大能量柴油汽化燃燒器的製作方法

2023-10-12 00:01:19 2

專利名稱：大能量柴油汽化燃燒器的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種工業用加熱乾燥設備的大能量柴油汽化燃燒器，它屬於爐灶。
目前工業用加熱乾燥設備中的熱源裝置很多，有燃油、煤、煤氣、電、蒸汽等形式，其中以燃油作為熱源的採用高壓噴霧燃燒器比較普遍。但這種燃燒器的熱效率不高，主要原因是噴油咀將燃油以1.5～2.0MPa壓力噴出油束，雖在油束周圍有旋渦狀助燃空氣使它擴散混合，但油束的油霧粒度較大，且油束中心的油粒密度很大，很難與空氣完善混合，因而燃燒很不安全，故燃燒火焰呈紅色，火炬長，溫度低，排氣煙度大，且噴油咀頭部、爐膛和排氣道內有嚴重的積炭現象。
現在市場上銷售的一種以輕柴油為燃料的先進炊事用柴油汽化燃燒爐灶，具有燃燒完全，火焰溫度高，熱效率也高的特點。因它是根據高速空氣射流引射的作用原理，使用外混合式氣動噴嘴霧化燃油和低位常壓油箱供油所組成的一種氣動霧化和自吸油式燃油系統的柴油汽化燃燒油爐，已在艦船和不具備供應煤氣的城市裡的賓館，餐廳行業中被廣泛使用。但由於這種柴油汽化爐的燃燒器受結構上的限制，僅可小流量供油，所以燃燒熱量最高僅能達到85，000J／h左右，按柴油的熱值計算，每小時燃燒約2kg柴油，如中國科學院電工研究所申請的中國實用新型專利，申請號為85205558號《外混合氣動霧化和自吸油式汽化油爐》的說明書所介紹的，因其柴油汽化燃燒器，採用自吸式結構，不可能再大幅度增加燃油的燃燒量，以提高燃燒放熱量，也就無從再擴大其使用範圍。
本實用新型的目的是要提供一種工業用加熱乾燥設備的大能量柴油汽化燃燒器，它採用了氣油混流噴嘴、帶有分流錐的旋火葉片和可調助燃進風量結構，使噴油量與壓力變化時均能獲得極微細霧化，並強化油霧汽化程度及增大燃油汽化量，使之燃燒完全。空氣由風機壓入爐殼與爐膽夾層空間經過予熱再參與燃燒，更提高熱效率。油箱為常壓、油箱放置位置不受限制，燃油燃燒量可用燃油壓力來調節，較便於自動控制。燃油量加大，燃燒熱量可增大到15×104～105×104J／h。汽化燃燒器具有結構合理緊湊，點火予熱快，火焰穩定，還可允許燃用重柴油，以降低運行成本，也達到了擴大使用範圍的目的。
本實用新型是這樣來實現的。
下面結合


圖1所示對其結構與工作原理加以說明。大能量柴油汽化燃燒器是由氣油混流噴嘴、底座、燃燒器體、擋風板、旋火葉片、分流錐、環形風門、點火電極等主要零部件所構成。氣油混流噴嘴上分別裝有壓縮空氣進口管接和柴油進口管接，並緊固在汽化燃燒器底座的下部。壓縮空氣經由氣水分離器、空氣濾器、調壓閥、電磁截止閥接至壓縮空氣進口管接上，柴油則從常壓油箱通過粗濾器，由燃油輸送泵，再經細濾器、調壓閥、電磁截止閥接至柴油進口管接上。
汽化燃燒器是以底座的凸緣用螺栓安裝在加熱爐體底盤上，底座中間的圓筒壁上開有10個切向進氣槽，使來自風機的新鮮空氣進入混流室內產生旋轉，其旋轉的方向與旋火葉片的方向相同。進風量的大小則由環形風門根據燃燒狀況來調節，環形風門的調節是由手輪轉動齒輪，使之旋轉固定在環形風門上的弧形齒板來完成的。在弧形齒板兩端的底座的上平面裝有限制銷釘，以確保環形風門的進氣槽開度僅限在零與最大值的範圍內轉動。進氣槽開度的大小則由指針來指示。壓力彈簧使齒軸產生旋轉阻尼，使齒不能自由鬆動。
燃燒器體的圓筒形壁上鑽有均布的導流孔，導流孔的一端與混流室周圍表面齊平，另一端與球形燃燒室底部相通。混流室內的旋渦狀空氣通過導流孔時受熱，並進入燃燒器體的球形燃燒室進行助燃。燃燒器體用螺栓緊固在底座上，燃燒器體與底座之間嵌有擋風板，使燃燒器體的熱量儘可能少的直接傳導給底座。擋風板上有一圈氣孔，從該孔流出的空氣可適當冷卻球形燃燒室的外壁。
