[发明专利]一种节能液态燃料燃烧器

说明书

用工业燃烧器燃烧液体燃料如煤油、柴油，重质燃料油等，必须经过雾化——蒸发汽化——氧化燃烧三个阶段。雾化得越细越好，可以越缩短蒸发汽化时间，会燃烧得越完全，热能转化量就越高，并且碳化越少，尾气污染也就越少。如何雾化得特别细特别好，是燃烧节能与否的关键。

雾化得好或差，一般与两个因素有关。(1)液态燃料在雾化过程中所受到的冲击剪切力大小。(2)液态燃料的粘度大小。液态燃料在雾化过程中所受到的冲击剪切越大，则雾滴越细，雾化也就越好。液态燃料的粘度越小，则越容易雾化，雾滴也就越细。例如，汽油反在汽化器中被喉管中的进气稍微冲击，就雾化了，而柴油必须用很高的压力喷射或用压缩空气冲击才能雾化。而重油则更难。

为了说明本发明的优异性能及独特结构，有必要就目前工业普遍使用的燃烧器作简单的介绍。目前，工业界普遍使用的燃烧器大致可分为两大类，一类是以压缩空气作为动力驱动液态燃料冲击使之雾化，(日常使用的油漆喷雾器就是这类)，另一类是通过提高液态燃料的压力，使之高速喷射剪切使之雾化(农用喷雾器就属于这一类)。前者一般有如下两种形式(见图一及图二)，第一种出液管与喷风管轴心成90°角布置。有利用压缩空气流产生真空把液体从管中吸出并将之冲击剪切雾化的(一般用于粘性较少的液体)，还有用压力把液体喷出被压缩空气冲击剪切雾化的。第二种出液孔沿喷咀心轴园周布置，心轴的喷咀端做成圆锥状，在心轴的出液孔前有一螺旋风叶及旋转风罩。压缩空气经过螺旋风叶引导形成强烈的旋转风将液体沿风罩喷出，受流体附壁原理的作用，紧贴着园锥形喷尖，向前旋转前进，达到顶尖时因离心力的作用互相冲撞剪切成细小的液滴。这种形式雾化质量较高，但受压缩空气的压力大小影响较多。虽然液态燃料经过一次冲击剪切后再进行碰撞剪切，但由于第一次冲击形成的油滴气流在冲出螺旋罩后，其油滴气流内层与圆锥体产生摩擦力，外层与空气产生摩擦力，这两种摩擦力都大大减缓了油滴气流的速度。令最终的碰撞剪切因力度不够而效果大打折扣，尤其是粘度比较大的重质燃料油如180^#燃料油等。因雾化的细度不够而令较大的汕滴在高温状态下未能完全蒸发燃烧而被碳化。这种情况使燃料的热转化效率大大降低，尾气污染物大量增加，并且还会造成燃烧室的结焦堵塞，影响燃烧器的正常运作。基于上述不足，广大热工专家在不懈地努力设计各种各样的燃烧器，有的采用交压气流冲击雾化，有的转用提高液态燃料的压力自身冲击雾化。但是制取大量的高压气流需要消耗大量的自能量，如此一来，获得的节能就有可能被制取高压风所消耗的能量抵消，甚至呼消耗的能量大于节约的能量造成得不偿失的现象。采用高压油雾化的方法：一是体积较为庞大，不适于小型烧咀的使用，尤其是粘度较高的汕；二是对自动控温的使用受到限制，因为自动控制温装置一般都是通过增加油量及减少油量来调节工业炉湿度，这势必会令雾化效果波动，而影响燃烧效果。而目前的工业炉大都对温度控制有相当高的要求。

本发明通过机械结构方面的独特设计，在不需太高压力空气的前提下增加冲击数以提高冲击力以及不需外加热能或添加剂的前提下降低液态燃料的粘度，这两者相结合的方法来令液态燃料(尤其是重质燃料油如180^#燃料油等)雾化良好，燃烧完全，从而节约燃料及降低污染。

如下是本发明的实施例之一：见图三燃烧器由液态燃料进管01，压缩空气进管02扣紧瓶盖03，冗体04，以及由受热套与油气管安装座做成整体的多功能座05与喷蕊06一次雾化套07二次雾化套08构成。液态液料由进油管进入多功能座。然后沿着设置在受热套中的油道被加热后送进喷蕊并从分布在喷蕊前端圆柱面上的小孔中喷出。压缩空气从压缩气管中进入，通过多功能座上的通气孔进入喷咀中的压缩空气室，一部份沿着喷蕊中的螺旋导向风道将从喷蕊中喷出的液态燃料冲出剪切成雾滴混合空气流，在一次螺旋罩口的作用下沿着圆锥面向喷咀尖方向前进。另一部份压缩空气则沿着二次螺旋风道，在二次螺旋罩的作用下猛烈冲击快接近喷咀尖的油气流使之速度加快，冲击力度加大。由于油流在经过受热套时已被充分地加热，所以粘度被大大降低，经过一次雾化后在接近喷咀尖时被二次旋转风冲击加力，使冲出喷咀尖时油滴互相碰撞冲击，在压缩空气的猛烈旋转力剪切下，进一步细化成极微的油滴，从而达到很高的雾化质量。从助燃风管进入的助燃风经过冗体内腔通过多功能座上的进风孔引导形成旋转气流包裹着喷咀前进，从而很均匀地与油雾混和后进入燃烧室燃烧。受热套不断地吸收燃烧室幅射的热量来加热经过加热道的油，从而使燃烧器能连续、稳定地进行运作。

实践证明，由于燃料液体被加热后粘度大大降低，且在二次冲击下雾化细化率得以大大提高，从而使燃烧达到很完全的效果。即使使用180^#重质燃料油在燃烧量每4时0.5——4kg时都燃烧得很理想，火焰清亮，无黑烟无结焦。与一般的燃烧器比较。可获得节油3％-5％的节能效果，且能适用于任何一种液态燃料如柴油、燃料油、渣油等。