阅读说明：本技术 一种低压小流量重油燃烧器 (low-pressure low-flow heavy oil burner ) 是由 乔永 吴德福 于 2019-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种低压小流量重油燃烧器,包括：壳体；混合室,设置在所述壳体内部,为燃油与气体提供混合的空间；燃油通道,与所述混合室连通,用于输送燃油至所述混合室中；空气通道,与所述混合室连通,用于将压缩空气输送至所述混合室中与燃油混合；燃烧室,位于所述混合室的端部,为雾化后的燃油提供燃烧空间；助燃气通道,与所述燃烧室连通,用于将助燃气输送至燃烧室中与雾化后的燃油相遇接触；旋流器,设置在助燃气通道内,使助燃气形成与雾化后的燃油流动方向相反的旋流。这种重油雾化喷嘴的特点是,燃油无需高压喷出,是由气体前行产生的负压,自吸进入。这样就可以加大燃油喷口,避免小流量重油喷嘴的堵塞发生。(The invention provides a low-pressure low-flow heavy oil burner, comprising: a housing; the mixing chamber is arranged in the shell and provides a mixing space for fuel oil and gas; a fuel passage in communication with the mixing chamber for delivering fuel to the mixing chamber; an air passage communicating with the mixing chamber for delivering compressed air into the mixing chamber to be mixed with fuel; the combustion chamber is positioned at the end part of the mixing chamber and provides a combustion space for the atomized fuel oil; the combustion-supporting gas channel is communicated with the combustion chamber and is used for conveying the combustion-supporting gas into the combustion chamber to meet and contact with the atomized fuel oil; and the swirler is arranged in the combustion-supporting gas channel, so that the combustion-supporting gas forms a rotational flow opposite to the flowing direction of the atomized fuel oil. The heavy oil atomizing nozzle is characterized in that fuel oil does not need to be sprayed out at high pressure, and is self-sucked by negative pressure generated by forward movement of gas. Therefore, the fuel nozzle can be enlarged, and the blockage of the small-flow heavy oil nozzle is avoided.)

一种低压小流量重油燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种低压小流量重油燃烧器。

背景技术

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。燃烧器按类型和应用领域分工业燃烧器、燃烧机、民用燃烧器、特种燃烧器几种。燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。燃烧器按类型和应用领域分工业燃烧器、燃烧机、民用燃烧器、特种燃烧器几种。

常规的重油燃烧器的共同特点是，燃油与雾化气，高压流出，并以一定的角度相遇(不产生旋流)，在混合室内混合后，喷出。燃油雾化后与助燃空气相遇，燃烧。这样的结构与雾化原理，燃油必须有较大的压力流出，故燃油喷口流速大，喷口截面积小，往往会导致燃烧不够充分及喷口堵塞的现象。所以这种结构无法适应重油+小流量的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压小流量重油燃烧器来解决燃烧不够充分及喷口堵塞的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低压小流量重油燃烧器，包括：

