一种分级燃烧平焰式蓄热烧嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种分级燃烧平焰式蓄热烧嘴。目前平焰式蓄热烧嘴的火焰温度过高，烧嘴砖使用寿命短，燃烧产物中NOx含量非常高。本实用新型包括烧嘴头、蓄热箱体、空气引流套管、燃气旋流孔喷管、点火枪、UV探测器和陶瓷蓄热体，烧嘴头中设置有腔体和空气烟气通道，空气引流套管安装在腔体内，其特征是：还包括烧嘴砖，烧嘴砖中设有喇叭状腔体，该烧嘴砖和烧嘴头固定，燃气旋流孔喷管设有燃气旋流孔，该燃气旋流孔喷管安装在空气引流套管上，燃气旋流孔喷管的一端以及燃气旋流孔均位于烧嘴砖的喇叭状腔体内，另一端设置有燃气管接口。本实用新型能降低燃烧火焰温度，提高烧嘴砖使用寿命，减少NOx排放，避免炉内高温热点，提高加热质量。
【专利说明】
一种分级燃烧平焰式蓄热烧嘴
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，主要适用于钢铁、机械等行业的加热炉中，尤其适用于锻造加热炉中。
【背景技术】
[0002]蓄热式燃烧技术是一种节能型高温空气燃烧技术；目前平焰式蓄热烧嘴大多采用一次性在烧嘴腔内混合燃烧的方式，尤其是当高热值燃气采用蓄热式燃烧时，火焰温度过高，烧嘴砖使用寿命短，燃烧产物中NOx含量非常高，会对环境造成较大污染，而且高温火焰容易造成产品过烧，影响产品加热处理质量。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能降低燃烧火焰温度，提高烧嘴砖使用寿命，减少NOx排放，避免炉内高温热点，提高加热质量的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴。
[0004]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该分级燃烧平焰式蓄热烧嘴包括烧嘴头、蓄热箱体、空气引流套管、燃气旋流孔喷管、点火枪、UV探测器和陶瓷蓄热体，所述烧嘴头中设置有腔体和空气烟气通道，所述空气烟气通道设置有空气烟气通道出口，该空气烟气通道出口与腔体连通，所述空气引流套管安装在腔体内，所述蓄热箱体的一端与空气烟气通道连接，该蓄热箱体的另一端设置有集气箱，所述集气箱设置有空气烟气管接口，所述陶瓷蓄热体位于蓄热箱体内，所述点火枪和UV探测器均设置在烧嘴头上，其结构特点在于:还包括烧嘴砖，所述烧嘴砖中设置有喇叭状腔体，该烧嘴砖和烧嘴头固定，所述燃气旋流孔喷管设置有燃气旋流孔，该燃气旋流孔喷管安装在空气引流套管上，所述燃气旋流孔喷管的一端以及燃气旋流孔均位于烧嘴砖的喇叭状腔体内，该燃气旋流孔喷管的另一端设置有燃气管接口，所述点火枪的点火枪出口和UV探测器的UV探测器检测孔出口均位于烧嘴砖的喇叭状腔体内。
[0005]作为优选，本实用新型所述空气烟气通道出口中，与腔体的轴线相平行的两个壁面之间的间距为RO?R，所述RO表示燃气旋流孔喷管的外壁的半径，所述R表示烧嘴头的腔体的半径。
[0006]作为优选，本实用新型所述空气烟气通道出口中，与腔体的轴线相平行的一个壁面与该壁面和腔体相交处的切线之间的夹角的度数为O?30° ;所述空气烟气通道出口中设置有转折面，所述空气烟气通道出口中与腔体的轴线相平行的另一个壁面和转折面连接，该另一个壁面和转折面的连接处到腔体的间距为O?Rl，所述Rl表示烧嘴头中的空气引流套管端头外壁的半径，所述转折面与腔体的轴线之间的夹角的度数为30°?75°。
[0007]作为优选，本实用新型所述燃气旋流孔包括一级燃气旋流孔和二级燃气旋流孔，所述一级燃气旋流孔呈圆柱螺旋线状分布在燃气旋流孔喷管上，每个一级燃气旋流孔中的轴线与该轴线和燃气旋流孔喷管的外壁相交处的切线之间的夹角的度数为45°?90°。
[0008]作为优选，本实用新型所述二级燃气旋流孔呈圆周状分布在燃气旋流孔喷管上，该二级燃气旋流孔的列数为两列，两列二级燃气旋流孔错位排布，每个二级燃气旋流孔中的轴线与该轴线和燃气旋流孔喷管的外壁相交处的切线之间的夹角的度数为45°?90°。
[0009]作为优选，本实用新型所述一级燃气旋流孔、二级燃气旋流孔和烧嘴砖中的烧嘴砖出口断面沿燃气旋流孔喷管的轴线方向依次排列，所述二级燃气旋流孔和烧嘴砖出口断面之间的间距为O?r，所述r为喇叭状腔体的出口处的圆弧半径。
[0010]作为优选，本实用新型所述空气引流套管的材质为高温耐火材料，所述燃气旋流孔喷管的材质为碳化娃。
[0011]作为优选，本实用新型所述蓄热箱体的内壁为耐火材质，所述陶瓷蓄热体为氧化铝陶瓷材质。
[0012]作为优选，本实用新型所述陶瓷蓄热体的形状为球状、方形孔状或蜂窝孔状。
