[发明专利]防逆火喷嘴及具有该喷嘴的燃烧设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体燃烧器的喷嘴及具有该喷嘴的燃烧设备，特别是一种用于热处理炉的防逆火喷嘴以及具有该喷嘴的火焰型加热设备。

背景技术

目前，现有的燃气型燃烧器的喷嘴通常具有独立的燃气输送通道以及助燃气体输送通道，燃气和助燃气体在喷嘴内混合后，在喷口处被点燃。一般来说，由于助燃气体的压力较大，当空气中存在一些细微的气流扰动时，并不会对燃烧火焰产生影响，然而对于较大的气流扰动，特别是对流气体的喷吹，就会将燃烧火焰扑灭甚至引起火焰倒吸，发生危险。

在用于金属热处理的燃烧炉中，燃烧器的喷嘴通常分布在炉体的侧部，通过一个循环风机在炉体内形成空气循环，从而使炉内温度均匀。现有技术中多采用顺风加热气流的方法，即循环风机的出风方向与火焰方向相同，流动的气流在经过火焰处时被加热，这种方式的火焰稳定性高，对于喷嘴没有特殊要求，然而由于顺风加热时循环气流被加热的时间非常短，不能够将炉内的循环气流均匀混合、热交换效率较低，造成喷嘴处局部温度过高，而炉内温度较低的情况。另外一种加热方式是采用逆风对流喷吹的方法，也就是用循环气流对流喷吹火焰，由于对流时循环气流能够与火焰充分混合，因此其热交换效率高，火焰能够将循环气流充分加热，炉内温度均匀，然而这种方式火焰的稳定性较差，当循环气流速度较高时容易将火焰扑灭，甚至引发事故；另外，由于工件在热处理过程的不同阶段中对于温度的要求不同，因此喷嘴还必须要满足一定的调节比，当工件处于保温阶段时，如何保证较小的火焰在逆风条件下仍能正常燃烧，成为研发人员亟待解决的问题。

现有技术中也有一些防逆、防回火的安全喷嘴结构，通常是在喷嘴内设置一阀片或阻火片，当气体正常燃烧时，燃气自出口送出，并将阀片推开，在混合室与氧气混合，当混合室内回火时，燃烧后急剧膨胀的气体产生较大气压，会对阀片产生向后的反向压力，使阀片将燃气的出口堵塞，从而防止逆火的发生。然而这种结构不但复杂，而且会将火焰扑灭，其火焰稳定性差，且会影响到炉体内的温度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能够满足逆风对流式加热的喷嘴，该喷嘴的火焰稳定性高，能够有效防止循环气流扑灭火焰。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种防逆火喷嘴，包括壳体，所述的壳体内设置有：

燃料通道和助燃气体通道；

位于所述的燃料通道和所述的助燃气体通道下游的混合室，燃料与助燃气体在所述的混合室内交汇；

位于所述的混合室的最下游的喷口，所述的喷口供燃烧火焰喷出，

所述的混合室分为N级相互连通的腔室，其中N≥2；在所述的喷嘴的径向截面上，位于上游的腔室的截面积小于与他相邻的下游腔室的截面积。

更近一步地说，N≥3，优选方案为4级。

所述的壳体包括外套管以及位于所述的外套管之内的内套管，所述的助燃气体通道与所述的外套管的内腔相连通，所述的燃料通道与所述的内套管的内腔相连通，所述的内套管与所述的外套管之间具有充满了助燃气体的空间，并且所述的内套管的侧壁上开设有多个透气孔。

所述的混合室的各级腔室中的一个或多个具有缩口部，所述的缩口部是由该腔室的侧壁自上游向下游方向口径逐渐缩小而形成的。

所述的多级腔室包括自上游向下游方向依次排布的一级腔室、二级腔室、三级腔室以及四级腔室，所述的缩口部位于所述的二级腔室内。

所述的混合室的径向截面在位于相邻的两级腔室的分界处是突变的。

本发明的另一目的是提供一种热效率高、加热均匀的燃烧设备。

为达到上述目的，本发明所采用的另一技术方案是：一种燃烧设备，包括部分位于炉体内的燃烧器、设置在炉体内的循环风机、排烟道，所述的燃烧器包括位于所述的炉体内的喷嘴，所述的喷嘴具有壳体，所述的壳体内设置有：

燃料通道和助燃气体通道；

位于所述的燃料通道和所述的助燃气体通道下游的混合室，燃料与助燃气体在所述的混合室内交汇；

位于所述的混合室的最下游的喷口，所述的喷口供燃烧火焰喷出，

所述的喷口与所述的循环风机的出风方向相对，所述的循环风机吹出的循环气流与燃烧火焰对流喷吹，所述的喷嘴的混合室分为N级相互连通的腔室，其中N≥2，在所述的喷嘴的径向截面上，位于上游的腔室的截面积小于与他相邻的下游腔室的截面积。