燃烧器及热风炉的制作方法

本实用新型涉及钢铁冶金的技术领域，尤其是涉及一种燃烧器及热风炉。

背景技术：

热风炉的作用是向冶金高炉提供热风。它的工作原理是通过燃烧器燃烧煤气而产生高温烟气，将热风炉蓄热室内的蓄热体加热，然后使冷风通过蓄热体并与蓄热体进行热交换而变成热风。其中，燃烧器是热风炉的关键设置，其性能的优劣，直接影响着煤气燃烧是否充分。

目前，传统的球式热风炉燃烧器为直流射流型式燃烧器，如图1所示，燃气从燃气喷口32流出，与从空气喷口22流出的空气在混合区汇合，其中，燃气在混合区的扩散区域很小，使其与空气混合速度慢，并且，在混合区可能会出现气流死柱，使该处的燃气不能与空气接触燃烧，使燃气不易充分燃烧，并且燃烧后的气体可能存在大量的一氧化碳被排出，污染环境，不利于环保节能。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供燃烧器，以缓解现有燃烧器中空气与燃气不能充分混合，使其不能充分燃烧的技术问题。

本实用新型提供的燃烧器，包括：壳体和第一旋流器，所述壳体内设置有空气通道和燃气通道；

所述燃气通道设置在所述壳体的中心，所述空气通道设置在所述燃气通道四周，所述燃气通道与所述空气通道在两者的喷口处形成空气和燃气的混合区；

所述燃气通道设置有第一旋流器，且所述第一旋流器靠近所述燃气通道的燃气喷口处，用于使燃气以旋流的方式进入混合区。

进一步的，所述空气通道的多个空气喷口成环形均匀分布在第一外壁上，所述第一外壁呈环形与所述燃气通道的第一内壁相连，且所述第一外壁与所述第一内壁成钝角，使空气和燃气汇集；

进一步的，所述第一外壁与所述第一内壁成145°钝角。

进一步的，所述第一旋流器为三元流式旋叶旋流器。

进一步的，所述第一外壁处设置有保护层，所述保护层为耐火材料。

进一步的，所述耐火材料为氧化铝。

进一步的，所述空气通道的进气口设置于所述壳体的上端。

进一步的，在所述空气通道内且围绕所述燃气通道四周设置有第二旋流器，且所述第二旋流器设置在所述进气口和所述空气喷口之间。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：

本实用新型提供的燃烧器，通过在壳体内设置有空气通道和燃气通道，进行空气和燃气的输入。具体的结构为，燃气通道设置在壳体的中心，空气通道设置在燃气通道四周，这样可以使空气能够环绕燃气燃烧，使燃气能够充分的燃烧，在燃气通道设置有第一旋流器，且第一旋流器靠近燃气通道的燃气喷口处，使燃气以旋流的方式进入混合区。

通过在燃气通过旋流的方式进入混合区，使燃气不仅具有直流式燃烧器进入混合区的轴向分速度和径向分速度外，还有一个切向分速度，且在燃气喷口附近的径向分速度比直流式燃烧器要大很多，使燃气在混合区形成涡流，有利于燃气的扩散以及与空气的混合、接触，从而使燃气燃烧的更加充分，进而减小了燃气的消耗，提高了温度升高的速度，节约了时间，具体的，相较直流式燃气器节省了6％以上的燃气，节省了燃气的成本。另外，使燃气与空气充分混合燃烧，降低了一氧化碳的产生，能够减少有毒气体的排放到外界环境中，减小了环境的污染。

另外，在本实用新型中，第一旋流器使燃气形成了旋流不仅可以与四周的空气混合，而且一定程度也可以加快燃气通道内的燃气的流速，能够及时的供应到混合区中，使燃烧的不仅更加的充分，也更加的稳定。

本实用新型的另一个目的在于提供一种热风炉，以缓解现有热风炉上的燃烧器空气与燃气不能充分混合，使其不能充分燃烧的技术问题。

本实用新型提供的热风炉，包括：炉体和上述所述的燃烧器；所述炉体与所述燃烧器固定连接。

进一步的，所述炉体和所述燃烧器连接处设置有氧化铝纤维层。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：

本实用新型提供的热风炉，把燃烧器设置在炉体上。通过燃烧器中的燃气充分的燃烧，加快了炉体内部结构温度升高的速度，其中，燃烧器的结构和有益效果，上述已经做了详细的阐述，这里不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的燃烧器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种燃烧器的结构示意图；

