专利名称:带清焦机构的油气两用转杯式燃烧器的制作方法
本实用新型涉及一种转杯式燃烧器，特别是带清焦机构的油气两用转杯式燃烧器。
目前国内外用在锅炉和各种加热炉上的油气两用转杯式燃烧器，可以用英国R.普利查德等三位热工学者所著“燃气应用技术”一书第174页所述的油气两用转杯式燃烧器为代表。它有如下三个方面的缺点1.由于燃气喷咀成环状套装在二次风咀外面，大部分暴露在炉膛高温辐射下，很容易被烧坏。燃气喷咀和它外面的风箱占用炉门面积大，使得一些炉门面积较小的炉型装设火焰检测器和电点火装置感到困难。由于燃气沿燃烧道周边供入，离火焰稳定区中心较远，火焰稳定性差，与空气混合不良，形成扩散燃烧。2.中心进油咀和转杯组成的径向进油正压燃烧结构，由于转杯内有几条支撑筋把转杯分成两个部分，结构复杂加工困难；转轴头部为了伸进支撑筋内和转杯相联，需将直径变细，强度变弱，由于转速很高，离心力大，很容易折断。特别是对小负荷燃烧器这一弱点更为突出；其中心进油咀为夹缝结构，加工不易，费工费时。3.燃油在转杯内结焦。由于转杯处在炉膛高温辐射下，燃油特别是原油易在杯内结焦，杯口尤为严重，少则1.5个小时要停炉清焦，多则6个小时要停炉清焦一次，燃烧器不能连续运行。严重影响产品质量。由于结焦时燃烧急剧恶化，大量燃油未完全燃烧，造成燃料浪费，如不及时清除，燃烧器无法工作下去。这是长期以来尚未解决的问题。
针对上述缺点，本实用新型的目的是提供一种使用寿命长，燃烧稳定，占用炉门面积小。以及具有结构简单、强度高的径向进油正压燃烧结构，带清焦机构，能连续运行的油气两用转杯式燃烧器。
本实用新型的目的是这样实现的由于转杯与二次风咀之间有足够大的环形空间，由鼓风机来的助燃空气从这里流过，装入燃气喷咀，既能使燃气同空气充分混合又能受到空气冷却。可将处在这个位置上的一次风咀作成中空夹套型，其内外壁上开燃气喷孔。对一次风仅由鼓风机供给的燃烧器仅在内壁上开燃气喷孔。燃气由喷孔高速喷出与垂直流过的一次风和二次风迅速混合，喷出燃烧器燃烧。由于一次风咀是最接近火焰稳定中心的部件，燃气与空气又是在燃烧器内予先混合，所以是稳定的动态燃烧，火炬短，过剩空气系数小。由于内外壁都受到空气冷却，又加之转杯和二次风咀对它起到遮热作用，受炉膛辐射热很小，燃气喷咀的使用寿命大大延长。由于一次风咀兼作了燃气喷咀，不需要风箱，所以结构特别简单，不用额外占用炉门面积。鉴于上述径向进油正压燃烧结构存在的弱点，本实用新型采用由中心进油咀和转轴上的油孔组成的径向进油正压燃烧结构。具体结构是中心进油咀成管状套在转轴上，留有一定间隙，以利轴转动。转轴上钻有径向油孔，一般为偶数。头部加工一个轴向油孔，互相沟通。转杯尾部用螺纹联接在轴的头部，轴的长度变短，直径加大，杯内设有支撑筋，为整体结构。这样轴的强度提高，转杯易于制造。轴向油孔通向杯内。中心进油咀与转轴之间的间隙采用非接触密封。无接触，无摩擦，密封件寿命长，可以采用非接触螺纹密封，因处在风道中，风压高于油压，也可以采用非接触气动密封等其它方式。燃油经油管导入中心进油咀，流入转轴的径向油孔中，其间隙由非接触密封阻止燃油沿间隙漏入导风室。燃油再流入轴向油孔，进入杯内甩出雾化。转轴头部的轴向油孔一般为锥孔，对小负荷燃烧器也可以是直孔。这种正压燃烧结构还为安装清焦机构提供了条件。清除杯内结焦的清焦机构是这样的将转轴加工成中空状，轴腔内装一根清焦杆，其头部成圆锥体，至少装一对可张合的清焦柄，其上装一对可张合的清焦爪，它们之间用转动副联接，以保证张合自如。清焦爪的横截面可以是矩形、三角形或其它任意几何形状。它的长度应能清除杯内全部结焦。圆锥体与转轴喉部组成阀门，非清焦时，阻止燃油进入轴腔和清焦杆定位。清焦时，阀门打开，燃油会进入轴腔，所以在阀门后面装一个接触密封。轴腔尾部再装一个接触密封，防止清焦时因前一个接触密封失效燃油外泄和清焦杆往复运动时导向。轴腔内还安装了一个弹性元件。它们随转轴一起转动，清焦爪受离心力作用而张开。当杯内结焦时，水平向前推动清焦杆，清焦杆向前运动，清焦爪沿转杯壁伸向杯口，使清焦杆受摩擦力作用，转速逐渐降低，与转轴出现相对转动，上述两个接触密封既对燃油进行密封，也起轴承作用，由于相对转动时间很短，油压也很低，所以对密封要求不高。清焦爪的转速也就逐渐低于转杯的转速，它们之间出现相对转动，清焦爪仍在离心力作用下紧贴在杯内壁上，杯内结焦便被刮掉。清焦爪在向前伸的过程中也将杯内壁结焦向外推，推刮结合，反复动作几次效果更佳。由于转杯转速极高，清焦作用时间很短，燃烧器仍连续工作，上述作用在清焦杆上的摩擦力可由一个用紧固件联接在清焦杆尾部的园盘状的摩擦体与一个静止的摩擦片提供。当清焦爪到达杯口时，摩擦体与摩擦片接触产生摩擦力。当消除推力，清焦杆在弹性元件作用下复位。作用在清焦杆上的水平推力可以是人力，也可以是自动控制装置定时施加的力。但该力必须通过推力轴承作用在清焦杆的尾部，以保证清焦杆在力的作用仍然旋转。