壳体；

混合室，设置在所述壳体内部，为燃油与气体提供混合的空间；

燃油通道，与所述混合室连通，用于输送燃油至所述混合室中；

空气通道，与所述混合室连通，用于将压缩空气输送至所述混合室中与燃油混合；

燃烧室，位于所述混合室的端部，为雾化后的燃油提供燃烧空间；

助燃气通道，与所述燃烧室连通，用于将助燃气输送至燃烧室中与雾化后的燃油相遇接触；

旋流器，设置在助燃气通道内，使助燃气形成与雾化后的燃油流动方向相反的旋流。

作为本发明的一种改进，所述壳体内部固定设置有燃烧内芯，

所述混合室为所述燃烧内芯上开设的一端封闭的空槽；

所述燃烧室为所述燃烧内芯开设空槽一端的端面与所述壳体内壁所围成的空间。

作为本发明的一种改进，所述混合室分为圆柱形前部和喇叭形后部，

所述空气通道将压缩空气径向输送至所述混合室的圆柱形前部；

所述燃油通道将燃油径向输送至所述混合室的喇叭形后部。

作为本发明的一种改进，所述助燃气通道为由所述燃烧内芯的外壁与所述壳体的内壁围成的空间，所述壳体外壁上设有至少一个与所述助燃气通道连通的进风管。

作为本发明的一种改进，所述旋流器为转动设置在助燃气通道的旋风片。

作为本发明的一种改进，所述燃油通道还连通有雾化器，所述雾化器的喷口对准所述混合室，所述雾化器包括：

筒体，其固定连接在所述燃烧内芯上，所述筒体内设有将其两端贯通的通液腔，所述筒体一端与所述燃油通道连接，另一端通过雾化盖朝向所述混合室后部；

雾化盖，盖合连接在所述筒体的端面上，且其与所述通液腔连通，所述雾化盖的外端面上遍布有雾化喷管；

雾化喷管，呈中空管状结构，其贯穿固定连接在所述雾化盖上，用于将通液腔内的燃油呈雾状喷向混合室中；

通液腔，与所述筒体同轴设置，其内部设有螺旋件，燃油在经螺旋件流出所述通液腔后会形成涡流；

螺旋件，包括通过底板固定设置在所述通液腔中间的支撑杆、和固定连接在支撑杆外壁上螺旋翅片，所述螺旋翅片与通液腔的内壁包围形成螺旋流道。

作为本发明的一种改进，所述雾化器的筒体内部被分隔板分隔成通液腔和加热腔，

所述通液腔是由所述分隔板围成的圆柱形腔体空间；

所述加热腔是由分隔板与筒体内壁所围成的圆环状腔体空间，所述加热腔内设置有热气软管，所述热气软管缠绕在所述分隔板的外壁上，所述热气软管一端通过吸热器伸入燃烧室内，另一端直接伸入助燃气通道内，所述吸热器包括：

吸热壳体，为两端开口的壳状结构，所述吸热壳体一部分内嵌与所述燃烧内芯中，另一部分置于所述燃烧室中，所述吸热壳体内腔中设有至少一组吸热件；

吸热件，包括内部充满导热液体的方管和包围固接在所述方管外周的传热片。

作为本发明的一种改进，燃烧器还包括控制系统，所述控制系统包括燃油流量传感器、喷嘴温度传感器、燃油通道控制阀和报警器，燃油流量传感器、喷嘴温度传感器、燃油通道控制阀和报警器均电连接同一个控制电路，所述控制电路中包括信号传输电路，用于传输燃油流量传感器、喷嘴温度传感器的数据信号，所述信号传输电路包括输入电路、差动放大电路、偏压共源增益电路、输出电路；

输入电路包括：

第一输入端B1，依次串联有电感I1、电容C1；

第二输入端B2，依次串联有电感I2、电容C2；

可变电阻R1，两头分别与电容C1的另一端、电容C2的另一端连接，电阻头与电容C3串联后接地；

差动放大电路包括：

晶体管M1，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极经电容C4与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接；

晶体管M2，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

晶体管M3，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，栅极通过电容C4与晶体管M1的源极相连，漏极接地，源极与可变电阻R2的一端连接；

晶体管M4，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

可变电阻R2，电阻头接地；

偏压共源增益电路包括：

晶体管M5，栅极分别通过电容C6与可变电阻R2的一端连接、通过电容C8与电阻R3连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

晶体管M6，栅极分别通过电容C7与可变电阻R2的一端连接、通过电容C9与电阻R4连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

可变电阻R5，电阻头接地；

输出电路包括：

电容C10,一端与电阻R3、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I3连接；

电容C11，一端与电阻R4、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I4连接；

输出端T1，与电感I3连接；

输出端T2，与电感I3连接。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流体流动示意图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的外形结构示意图；

图5为本发明的另一个实施例的结构示意图；

图6为本发明的雾化器结构示意图；

图7为本发明控制系统的信号传输电路图。

图中各构件为：

10-壳体；

20-混合室,21-圆柱形前部，22-喇叭形后部；

30-燃油通道；

40-空气通道；

50-燃烧室；

60-助燃气通道,61-旋流器,62-进风管；

70-燃烧内芯；

80-雾化器，81-筒体，82-通液腔，83-雾化盖，84-雾化喷管，85-螺旋件，85a-支撑杆，85b-螺旋翅片，86-底板，87-分隔板，88-加热腔，89-热气软管；