图3为图2提供的燃烧器的正视图；

图4为本实施例一提供的另一种燃烧器的结构示意图；

图5为图4提供的燃烧器的A－A的剖视图。

图标：10－壳体；20－空气通道；30－燃气通道；21－第一外壁；22－空气喷口；23－进气口；24－第二旋流器；31－第一内壁；32－燃气喷口；33－第一旋流器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图2和图3所示，本实施例提供的一种燃烧器，包括：壳体10和第一旋流器33，壳体10内设置有空气通道20和燃气通道30；燃气通道30设置在壳体10的中心，空气通道20设置在燃气通道30四周，燃气通道30与空气通道20在两者的喷口处形成空气和燃气的混合区；燃气通道30设置有第一旋流器33，且第一旋流器33靠近燃气通道30的燃气喷口32处，用于使燃气以旋流的方式进入混合区。

本实施例提供的燃烧器，通过在壳体10内设置有空气通道20和燃气通道30，进行空气和燃气的输入。具体的结构为，燃气通道30设置在壳体10的中心，空气通道20设置在燃气通道30四周，这样可以使空气能够环绕燃气燃烧，使燃气能够充分的燃烧，在燃气通道30设置有第一旋流器33，且第一旋流器33靠近燃气通道30的燃气喷口32处，使燃气以旋流的方式进入混合区。

通过在燃气通过旋流的方式进入混合区，使燃气不仅具有直流式燃烧器进入混合区的轴向分速度和径向分速度外，还有一个切向分速度，且在燃气喷口32附近的径向分速度比直流式燃烧器要大很多，使燃气在混合区形成涡流，有利于燃气的扩散和与空气的混合、接触，从而使燃气燃烧的更加充分，进而减小了燃气的消耗，提高了温度升高的速度，节约了时间，具体的，相较直流式燃气器节省了6％以上的燃气，同时也节省了成本。另外，使燃气与空气充分混合燃烧，降低了一氧化碳的产生，能够减少有毒气体的排放到外界环境中，减小了环境的污染。

另外，在本实施例中，第一旋流器33使燃气形成了旋流不仅可以与四周的空气混合，而且一定程度也可以加快燃气通道30内的燃气的流速，能够及时的供应到混合区中，使燃烧的不仅更加的充分，也更加的稳定。

这里需要说明的是，如图2所示，燃气通道30分为两部分：靠近燃气喷口32处的为燃气通道前端，远离燃气喷口32处的为燃气通道后端。燃气通道后端的横截面积基本保持不变，燃气通道前端的直径沿燃气流动的方向逐渐缩小，这样的结构可以加强燃气的流动速度，使燃气在混合区的流动速度加大，增加了燃烧的速度，提高了效率。

另外，考虑到输入的空气中氧气的含量较低，并且含有大量的二氧化氮，因此，可以向空气通道20中提供含有氧气比例较大的助燃气体，有助于燃气的燃烧。

此外，在本实施例中，为了能够使燃气与空气能够充分燃烧，燃气通道30的横截面面积与空气通道20横截面面积的比例应按照燃气与空气使用比例设置，使用燃气的种类不同，其比例设置不同，主要是根据碳元素的含量决定。

在本实施例中，如图2所示，第一旋流器33是利用风的旋转，将燃气以螺旋状送出，产生相当高的诱导比，使燃气与混合区的空气迅速混合。具体的，第一旋流器33的出风槽呈径向排列，燃气通道30中的燃气经燃气喷口32处出风槽的导向，形成沿切线方向的射流，整个混合区的燃气在多股射流的作用下，产生一团如台风状的涡流。涡流的中心区域形成一个负压区，诱导混合区的空气迅速地与燃气混合，整个燃气气流呈稳定的水平扩散流态，从而使燃气和空气充分接触、混合，促进其充分的燃烧。

其中，第一旋流器33的种类有多种，例如，叶片型或者蜗壳型，在本实施例中，采用叶片型，具体的，第一旋流器33为三元流式旋叶旋流器，其中，它包括有三个叶片和驱动电机，三个叶片均匀的设置在驱动电机的输出轴上，通过驱动电机转动，叶片转动，其中，三元流式旋叶旋流器需要的动力小，能够在较低的燃气压力下作用。

