专利名称：高温火焰分焰器和燃油及燃气加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高温火焰导流分焰技术，特别是一种在燃油及燃气加热器燃烧过 程中使用的高温火焰分焰器，以及使用该高温火焰分焰器的燃油及燃气加热器。
背景技术：
燃油及燃气加热器包括燃烧装置和换热装置，燃油或燃气在燃烧装置中经充分燃 烧释放出的热量进入换热装置进行换热。由于日益完善的燃烧技术，使燃油及燃气加热器 中的燃烧装置的容积热强度有大幅提高，燃烧装置出口处的高温火焰温度可达到1200°C 1800°C，高温火焰直接撞击换热装置壁面，容易造成对换热装置的烧蚀及过高的尾气排放 温度，这样就大大缩短了加热器的使用寿命，同时也降低了热能利用率。
发明内容
本发明针对现有燃油及燃气加热器中燃烧装置的出口火焰温度高，造成对换热装 置烧蚀及热能损失过大的问题，提供一种高温火焰分焰器，能够降低高温火焰对燃油及燃 气加热器的换热装置的烧蚀程度，提高燃油及燃气加热器的使用性能，本发明还提供一种 使用该高温火焰分焰器的燃油及燃气加热器。本发明的技术方案如下一种高温火焰分焰器，用于将从燃油及燃气加热器中的燃烧装置发出的高温火焰 反射到换热装置中，其特征在于，包括导流体和固定在导流体侧面的支撑结构，所述支撑结 构沿导流体中心轴线方向设置，所述导流体为具有一定锥度的贯通的空心锥台。所述支撑结构为相互间隔一段距离并固定在导流体侧面的两块支撑板。所述支撑板在导流体侧面对称设置。所述导流体的表面设置有耐热陶瓷涂层。所述导流体由耐热钢板lCr25Ni20Si2制成，所述空心锥台的壁厚为3mm 5mm。采用上述高温火焰分焰器的燃油及燃气加热器，包括依次连接的燃烧装置和换 热装置，所述燃烧装置的前端设置有喷嘴，其特征在于，所述高温火焰分焰器设置于燃烧 装置和换热装置之间，所述导流体的中心轴线与火焰中心轴线重合，导流体的小直径的开 口面朝向燃烧装置的出口，导流体的锥面母线夹角大小为喷嘴的喷射角度的N倍，所述1 < N彡1. 4，所述高温火焰分焰器与喷嘴的间距为高温火焰贯穿距的0. 45 0. 65倍。所述1.2 彡 N彡 1.4。所述高温火焰分焰器设置于换热装置的入口处，所述支撑结构连接换热装置入口 处的内壁。本发明的技术效果如下本发明涉及的高温火焰分焰器可以用于燃油及燃气加热器中，用于缩短燃烧装置 发出的高温火焰的贯穿距使火焰均勻分散的反射到换热装置的壁面上。燃油及燃气加热器 燃烧过程中产生的火焰通常分为内焰和外焰两层，相比较而言，内焰为贯穿距小的低温火焰，外焰为贯穿距大的高温火焰。该高温火焰分焰器包括导流体和其侧面的支撑结构，将其 水平放置于燃油及燃气加热器的燃烧装置和换热装置之间的适当位置，导流体为贯通的空 心锥台、具有一定锥度，由于内焰的温度低、贯穿距小，不会对换热装置造成烧蚀，故内焰可 从导流体的内部穿出，直接进入换热装置；外焰的温度高、贯穿距大，当外焰撞击到高温火 焰分焰器的导流体的锥形壁面时，会产生反射，从而将聚集的高温火焰分散，从多个方向散 射到换热装置的壁面上，可有效缩短高温火焰的贯穿距，避免了现有技术中的燃烧装置出 口处的高温火焰直接撞击换热装置壁面，即高温的外焰集中对换热装置某一点的冲刷造成 的烧蚀，以及未及时置换的热量排放所导致的高温尾气；由于导流体侧面的支撑结构是沿 导流体中心轴线方向设置，即顺着高温火焰的方向设置，故不会阻挡高温火焰的行迹。