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专利名称：一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411203963.1

专利申请（专利权）人：岳阳远大热能设备有限公司
权利人地址：湖南省岳阳市岳阳经济技术开发区白石岭南路195号

专利发明（设计）人：肖彬,王川,肖光星

专利摘要：本发明公布了一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，属于工业燃烧技术领域，包括燃气管和空气管，燃气管置于空气管内部，燃气管的燃烧端设置有喷头，且靠近喷头的燃气管外侧固定设置有点火器；喷头内设置有与燃气管相互连通的容纳区，容纳区上设置有用于对燃气加速的加速段，容纳区的侧壁上设置若干便于燃气向外喷出的第一孔，加速段的出气端外侧设置有吸附腔，吸附腔上设置有若干贯穿的第二孔；加速段喷出的高速燃气穿过吸附腔时，在吸附腔内形成负压区，通过第一孔喷出的燃气点燃后，在负压区的作用下进入到吸附腔将加速段喷出的燃气引燃。本发明用于解决燃烧器容易粘附飞溅物，从而导致燃烧器易烧坏，寿命低的问题。

主权利要求：
1.一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，包括燃气管（10）和空气管（11），燃气管（10）置于空气管（11）内部，燃气管（10）的燃烧端设置有喷头（13），靠近喷头（13）的燃气管（10）外侧固定设置有点火器（12）；
喷头（13）内设置有与燃气管（10）相互连通的容纳区（14），容纳区（14）上设置有用于对燃气加速的加速段（15），通过加速段（15）喷射的燃气将靠近喷头（13）的液体金属飞溅物吹离；
所述容纳区（14）的侧壁上设置若干便于燃气向外喷出的第一孔（16），加速段（15）的出气端外侧设置有吸附腔（17），吸附腔（17）上设置有若干贯穿的第二孔（18）；
加速段（15）喷出的高速燃气穿过吸附腔（17）时，在吸附腔（17）内形成负压区，通过第一孔（16）喷出的燃气点燃后，在负压区的作用下进入到吸附腔（17）内，并将加速段（15）喷出的燃气引燃；
所述喷头（13）的外侧面靠近出气端的一侧还设置有内凹的凹槽（19），且靠近喷头（13）端部的凹槽（19）的侧边凸台直径长于喷头（13）中间部分的直径。
2.根据权利要求1所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述喷头（13）上还设置有喷口（20），喷口（20）的开口朝外逐渐扩大。
3.根据权利要求2所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述喷口（20）的内侧壁上设置第一导流部（21），第一导流部（21）是设置的导流螺纹。
4.根据权利要求2所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述吸附腔（17）内设置有延伸柱（25），加速段（15）位于延伸柱（25）内。
5.根据权利要求4所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述延伸柱（25）的外侧壁上设置有向外凸起的凸台（26）。
6.根据权利要求2?5任意一项所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述喷头（13）上设置有若干连通凹槽（19）和喷口（20）的导流槽（24），导流槽（24）倾斜布置。
7.根据权利要求6所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述喷口（20）的开口内表面为光滑弧面；
所述第二孔（18）以吸附腔（17）的切向通入到吸附腔（17）内。
8.根据权利要求1?5任意一项所述的一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，其特征在于，所述加速段（15）的内壁上设置有第二导流部（22）；吸附腔（17）的内壁上设置第三导流部（23）；