在本实施例中，如图2和图3所示，空气通道20的多个空气喷口22成环形均匀分布在第一外壁21上，第一外壁21呈环形与燃气通道30的第一内壁31相连，且第一外壁21与第一内壁31成钝角，使空气和燃气汇集另外，空气喷口22应密集的设置在第一外壁21上。这样通过使空气喷口22均匀密集的分布在第一外壁21上，可以使混合区中燃气四周都有空气，燃气能够充分的燃烧，并且燃烧均匀稳定，减少燃气的浪费。

其中，第一外壁21与第一内壁31形成的夹角有多种，也就是在空气喷口22处流动的空气与燃气喷口32流动燃气的夹角有多种，为了提高空气和燃气燃烧率，本实施例，第一外壁21与第一内壁31成形成145°钝角。也就是，空气喷口22处流动的空气与燃气喷口32流动的燃气延伸的夹角为35°，通过设置这个角度，能够使空气与燃气在混合区内均匀的混合。

由于在燃烧器中，空气与燃气燃烧释放出大量的热量，使混合区周围的壳体10的温度升高，对壳体10造成一定的损坏，尤其是第一外壁21处的损毁程度较严重，使其变形，因此，为了减小对第一外壁21的损坏，延长燃烧器的使用寿命，在第一外壁21处设置有保护层，保护层为耐火材料。

其中，耐火材料是指耐火度高于1580℃的无机非金属材料。耐火材料有多种，例如，高温氧化物材料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等；高温复合材料，如金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷，当然还包括其他的耐火材料。在本实施例中，耐火材料为氧化铝，它是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，且化学性质稳定，并且为绝缘材料，而且氧化铝的制作成本相对来说较低，可以节约成本。

另外，在本实施例中，空气通道20的进气口23的位置有多种，例如，可以设置在壳体10上方，与燃气进入方向相同的位置或者壳体10的下方。在本实施例中，如图2所示，在空气通道20的进气口23设置于壳体10的上端。

但是，空气通道20的进气口23设置于壳体10的上端可能使上端空气喷口22的空气量远远大于下端的空气量，从而影响在混合区燃气与空气的接触和燃烧，为了使空气通道20中的空气能够在燃气通道30四周均匀的分布，从而使每个空气喷口22内的空气量基本相同，如图4和图5所示，在空气通道20内且围绕燃气通道30四周设置有第二旋流器24，且第二旋流器24设置在进气口23和空气喷口22之间。通过设置第二旋流器24，使空气从第二旋流器24的出风槽流出，改变了空气通道20中的空气流的方向，使空气能够分散在四周，从而是燃气通道30四周的空气基本均匀的分布，进而使混合区四周的空气量基本相同，使空气与燃气能够均匀和充分的燃烧，增强了燃气的利用率，从而降低了燃气的消耗，以及减小了有毒气体的排放量，减少了对环境的污染。

实施例二

本实施例提供一种热风炉，包括：炉体和上述的燃烧器；炉体与燃烧器固定连接。

其中，炉体与燃烧器连接方式有多种，例如，法兰连接或者焊接，在本实施例中，炉体与燃烧器采用法兰连接，这样的可以方便燃烧器与炉体的维修和拆卸。

本实施例提供的热风炉，把燃烧器设置在炉体上。通过燃烧器中的燃气充分的燃烧，加快了炉体内部结构温度升高的速度，其中，燃烧器的结构和有益效果，上述已经做了详细的阐述，这里不再进行赘述。

为了延长热风炉整体的使用寿命，在本实施例中，炉体和燃烧器连接处设置有氧化铝纤维层。其中，氧化铝纤维主要成分为氧化铝的多晶质无机纤维，是一种超轻质高温绝热材料，由于其密度小。绝热性好、热容量小，不仅可以减轻炉体质量，而且可以提高控温精度，节能效果显著。

另外，在本实施例中，热风炉还包括储热室，使燃烧器中燃烧的气体流向储热室，对燃烧器的热量进行储存，其中，储热室堆放着蓄热体，蓄热体一般采用19孔径高效格子砖，由于19孔径新型格子砖的活面积比较小，而单位加热面积又较大，因此，在保持格子砖总量相同的条件下，总的蓄热面积增加。热风炉的蓄热面积增加将给获得高风温带来极大的好处，提高了热风炉的利用效率，减少了燃气的消耗。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。