专利名称：顶燃式热风炉陶瓷燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热风炉燃烧装置，特别是一种顶燃式热风炉陶瓷燃烧器。
背景技术：
目前，我国在黑色冶金领域中所采用的热风炉是引进的俄罗斯卡卢金型顶 燃式热风炉，设计者在设计该热风炉的时候，为避免在燃烧室墙面因旋流流场 形成的层流附面层是煤气，从而造成该部分煤气燃烧不尽问题的出现，设计者 就将其中的煤气环道置于空气环道之上，为此，这样的设计就决定了它的流场 的主要特征在预燃室内，"上层是煤气，下层是空气"；而在燃烧室入口处， 由预燃室所形成的空气和煤气的混合旋流是"外层为空气，中心为煤气"，这样 的混合旋流为单混合面旋流。这种旋流结构，就造成如下的不足l.拱顶空间 充满的煤气，在燃烧期终点时无法完全燃烧，需在换炉时用氮气吹扫，既存在 安全隐患，又降低了煤气的燃烧率；2.该单混合面旋流，造成空煤气混合时间 长，亦即燃烧火焰长。
在CN200955735Y中公开了一种名称为"旋流式顶燃热风炉燃烧器"的实 用新型专利，它是通过在卡卢金型顶燃式热风炉的煤气环道上方增加一层空气 环道，形成三层环道的砌体结构，这使得在预燃室内，"上层是空气，中间是 煤气，下层是空气"；在燃烧室入口处，由预燃室所形成的空煤气混合旋流是"外 层为空气、中间为煤气、中心为空气"，是双混合面旋流。这种旋流流场的结构， 在燃烧期终点时，拱顶空间充满的是空气，避免了上述的第1个问题；同时，"外 层为空气 、中间为煤气、中心为空气"的双混合面旋流流场，可加快空煤气的 混合速度、縮短燃烧火焰长度，弥补了上述的第2个问题。但是，该专利的三 层环道砌体结构，是将空气环道分置两层，这也造成以下两个结果l.预燃室 显著增高，不仅提高了投资成本，更多的环道和隔断层也使砌体稳定性被削弱， 容易出现掉砖、窜风等问题，影响使用寿命；2.空气引入管道以及相应阀门的 增加，提高了建设和维护成本，也使操作过程更复杂。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够砌体稳定性强的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括预燃室，在预燃室的外 壁上设置有空气引入管和煤气引入管，空气引入管与设置在预燃室壁内的空气环道相连 通，煤气引入管与设置在燃烧室壁内的煤气环道相连通；所述煤气环道通过煤气喷孔与 预燃室内腔相连通，在煤气喷孔的上下两侧分别设置有与预燃室内腔相通的空气上喷孔 和空气下喷孔，所述空气环道和空气引入管均为一个，所述空气上喷孔和空气下喷孔均 与空气环道相连通。
所述空气引入管和空气环道位于煤气引入管和煤气环道上方，空气下喷孔通过空气 纵向通道与空气环道相连通。所述空气纵向通道的一端与空气下喷孔连通，另一端通过 横向通道与空气环道连通。
本发明是这样工作的在燃烧过程中，空气经空气引入管进入到空气环道，煤气经
煤气引入管进入到煤气环道，进入到空气环道内的空气经空气上喷孔和空气下喷孔分别 喷入到预燃室内形成旋流，进入到煤气环道内的煤气经煤气喷孔喷入到预燃室内形成旋
流；此时， 一部分空气从空气上喷孔进入预燃室后形成旋流， 一方面向上发展占据炉顶 空间，避免了燃烧结束后该区域存在残余煤气的可能，另一方面向下发展直接与煤气喷 孔流出的同旋向煤气相遇；两股旋流相遇后，煤气以较大的动量将空气挤压至中心区域， 减小了中心负压区范围，使得气体在径向上分布均匀化；此时，空煤气接触面开始发生 混合，此处即为点火区。之后，煤气带动空气继续下行，至空气下喷孔区域时被以相同 旋向流出的空气所包围，形成第二个空煤气接触面；由于空气动量较小，因此不会发生 明显的挤压现象，但混合速度加快，火焰开始迅速发展。
在预燃室内形成的内外层为空气、中间层为煤气的旋流在喉口段和燃烧室继续发 展，不仅促使气体在周向上得到均匀分配，更加快了空煤气的混合和燃烧速度。同时， 旋流中心产生的回流使火焰尖端被压扁为圆盘状，径向分布得到改善；在气体流速和更 新较慢的壁面附面层和中心气流核均为空气，也确保了煤气的充分燃烧，降低了空气过 剩系数。由此，也就实现了安全稳定的大功率短焰燃烧。
空气上喷孔喷出的空气在下行过程中被从煤气喷孔喷出的煤气挤压到预燃室中心 区，其混合后又继续下行时又被空气下喷孔喷出的空气所包围，这样就形成了两个空气 和煤气混合面，在燃烧时，中心燃烧的产物会因体积膨胀挤压外侧的燃烧面，使得火焰燃烧的横截面增大，这有利燃烧器表面温度趋于一致。
所述空气引入管和空气环道位于煤气引入管和煤气环道下方，空气上喷孔通过空气 纵向通道与空气环道相连通。所述空气纵向通道的一端与空气上喷孔连通，另一端通过 横向通道与空气环道连通。
工作原理同上，在此不再赘述。