[0013]作为优选，本实用新型所述空气烟气通道的截面呈四边形变截面状结构。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果:空气旋流进入腔体与燃气喷射旋流进行分级混合燃烧，具有一定火焰速度和刚度，能够形成扁平火焰，火焰温度低，降低了燃烧火焰温度，提高烧嘴砖使用寿命，降低燃烧产物中NOx含量，减少NOx排放，避免炉内尚温热点，提尚加热质量。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例中分级燃烧平焰式蓄热烧嘴的结构示意图。
[0016]图2是图1中A-A面的剖视结构示意图。
[0017]图3是图1中B-B面的剖视结构示意图。
[0018]图4是图1中C-C面的剖视结构示意图。
[0019]图5是图1中D-D面的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0021]实施例。
[0022]参见图1至图5，本实施例中的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴包括烧嘴头1、蓄热箱体2、烧嘴砖3、空气引流套管4、燃气旋流孔喷管5、点火枪6、UV探测器7和陶瓷蓄热体8。
[0023]本实施例中的烧嘴头I中设置有腔体11和空气烟气通道12，空气烟气通道12设置有空气烟气通道出口 12a，该空气烟气通道出口 12a与腔体11连通，空气引流套管4安装在腔体11内，该空气引流套管4通常沿腔体11的中心轴线方向排布。蓄热箱体2的一端与空气烟气通道12连接，该蓄热箱体2的另一端设置有集气箱21，集气箱21设置有空气烟气管接口22，陶瓷蓄热体8位于蓄热箱体2内，点火枪6和UV探测器7均设置在烧嘴头I上。
[0024]本实施例中的烧嘴砖3中设置有喇叭状腔体31，该烧嘴砖3和烧嘴头I固定，燃气旋流孔喷管5设置有燃气旋流孔52，该燃气旋流孔喷管5安装在空气引流套管4上，燃气旋流孔喷管5的一端以及燃气旋流孔52均位于烧嘴砖3的喇叭状腔体31内，该燃气旋流孔喷管5的另一端设置有燃气管接口 51，点火枪6的点火枪出口 15和UV探测器7的UV探测器检测孔出口14均位于烧嘴砖3的喇叭状腔体31内。
[0025]本实施例中的空气烟气通道出口12a中，与腔体11的轴线X相平行的两个壁面之间的间距a为RO?R，间距a优选为R-Rl，R0表示燃气旋流孔喷管5的外壁的半径，R表示烧嘴头I的腔体11的半径，Rl表示烧嘴头I中的空气引流套管端头外壁的半径。
[0026]本实施例中的空气烟气通道出口12a中，与腔体11的轴线X相平行的一个壁面W与该壁面W和腔体11相交处的切线y之间的夹角α的度数为O?30°，夹角α的度数优选为O度;空气烟气通道出口 12a中设置有转折面13，空气烟气通道出口 12a中与腔体11的轴线X相平行的另一个壁面K和转折面13连接，该另一个壁面K和转折面13的连接处到腔体11的间距b为O?Rl，转折面13与腔体11的轴线X之间的夹角β的度数为30°?75°，夹角β的度数优选为45°。
[0027]本实施例中的燃气旋流孔52包括一级燃气旋流孔52a和二级燃气旋流孔52b，一级燃气旋流孔52a呈圆柱螺旋线状分布在燃气旋流孔喷管5上，每个一级燃气旋流孔52a中的轴线N与该轴线N和燃气旋流孔喷管5的外壁相交处的切线G之间的夹角Θ1的度数为45°?90°，夹角ΘI的度数优选为60°，一级燃气旋流孔52a的数量通常为4?8个。
[0028]本实施例中的二级燃气旋流孔52b呈圆周状分布在燃气旋流孔喷管5上，该二级燃气旋流孔52b的列数为两列，两列二级燃气旋流孔52b错位排布，每个二级燃气旋流孔52b中的轴线M与该轴线M和燃气旋流孔喷管5的外壁相交处的切线H之间的夹角Θ2的度数为45°?90°，夹角Θ2的度数优选为90°，每列中二级燃气旋流孔52b的数量通常为4?8个。
[0029]本实施例中的一级燃气旋流孔52a、二级燃气旋流孔52b和烧嘴砖3中的烧嘴砖出口断面32沿燃气旋流孔喷管5的轴线方向依次排列，二级燃气旋流孔52b和烧嘴砖出口断面32之间的间距δ为O?r，间距δ优选为r/2，r为喇叭状腔体31的出口处的圆弧半径。
[0030]本实施例中的空气引流套管4的材质为高温耐火材料，燃气旋流孔喷管5的材质为碳化硅(SiSiC)。蓄热箱体2的内壁隔热材料为耐火材质，作为优选，蓄热箱体2四周壁面隔热材料采用陶瓷纤维真空成型制品。陶瓷蓄热体8为氧化铝陶瓷材质。陶瓷蓄热体8的形状为球状、方形孔状或蜂窝孔状。空气烟气通道12的截面呈四边形变截面状结构。空气烟气通道12的截面也可以呈四边形渐进变截面状。本实施例中的燃气旋流孔喷管5也可以称为分级多列燃气旋流孔喷管。