分流錐用螺釘固定在旋火葉片的下部。火焰穩定圈則緊配合在燃燒器體的圓筒形內腔上部。旋火葉片圓周上的凸起部分嵌在燃燒器體的球形燃燒室內壁的鑽孔內，起著支撐和固定的作用。
氣油混流噴嘴如圖2所示，噴霧嘴和混流片用螺母緊固在噴嘴體上。尾端帶有金屬絲網布精濾器的柴油進口管接用螺紋緊固在混流套的中心孔內，混流套與噴嘴體的配合部分設有二個O形密封圈，以控制從壓縮空氣進口管接進入的壓縮空氣量和防止洩漏。分別進入噴嘴體內的柴油與壓縮空氣經過混流套和混流片的二次混流，再經噴霧嘴帶有切向環槽的圓錐形噴孔噴出極微細的油霧。這種氣油混流噴嘴具有壓力低到0.1MPa時，即可獲得良好的霧化品質，或在壓縮空氣壓力達到0.4～0.5MPa，而燃油壓差達到0.1MPa時仍可獲得同樣良好的霧化效果。對燃燒溫度的控制只需要固定壓縮空氣壓力來調節燃油壓力，即可較大幅度調整的燃油燃燒量，這樣就便於對加熱設備的溫度自動控制。
其工作原理是這樣的。轉動安裝在底座的一個凸臺上的手輪，將底座的進氣槽旋到接近關閉的較小位置上，再開動風機，空氣壓縮機和燃油輸送泵，用調壓閥分別將壓縮空氣和燃油壓力調到0.25～0.3MPa(兩者壓力基本相同)。同時打開壓縮空氣和燃油的電磁截止閥，即可從噴霧嘴噴出油霧，其中絕大部分進入燃燒器體的圓筒形內腔內，少量擴散的油霧則瀰漫在底座的混流室內。在打開二個電磁截止閥0.5～1秒鐘後，隨即接通安裝在底座上的點火電極，使其連續放電點火2～3秒鐘，即可引燃油霧。這時隨著噴嘴連續噴出的油霧，在圓筒形內腔內繼續劇烈燃燒，很快就把燃燒器體及其內部的所有零件都加熱，在爭熱1～2分鐘後，旋火葉片、分流錐和火焰穩定圈進行熱交換而汽化，與從導流孔逸出的灼熱助燃空氣在球形燃燒室內進行完全燃燒，火焰從旋火葉片間的縫隙中噴射出形成旋渦狀的白熱化火焰。若是點火延遲或者予熱溫度太低不能引燃油霧時，油霧會沿著圓筒形內腔的壁面淌下，到混流室的底部，通過底座上的回油接頭接至回油箱去，不會影響重新點火和爭熱。
本實用新型與現有技術比較有如下優點1.柴油汽化燃燒器允許立式或臥式布置，均有同樣汽化燃燒效果，且燃燒熱量大，可製成立式或臥式空氣加熱器在乾燥加熱設備上應用。
2.柴油汽化燃燒器的助燃空氣由風機壓入爐殼與爐膽的夾層空間，既可防止爐膽不致過熱，又可予熱助燃空氣，熱利用率高。且助燃空氣的進風量可以調節。
3.常壓油箱放置的地方不受限制，並且燃油燃燒量用燃油壓力調節，便於自動控制。
4.採用氣油混流噴嘴，噴油量與壓力變化時均可獲得極微細霧化。旋火葉片下部有分流錐，並採用旋轉的予熱助燃空氣，能強化油霧汽化程度及燃油汽化量。
5.這種柴油汽化燃燒器熱效率高，用於噴霧乾燥機上時可提高幹燥產品的質量。它的體積小、重量輕，還可燃用重柴油，以降低運行成本。
本實用新型的特點，還可以從以下附圖和實施例得到進一步說明。
圖1是大能量柴油汽化燃燒器剖面圖；圖2是汽油混流噴嘴剖面圖；圖3是立式空氣加熱器剖視示意圖。
圖面編碼1－氣油混流噴嘴，2－壓縮空氣進口管接，3－柴油進口管接，4－噴霧嘴，5－底座，6－進氣槽，7－混流室，8－旋火葉片，9－環形風門，10－手輪，11－齒軸，12－弧形齒板，13－指針，14－壓力彈簧，15－燃燒器體，16－導流孔，17－球形燃燒室，18－螺栓，19－擋風板，20－氣孔，21－分流錐，22－螺釘，23－圓筒形內腔，24－火焰穩定圈，25－點火電極，26－回油接頭，27－混流片，28－螺母，29－噴嘴體，30－精濾器，31－混流套，32－O形密封圈，33－爐殼，34－底盤，35－爐膽，36－平板，37－斜風口，38－進風管，39－排出管，40－窺察窗。