为了使通过空气上喷孔和空气下喷孔喷出的空气在喷出时形成适当强度的旋流流 场，加快混合速度，所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃室半径的夹角均为10° 45° ;所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃室的横截面的夹角均为0° 45° 。
为了使通过煤气喷孔喷出的煤气在喷出时形成适当强度的旋流流场，加快混合速 度，所述煤气喷孔与预燃室半径的夹角为0° 45° ;所述煤气喷孔与预燃室的横截面 的夹角为0。 45。。
为了促进煤气和空气的混合速度，使得煤气和空气混合更加均匀，所述煤气喷孔为 1 3排；所述空气上喷孔为1 2排。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点
1. 采用一个空气环道和一个空气引入管，降低了预燃室的高度，增强了砌 体的稳定性，并且还降低了建设和维修成本，也使操作过程更简单；
2. 由于空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃室半径的夹角为10。 45° ，空气上喷 孔和/或空气下喷孔与预燃室横截面的夹角为0° 45°因此，使得由空气上喷孔和空气 下喷孔喷出的空气能够形成适当强度的旋流流场，使其空气与煤气的混合速度提高；
3. 由于煤气喷孔与预燃室半径和横截面的夹角均为0° 45° ,因此，使得由煤 气喷孔喷出的煤气能够形成适当强度的旋流流场，使其煤气与空气的混合速度提高；
4.由于所述煤气喷孔为1 3排，所述空气上喷孔为1 2排，因此，就会 使得煤气和空气的混合效果更好，使其燃烧效率提高。
总之，采用本燃烧器，能够使得空气和煤气混合效率高，燃烧时縮短火焰 长度短，增大火焰截面积。
本发明的
如下
图1为本发明的第一种结构示意图2为本发明的第二种结构示意图3为图1中A-A剖视5图4为图1中B-B剖视屈； 图5为图1中C-C剖视图； 图6为图1中D-D剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
实施例l:如图l、 3、 4、 5、 6所示， 一种顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，包括预燃室 1，在预燃室1的外壁上设置有空气引入管2和煤气引入管3，空气引入管2与设置在预 燃室1壁内的空气环道4相连通，煤气引入管3与设置在燃烧室1壁内的煤气环道5相 连通；所述煤气环道5通过煤气喷孔7与预燃室1内腔相连通，在煤气喷孔7的上下两 侧分别设置有与预燃室1内腔相通的空气上喷孔6和空气下喷孔8，所述空气环道4和 空气引入管2均为一个，所述空气上喷孔6和空气下喷孔8均与空气环道4相连通。
所述空气引入管2和空气环道4位于煤气引入管3和煤气环道5上方，空气下喷孔 8通过空气纵向通道9与空气环道4相连通。
所述空气纵向通道的一端与空气下喷孔连通，另一端通过横向通道与空气环道连 通。这样做的目的是为了避免空气纵向通道9与煤气环道5之间发生干涉。
实施例2:如图2所示，所述空气引入管2和空气环道4位于煤气引入管3和煤气 环道5下方，空气上喷孔8通过空气纵向通道9与空气环道4相连通。
所述空气纵向通道9的一端与空气上喷孔6连通，另一端通过横向通道10与空气 环道4连通。这样做的目的是为了避免空气纵向通道9与煤气环道5之间发生干涉。
所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃室半径的夹角均为10° 45° ;所述空气 上喷孔和/或空气下喷孔与预燃室的横截面的夹角均为0° 45° 。这样做的目的是为了 使通过空气上喷孔和空气下喷孔喷出的空气在喷出时形成适当强度的旋流流场，加快混 合速度。
所述煤气喷孔与预燃室半径的夹角为0° 45° ;所述煤气喷孔与预燃室的横截面 的夹角为0° ~45° 。这样做的目的是为了使通过煤气喷孔喷出的煤气在喷出时形成适 当强度的旋流流场，加快混合速度。
所述煤气喷孔为1 3排；所述空气上喷孔为1 2排。这样做的目的是为了促进煤 气和空气的混合速度，使得煤气和空气混合更加均匀。
实施例3:本实施例与上述实施例结构相同，所不同之处为所述空气上喷孔和/ 或空气下喷孔与预燃室半径的夹角均为1° ;所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃室的横截面的夹角均为r 。所述煤气喷孔与预燃室半径的夹角为r ;所述煤气喷孔与 预燃室的横截面的夹角为r 。
实施例4:本实施例与上述实施例结构相同，所不同之处为所述空气上喷孔和/ 或空气下喷孔与预燃室半径的夹角均为20° ;所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃 室的横截面的夹角均为20° 。所述煤气喷孔与预燃室半径的夹角为20° ;所述煤气喷 孔与预燃室的横截面的夹角为2(T 。
