一种具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴的制作方法

本发明涉及烧嘴，具体涉及一种具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴。

背景技术：

1、工业类生产活动是能源与环境问题的重要诱因，工业炉窑等热工行业的工业加热设备对大气污染比较大，烧嘴作为工业炉主要结构之一，其应用过程中会排放大量热力型nox，随着环保意识的加强和环保标准的更加严格，如何降低热工行业的nox排放，特别是高温燃烧领域的nox排放，已成当务之急，另一方面，能源危机也要求我们在工业加热设备上尽量多地做到节能和能量回收，烧嘴的燃烧效率直接决定了工业加热设备的能耗与污染物排放量，目前自身预热烧嘴具有回收烟气热量的特性而具有良好的应用前景，但是烟气经过自身预热烧嘴回收热量后仍携带大量热量，并且烟气流动过程中热量传导至烧嘴的外壳中，使烧嘴的外壳发烫并散失大量热量，经过外壳散失的热量难以回收利用，降低了烧嘴的能量利用效率。

2、公开号为cn220556173u的中国专利公开了一种低nox自身预热烧嘴，包括壳体、烟气导管、空气导管、端盖、换热器、燃气导管、燃烧室和烧嘴芯，烟气导管的一端设置有烟气导管法兰，空气导管的一端设置有空气导管法兰，烟气导管法兰和空气导管法兰分别设置在壳体的两端，端盖设置在空气导管法兰上，燃气导管的一端设置在端盖上，燃气导管的另一端设置在烧嘴芯上，烧嘴芯设置在燃烧室内，燃气导管和燃烧室均设置在空气导管内，空气导管设置在换热器内，换热器设置在烟气导管内，且换热器的外壁与烟气导管的内壁之间形成烟气通道，换热器的内壁与空气导管的外壁之间形成空气通道，换热器的内壁和外壁均设置有换热翅片。

3、上述专利公开的自身预热烧嘴通过助燃空气多次和燃气两次分级提供，降低燃烧室内氧浓度并延长燃烧时间，降低燃烧室内燃烧强度，燃烧产物强制回流稀释进一步降低火焰温度实现低nox排放，但是烟气与助燃空气只进行了一次换热，并且烟气中的热量会沿烟气导管传导至壳体中而散失，从而损失大量烟气中的热量，该烧嘴对烟气中热量的利用效率较低，因此仍有改进空间。

技术实现思路

1、针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：

2、一种具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，包括空气导管，所述空气导管两端分别设有固定壳体与燃烧室，所述固定壳体设有均延伸至燃烧室内的燃气导管与点火电极；

3、所述空气导管外套设有换热器，所述换热器与空气导管之间形成空气换热通道，所述换热器靠近固定壳体一端设有连接法兰，所述换热器外套设有冷却外壳，所述冷却外壳一端与固定壳体固定连接且另一端朝向燃烧室延伸，所述冷却外壳与换热器之间形成烟气通道，所述烟气通道靠近燃烧室一端设有烟气入口且另一端设有烟气出口；

4、所述冷却外壳内部中空形成冷却腔并设有与冷却腔连通的空气入口，所述连接法兰将冷却腔分隔为靠近固定壳体一侧且与空气换热通道连通的热空气室以及靠近燃烧室一侧的冷却空间，所述连接法兰设有使热空气室与冷却空间连通的法兰缺口；

5、所述冷却空间内设有与连接法兰固定连接的冷却导管，所述冷却导管将冷却空间分隔为内冷却室与外冷却室，所述冷却导管靠近燃烧室一端设有使内冷却室与外冷却室连通的导管缺口，所述冷却空间内设有两块均从内冷却室贯穿至外冷却室的空气隔板，两块所述空气隔板将外冷却室分隔为第一空气通道与第二空气通道以及将内冷却室分隔为第三空气通道与第四空气通道，空气隔板靠近连接法兰一端设有使第三空气通道与第四空气通道连通的隔板缺口，所述第一空气通道通过导管缺口与第三空气通道连通，所述第二空气通道通过导管缺口与第四空气通道连通。

6、作为本发明进一步的技术方案，所述空气导管内部中空形成一次风通道，所述空气导管表面设有若干将一次风通道与热空气室连通的一次风孔。

7、作为本发明进一步的技术方案，所述燃气导管与点火电极均位于空气导管内，所述燃气导管靠近固定壳体一端设有燃气入口且另一端设有燃气出口，所述点火电极靠近燃烧室一端设有点火端。

