩端上。

進一步地，所述固定基架上設置有上限位件和下限位件，所述滑動支架在所述上限位件和下限位件之間滑行。

進一步地，所述驅動裝置包括設有伸縮杆的氣缸和用以控制所述伸縮杆往復運動的控制閥，所述氣缸和控制閥均固定連接於所述固定基架上；所述伸縮杆聯動所述滑動支架。

與現有技術相比，本發明提供的重油燃燒噴槍的有益效果在於：

(1)該重油燃燒噴槍通過將槍架固定連接，並將伸縮傳動裝置固定連接於槍架上且連接杆體以帶動杆體伸縮，這樣，一定程度上確保了該噴槍桿體的移動和支撐比較平穩，同時，還使得杆體的長度可以得到縮短，節省材料並確保了該噴槍的安全性能和使用壽命；另外，在驅動裝置(如氣缸)的驅動下伸縮傳動裝置帶動杆體做往復直線運動，其移動速度較快，一定程度上提高了燃燒效率；

(2)該重油燃燒噴槍通過將噴嘴組件的中心線和杆體的中心線之間的夾角A調整到105°～130°，使得火焰向下的傾角減小，提高了火焰的高度，避免火焰直接打在熔融液面上，從而增大了熔融液面上火焰的覆蓋面，這樣，重油火焰的各項參數得到調節，從而使得重油得到充分地燃燒，燃燒效率提高，燃燒的單位能耗降低。

本發明還提供了一種爐窯。該爐窯，包括設有底板的小爐，所述小爐上設有助燃氣體通道和噴出口；該爐窯還包括上述噴槍，所述槍架固定連接於所述爐窯內，所述底板上開設有插孔；所述杆體在所述滑動支架的帶動下穿過所述插孔伸至所述助燃氣體通道內；所述噴嘴組件噴入所述爐窯中的油霧的中心線與所述助燃氣體通道內的助燃氣流的中心線相平行，且高於熔融液面。

與現有技術相比，本發明提供的爐窯的技術效果在於：通過採用上述噴槍，將該噴槍的槍架固定在爐窯內，讓杆體在滑動支架的帶動下穿過小爐的底板的插孔伸至助燃氣體通道內，並讓噴嘴組件噴入爐窯內的油霧的中心線與助燃氣體通道內的助燃氣流的中心線相平行，且高於熔融液面，以增大熔融液面上火焰的覆蓋面，一定程度上提高了該爐窯內重油火焰燃燒的效率，降低了單位能耗。

附圖說明

圖1是本發明實施例中重油燃燒噴槍的裝配結構示意簡圖；

圖2是本發明實施例中重油燃燒噴槍中槍桿組件和噴嘴組件裝配結構的內部結構示意圖；

圖3是圖2中A處的局部放大圖；

圖4是本發明實施例中噴嘴組件的立體結構爆炸示意圖；

圖5是本發明實施例中噴嘴組件的主視圖；

圖6是圖2中A-A剖面的剖視圖；

圖7是本發明實施例中重油燃燒噴槍安裝於爐窯上的安裝示意簡圖；

圖8是本發明實施例中小爐的底板的平面結構示意圖。

附圖中的標號如下：

10小爐、11助燃氣體通道、12噴出口、13底板、13a插孔、14小爐爐口、20託板、30熔融液面；

100槍桿組件、110桿體、111油管、112霧化氣管、113霧化氣進口、115油管進口、117冷卻水管、118油管接頭；120法蘭盤、130上蓋、140加強件；

200噴嘴組件、210風帽、220螺旋噴嘴、221出霧槽、230壓力板、231噴孔；300槍架；

400伸縮傳動裝置、410固定基架、420滑動支架、421夾具、430上限位件、440下限位件、450滑動導軌、460支架滑塊；

500驅動裝置、510氣缸、511伸縮杆、512氣缸進氣點、520控制閥。

具體實施方式

為了使本發明的所要解決的技術問題、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

以下結合具體附圖對本發明的實現進行詳細的描述。

需說明的是，當部件被稱為「固定於」或「設置於」另一個部件，它可以直接在另一個部件上或者間接在該另一個部件上。當一個部件被稱為是「連接於」另一個部件，它可以是直接連接到另一個部件或者間接連接至該另一個部件上。