实施例5:本实施例与上述实施例结构相同，所不同之处为所述空气上喷孔和/ 或空气下喷孔与预燃室半径的夹角均为30° ;所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃
室的横截面的夹角均为30° 。所述煤气喷孔与预燃室半径的夹角为30° ;所述煤气喷 孔与预燃室的横截面的夹角为30° 。
实施例6:本实施例与上述实施例结构相同，所不同之处为所述空气上喷孔和/ 或空气下喷孔与预燃室半径的夹角均为45° ;所述空气上喷孔和/或空气下喷孔与预燃
室的横截面的夹角均为45° 。所述煤气喷孔与预燃室半径的夹角为45° ;所述煤气喷 孔与预燃室的横截面的夹角为45° 。
权利要求
1. 一种顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，包括预燃室(1)，在预燃室(1)的外壁上设置有空气引入管(2)和煤气引入管(3)，空气引入管(2)与设置在预燃室(1)壁内的空气环道(4)相连通，煤气引入管(3)与设置在燃烧室(1)壁内的煤气环道(5)相连通；所述煤气环道(5)通过煤气喷孔(7)与预燃室(1)内腔相连通，在煤气喷孔(7)的上下两侧分别设置有与预燃室(1)内腔相通的空气上喷孔(6)和空气下喷孔(8)，其特征是所述空气环道(4)和空气引入管(2)均为一个，所述空气上喷孔(6)和空气下喷孔(8)均与空气环道(4)相连通。
2. 如权利要求1所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述空气引入管(2) 和空气环道(4)位于煤气引入管(3)和煤气环道(5)上方，空气下喷孔(8)通过空 气纵向通道(9)与空气环道(4)相连通。
3. 如权利要求2所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述空气纵向通道(9) 的一端与空气下喷孔(8)连通，另一端通过横向通道(10)与空气环道(4)连通。
4. 如权利要求1所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述空气引入管(2) 和空气环道(4)位于煤气引入管(3)和煤气环道(5)下方，空气上喷孔(8)通过空 气纵向通道(9)与空气环道(4)相连通。
5. 如权利要求4所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述空气纵向通道(9) 的一端与空气上喷孔(6)连通，另一端通过横向通道(10)与空气环道(4)连通。
6. 如权利要求1、 2、 3、 4或5所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是:所述空 气上喷孔(6)和/或空气下喷孔(8)与预燃室(1)半径的夹角均为10° 45° 。
7. 如权利要求6所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述空气上喷孔(6) 和/或空气下喷孔(8)与预燃室(1)的横截面的夹角均为0。 45° 。
8. 如权利要求7所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述煤气喷孔(7) 与预燃室(1)半径的夹角为0。 45° 。
9. 如权利要求8所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述煤气喷孔(7) 与预燃室(1)的横截面的夹角为O。 45° 。
10. 如权利要求9所述的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，其特征是所述煤气喷孔(7) 为1 3排；所述空气上喷孔(6)为1 2排。
全文摘要
本发明公开了一种顶燃式热风炉陶瓷燃烧器，包括预燃室，在预燃室的外壁上设置有空气引入管和煤气引入管，空气引入管与设置在预燃室壁内的空气环道相连通，煤气引入管与设置在燃烧室壁内的煤气环道相连通；所述煤气环道通过煤气喷孔与预燃室内腔相连通，在煤气喷孔的上下两侧分别设置有与预燃室内腔相通的空气上喷孔和空气下喷孔，所述空气环道和空气引入管均为一个，所述空气上喷孔和空气下喷孔均与空气环道相连通。由于采用了上述技术方案，本发明具有使空气和煤气混合效率高，燃烧时火焰长度短、火焰截面积大的优点。
文档编号F23D14/58GK101520180SQ200910103558
公开日2009年9月2日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者张昭贵, 勇 杨, 贤 王, 赵瑞海, 钟星立 申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司