燃料喷嘴组件及燃烧装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧技术领域，具体而言，涉及一种燃料喷嘴组件及燃烧装置。


背景技术：

2.目前，在我国仍处于快速发展的大背景下，能源需求量巨大，而我国的能源结构又具有“富煤、贫油、少气”的特点，且优质燃油和天然气的价格不断上涨；同时，高热值、高分子量、高粘度、难稳定燃烧的有机物存量日益增长。因此，越来越多的行业开始重视用该类有机物做燃料替代动力燃料。
3.重油类燃料是一种很有特色的化石燃料：与煤相比，燃烧洁净、热值高；与轻油相比，经济便宜；与天然气相比，安全、易于储存、不受地域限制。同时，重油类燃料在燃烧中存在一些难以解决的问题：点火困难、燃烧不稳定；在燃烧过程中容易析碳；so2、no
x
、颗粒物等污染排放严重超标。在此背景下探讨、研究重油类燃料燃烧技术，解决其目前存在的上述问题就具有十分重要的现实意义和经济效益。
4.工业炉上解决该类燃料的现有技术多是在雾化燃烧时加入化学添加剂，添加剂一般都由多种试剂配比组成，例如在公开专利cn101845339b中表明，重油燃烧的添加剂由溶剂油、阴离子表面活性剂、助燃剂、热稳定剂、化学稳定剂等配比而成，这种技术的工序及操作较为复杂，化学添加剂的加入对燃料燃烧及其尾气排放的负面影响较大；也有使用布朗气进行催化燃烧的技术，例如在公开专利cn111336528a中表明，点火装置与布朗气引燃烧嘴配合，先点燃布朗气，再用点燃后的布朗气火焰点燃燃料，这种办法布朗气是独立燃烧方式，并没有与燃料进行均匀混合，布朗气的催化作用难以完全发挥出来，因此重油类的燃料燃烧依然不够充分，而且这种方式还存在着布朗气容易回火的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种燃料喷嘴组件及燃烧装置，以解决现有技术中类似于重油类的燃料燃烧不充分的技术问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种燃料喷嘴组件，包括：燃料管，燃料管的首端用于接收燃料；雾化剂管，雾化剂管的首端用于接收雾化剂，雾化剂管的末端设置在燃料管内；布朗气管，布朗气管的首端用于接收布朗气，布朗气管的末端设置在燃料管内；雾化剂和布朗气在燃料管内与燃料混合，从燃料管的末端喷出混合雾化燃料。
7.在一个实施方式中，雾化剂管沿燃料管的长度方向设置在燃料管内，雾化剂管的末端位于燃料管的末端位置处。
8.在一个实施方式中，雾化剂管的首端从燃料管的首端处穿出。
9.在一个实施方式中，布朗气管设置在雾化剂管内，布朗气管的首端从雾化剂管的首端处穿出。
10.在一个实施方式中，布朗气管的末端与燃料管的末端相远离。
11.在一个实施方式中，雾化剂管的末端形成有缩口，布朗气管的末端形成有喇叭口。
12.在一个实施方式中，燃料喷嘴组件还包括空气管，空气管的首端用于接收空气，燃料管安装在空气管内，燃料管的末端位于空气管的末端处。
13.在一个实施方式中，燃料喷嘴组件还包括喷管，空气管安装在喷管中，喷管的首端用于接收空气，喷管的末端用于喷燃烧的燃料，空气管的首端接收的空气分别进入空气管的首端内和喷管内，进入喷管内的空气在喷管的末端处与空气管的末端喷出的混合气体相混合。
14.在一个实施方式中，燃料喷嘴组件还包括点火器，点火器安装在喷管中，点火器的点火端位于空气管的末端处。
15.本技术还提供了一种燃烧装置，包括燃料喷嘴组件，燃料喷嘴组件为上述的燃料喷嘴组件。
16.应用本实用新型的技术方案，由于雾化剂管的末端和布朗气管的末端设置在燃料管内，从而使得燃料管的末端可以喷出混合更加均匀的混合雾化燃料，使雾化燃料被布朗气均匀混合、充分催化，达到最佳的混合催化燃烧效果。其中，雾化剂有助于重油类液体燃料的雾化，使其燃烧更加充分；而布朗气则具有良好的催化助燃、稳燃作用，对重油、沥青等重质燃料的混合催化燃烧效果更佳。