本實用新型的實施例見圖3所示，這是一種用於工業的噴霧乾燥機上的立式空氣加熱器剖面圖。加熱器爐體由爐殼33，底盤34和爐膽35三個部分組成。底盤34的上部平板36上有若干個斜風口37，其傾斜方向與旋火葉片8的旋向一致。當底盤34固定在爐殼33上，平板36的外緣應與爐膽35的下邊緣貼平。其內邊緣則應與裝於汽化燃燒器體15下部的擋風板19貼平。這樣便形成中間的燃燒爐膛和周圍及下部的進風予熱二個空間。來自風機的空氣進入水平斜置的進風管38，通過爐殼33和爐膽35之間的夾層縫隙旋轉直下至底盤34的上空間內，已經爐膽35予熱的空氣分成三路分別進入爐膛內一路少量的通過底座5的進風槽6進入燃燒器參與助燃；一路通過擋風板19的氣孔20吹入爐膛，以冷卻燃燒器體15的球形燃燒室17的外壁；還有一路大部分空氣通過平板36上的斜風口37進入爐膛受燃燒火焰的直接加熱。溫度高達500℃的灼熱空氣通過排出管39進入噴霧乾燥機高塔內。排出熱空氣的溫度和氣量，可以由燃油壓力及風機進口處的蝶形閥分別調節。在爐體上設有窺察窗40，以窺察爐膛內的情況。爐膽35受到直接火焰後所產生的熱膨脹允許自由向上伸張。
權利要求1.一種屬於爐灶的工業用加熱乾燥設備大能量柴油汽化燃燒器，它的外部由壓縮空氣源、氣水分離器、空氣濾器、調壓閥、電磁截止閥和常壓油箱、粗濾器、燃油輸送泵、細濾器、調壓閥、電磁截止閥兩部分所組成，其特徵在於氣油混流噴嘴上分別裝有壓縮空氣進口管接和柴油進口管接，並緊固在汽化燃燒器底座的下部；底座的凸緣用螺栓安裝在加熱器爐體底盤上；燃燒器體用螺栓緊固在底座上，底座中間圓筒壁上有調節助燃空氣進風量的環形風門；燃燒器體與底座之間嵌有擋風板；旋火葉片圓周凸起部分嵌在燃燒器體的球形燃燒室內壁的鑽孔內；調節環形風門的手輪安裝在底座的一個凸臺上，而點火電極安裝在底座的另一面；回油接頭裝在底座上混流室的最低處。
2.按照權利要求1所述的柴油汽化燃燒器，其特徵在於氣油混流噴嘴的噴霧嘴和混流片用螺母緊固在噴嘴體上，尾端帶有金屬網製成的精濾器的柴油進口管接用螺紋緊固在混流套的中心孔內，混流套與噴嘴體配合部分用O形密封圈密封，噴霧嘴帶有切向環槽的圓錐形噴孔。
3.按照權利要求1所述的柴油汽化燃燒器，其特徵在於汽化燃燒器底座中間的圓筒壁上開有切向進氣槽。
4.按照權利要求1、3所述的柴油汽化燃燒器，其特徵在於弧形齒板兩端的底座上平面裝有限制銷釘，並在齒軸上裝有手輪、指針和壓力彈簧。
5.按照權利要求1所述的柴油汽化燃燒器，其特徵在於燃燒器體的圓筒形壁上鑽有均布的導流孔，一端與混流室圓周表面齊平，另一端與球形燃燒室相通。燃燒器體與底座之間嵌有擋風板，擋風板上有一圈氣孔。
6.按照權利要求1所述的柴油汽化燃燒器，其特徵在於旋火葉片下部的分流錐用螺釘固定，火焰穩定圈緊固在燃燒器體的圓筒形內腔的上部。
7.按照權利要求1、3所述的柴油汽化燃燒器，其特徵在於汽化燃燒器底座上裝有點火電極和回油接頭。
專利摘要本實用新型是一種工業用加熱乾燥設備的大能量柴油汽化燃燒器，它屬於爐灶。以輕柴油為燃料，也可燃用重柴油。這種柴油汽化燃燒器主要由氣油混流噴嘴、底座、燃燒器體、擋風板、旋火葉片、分流錐、環形風門、點火電極等主要零部件所構成。它具有結構合理緊湊，點火預熱快，燃燒完全，火焰穩定，熱效率高，重量輕，體積小等特點，其燃燒熱量可達到15×10
文檔編號F24C5/00GK2060516SQ8921892
公開日1990年8月15日 申請日期1989年11月7日 優先權日1989年11月7日
發明者陳瑞興, 戴佩玉 申請人:上海船用柴油機研究所