[发明专利]燃气喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气喷嘴。尤其涉及一种可广泛应用于工业炉等燃气加热设备的燃气喷嘴。

背景技术

众所周知，一般低压的工业燃气炉，例如铝棒加热炉，包含燃烧区和为所述燃烧区提供燃料的燃料传输系统和燃气喷嘴。我们知道，所述燃气喷嘴包含空气进口、燃气进口、混合室、混合气出口。空气和燃气分别经过所述空气进口、所述燃气进口进入所述混合室混合后经由所述混合气出口喷出到所述燃烧区进行燃烧。但由于空气与燃气在所述混合室中单靠自身流动来进行混合，而往往造成混合不充分，则使燃烧时产生大量噪音，最重要的是它不仅带走了大量的热量还排出N0x等气体，严重的影响了工业炉的热效率，还对环境产生污染。

为了解决上述问题，现有技术中，已披露多种在所述燃气喷嘴中增设使空气与燃气充分混合的芯柱的技术方案。例如中国专利号为91102766.1，名称为“减少NOx排放量并消除燃烧部件中应力开裂的方法及其装置”的发明专利，主要披露的是能用于气态或蒸馏燃料的喷嘴。所述喷嘴10前端是喷嘴组件34，所述喷嘴组件34包括一个外部气体喷嘴36、同轴安装于所述外部气体喷嘴36中的一个空气锥形漏斗38及其同轴安装于所述空气锥形漏斗38中的空气芯柱40。另外，所述喷嘴10内设有通道14用于将气体燃料送到燃烧器燃烧区20内；所述喷嘴10内设有第二通道22用于将空气输送所述燃烧器燃烧区20内。所述气体喷嘴36与所述空气锥形漏斗38相啮合，形成气体通道14直接连通的锥形气体通道76；所述空气锥形漏斗38与所述空气芯柱40相啮合，形成与喷嘴10内的空气通道直接连通的通道78，另外，所述空气锥形漏斗38的孔口58’和与所述空气芯柱40的前锥部68形成小孔80。其次，所述空气芯柱40在其外圆周表面上设置有多条斜槽82。当燃烧燃气时，燃气流经所述锥形气体通道76，当它经斜孔48排出到所述燃烧器燃烧区20内后，便产生锥形喷雾的旋流。同时，在压力下将空气经所述第二通道22引入喷嘴体。然而空气流经通道78，经所述小孔80排出之前流经所述斜槽82时，产生锥形旋流，然后被引入所述燃烧器燃烧区20与空气混合。这样在所述燃烧器燃烧区20内形成一种均匀燃气和空气的混合物。虽然该结构能提高燃气和空气的混合度，但由于燃气和空气在进入所述燃烧器燃烧区20前并未进行混合，进入所述燃烧器燃烧区20后燃气和空气的混合需要一定时间，而未能混合好的燃气在炉内高温情况下将被加热起燃。这样，仍然存在燃烧不充分的问题，导致热效率下降，同时还排出N0x等气体对环境产生污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种安全可靠、结构简单、能使空气与燃气充分混合，能大大提高工业炉的热效率和减少空气污染的一种燃气喷嘴，包括具有出口端壁而呈桶状的壳体，所述壳体的出口端壁上设置有喷孔；其特征在于，在位于所述喷孔前方的所述壳体的内腔内设置有呈柱状的芯柱，所述芯柱的外侧壁体上或所述壳体的内侧壁体上形成有螺旋形的导流凹槽，所述导流凹槽的螺旋弧角度大于45°，所述芯柱定位于所述壳体的内腔内，所述芯柱与所述喷孔之间具有轴向的间隔腔。

其中，所述燃气喷嘴是一般工业炉中连通燃烧区和为所述燃烧区提供燃料的燃料传输系统的重要构件。所述燃气喷嘴包括壳体，所述壳体为呈桶状并容纳燃气与空气的混合气体的构件。

其中，所述芯柱为一个独立并定位在所述壳体的内腔内的构件，呈柱状从而在轴向上具有一定的长度，其外径尺寸与所述壳体的内腔适配。其中，其外径小于所述壳体内腔的内径从而便于装配但不能过小，否则就会在所述芯柱与所述壳体之间存在太大的气流平流层进而影响形成旋转气流；

为了使通过所述壳体内的混合气体形成旋转气流，采用在所述芯柱与所述壳体之间形成有螺旋形的导流通道。为了形成螺旋形的所述导流通道，可以采用在所述芯柱的外侧壁体上通过车床或其他加工工艺加工出沿所述芯柱轴向延伸的多条螺旋形的导流凹槽，所述螺旋形的导流凹槽与所述壳体的内腔侧壁体共同形成所述导流通道；还可以是，在所述壳体的内腔侧壁体上通过车床或其他加工工艺加工出沿所述壳体轴向延伸的多条螺旋形的导流凹槽，所述螺旋形的导流凹槽与所述芯柱的外侧壁体共同形成所述导流通道。为了形成高强度的旋转气流，所述导流凹槽的螺旋弧角度大于45°。其中所述螺旋弧角度，是指所述导流凹槽从起点螺旋前进到终点时，其行程路径在径向上所经过的圆角度数。这样，所述壳体与所述芯柱之间形成螺旋形的混合气体通道，为此，混合气体能通过所述导流通道流向所述喷孔，再经所述喷孔后流向燃烧区，并在进入所述燃烧区前形成旋流。