17.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
18.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附
19.图中：
20.图1示出了根据本实用新型的燃料喷嘴组件的实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
23.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.为了解决现有技术中，类似于重油类的液体燃料，高热值、高分子量、高粘度、但难以稳定燃烧、烟气排放超标的问题。本实用新型的技术方案提供了一种燃料喷嘴组件，用以提高上述液体燃料的燃烧稳定性以及燃烧充分性。
26.图1示出了本实用新型的燃料喷嘴组件的实施方式，该燃料喷嘴组件包括燃料管10、雾化剂管20和布朗气管30，其中，燃料管10的首端用于接收燃料，雾化剂管20的首端用于接收雾化剂，雾化剂管20的末端设置在燃料管10内。布朗气管30的首端用于接收布朗气，布朗气管30的末端设置在燃料管10内。使用时，雾化剂和布朗气在燃料管10内与燃料混合，从燃料管10的末端喷出混合雾化燃料。
27.应用本实用新型的技术方案，由于雾化剂管20的末端和布朗气管30的末端设置在燃料管10内，从雾化剂管20和布朗气管30中喷出的雾化剂和布朗气在燃料管10内与燃料混合，从而使得燃料管10的末端可以喷出混合更加均匀的混合雾化燃料，使雾化燃料被布朗气均匀混合、充分催化，达到最佳的混合催化燃烧效果。其中，雾化剂有助于重油类液体燃料的雾化，使其燃烧更加充分；而布朗气则具有良好的催化助燃、稳燃作用，对重油、沥青等重质燃料的混合催化燃烧效果更佳。
28.可选的，在本实施例的技术方案中，燃料可以是任何一种液体燃料，除常规的柴油、轻油之外，还包括高热值、高分子量、高粘度的渣油、重油、沥青等液体燃料。
29.优选的，如图1所示，在本实施力的技术方案中，雾化剂管20沿燃料管10的长度方向设置在燃料管10内，雾化剂管20的末端位于燃料管10的末端位置处，由于雾化剂管20的末端位于燃料管10的末端位置处，可以确保燃料的雾化效果。一般情况下，针对于重油类的液体燃料，雾化剂会选用高温的介质，因此将雾化剂管20沿燃料管10的长度方向设置在燃料管10内，可以通过雾化剂管20自身传递热量对燃料管10内的燃料进行预热，从而有助于燃料被雾化分布的更加均匀。可选的，可以采用压缩空气或蒸汽等介质做雾化剂，为燃料喷射雾化提供介质和动力，同时雾化剂还携带混合催化燃烧所需的最佳配比的布朗气在燃料管10内与燃料充分混合。作为一种可选的实施方式，在本实施例的技术方案中，雾化剂管20的首端从燃料管10的首端处穿出。
30.优选的，在本实施例的技术方案中，燃料管10的末端设置有喷嘴，有助于将燃料、雾化剂和布朗气喷的更加均匀，从而有助于燃烧。
31.优选的，在本实施例的技术方案中，布朗气管30设置在雾化剂管20内，布朗气管30的首端从雾化剂管20的首端处穿出。布朗气随着雾化剂一同被喷出，进入到燃料管10内与燃料混合。通过将布朗气管30设置在雾化剂管20的内，介入雾化剂的布朗气不会在布朗气管30内燃烧，不会回火，不存在安全隐患。更为优选的，在本实施例的技术方案中，布朗气管30的末端与燃料管10的末端相远离。这样可以保证布朗气管30的末端距离燃料管10的末端位置一定长度，进一步提高不发生回火的可靠性，提高燃料喷嘴组件的安全系数。更为优选的，在本实施例的技术方案中，雾化剂管20的末端形成有缩口，这样有助于雾化剂管20喷出的雾化剂可以充分雾化燃料。