還需說明的是，本發明實施例的附圖中相同或相似的標號對應相同或相似的部件；在本發明的描述中，需要理解的是，若有術語「上」、「下」、「左」、「右」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此，附圖中描述位置關係的用語僅用於示例性說明，不能理解為對本專利的限制，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。

如圖1至圖6所示，為本發明一較佳實施例提供的一種重油燃燒噴槍。

需說明的是，在本發明中，該重油燃燒噴槍主要適用於蓄熱式橫火焰加熱，當然，還可適用於其它情況。另外，該噴槍的燃燒方式為高壓內混式。為便於介紹，以下將以玻璃熔窯中的重油燃燒噴槍為例進行說明。

如圖1所示，該重油燃燒噴槍包括槍桿組件100、噴嘴組件200、槍架300、伸縮傳動裝置400、驅動裝置500，其中，槍桿組件100上設有杆體110，噴嘴組件200設於杆體110的出口端，可以理解地，杆體110主要用以將重油等燃料輸送到噴嘴組件200內。為確保杆體110能順暢地移動，以及確保杆體110乃至整個噴槍得到平穩地支撐，槍架300處於固定連接狀態，通常，該槍架300固定連接在使用該噴槍的爐具內。顯然，可以理解地，槍架300乃至整個噴槍的尺寸可根據實際需要而靈活設計。

再如圖1所示，伸縮傳動裝置400包括固定基架410和滑動支架420，為確保杆體110在移動過程中得到穩定地支撐，固定基架410固定連接於槍架300上，滑動支架420滑動連接於固定基架410上，為使杆體110能實現伸縮，滑動支架420設有杆體110，這樣，滑動支架420在驅動裝置500的驅動下做往復直線運動，以此聯動杆體110做往復直線伸縮運動。需說明的是，滑動支架420的剛性比較好，且在本實施例中，固定支架焊接於槍架300上。

還需說明的是，如圖1所示，具體在本實施例中，為實現伸縮傳動裝置400和固定基架410之間的滑動連接，伸縮傳動裝置400還包括滑動導軌450，其中，該滑動導軌450通過支架滑塊460固定連接於固定基架410上，滑動支架420滑動連接於滑動導軌450上，並沿著滑動導軌450做往復直線運動。且通常，在實際應用中，如圖1所示，固定基架410垂直固定連接於槍架300上，呈豎向安裝狀態，滑動導軌450沿著固定基架410設置，這樣，杆體110在滑動支架420的聯動下，做上下往復直線運動。

還需說明的是，具體在本實施例中，為便於將槍桿組件100固定安裝到伸縮傳動裝置400上，如圖1所示，伸縮傳動裝置400還包括夾具421，如圖2所示，槍桿組件100還設有法蘭盤120和加強件140，其中，法蘭盤120和加強件140均套設於杆體110的外周壁上，通過夾具421夾設法蘭盤120以此將槍桿組件100固定連接於滑動支架420上。為保證杆體110的彎曲強度，在杆體110伸出部分的外周壁上套設有加強件140。

具體在本實施例中，如圖1所示，驅動裝置500包括設有伸縮杆511的氣缸510和用以控制伸縮杆511往復運動的控制閥520，其中，氣缸510和控制閥520均固定連接於固定基架410上，伸縮杆511聯動滑動支架420，氣缸510上設有氣缸進氣點512。也即是說，在本實施例中，驅動裝置500的驅動件為氣缸510，通過氣缸510的驅動，杆體110的移動速度較快，一定程度上提高了燃燒的效率。當然，在實際應用中，驅動裝置500還可以採用其它合適的驅動件。另外，通過此種伸縮方式，使得杆體110在槍架300上的行程更大，火焰的高度調整更為靈活，同時，一定程度上還縮短了杆體110的長度，使得杆體110的長度尺寸能根據實際需要更靈活地調整。

如圖2和圖3所示，為便於保證燃燒火焰的高度和擴大火焰在熔融液面30的覆蓋面，噴嘴組件200的中心線和杆體110的中心線之間的夾角A的範圍為105°～130°，這樣，顯然加大了噴嘴組件200的角度，由此，使得火焰向下的傾角減小，避免火焰直接打在熔融液面30上，進而通過控制重油燃燒的各參數，使得重油得到充分地燃燒，燃燒效率得到提高，單位能耗降低。具體在本實施例中，優選地，該夾角A為110°。需說明的是，該夾角可根據實際需要而定。因而，總體上，可以理解地，該重油燃燒噴槍中各零部件的相關尺寸可根據實際需要靈活設計和製造。