第二导流部（22）、第三导流部（23）均为导流螺纹。 说明书 : 一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器技术领域[0001] 本发明属于工业燃烧技术领域，具体为一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器。背景技术[0002] 目前高温冶金炉窑所配套的是均为设计有稳焰盘结构的工业燃烧器，但因冶炼炉内环境是高温、而且熔化后的高温金属液体飞溅物充斥炉膛，因此炉膛内使用环境非常恶劣，燃烧器在使用过程中，高温金属液体飞溅到燃烧器稳焰盘上而造成稳焰盘喷孔堵塞，使高温火焰喷射受阻回火而导致烧毁稳焰盘，燃烧器使用寿命只能使用3?6个月。[0003] 主要原因在高温冶金炉窑在使用过程中，无法避免炉膛内有高温金属液体飞溅物产生，高温金属液体飞溅物堵塞到燃烧器的稳焰盘直接导致的后果将整个燃烧器损坏，因此为了可以减少燃烧器的损坏，提高使用寿命，需要对燃烧器的结构进行改进，故此提出可以抗高温金属液体飞溅物堵塞的燃烧器解决上述问题。发明内容[0004] 针对以上问题，本发明提供一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，用于解决燃烧器容易粘附飞溅物，从而导致燃烧器易烧坏，寿命低的问题。[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：[0006] 一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，包括燃气管和空气管，燃气管置于空气管内部，燃气管的燃烧端设置有喷头，靠近喷头的燃气管外侧固定设置有点火器；[0007] 喷头内设置有与燃气管相互连通的容纳区，容纳区上设置有用于对燃气加速的加速段，通过加速段喷射的燃气将靠近喷头的液体金属飞溅物吹离；[0008] 容纳区的侧壁上设置若干便于燃气向外喷出的第一孔，加速段的出气端外侧设置有吸附腔，吸附腔上设置有若干贯穿的第二孔；[0009] 加速段喷出的高速燃气穿过吸附腔时，在吸附腔内形成负压区，通过第一孔喷出的燃气点燃后，在负压区的作用下进入到吸附腔内，并将加速段喷出的燃气引燃；[0010] 所述喷头的外侧面靠近出气端的一侧还设置有内凹的凹槽，且靠近喷头端部的凹槽的侧边凸台直径长于喷头中间部分的直径。[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：取消掉燃烧器稳焰盘后，飞溅物没有了附着物，不会出现堵塞情况，通过设置的加速段，让燃气通过加速后高速向冶金炉内喷出，高速喷出的气流可以对冶金炉内产生的金属液体飞溅物起到吹动作用，从而避免向喷头靠近，减少了飞溅物的堵塞的情况。[0012] 通过第二孔将部分燃气引出点燃，并通过吸附腔内的负压区将点燃的燃气引入到加速段喷出的燃气上，从而可以将整个燃气点燃，因此燃气的燃烧点火控制方便，高速喷射燃气与空气扰动作用下多次混合动作，燃烧更加充分，火焰强度刚性好，燃烧效率更高。[0013] 作为上述方案的进一步改进，所述喷头上还设置有喷口，喷口的开口朝外逐渐扩大。[0014] 上述改进的技术效果为：设置的凹槽可以使喷头外侧的空气部分气流内部发生压力变化，使得气体分层，有些气体方向发生偏离，最终在喷头外侧的喷火段形成扩散低压气流区域，喷口喷出的扩散气体迅速混合，混合后的气体，在吸附腔内空腔内的火种源作用下产生燃烧反应，燃烧后的火焰继续加热内部燃气和外部助燃空气混合气体，在离开喷头喷火段后继续扩散混合，在根部火焰作用下形成刚性好的橄榄形状长火焰。[0015] 作为上述方案的进一步改进，所述喷口的内侧壁上设置第一导流部。[0016] 上述改进的技术效果为：设置第一导流部，可以让从喷口上喷出燃气的内外分层，喷出的燃气内部依然是高速喷出，而外侧在第一导流部的导流下螺旋的旋转喷出，和外侧的空气进行混合，从而达到充分混合空气点燃燃气的目的。[0017] 作为上述方案的进一步改进，所述吸附腔内设置有延伸柱，加速段位于延伸柱内。[0018] 上述改进的技术效果为：通过设置延伸柱，可以让吸附腔的空间减。