由于 设置本发明的高温火焰分焰器，能够降低高温火焰对燃油及燃气加热器的换热装置的烧蚀 程度，增加了高温火焰辐射换热的面积，在提高了燃油及燃气加热器的换热效率的同时，降 低了热能损失及尾气污染程度。本发明涉及的燃油及燃气加热器，在燃烧装置和换热装置之间设置高温火焰分焰 器，从燃烧装置中喷出的高温火焰经高温火焰分焰器打散并反射，从多个方向散射到换热 装置的壁面上，降低了高温火焰的贯穿距，故该结构可避免高温火焰对换热装置造成的烧 蚀，并增加了高温火焰辐射换热的面积，有利于换热装置内的换热介质对燃烧热量的充分 吸收，所以本发明的燃油及燃气加热器由于包括高温火焰分焰器，使得换热效率能够得到 明显提高，该燃油及燃气加热器具有很好的使用性能，且热能损失及尾气污染程度都很低。
图1为本发明的高温火焰分焰器的结构示意图。图2为图1的A向视图。图3为本发明的燃油及燃气加热器的结构示意图。图中各标号列示如下1-导流体；2-支撑板；3-燃烧装置；4-喷嘴；5-换热装置；6-连接装置。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行说明。图1为本发明的高温火焰分焰器的结构示意图，图2为图1的A向视图。该高温 火焰分焰器包括一个导流体1和两片与导流体1焊装于一体起固定支撑作用的支撑板2，支 撑板2对称设置在导流体1两侧并沿导流体1中心轴线方向设置，导流体1是由3mm 5mm 厚的耐热钢板lCr25M20Si2或其它成分的耐热金属制成的具有一定锥度的贯通的空心锥 台。可以在导流体1的表面均勻喷涂特殊高温耐热陶瓷涂层，该高温耐热陶瓷涂层为耐受 度1500°C 2600°C的航空航天器械火焰喷管喷涂陶瓷，可防止高温火焰对导流体本体的 烧烛。将图1所示的高温火焰分焰器应用于燃油及燃气加热器中，将其水平放置于燃烧 装置和换热装置之间，包括将其水平放置于燃烧装置的出口处或是换热装置入口处，导流 体1的中心轴线与火焰中心轴线重合，导流体1的小直径的开口面朝向燃烧装置的出口，导 流体1的大直径的开口面朝向换热装置的入口。燃油及燃气加热器燃烧过程中产生的温度
4低、贯穿距小的内焰从导流体的内部穿出，直接进入换热装置进行热量交换，而温度高、贯 穿距大的外焰会撞击到高温火焰分焰器的导流体的锥形外壁面，产生反射，将聚集的高温 火焰分散，从多个方向散射到换热装置的壁面上，有效缩短高温火焰的贯穿距，即避免了高 温火焰对燃油及燃气加热器的换热装置的烧蚀，增加了高温火焰辐射换热的面积，在提高 了燃油及燃气加热器的换热效率的同时，降低了热能损失及尾气污染程度。图3为本发明的燃油及燃气加热器的结构示意图，燃烧装置3与换热装置5通过 连接装置6连接为一体，组成燃油及燃气加热器，该燃油及燃气加热器还采用了图1所示的 高温火焰分焰器，将高温火焰分焰器设置于换热装置5的入口处，通过支撑板2连接于换热 装置5的入口处的内壁上，导流体1的中心轴线与火焰中心轴线重合，导流体1的小直径的 开口面朝向燃烧装置3的出口。导流体1的锥度大小由安装在燃烧装置3内的喷嘴4的喷
射角度来确定，导流体1的锥度『=2诠|，其中a是导流体锥面母线的夹角，设置a为N倍的
喷嘴4的喷射角度，其中，1 < N彡1. 4，优选为1. 2彡N彡1. 4，高温火焰分焰器的前端与喷 嘴4的距离为高温火焰贯穿距的0. 45 0. 65倍。例如，喷嘴的火焰喷射角度为60°，高温 火焰贯穿距为550mm，喷嘴与高温火焰分焰器的间距为300mm，a为72°，锥度T = 1. 453。本发明的燃油及燃气加热器的工作原理是在燃油及燃气加热器运行加热时，燃 烧装置3产生的具有一定贯穿距和燃烧形状的高温火焰，猛烈地撞击在喷涂了高温耐热陶 瓷涂层的高温火焰分焰器的导流体1的锥面外壁上，经锥面外壁反射将聚集的高温火焰分 散，从多个方向散射到换热装置5壁面上，有效缩短高温火焰的贯穿距，可将高温火焰的贯