本实用新型与现有油气两用转杯式燃烧器比较具有如下优点只需将燃油转杯式燃烧器的一次风咀改变结构兼作燃气喷咀，就可成为油气两用转杯式燃烧器，不需要另加风箱。结构简单，宜于现有的转杯式燃烧器改装成油气两用转杯式燃烧器。且使用寿命长，火焰稳定性好，火炬短，过剩空气系数小。由中心进油咀和转轴组成的径向进油正压燃烧结构、易于制造，提高了强度，不论负荷大小的燃烧器都可应用。能不停炉清除杯内结焦，燃烧器能连续工作，为全自动化创造了条件。本燃烧器既能用在负压的炉膛上也可用在正压的炉膛上。既可单独烧油烧气也可油气同时混烧。
本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。
图1是依据本实用新型提出的油气两用转杯式燃烧器的剖面图。
图2是进油体正视图。
图3是清焦机构放大剖面图。
下面结合图1、图2、图3详细说明依据本实用新型提出的燃烧器的细节及工作情况。
该燃烧器的一次风和二次风均由鼓风机供给。一次风咀〔2〕为中空夹套结构，用螺钉固定在进油体的法兰圈〔8〕上，其内外壁上开有许多燃气喷咀孔〔20〕，燃气导管〔5〕连接在上面。进油体是由法兰圈〔8〕，支撑筋〔26〕和〔15〕，中心进油咀〔10〕组成。法兰圈〔8〕通过螺钉固定在导风室〔4〕的中间隔板〔7〕上，其中一条支撑筋〔15〕为管状，沟通中心进油咀〔10〕和进油导管〔18〕。中心进油咀〔10〕的内壁上加工有一个环状油槽〔11〕，油槽两边加工有起密封作用的双头矩形螺纹〔12〕。转轴〔13〕按转向〔38〕旋转时，油槽前为左螺纹，后为右螺纹。转轴〔13〕头部装有转杯〔1〕，开有一个轴向油孔〔25〕与4个径向油孔〔14〕和转杯〔1〕相通。转轴〔13〕与中心进油咀〔10〕之间留有间隙，以利轴转动。因处在风道中，一次风压有阻止燃油泄漏的作用，可比一般螺纹密封间隙加大，相当于气动螺纹密封。矩形螺纹也可加工在转轴〔13〕上，作用相同，导风室〔4〕与鼓风机接通。(图中未画出)，转轴〔13〕由电机驱动(图中未画出)。燃油〔17〕经进油导管〔18〕和管状支撑筋〔15〕进入中心进油咀〔10〕，再流入转轴〔13〕的径向油孔〔14〕中，它们之间的间隙由矩形螺纹密封阻止燃油泄漏。燃油再经轴向油孔〔25〕进入转杯〔1〕中。在离心力作用下甩出雾化，与一次风〔16〕和二次风〔19〕相遇进一步雾化而燃烧。燃气〔6〕经燃气导管〔5〕导入一次风咀〔2〕的夹套中，由喷孔〔20〕喷出与流过的一次风〔16〕和二次风〔19〕相混合喷出燃烧。转轴〔13〕加工成中空状，与轴向油孔〔25〕相通并同心，里面安装清焦机构。图3所示位置为清焦机构处于非清焦位置。清焦爪〔24〕与清焦柄〔27〕用转动副〔22〕联接，可绕清焦柄〔27〕转动，张合灵活，其材料比转杯〔1〕软，磨损后可以更换。同样清焦柄〔27〕与钢制清焦杆〔28〕头部也是转动副〔22〕联接，也应张合自如，清焦杆〔28〕头部成圆锥体起伐芯作用与转轴〔13〕喉部组成阀门〔9〕。作用是阻止在非清焦时燃油进入轴腔内和清焦杆〔28〕定位。在阀门〔9〕后面装有由O型橡胶密封圈构成的接触密封〔21〕。其后装有一个弹簧〔29〕，它套在清焦杆〔28〕上，轴腔尾部装有油浸石棉盘根的接触密封〔30〕。摩擦片〔32〕由非金属材料制成固定在皮带罩〔31〕上。若无皮带罩，可固定在相同位置的支撑点上。套筒〔33〕因与转轴〔13〕在清焦时有相对转动，用有自润滑性的材料制成，这里采用聚四氟乙烯。它套在清焦杆〔28〕上，一端压在弹簧〔29〕上，另一端与摩擦体〔34〕接触。摩擦体〔34〕用金属或非金属材料制成，为园盘状，它在清焦杆〔28〕上的位置以通过套筒〔33〕压迫弹簧〔29〕，使清焦杆〔28〕在清焦完毕后能在弹力作用克服摩擦而复位为准，用紧固件〔35〕固定在清焦杆〔28〕上。这里采用一个开口销。当沿箭头〔37〕所示方向通过顶针〔36〕施加水平推力于清焦杆〔28〕尾部凹坑，两者组成推力轴承，清焦杆〔28〕一边随转轴按转向〔38〕的方向一道旋转，一边向前移动，弹簧〔29〕受到压缩，清焦爪〔24〕伸向杯内，当摩擦体〔34〕与摩擦片〔32〕接触时，产生摩擦力〔39〕，清焦爪〔24〕正好到达杯口并伸出半公分。在摩擦力〔39〕的作用下清焦杆〔28〕转速减慢，低于转杯〔1〕的转速。它们之间出现相对转动，受离心力作用，清焦爪〔24〕紧贴在杯内壁上，利用相对转动，推刮结合，而将杯内结焦〔23〕刮掉。从而保持杯内壁光滑，使燃烧器能连续工作，清焦完毕，消除推力，清焦杆〔28〕在弹簧〔29〕的作用下复位。