佣辜铀俣文谂绯龅娜计诟咚倨飨碌，吸附腔内更加容易产生负压，从而会加速引燃燃气的进入到吸附腔内的速度，提高引燃的速度，避免熄火。[0019] 作为上述方案的进一步改进，所述延伸柱的外侧壁上设置有向外凸起的凸台。[0020] 上述改进的技术效果为：设置的凸台，可以进一步的减少吸附腔的空间，进一步的加速吸附腔内引燃燃气的流动速度。[0021] 作为上述方案的进一步改进，所述喷头上设置有若干连通凹槽和喷口的导流槽，导流槽倾斜布置。[0022] 上述改进的技术效果为：设置导流槽，可以使部分的空气流在喷气速度的影响下向中间汇集，另一部分气流则在凹槽的导向下向外活动，从而使空气气流被分割成不同的状态，二而且导流槽倾斜布置，可以使和燃气汇集的气流是以切向的方式汇入到燃气，从而即可起到充分实现燃气汇合助燃的作用，也避免了将燃气的高速气流柱打散的效果。[0023] 作为上述方案的进一步改进，所述喷口的开口内表面为光滑弧面；[0024] 所述第二孔以吸附腔的切向通入到吸附腔内。[0025] 上述改进的技术效果为：设置的光滑弧面可以减少液体金属飞溅物的粘附；第二孔切向进入到吸附腔内，可以使引入的点燃燃气也是切向的进入到吸附腔内从而在吸附腔内形成旋转加速段内喷出燃气的环绕的气流，实现与燃气的混合，加速点燃效果。[0026] 作为上述方案的进一步改进，所述加速段的内壁上设置有第二导流部；吸附腔的内壁上设置第三导流部。[0027] 上述改进的技术效果为：设置的第二导流部和第三导流部都是为了让气流内外分层，外层的气流以旋转的方式环绕，从而便于燃气和空气以及引燃燃气的快速混合。附图说明[0028] 图1为本发明的整体结构示意图；[0029] 图2为喷头的第一种结构示意图；[0030] 图3为第一种喷头的火焰及其气流的展示示意图；[0031] 图4为喷头的第二种结构示意图；[0032] 图5为图4中A方向的结构示意图；[0033] 图6为第二中喷头的火焰奇迹气流的展示示意图；[0034] 图7为喷头的第三种结构示意图；[0035] 图8为图7中B?B处的剖视结构示意图。[0036] 图中：10、燃气管；11、空气管；12、点火器；13、喷头；14、容纳区；15、加速段；16、第一孔；17、吸附腔；18、第二孔；19、凹槽；20、喷口；21、第一导流部；22、第二导流部；23、第三导流部；24、导流槽；25、延伸柱；26、凸台。具体实施方式[0037] 为了使本领域技术人员更好地理解技术方案，下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。[0038] 实施例1：[0039] 如图1?3所示，本实施例的具体方案为：一种用于高温冶金炉抗飞溅物的工业燃气燃烧器，包括燃气管10和空气管11，燃气管10置于空气管11内部，请参照附图1，燃气管10位于空气管11的中心位置，且空气管11的管径大于燃气管10的管径，燃气管10的燃烧端设置有喷头13，且靠近喷头13的燃气管10外侧固定设置有点火器12，点火器12通过电线引出到空气管11的外侧，因此当要将燃气点燃的时候，可通过对点火器12进行供电，点火器12打火后，将燃气点燃，而且为了防止出现燃气熄灭的情况，可以间断式的对点火器12进行供电打火，提供持续的点燃效果；[0040] 如图2，喷头13内设置有与燃气管10相互连通的容纳区14，容纳区14具体为一个容纳空腔，容纳区14上设置有用于对燃气加速的加速段15，通过加速段15喷射的燃气将靠近喷头13的液体金属飞溅物吹离，具体的，加速段15为一段加速通道，且加速段15的管径小于容纳区14的管径，容纳区14和加速段15直径通过锥段进行过渡，因此当注入的燃气压力不变的情况下，通过将燃气喷出的横截面减。梢云鸬蕉匀计募铀俅，而且在加速段15的内壁上设置有第二导流部22；容纳区14的侧壁上设置若干便于燃气向外喷出的第一孔16，加速段15的出气端外侧设置有吸附腔17，吸附腔17内设置有延伸柱25，加速段15位于延伸柱25内，吸附腔17上设置有若干贯穿的第二孔18，吸附腔17的内壁上设置第三导流部23，第二导流部22、第三导流部23均为导流螺纹，可以使喷出的燃气内外分层导流，外层的气流以旋转的方式环绕，从而便于燃气和空气以及引燃燃气的快速混合；[0041] 具体的，喷头13上还设置有喷口20，喷口20的开口朝外逐渐扩大，因此在燃气通过加速段15加速之后，穿过吸附腔17，并通过喷口20向外喷出参与燃烧，喷口20的内侧壁上设置第一导流部21，第一导流部21也是设置的导流螺纹，设置第一导流部21，可以使向外喷出的燃气分层，外层的燃气可以在第一导流部21的导向下螺旋状的流动，从而可以加速与空气和燃气的混合，以提高混合效率，使燃烧更加充分；[0042] 具体在使用的时候，加速段15喷出的高速燃气穿过吸附腔17时，在吸附腔17内形成负压区，而通过第一孔16喷出的燃气会首先和空气管11内的空气混合，经过点火器12点燃后，在负压区的作用下进入到吸附腔17内，从而将加速段15喷出的燃气引燃，通过这样的设置，可以有效的保证燃气的快速的引燃，从而保持燃气的持续燃烧，而更重要的是，通过对燃气进行加速，使其向外排出速度加快，因此可以在取消稳焰盘后不仅保持持续的燃烧，还能够将金属液体飞溅物吹走，避免了在喷头13上粘附，从而可以提高喷头13的使用寿命。[0043] 如图2、3所示，作为上述实施例的优选方式，喷头13的外侧面靠近出气端的一侧还设置有内凹的凹槽19，凹槽19为设置在喷头13外侧表面的环槽，且靠近喷头13端部的凹槽19的侧边凸台直径长于喷头13中间部分的直径，因此可以在喷头13端部的向外凸出的一部分对气流起到向外导向导流的作用，从而使外侧的空气部分气流内部发生压力变化，使得气体分层，部分气体方向发生偏离，最终在喷头13外侧的喷火段形成扩散低压气流区域，喷口20喷出的扩散气体迅速混合，混合后的气体，在吸附腔17内空腔内的火种源作用下产生燃烧反应，燃烧后的火焰继续加热内部燃气和外部助燃空气混合气体，在离开喷头13喷火段后继续扩散混合，在根部火焰作用下形成刚性好的橄榄形状长火焰，可参照附图3所示，长火焰的产生可以在冶金炉正常工作的时候，对飞溅物起到更好的冲击，从而避免飞溅物相喷头13靠近情况，并提供稳定的燃烧状态。[0044] 实施例2：[0045] 如图4、5、6所示，为本发明的实施例2，作为上述实施例的优选方式，本实施例与实施例1的主要区别之处在于：延伸柱25的外侧壁上设置有向外凸起的凸台26，设置的凸台26可以使吸附腔17的空间变。佣奔铀俣15内加速的燃气通过的时候，吸附腔17内引燃气体可以更加快速的向加速段15喷出的燃气靠拢，从而加速点燃的效果。[0046] 喷头13上设置有若干连通凹槽19和喷口20的导流槽24，导流槽24倾斜布置，如图6所示，当正常进行燃烧的时候，外界的部分空气可以沿着导流槽24倾斜的绕中心火焰柱和燃气混合，从而提高燃气和空气的混合效率，使燃烧充分。[0047] 实施例3：[0048] 如图7、8所示，为本发明的实施例3，作为上述实施例的优选方式，本实施例与实施例2的主要区别之处在于：喷口20的开口内表面为光滑弧面，设置光滑的弧面，可以减少液体金属飞溅物的附着。[0049] 另外，第二孔18以吸附腔17的切向通入到吸附腔17内，第二孔18以切向的方式将引燃的燃气引入到吸附腔17内，可以使引燃燃气以环绕的方式将加速的燃气点燃，从而可以充分使引燃燃气和加速燃气以及空气之间相互混合充分并燃烧。[0050] 以下是采用实施例1的方案进行燃烧实验过程：[0051] 实验目的：检验在不同流量的条件下，该燃烧喷头的燃烧稳定性；[0052] 实验记录：下表是在不同的流量下，燃烧时的部分数据记录：[0053] 表1：不同流量下的燃烧参数；[0054][0055] 通过上述实验参数可以说明本实施例1的方案在不同的流量大小情况下，一次点燃后持续燃烧的时间都达到24h，因此即使是在不同的流量下也可以实现不间断的燃烧，从而认定在正常工作环境下本实施例1的方案可以实现稳定的燃烧；且火焰长度达到4m，对于冶金炉的防止液体金属飞溅物的粘附效果更加有明显的提高。[0056] 需要说明的是，在本文中，术语包括、包含或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本发明技术方案的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

专利地区：湖南

专利申请日期：2024-08-30

专利公开日期：2024-11-19

专利公告号：CN118705617B