穿距至少缩短|，由于将高温火焰打散，避免了高温火焰集中对换热装置5某一点的冲刷所
造成的烧蚀，同时增加了高温火焰辐射换热的面积，有利于换热装置5夹层内的换热介质 对燃烧热量的充分吸收，在提高了燃油及燃气加热器的换热效率的同时，降低了热能损失 及尾气污染程度。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明 创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创 造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改 或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵 盖在本发明创造专利的保护范围当中。
权利要求
一种高温火焰分焰器，用于将从燃油及燃气加热器中的燃烧装置发出的高温火焰反射到换热装置中，其特征在于，包括导流体和固定在导流体侧面的支撑结构，所述支撑结构沿导流体中心轴线方向设置，所述导流体为具有一定锥度的贯通的空心锥台。
2.根据权利要求1所述的高温火焰分焰器，其特征在于，所述支撑结构为相互间隔一 段距离并固定在导流体侧面的两块支撑板。
3.根据权利要求2所述的高温火焰分焰器，其特征在于，所述支撑板在导流体侧面对 称设置。
4.根据权利要求1至3之一所述的高温火焰分焰器，其特征在于，所述导流体的表面设 置有耐热陶瓷涂层。
5.根据权利要求1至3之一所述的高温火焰分焰器，其特征在于，所述导流体由耐热钢 板lCr25Ni20Si2制成，所述锥台的壁厚为3mm 5mm。
6.采用权利要求1至5之一所述的高温火焰分焰器的燃油及燃气加热器，包括依次连 接的燃烧装置和换热装置，所述燃烧装置的前端设置有喷嘴，其特征在于，所述高温火焰分 焰器设置于燃烧装置和换热装置之间，所述导流体的中心轴线与火焰中心轴线重合，导流 体的小直径的开口面朝向燃烧装置的出口，导流体的锥面母线夹角大小为喷嘴的喷射角度 的N倍，所述11.4，所述高温火焰分焰器与喷嘴的间距为高温火焰贯穿距的0. 45 0. 65 倍。
7.根据权利要求6所述的燃油及燃气加热器，其特征在于，所述1.21.4。
8.根据权利要求6或7所述的燃油及燃气加热器，其特征在于，所述高温火焰分焰器设 置于换热装置的入口处，所述支撑结构连接换热装置入口处的内壁。
全文摘要
本发明涉及一种高温火焰分焰器和燃油及燃气加热器，该高温火焰分焰器用于将从燃油及燃气加热器中的燃烧装置发出的高温火焰反射到换热装置中，包括导流体和固定在导流体侧面的支撑结构，支撑结构沿导流体中心轴线方向设置，导流体为具有一定锥度的贯通的空心锥台。该高温火焰分焰器能够降低高温火焰对燃油及燃气加热器的换热装置的烧蚀程度，增加了高温火焰辐射换热的面积，在提高了燃油及燃气加热器的换热效率的同时，降低了热能损失及尾气污染程度。
文档编号F23D14/84GK101852433SQ20101018906
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者姜勇 申请人:北京北机机电工业有限责任公司