進一步地，在本發明提供的一較佳實施例中，如圖2、圖3和圖6所示，杆體110上開設有油管111和霧化氣管112，其中，油管111和霧化氣管112均呈中空狀態，且霧化氣管112環繞油管111並位於油管111的外側，也即，霧化氣管112套設在油管111的外側。需說明的是，在本實施例中，如圖1、圖2和圖6所示，與油管111和霧化氣管112對應的，杆體110上還開設有霧化氣進口113和油管進口115，且安全起見，杆體110的外側還套設有冷卻水管117。

如圖2、圖4和圖5所示，為保證火焰的剛度和亮度的可控性，便於提高燃燒效率，使得重油得到充分地燃燒，噴嘴組件200包括風帽210、螺旋噴嘴220和壓力板230。如圖2所示，風帽210固定連接於杆體110的出口端。螺旋噴嘴220固定連接於風帽210的入口端，壓力板230插設於螺旋噴嘴220的入口端。可以理解地，風帽210、螺旋噴嘴220和壓力板230之間相互套設。

另外，為確保噴嘴組件200安裝到杆體110的出口端，噴嘴組件200還包括油管接頭118和上蓋130，通過油管接頭118將風帽210的固定安裝於杆體110上，並保證噴嘴組件200的中心線和槍桿的中心線存在一定的夾角A。同理，通過上蓋130將風帽210的出口端固定安裝到杆體110上，以保證噴嘴組件200的穩定性。

為便於霧化氣從螺旋噴嘴220中快速流過並得到很好地擴散，螺旋噴嘴220的外側壁上開設有出霧槽221，該出霧槽221從螺旋噴嘴220的入口端延伸到螺旋噴嘴220的出口端。如圖4和圖5所示，在本發明提供的一較佳實施例中，為進一步地分散霧化氣，出霧槽221具有多個，各出霧槽221圍繞螺旋噴嘴220的中心線分布設置。優選地，沿著螺旋噴嘴220的出霧方向，各出霧槽221圍繞螺旋噴嘴220的中心線呈逆時針方向傾斜布置。可以理解地，從螺旋噴嘴220中流出的霧化氣也呈逆時針方向旋轉，當然，若螺旋噴嘴220中各出霧槽221圍繞其中心線呈順時針方向旋轉，則其流出的霧化氣呈順時針方向旋轉，顯然，出霧效果好。

再如圖4和圖5所示，為進一步分散霧化氣，具體地，螺旋噴嘴220為梯形椎體，且從螺旋噴嘴220的入口端到螺旋噴嘴220的出口端，螺旋噴嘴220的橫截面直徑呈遞增趨勢。也即，螺旋噴嘴220的入口端小，出口端大。

再如圖4和圖5所示，壓力板230上開設有噴孔231，其中，噴孔231呈通孔狀。可以理解地，重油只有從壓力板230的噴孔231中流出，以此確保重油得到充分地燃燒。還可理解地，重油經油管111由壓力板230的噴孔231流至風帽210的出口端，霧化氣經霧化氣管112由螺旋噴嘴220的出霧槽221流至風帽210的出口端，顯然，重油和霧化氣會在風帽210的出口端匯合。

優選地，在本發明提供的一較佳實施例中，如圖4和圖5所示，為增大噴射壓力和霧化效果，提高燃燒效率，使重油得到充分地燃燒，壓力板230上開設有若干個噴孔231，具體地，在本實施例中，壓力板230上開設有4個噴孔231。再如圖4和圖5所示，各噴孔231的中心線與壓力板230的中心線之間形成一夾角，這樣，從各噴孔231噴出的重油具有一定的角度，其噴出的重油油滴細而均勻，由此，多股帶有角度的重油和呈逆時針旋轉的霧化氣在噴嘴組件200前端的風帽210內得到充分地混合，再噴出燃燒，形成具有一定形狀的火焰。