8、作为本发明进一步的技术方案，所述燃烧室内设有燃烧混合罩，所述燃气导管靠近燃气出口一端设有延伸至燃烧混合罩外的燃气喷管。

9、作为本发明进一步的技术方案，所述换热器设有若干从空气换热通道贯穿至烟气通道的换热翅片。

10、作为本发明进一步的技术方案，所述空气入口位于靠近固定壳体一侧并与第一空气通道连通，所述第二空气通道通过法兰缺口与热空气室连通。

11、作为本发明进一步的技术方案，所述烟气通道设有延伸至冷却外壳外的烟气管，所述烟气管套于空气入口外，所述烟气出口位于烟气管远离烟气通道一端。

12、作为本发明进一步的技术方案，所述空气换热通道靠近燃烧室一端设有风盘，所述风盘贯穿有若干热风孔。

13、作为本发明进一步的技术方案，所述冷却外壳外设有安装法兰。

14、本发明具有的有益效果在于：

15、本发明的冷却外壳内部通过空气导管与空气隔板分隔形成四条引导助燃空气依次流通的空气通道，助燃空气在冷却外壳内流动过程中，吸收冷却外壳中热量使其温度降低并与烟气通道中的烟气进行了两次换热，提高了烟气中热量的回收利用率，完成两次换热的助燃空气在热空气室中通过空气导管分流形成一次风与两次风，一次风与燃气混合后进行点燃作为烧嘴燃烧的基础，二次风通过换热器与烟气进行第三次换热，进一步提高烟气中热量的回收利用效率，换热后温度升高的助燃空气还可以提高燃烧效率，并且，二次风与一次风分别进行燃烧实现助燃空气的分级燃烧，可以降低燃烧时火焰的温度以降低热力型nox的产生。

技术特征：

1.一种具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，包括空气导管（1），其特征在于，所述空气导管（1）两端分别设有固定壳体（2）与燃烧室（11），所述固定壳体（2）设有均延伸至燃烧室（11）内的燃气导管（3）与点火电极（4）；

2.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述空气导管（1）内部中空形成一次风通道（12），所述空气导管（1）表面设有若干将一次风通道（12）与热空气室（72）连通的一次风孔（13）。

3.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述燃气导管（3）与点火电极（4）均位于空气导管（1）内，所述燃气导管（3）靠近固定壳体（2）一端设有燃气入口（31）且另一端设有燃气出口（32），所述点火电极（4）靠近燃烧室（11）一端设有点火端（41）。

4.根据权利要求3所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述燃烧室（11）内设有燃烧混合罩（14），所述燃气导管（3）靠近燃气出口（32）一端设有延伸至燃烧混合罩（14）外的燃气喷管（33）。

5.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述换热器（5）设有若干从空气换热通道（51）贯穿至烟气通道（52）的换热翅片（55）。

6.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述空气入口（71）位于靠近固定壳体（2）一侧并与第一空气通道（75）连通，所述第二空气通道（76）通过法兰缺口（61）与热空气室（72）连通。

7.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述烟气通道（52）设有延伸至冷却外壳（7）外的烟气管（56），所述烟气管（56）套于空气入口（71）外，所述烟气出口（54）位于烟气管（56）远离烟气通道（52）一端。

8.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述空气换热通道（51）靠近燃烧室（11）一端设有风盘（15），所述风盘（15）贯穿有若干热风孔。

9.根据权利要求1所述的具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，其特征在于，所述冷却外壳（7）外设有安装法兰（8）。

技术总结本发明公开了一种具有自冷却外壳的自身预热式烧嘴，属于烧嘴技术领域，包括空气导管，空气导管两端分别设有固定壳体与燃烧室，固定壳体设有均延伸至燃烧室内的燃气导管与点火电极，空气导管外套设有换热器，换热器靠近固定壳体一端设有连接法兰，换热器外套设有冷却外壳，冷却外壳内设有冷却导管与两块空气隔板，冷却导管与空气隔板将冷却外壳内部分隔为四个引导助燃空气依次流动的空气通道；助燃空气在冷却外壳内流动过程中与烟气进行了两次换热，接着在换热器中完成第三次换热，本发明可以提高烟气中热量的回收利用率以及提高燃烧效率，还可以降低燃烧时火焰的温度以降低热力型NOx的产生。技术研发人员：王建中,魏长鸿,颜磊受保护的技术使用者：佛山市科皓燃烧设备制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30