[0031]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，包括烧嘴头(I)、蓄热箱体(2)、空气引流套管(4)、燃气旋流孔喷管(5)、点火枪(6)、UV探测器(7)和陶瓷蓄热体(8)，所述烧嘴头(I)中设置有腔体(11)和空气烟气通道(12)，所述空气烟气通道(12)设置有空气烟气通道出口( 12a)，该空气烟气通道出口(12a)与腔体(11)连通，所述空气引流套管(4)安装在腔体(11)内，所述蓄热箱体(2)的一端与空气烟气通道(12)连接，该蓄热箱体(2)的另一端设置有集气箱(21)，所述集气箱(21)设置有空气烟气管接口(22)，所述陶瓷蓄热体(8)位于蓄热箱体(2)内，所述点火枪(6)和UV探测器(7)均设置在烧嘴头(I)上，其特征在于:还包括烧嘴砖(3)，所述烧嘴砖(3)中设置有喇叭状腔体(31)，该烧嘴砖(3)和烧嘴头(I)固定，所述燃气旋流孔喷管(5)设置有燃气旋流孔(52)，该燃气旋流孔喷管(5)安装在空气引流套管(4)上，所述燃气旋流孔喷管(5)的一端以及燃气旋流孔(52)均位于烧嘴砖(3)的喇叭状腔体(31)内，该燃气旋流孔喷管(5 )的另一端设置有燃气管接口( 51)，所述点火枪(6 )的点火枪出口( 15 )和UV探测器(7)的UV探测器检测孔出口( 14)均位于烧嘴砖(3)的喇叭状腔体(31)内。2.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述空气烟气通道出口( 12a)中，与腔体(11)的轴线(X)相平行的两个壁面之间的间距(a)为RO?R，所述RO表示燃气旋流孔喷管(5)的外壁的半径，所述R表示烧嘴头(I)的腔体(11)的半径。3.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述空气烟气通道出口(12a)中，与腔体(11)的轴线(X)相平行的一个壁面(W)与该壁面(W)和腔体(11)相交处的切线(y)之间的夹角(α)的度数为O?30°;所述空气烟气通道出口(12a)中设置有转折面(13)，所述空气烟气通道出口(12a)中与腔体(11)的轴线(X)相平行的另一个壁面(K)和转折面(13)连接，该另一个壁面(K)和转折面(13)的连接处到腔体(11)的间距(b)为O?Rl，所述Rl表示烧嘴头(I)中的空气引流套管端头外壁的半径，所述转折面(13)与腔体(11)的轴线(X)之间的夹角(β)的度数为30°?75°。4.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述燃气旋流孔(52)包括一级燃气旋流孔(52a)和二级燃气旋流孔(52b)，所述一级燃气旋流孔(52a)呈圆柱螺旋线状分布在燃气旋流孔喷管(5)上，每个一级燃气旋流孔(52a)中的轴线(N)与该轴线(N)和燃气旋流孔喷管(5)的外壁相交处的切线(G)之间的夹角(Θ1)的度数为45°?90°。5.根据权利要求4所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述二级燃气旋流孔(52b)呈圆周状分布在燃气旋流孔喷管(5)上，该二级燃气旋流孔(52b)的列数为两列，两列二级燃气旋流孔(52b)错位排布，每个二级燃气旋流孔(52b)中的轴线(M)与该轴线(M)和燃气旋流孔喷管(5)的外壁相交处的切线(H)之间的夹角(Θ2)的度数为45°?90°。6.根据权利要求5所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述一级燃气旋流孔(52a)、二级燃气旋流孔(52b)和烧嘴砖(3)中的烧嘴砖出口断面(32)沿燃气旋流孔喷管(5)的轴线方向依次排列，所述二级燃气旋流孔(52b)和烧嘴砖出口断面(32)之间的间距(δ)为O?r，所述r为喇叭状腔体(31)的出口处的圆弧半径。7.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述空气引流套管(4)的材质为高温耐火材料，所述燃气旋流孔喷管(5)的材质为碳化硅。8.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述蓄热箱体(2)的内壁为耐火材质，所述陶瓷蓄热体(8)为氧化铝陶瓷材质。9.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述陶瓷蓄热体(8)的形状为球状、方形孔状或蜂窝孔状。10.根据权利要求1所述的分级燃烧平焰式蓄热烧嘴，其特征在于:所述空气烟气通道(12 )的截面呈四边形变截面状结构。
【文档编号】F23D14/46GK205535804SQ201620109847
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】潘景新
【申请人】杭州中景科技有限公司