90-吸热器，91-吸热壳体，92-吸热件，92a-方管，92b-传热片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，一种低压小流量重油燃烧器，包括：

壳体10；

混合室20，设置在所述壳体10内部，为燃油与压缩气体提供混合的空间；

燃油通道30，与所述混合室20连通，用于输送燃油至所述混合室20中；

空气通道40，与所述混合室20连通，用于将压缩空气输送至所述混合室20中与燃油混合；

燃烧室50，位于所述混合室20的端部，为雾化后的燃油提供燃烧空间；

助燃气通道60，与所述燃烧室50连通，用于将助燃气输送至燃烧室50中与雾化后的燃油相遇接触；

旋流器61，设置在助燃气通道60内，使助燃气形成与雾化后的燃油流动方向相反的旋流。

上述技术方案的工作原理：本发明的重油燃烧器，主要由燃油雾化喷嘴+助燃空气旋流器组成。经过加热的压缩空气，沿雾化喷嘴轴向的雾化气专用通道，前行。然后转向为径向移动，并最终沿混合室外径，切向进入混合室后部，形成强旋流的雾化气，沿轴向继续向前移动。经过加热的重油沿通道，流动到混合室前段开口起点处，与强旋流的雾化气空气相遇，燃油被雾化。燃油被雾化后与旋流方向相反的助燃空气相遇后，点燃后燃烧。具体过程是经燃油通道30将燃油注入混合室20中，再经空气通道40将压缩空气注入混合室20中，压缩空气由于空气通道40的端口方向的原因在混合室20形成强旋流的雾化气，在二者混合过程中压缩空气将燃油雾化便于燃烧彻底。当混合室中的气液混合雾流动至燃烧室50时，与经助燃气通道60输送的助燃气相遇，助燃气在旋流器61的作用下形成与气液混合雾方向相反的旋流(气液混合雾的旋流方向为顺时针时，助燃气的旋流方向就为逆时针)，旋流方向相反的气流相遇时可以使雾化后的燃油更均匀的散布开来，从而进一步提高燃油的燃烧率，使其得到充分的燃烧。

上述技术方案的有益效果：这种重油雾化喷嘴的特点是，燃油无需高压喷出，是由气体前行产生的负压，自吸进入。这样就可以加大燃油喷口，避免小流量重油喷嘴的堵塞发生。

参阅1、图2，在本发明的一个实施例中，所述壳体10内部固定设置有燃烧内芯70，

所述混合室20为所述燃烧内芯70上开设的空槽；

所述燃烧室50为所述燃烧内芯70开设空槽一端的端面与所述壳体10内壁所围成的空间。

上述技术方案的工作原理：燃烧内芯70与壳体10同轴设置，燃油及压缩空气在燃烧内芯70上开设的空槽内混合并在燃烧内芯70与所述壳体10内壁所围成的空间燃烧。由于与高温燃烧火焰直接接触的是燃烧内芯70而不是燃油管路和空气管路，因此在使用一段时间后只需更换因火焰燃烧而耗损的燃烧内芯70即可，无需拆卸整个燃烧器更换燃油管路和空气管路。

上述技术方案的有益效果：在燃烧器因燃烧火焰高温的原因导致的器件耗损时只需直接更换燃烧内芯，更换方便快捷，可确保燃烧器快速重新投入使用，而且使用过程中材料耗损维护成本低。

参阅图2，在本发明的一个实施例中，所述混合室20分为圆柱形前部21和喇叭形后部22，

所述空气通道40将压缩空气径向输送至所述混合室20的圆柱形前部21；

所述燃油通道30将燃油径向输送至所述混合室20的喇叭形后部22。

上述技术方案的工作原理：压缩空气在混合室20的圆柱形前部21中在圆形侧壁及空气通道40端口朝向的分布下先期形成气体旋流，该气体旋流在进入喇叭形后部22由于孔径的突然变化而逐步扩散开，然后将注入的燃油进行雾化，由于旋流气体是在扩散过程中对燃油进行雾化的，这种逐步扩散的旋流可以更好的对燃油进行雾化。

上述技术方案的有益效果：使压缩空气可以更均匀的将燃油雾化，从而提高燃油的燃烧利用率，避免造成浪费，也能有效避免燃油堵塞燃烧器的喷口。

参阅图4，在本发明的一个实施例中，所述助燃气通道60为由所述燃烧内芯70的外壁与所述壳体10的内壁围成的空间，所述壳体外壁上设有至少一个与所述助燃气通道60连通的进风管62。这样设置的好处的增大助燃气的旋流直径，使燃油雾化效果更佳，使燃烧更佳彻底。

参阅图1-3，在本发明的一个实施例中，所述旋流器61为转动设置在助燃气通道60的旋风片。这样设置的好处是使助燃气可以形成较大范围旋流及较高的流速，使助燃气旋流与压缩气体旋流接触时增强燃油的雾化效果。

参阅图5、图6，在本发明的一个实施例中，所述燃油通道30的端口还连接有雾化器80，所述雾化器80的喷口对准所述混合室20，所述雾化器80包括：

筒体81，其固定连接在所述燃烧内芯70上，所述筒体81内设有将其两端贯通的通液腔82，所述筒体8一端与所述燃油通道30连接，另一端通过雾化盖83朝向所述混合室20的喇叭形后部22；

雾化盖83，盖合连接在所述筒体81的端面上，且其与所述通液腔82连通，所述雾化盖83的外端面上遍布有雾化喷管84；

雾化喷管84，呈中空管状结构，其贯穿固定连接在所述雾化盖83上，用于将通液腔82内的燃油呈雾状喷入混合室20中；

通液腔82，与所述筒体81同轴设置，其内部设有螺旋件85，燃油在经螺旋件85导向流出所述通液腔82后会形成涡流；

螺旋件85，包括通过底板86固定设置在所述通液腔82中间的支撑杆85a、和固定连接在支撑杆85a外壁上螺旋翅片85b，所述螺旋翅片85b与通液腔82的内壁包围形成螺旋流道。

上述技术方案的工作原理：雾化器80的作用是在然后注入混合室20前对燃油先行雾化，然后再由压缩空气旋流进一步雾化，通过双重雾化的处理方式使燃油可以以更小直径的液滴均匀散布在气体中。雾化器80的工作过程是燃油通道30内的燃油在进入混合室20前流入与之连通的雾化器80内部的通液腔82中，燃油在通液腔82流动过程中，由于支撑杆85a及螺旋翅片85b的导向作用，在进入雾化盖83时是呈涡流状的，涡流状流动的燃油经雾化喷管84喷射后的雾化效果更佳，而且在进入混合室20后的涡流流动的雾化燃油与旋流流动的压缩气体接触混合后，可提高燃油雾化效果。

上述技术方案的有益效果：采用雾化器80对燃油进行机械式雾化形成可涡流流动的雾化状态再与压缩气体接触进行流动式雾化，然后再与助燃气体的旋流接触混合，经过多次流动气体接触混合后，可使燃油达到最佳雾化状态从而得以充分燃烧。

参阅图6，在本发明的一个实施例中，所述雾化器80的筒体内部被分隔板87分隔成通液腔82和加热腔88，

所述通液腔82是由所述分隔板87围成的圆柱形腔体空间；

所述加热腔88是由分隔板87与筒体81内壁所围成的圆环状腔体空间，所述加热腔88内设置有热气软管89，所述热气软管89缠绕在所述分隔板87的外壁上，所述热气软管89一端通过吸热器90伸入燃烧室50内，另一端直接伸入助燃气通道60内，所述吸热器90包括：

吸热壳体91，为两端开口的壳状结构，所述吸热壳体91一部分内嵌与所述燃烧内芯70中，另一部分置于所述燃烧室50中，所述吸热壳体91内腔中设有至少一组吸热件92；

吸热件92，包括内部充满导热液体的方管92a和包围固接在所述方管92a外周的传热片92b。

上述技术方案的工作原理：在雾化器80内设置加热腔88的作用主要是对燃油进行加热，形成温度较高的燃油，根据分子动力学原理，液体或气体的温度越高，其分子之间的距离越大，分子也更容易扩散。因此通过对燃油加热可提高其扩散雾化效果。其加热过程是将燃烧室50的热量通过吸热器90吸取，再将该吸取的热量通过热气软管89输送至雾化器80的加热腔88中，由于热气软管89缠绕在所述分隔板87的外壁上，热量通过分隔板87传递给通液腔82中的燃油，使其温度升高，热气软管89的另一头伸入助燃气通道60内将余气排入其中，从而形成有效的气体回路。吸热器90是通过方管92a内的导热液体的流动及传热片92b更好的将热量吸收传递至热气软管89中。

上述技术方案的有益效果：对燃油进行加热可以使燃油自身更容易被气体雾化扩散，提高燃油被雾化效果，使其得到充分的燃烧。

参阅图7，在本发明的一个实施例中，燃烧器还包括控制系统，所述控制系统包括燃油流量传感器、喷嘴温度传感器、燃油通道控制阀和报警器，燃油流量传感器、喷嘴温度传感器、燃油通道控制阀和报警器均电连接同一个控制电路，所述控制电路中包括信号传输电路，用于传输燃油流量传感器、喷嘴温度传感器的数据信号，所述信号传输电路包括输入电路、差动放大电路、偏压共源增益电路、输出电路；

输入电路包括：

第一输入端B1，依次串联有电感I1、电容C1；

第二输入端B2，依次串联有电感I2、电容C2；

可变电阻R1，两头分别与电容C1的另一端、电容C2的另一端连接，电阻头与电容C3串联后接地；

差动放大电路包括：

晶体管M1，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极经电容C4与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接；

晶体管M2，栅极与可变电阻R1上与电容C1相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

晶体管M3，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，栅极通过电容C4与晶体管M1的源极相连，漏极接地，源极与可变电阻R2的一端连接；

晶体管M4，栅极与可变电阻R1上与电容C2相连的一端连接，漏极接地，源极分别与电容C5、可变电阻R2的一端连接；

可变电阻R2，电阻头接地；

偏压共源增益电路包括：

晶体管M5，栅极分别通过电容C6与可变电阻R2的一端连接、通过电容C8与电阻R3连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

晶体管M6，栅极分别通过电容C7与可变电阻R2的一端连接、通过电容C9与电阻R4连接，漏极接地，源极与可变电阻R5的一端连接；

可变电阻R5，电阻头接地；

输出电路包括：

电容C10,一端与电阻R3、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I3连接；

电容C11，一端与电阻R4、调谐可变电容Z1连接，另一端与电感I4连接；

输出端T1，与电感I3连接；

输出端T2，与电感I3连接。

上述技术方案的工作原理：为了确保燃烧器的安全性能，燃油流量传感器设置在燃油通道30中用于监测燃油的流通量、喷嘴温度传感器设置在燃烧器的喷嘴处即燃烧室内用于监测燃烧温度。当燃油流动异常或燃烧温度异常时，控制系统就会启动燃油通道控制阀和报警器，停止燃油供应并发出报警，提醒操作人员进行有效后续处理。而信号传输电路则是为了保证两个传感器的数据信号能够准确的传输。

在整个电路工作过程中，信号先从输入端经输入电路的信号的确认后进入差动放大电路，在由四个不同型号尺寸的晶体管族群的作用下线性放大传输信号，经过放大后的信号再进入由晶体管和电容构成的偏压共源增益电路进行信号补全增益，经过偏压增益后的信号再经输出电路的输出端输出，从而完成信号放大去干扰的整个传输过程。

信号在经差动放大电路的单级线性放大和偏压共源增益电路的共源极放大增益后可实现信号在较长路径的传输过程中不发生过度衰减，多组信号之间也不会发生互相干扰的现象。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内中。