需說明的是，具體形成的火焰的形狀與壓力板230上開設的各噴孔231的布局形狀大體類似，重油流與旋轉霧化氣流相互碰撞、霧化。燃燒後最終形成外觀類似圓梭的火焰。可以理解地，在上述基礎上，若採用計算機控制系統設定合理的風油比等參數，則可以對火焰的剛度和亮度等實現精確地控制。通過對燃燒後的廢煙氣進行連續測定，優化風油比和火焰的形狀，最終可達到良好的節能效果，比普通噴槍節油5％以上，且熔化熱效率得到明顯地提升。總體上，該噴槍的結構簡單，適用於各種高低粘度重油。

還需說明的是，若燃燒的重油為雜質較多的劣質重油，人們可根據需要，在噴嘴組件200中不設置壓力板230，這樣也能保證正常霧化和燃燒，只是霧化的熱效率稍低一點。

進一步地，在本發明提供的一較佳實施中，如圖1所示，為提高燃燒效率，滑動支架420的中部滑動連接於固定基架410上，杆體110設有兩根，各杆體110分別固定連接於滑動支架420的兩端上，也即是說，該噴槍上設有兩根槍桿，各槍桿上均設有一上述噴嘴組件200，以同時噴出油霧。

進一步地，在本發明提供的一較佳實施中，如圖1所示，為限定滑動支架420的行程，進而限定杆體110的行程，固定基架410上設置有上限位件430和下限位件440，滑動支架420在上限位件430和下限位件440之間滑行，可以理解地，上限位件430和下限位件440之間的距離為滑動支架420的最大行程。

需說明的是，在滑動支架420滑行的過程中，噴嘴組件200相對於熔融液面30的高度一般越低越好，且杆體110回縮時需確保噴嘴能完全退出小爐10的底板13以下，以此保證在不使用時噴嘴組件200能處於低溫環境保養以延長噴槍的使用壽命。本實施例中，通過上限位件430和下限位件440的限位，確保了噴槍的使用壽命，且在滿足上述要求的前提下，杆體110的總長度比現有的要縮短150mm以上，現有技術中杆體110的總長度一般為1900mm～2100mm。

本發明還提供一種爐窯，如圖1所示，該爐窯包括小爐10，再如圖7所示，小爐10上設有助燃氣體通道11和噴出口12，可以理解地，此噴出口12也即小爐10的小爐爐口14。再如圖1所示，為便於支撐小爐10的底板13，爐窯還包括託板20，該託板20設於小爐10的底部。

如圖7所示，該爐窯還包括上述重油燃燒噴槍，其中，槍架300固定連接於爐窯內。且如圖7和圖8所示，小爐10的底板13上開設有插孔13a。這樣，杆體110在伸縮轉動裝置的帶動下穿過插孔13a伸至助燃氣體通道11內。可以理解地，具體在本實施例中，因上述噴槍設有兩根杆體110，因而，插孔13a設有兩個。

再如圖7所示，為便於油霧能得到充分地燃燒，降低單位能耗，噴嘴組件200噴入爐窯中的油霧的中心線與助燃氣體通道11內的助燃氣流的中心線相平行，且高於熔融液面30，由此，增大熔融液面30上火焰的覆蓋面。

由上，以玻璃熔窯為例，可以理解地，該噴槍的主要工作原理為：使用時，控制閥520根據設定指令給氣缸510發出對應的指令，此時，氣缸510的伸縮杆511平穩較快地頂滑動支架420，以使滑動支架420沿著滑動導軌450向上運動，進而使各杆體110穿過底板13上對應的插孔13a伸入到小爐10的助燃氣體通道11內，油氣混合的油霧由杆體110出口端的噴嘴組件200，具體從風帽210中噴出並噴入到小爐10的噴出口12中，此時，還需保證噴出的油霧應與助燃空氣流的中心線相互平行，且略高於玻璃液面，在玻璃頁面上油霧和助燃空氣在高溫爐窯內激烈燃燒形成具有一定形狀、高度、角度、剛度和亮度的火焰，以對玻璃熔爐內的玻璃配合料進行加熱、熔化、均化、澄清，經過一系列的矽酸鹽物理化學反應，最後形成高溫熔融的玻璃水。當然，在不使用噴槍時，控制閥520受到指令，並將指令發送給氣缸510，此時，氣缸510的伸縮杆511縮回，並帶動杆體110平穩地下降。

還需說明的是，本發明中，可根據爐窯的尺寸大小，小爐10對數的不同來靈活地設計和製造上述重油燃燒噴槍，以實現高效燃燒。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明。對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。