权利要求
1.一种带清焦机构的油气两用转杯式燃烧器，该燃烧器有一个一次风咀[2]、二次风咀[3]、中心进油咀[10]、转轴[13]、转杯[1]，其特征在于a、所述的二次风咀[3]与转杯[1]之间有燃气喷咀；b、所述的中心进油咀[10]为管状，套在转轴[13]上与转轴的径向油孔[14]、轴向油孔[25]组成径向进油正压燃烧结构，它们之间的间隙采用非接触密封；c、所述的转轴[13]为中空状，与轴向油孔[25]沟通，并同一中心线，在它的轴腔内安装了一根清焦杆[28]，其头部是圆锥体，与转轴[13]喉部组成阀门[9]，圆锥体底面用转动副[22]联接至少一对清焦柄[27]前端用转动副[22]至少联接一对清焦爪[24]，清焦爪[24]横截面为任意几何形状，在阀门[9]后面装一个接触密封[21]，轴腔尾部装有一个接触密封[30]，在靠近接触密封[30]的轴腔内装有弹性元件[29]，它们随转轴[13]一起转动，当转环[1]内结焦时，外加一个水平推力作用在清焦杆[28]尾部，清焦爪[24]伸进转杯[1]内，清焦杆[28]受摩擦力[39]作用，转速减慢，清焦爪[24]利用与转杯[1]的相对转动在推刮的作用下清除杯内结焦[23]，消除水平推力，弹性元件[29]使清焦杆[28]复位。
2.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述的一次风咀〔2〕为中空夹套结构，其上开有多个燃气喷孔〔20〕，兼作燃气喷咀。
3.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述的非接触密封为矩形螺纹〔12〕形成的密封。
4.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述清焦爪〔24〕用比转杯〔1〕软的金属材料制成。
5.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述摩擦力〔39〕由固定在清焦杆〔28〕上的由金属或非金属材料制成的园盘状的摩擦体〔34〕和静止的由非金属材料制成的摩擦片〔32〕相摩擦产生。
6.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述的弹性元件〔29〕为弹簧。
7.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述接触密封〔30〕为油浸石棉盘根密封。
8.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述紧固件〔35〕为开口销。
9.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述接触密封〔21〕为O型橡胶圈密封。
10.根据权利要求
1所述的燃烧器，其特征在于所述清焦爪〔24〕的横截面为矩形，短边同转杯〔1〕的内壁接触。
专利摘要
一种带清焦机构的油气两用转杯式燃烧器。它解决了燃气喷嘴寿命短，占用炉门面积大、燃烧不稳定；正压燃烧结构强度低，制造不易；转杯内结焦不能连续工作等问题。它的结构特点是一次风嘴兼作燃气喷嘴。中心进油嘴与转轴组成了正压燃烧新结构。可以手动不停炉清焦，也可自动清焦。燃用各种油类和各种燃料气。既能单独烧油、气，又能油气同时混烧。正压、负压炉膛都可使用。可用于中小型锅炉和各种加热炉上。
文档编号F23D11/36GK86200857SQ86200857
公开日1987年5月6日 申请日期1986年2月5日
发明者黄泽溥 申请人:黄泽溥导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan