專利名稱：頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱風(fēng)爐燃燒裝置，特別是一種頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)在黑色冶金領(lǐng)域中所采用的熱風(fēng)爐是引進(jìn)的俄羅斯卡盧金型頂 燃式熱風(fēng)爐，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)該熱風(fēng)爐的時(shí)候，為避免在燃燒室墻面因旋流流場(chǎng) 形成的層流附面層是煤氣，從而造成該部分煤氣燃燒不盡問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)者 就將其中的煤氣環(huán)道置于空氣環(huán)道之上，為此，這樣的設(shè)計(jì)就決定了它的流場(chǎng) 的主要特征在預(yù)燃室內(nèi)，"上層是煤氣，下層是空氣"；而在燃燒室入口處， 由預(yù)燃室所形成的空氣和煤氣的混合旋流是"外層為空氣，中心為煤氣"，這樣 的混合旋流為單混合面旋流。這種旋流結(jié)構(gòu)，就造成如下的不足l.拱頂空間 充滿的煤氣，在燃燒期終點(diǎn)時(shí)無(wú)法完全燃燒，需在換爐時(shí)用氮?dú)獯祾?，既存?安全隱患，又降低了煤氣的燃燒率；2.該單混合面旋流，造成空煤氣混合時(shí)間 長(zhǎng)，亦即燃燒火焰長(zhǎng)。
在CN200955735Y中公開了一種名稱為"旋流式頂燃熱風(fēng)爐燃燒器"的實(shí)用 新型專利，它是通過在卡盧金型頂燃式熱風(fēng)爐的煤氣環(huán)道上方增加一層空氣環(huán) 道，形成三層環(huán)道的砌體結(jié)構(gòu)，這使得在預(yù)燃室內(nèi)，"上層是空氣，中間是煤 氣，下層是空氣"；在燃燒室入口處，由預(yù)燃室所形成的空煤氣混合旋流是"外 層為空氣、中間為煤氣、中心為空氣"，是雙混合面旋流。這種旋流流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)， 在燃燒期終點(diǎn)時(shí)，拱頂空間充滿的是空氣，避免了上述的第l個(gè)問題；同時(shí)，"外 層為空氣、中間為煤氣、中心為空氣"的雙混合面旋流流場(chǎng)，可加快空煤氣的 混合速度、縮短燃燒火焰長(zhǎng)度，彌補(bǔ)了上述的第2個(gè)問題。但是，該專利的三 層環(huán)道砌體結(jié)構(gòu)，是將空氣環(huán)道分置兩層，這也造成以下兩個(gè)結(jié)果l.預(yù)燃室 顯著增高，不僅提高了投資成本，更多的環(huán)道和隔斷層也使砌體穩(wěn)定性被削弱， 容易出現(xiàn)掉磚、竄風(fēng)等問題，影響使用壽命；2.空氣引入管道以及相應(yīng)閥門的 增加，提高了建設(shè)和維護(hù)成本，也使操作過程更復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種能夠砌體穩(wěn)定性強(qiáng)的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃 燒器。
本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括預(yù)燃室，在預(yù)燃室 的外壁上設(shè)置有空氣引入管和煤氣引入管，空氣引入管與設(shè)置在預(yù)燃室壁內(nèi)的空氣環(huán)道 相連通，煤氣引入管與設(shè)置在燃燒室壁內(nèi)的煤氣環(huán)道相連通；所述煤氣環(huán)道通過煤氣噴 孔與預(yù)燃室內(nèi)腔相連通，在煤氣噴孔的上下兩側(cè)分別設(shè)置有與預(yù)燃室內(nèi)腔相通的空氣上 噴孔和空氣下噴孔，所述空氣環(huán)道和空氣引入管均為一個(gè)，所述空氣上噴孔和空氣下噴 孔均與空氣環(huán)道相連通。
所述空氣引入管和空氣環(huán)道位于煤氣引入管和煤氣環(huán)道上方，空氣下噴孔通過空氣 縱向通道與空氣環(huán)道相連通。所述空氣縱向通道的一端與空氣下噴孔連通，另一端通過 橫向通道與空氣環(huán)道連通。
本實(shí)用新型是這樣工作的在燃燒過程中，空氣經(jīng)空氣引入管進(jìn)入到空氣環(huán)道，煤 氣經(jīng)煤氣引入管進(jìn)入到煤氣環(huán)道，進(jìn)入到空氣環(huán)道內(nèi)的空氣經(jīng)空氣上噴孔和空氣下噴孔 分別噴入到預(yù)燃室內(nèi)形成旋流，進(jìn)入到煤氣環(huán)道內(nèi)的煤氣經(jīng)煤氣噴孔噴入到預(yù)燃室內(nèi)形 成旋流；此時(shí)， 一部分空氣從空氣上噴孔進(jìn)入預(yù)燃室后形成旋流， 一方面向上發(fā)展占據(jù) 爐頂空間，避免了燃燒結(jié)束后該區(qū)域存在殘余煤氣的可能，另一方面向下發(fā)展直接與煤 氣噴孔流出的同旋向煤氣相遇；兩股旋流相遇后，煤氣以較大的動(dòng)量將空氣擠壓至中心 區(qū)域，減小了中心負(fù)壓區(qū)范圍，使得氣體在徑向上分布均勻化；此時(shí)，空煤氣接觸面開 始發(fā)生混合，此處即為點(diǎn)火區(qū)。之后，煤氣帶動(dòng)空氣繼續(xù)下行，至空氣下噴孔區(qū)域時(shí)被 以相同旋向流出的空氣所包圍，形成第二個(gè)空煤氣接觸面；由于空氣動(dòng)量較小，因此不 會(huì)發(fā)生明顯的擠壓現(xiàn)象，但混合速度加快，火焰開始迅速發(fā)展。
在預(yù)燃室內(nèi)形成的內(nèi)外層為空氣、中間層為煤氣的旋流在喉口段和燃燒室繼續(xù)發(fā) 展，不僅促使氣體在周向上得到均勻分配，更加快了空煤氣的混合和燃燒速度。同時(shí)， 旋流中心產(chǎn)生的回流使火焰尖端被壓扁為圓盤狀，徑向分布得到改善；在氣體流速和更 新較慢的壁面附面層和中心氣流核均為空氣，也確保了煤氣的充分燃燒，降低了空氣過 剩系數(shù)。由此，也就實(shí)現(xiàn)了安全穩(wěn)定的大功率短焰燃燒。
空氣上噴孔噴出的空氣在下行過程中被從煤氣噴孔噴出的煤氣擠壓到預(yù)燃室中心 區(qū)，其混合后又繼續(xù)下行時(shí)又被空氣下噴孔噴出的空氣所包圍，這樣就形成了兩個(gè)空氣 和煤氣混合面，在燃燒時(shí)，中心燃燒的產(chǎn)物會(huì)因體積膨脹擠壓外側(cè)的燃燒面，使得火焰燃燒的橫截面增大，這有利燃燒器表面溫度趨于一致。
所述空氣引入管和空氣環(huán)道位于煤氣引入管和煤氣環(huán)道下方，空氣上噴孔通過空氣 縱向通道與空氣環(huán)道相連通。所述空氣縱向通道的一端與空氣上噴孔連通，另一端通過 橫向通道與空氣環(huán)道連通。
工作原理同上，在此不再贅述。
為了使通過空氣上噴孔和空氣下噴孔噴出的空氣在噴出時(shí)形成適當(dāng)強(qiáng)度的旋流流
場(chǎng)，加快混合速度，所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角均為10° 45° ;所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室的橫截面的夾角均為0° 45° 。
為了使通過煤氣噴孔噴出的煤氣在噴出時(shí)形成適當(dāng)強(qiáng)度的旋流流場(chǎng)，加快混合速 度，所述煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為0° 45° ;所述煤氣噴孔與預(yù)燃室的橫截面 的夾角為0° 45° 。
為了促進(jìn)煤氣和空氣的混合速度，使得煤氣和空氣混合更加均勻，所述煤氣噴孔為 1 3排；所述空氣上噴孔為1 2排。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)-
1. 采用一個(gè)空氣環(huán)道和一個(gè)空氣引入管，降低了預(yù)燃室的高度，增強(qiáng)了砌 體的穩(wěn)定性，并且還降低了建設(shè)和維修成本，也使操作過程更簡(jiǎn)單；
2. 由于空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為10° 45° ，空氣上噴 孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室橫截面的夾角為0° 45°因此，
使得由空氣上噴孔和空氣下噴孔噴出的空氣能夠形成適當(dāng)強(qiáng)度的旋流流場(chǎng)，使其空 氣與煤氣的混合速度提高；
3. 由于煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑和橫截面的夾角均為0° 45° ，因此，使得由煤 氣噴孔噴出的煤氣能夠形成適當(dāng)強(qiáng)度的旋流流場(chǎng)，使其煤氣與空氣的混合速度提高；
4.由于所述煤氣噴孔為1 3排，所述空氣上噴孔為1 2排，因此，就會(huì) 使得煤氣和空氣的混合效果更好，使其燃燒效率提高。
總之，采用本燃燒器，能夠使得空氣和煤氣混合效率高，燃燒時(shí)縮短火焰 長(zhǎng)度短，增大火焰截面積。

本實(shí)用新型的附圖說明如下-
圖1為本實(shí)用新型的第一種結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中A-A剖視圖 圖4為圖1中B-B剖視圖； 圖5為圖1中C-C剖視圖； 圖6為圖1中D-D剖視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
實(shí)施例h如圖l、 3、 4、 5、 6所示， 一種頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，包括預(yù)燃室 1，在預(yù)燃室1的外壁上設(shè)置有空氣引入管2和煤氣引入管3，空氣引入管2與設(shè)置在預(yù) 燃室1壁內(nèi)的空氣環(huán)道4相連通，煤氣引入管3與設(shè)置在燃燒室1壁內(nèi)的煤氣環(huán)道5相 連通；所述煤氣環(huán)道5通過煤氣噴孔7與預(yù)燃室1內(nèi)腔相連通，在煤氣噴孔7的上下兩 側(cè)分別設(shè)置有與預(yù)燃室1內(nèi)腔相通的空氣上噴孔6和空氣下噴孔8，所述空氣環(huán)道4和 空氣引入管2均為一個(gè)，所述空氣上噴孔6和空氣下噴孔8均與空氣環(huán)道4相連通。
所述空氣引入管2和空氣環(huán)道4位于煤氣引入管3和煤氣環(huán)道5上方，空氣下噴孔 8通過空氣縱向通道9與空氣環(huán)道4相連通。
所述空氣縱向通道的一端與空氣下噴孔連通，另一端通過橫向通道與空氣環(huán)道連 通。這樣做的目的是為了避免空氣縱向通道9與煤氣環(huán)道5之間發(fā)生干涉。
實(shí)施例2:如圖2所示，所述空氣引入管2和空氣環(huán)道4位于煤氣引入管3和煤氣 環(huán)道5下方，空氣上噴孔8通過空氣縱向通道9與空氣環(huán)道4相連通。
所述空氣縱向通道9的一端與空氣上噴孔6連通，另一端通過橫向通道10與空氣 環(huán)道4連通。這樣做的目的是為了避免空氣縱向通道9與煤氣環(huán)道5之間發(fā)生千涉。
所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角均為10° 45° ;所述空氣 上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室的橫截面的夾角均為0° 45° 。這樣做的目的是為了 使通過空氣上噴孔和空氣下噴孔噴出的空氣在噴出時(shí)形成適當(dāng)強(qiáng)度的旋流流場(chǎng)，加快混 合速度。
所述煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為(T 45° ;所述煤氣噴孔與預(yù)燃室的橫截面 的夾角為0。 45° 。這樣做的目的是為了使通過煤氣噴孔噴出的煤氣在噴出時(shí)形成適 當(dāng)強(qiáng)度的旋流流場(chǎng)，加快混合速度。
所述煤氣噴孔為1 3排；所述空氣上噴孔為1 2排。這樣做的目的是為了促進(jìn)煤 氣和空氣的混合速度，使得煤氣和空氣混合更加均勻。實(shí)施例3:本實(shí)施例與上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，所不同之處為所述空氣上噴孔和/ 或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角均為r ;所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃室
的橫截面的夾角均為r 。所述煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為r ;所述煤氣噴孔與 預(yù)燃室的橫截面的夾角為r 。
實(shí)施例4:本實(shí)施例與上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，所不同之處為所述空氣上噴孔和/ 或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角均為20° ;所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃 室的橫截面的夾角均為20° 。所述煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為20° ;所述煤氣噴 孔與預(yù)燃室的橫截面的夾角為20° 。
實(shí)施例5:本實(shí)施例與上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，所不同之處為所述空氣上噴孔和/ 或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角均為30° ;所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃 室的橫截面的夾角均為30° 。所述煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為30° ;所述煤氣噴 孔與預(yù)燃室的橫截面的夾角為30。。
實(shí)施例6:本實(shí)施例與上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同，所不同之處為所述空氣上噴孔和/ 或空氣下噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角均為45° ;所述空氣上噴孔和/或空氣下噴孔與預(yù)燃
室的橫截面的夾角均為45° 。所述煤氣噴孔與預(yù)燃室半徑的夾角為45° ;所述煤氣噴 孔與預(yù)燃室的橫截面的夾角為45° 。
權(quán)利要求1.一種頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，包括預(yù)燃室(1)，在預(yù)燃室(1)的外壁上設(shè)置有空氣引入管(2)和煤氣引入管(3)，空氣引入管(2)與設(shè)置在預(yù)燃室(1)壁內(nèi)的空氣環(huán)道(4)相連通，煤氣引入管(3)與設(shè)置在燃燒室(1)壁內(nèi)的煤氣環(huán)道(5)相連通；所述煤氣環(huán)道(5)通過煤氣噴孔(7)與預(yù)燃室(1)內(nèi)腔相連通，在煤氣噴孔(7)的上下兩側(cè)分別設(shè)置有與預(yù)燃室(1)內(nèi)腔相通的空氣上噴孔(6)和空氣下噴孔(8)，其特征是所述空氣環(huán)道(4)和空氣引入管(2)均為一個(gè)，所述空氣上噴孔(6)和空氣下噴孔(8)均與空氣環(huán)道(4)相連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述空氣引入管(2) 和空氣環(huán)道(4)位于煤氣引入管(3)和煤氣環(huán)道(5)上方，空氣下噴孔(8)通過空 氣縱向通道(9)與空氣環(huán)道(4)相連通。
3. 如權(quán)利要求2所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述空氣縱向通道(9) 的一端與空氣下噴孔(8)連通，另一端通過橫向通道(10)與空氣環(huán)道(4)連通。
4. 如權(quán)利要求1所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述空氣引入管(2) 和空氣環(huán)道(4)位于煤氣引入管(3)和煤氣環(huán)道(5)下方，空氣上噴孔(8)通過空 氣縱向通道(9)與空氣環(huán)道(4)相連通。
5. 如權(quán)利要求4所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述空氣縱向通道(9) 的一端與空氣上噴孔(6)連通，另一端通過橫向通道(10)與空氣環(huán)道(4)連通。
6. 如權(quán)利要求1、 2、 3、 4或5所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是:所述空 氣上噴孔(6)和/或空氣下噴孔(8)與預(yù)燃室(1)半徑的夾角均為10° 45° 。
7. 如權(quán)利要求6所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述空氣上噴孔(6) 和/或空氣下噴孔(8)與預(yù)燃室(1)的橫截面的夾角均為0。 45° 。
8. 如權(quán)利要求7所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述煤氣噴孔(7) 與預(yù)燃室(1)半徑的夾角為0° 45° 。
9. 如權(quán)利要求8所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述煤氣噴孔(7) 與預(yù)燃室(1)的橫截面的夾角為0° 45° 。
10. 如權(quán)利要求9所述的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，其特征是所述煤氣噴孔(7) 為1 3排；所述空氣上噴孔(6)為1 2排。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器，包括預(yù)燃室，在預(yù)燃室的外壁上設(shè)置有空氣引入管和煤氣引入管，空氣引入管與設(shè)置在預(yù)燃室壁內(nèi)的空氣環(huán)道相連通，煤氣引入管與設(shè)置在燃燒室壁內(nèi)的煤氣環(huán)道相連通；所述煤氣環(huán)道通過煤氣噴孔與預(yù)燃室內(nèi)腔相連通，在煤氣噴孔的上下兩側(cè)分別設(shè)置有與預(yù)燃室內(nèi)腔相通的空氣上噴孔和空氣下噴孔，所述空氣環(huán)道和空氣引入管均為一個(gè)，所述空氣上噴孔和空氣下噴孔均與空氣環(huán)道相連通。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有使空氣和煤氣混合效率高，燃燒時(shí)火焰長(zhǎng)度短、火焰截面積大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23D14/22GK201387008SQ20092012695
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者張昭貴, 勇 楊, 賢 王, 趙瑞海, 鐘星立 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司