32.可选的，在本实施例的技术方案中，布朗气管30用于将专用设备电解产生的、具有活性的氢氧混合气体—布朗气通入雾化剂中。更为优选的，布朗气管30的末端呈喇叭口状，为保证布朗气顺利进入雾化剂管中随雾化剂前进。
33.如图1所示，在本实施例的技术方案中，燃料喷嘴组件还包括空气管40，空气管40的首端用于接收空气，燃料管10安装在空气管40内，燃料管10的末端位于空气管40的末端处。这样，就可以将空气、雾化剂、布朗气以及燃料在空气管40的末端处充分混合。需要说明的是，在本实施例的技术方案中，通过上述嵌套式的结构设计，可以使得空气、雾化剂、布朗气以及燃料在输出的过程中充分混合，从而可以让燃料燃烧的更加稳定，而且燃烧得也更加充分。可选的，燃料管10的首端从空气管40的首端处穿出。
34.可选的，在本实施例的技术方案中，燃料喷嘴组件还包括喷管50，空气管40安装在喷管50中，喷管50的首端用于接收空气，喷管50的末端用于喷燃烧的燃料。空气管40的首端接收的空气分别进入空气管40的首端内和喷管50内，进入喷管50内的空气在喷管50的末端处与空气管40的末端喷出的混合气体相混合。喷管50用于承接来自不同管路的布朗气、雾化剂、燃料及空气，并为雾化喷射、点火以及混合催化燃烧提供所需空间，喷管50还用于将火焰喷射至使用场所。在本实施例的技术方案，一方面可以让进入空气管40中的空气对雾化剂、布朗气以及燃料提供动能，使其更充分的混合，另一方面也可以让喷管50提供燃烧用的足够空气，为其燃烧提供二次风，使得燃烧更加稳定和充分。
35.优选的，如图1所示，在本实施例的技术方案中，燃料喷嘴组件还包括点火器60，点火器60安装在喷管50中，点火器60的点火端位于空气管40的末端处。通过操作点火器60，就可以让点火器60的点火端点燃与布朗气充分混合的雾化燃料。
36.具体的，应用本实施例的技术方案，布朗气管30介入雾化剂管20中，随着雾化剂进入燃料管10，与燃料一起从喷嘴混合喷射到喷管50内，在空气的助燃下被点火器60点燃，再进行混合催化燃烧。燃料在雾化时和布朗气充分混合，最大程度发挥布朗气的催化作用。
37.需要说明的是，在没有雾化介质使用时，也可以使用机械来进行雾化情况下，在该实施方式中，采用机械式的雾化装置来替代雾化剂管20，也应当属于本技术的保护范围内。
38.本实用新型还提供了一种燃烧装置，该燃烧装置包括上述的燃料喷嘴组件，采用上述的燃料喷嘴组件可以提高燃烧装置的燃烧效率，使得燃烧更加稳定也更加充分。
39.由上述内容可知，本实用新型的技术方案，使得布朗气与燃料直接混合均匀后进行燃烧。确保布朗气在混合催化燃烧过程中的混合催化助燃、稳燃作用能最大程度的发挥出来；燃料在混合催化燃烧过程中的燃烧稳定性更好、催化速度更快、燃烧强度更大、环保性能更佳；只代入布朗气，操作简单、不带入污染源，无次生污染；且能彻底杜绝布朗气回火。是一种简单、合理、安全可靠、环境友好型、技术经济性极佳的先进工艺方法。本实用新型的技术方案有效解决了现有技术中对于重油类的液体燃料燃烧存在的工序复杂、容易回火、催化效果不理想等问题，本实用新型的技术方案操作安全、可靠、简单合理、高效稳定，具有良好的经济效益和环保的优势。
40.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授
权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
41.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。