CN101382292B - 醇基燃烧机及其醇基燃烧喷嘴和气动剪切刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种醇基燃烧机及其醇基燃烧喷嘴和气动剪切刀，气动剪切刀的中空圆柱体后端设置有定位机构，其前端设置有沿圆周均布的旋沟，所述旋沟的旋向和所述中空圆柱体的轴线斜交，所述旋沟的一端开设在所述中空圆柱体的外圆柱面上，另一端开设在所述中空圆柱体的前端面上。醇基燃烧喷嘴含有所述气动剪切刀、管式固定座、通气孔、气液疏导管、固定帽和气液切割座12。醇基燃烧机的发火筒内安装有两个醇基燃烧喷嘴和高压发火针，高压发火针与机壳上固定的点火器连接，醇基燃烧喷嘴的进液口和进气口分别与醇基燃料供给器和压力气源连通。本发明采用气动方式把醇基燃料液体剪切成万分之一毫米的体积，燃烧充分，扩大醇基燃料的适用范围，社会和经济效益良好。

Description

醇基燃烧机及其醇基燃烧喷嘴和气动剪切刀

一、技术领域：本发明涉及一种燃烧机及其部件，特别是涉及一种醇基燃烧机及其醇基燃烧嘴和气动剪切刀。

二、背景技术：当今世界石油价格飞涨，而且中国的石油一半以上依靠进口，因此燃气轮机和燃油锅炉等燃油设备必须寻求其它代用液体燃料。中国的能源结构中煤占统治地位，因此煤基液体燃料甲醇由于其来源广泛、价格便宜以及生成流程成熟等特点就成为了中国首选的液体替代燃料。

甲醇相对于燃气轮机和燃油锅炉中常用的柴油等燃料有其自身的一些特点。第一，甲醇的粘度要比柴油等低很多，因此甲醇较容易雾化，但是雾化角可能会变的很大。第二，甲醇的热值低，化学当量空气少。第三，甲醇的气化潜热大。

本申请人于1994年发明的再生能源——新型合成液体燃料，于1999年获国家发明专利，专利号ZL94108561.9号。该产品主要是以甲醇为主要基础的原料，所以现也称醇基燃料，为了配合该燃料在不同的领域的应用，已研制出了多种专用燃烧器，并已获得专利，但是其使用效果不甚理想，申请人又深入研制，不断对燃烧器进行改进，力求达到完美。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计新颖、旋速高、剪切效果好的气动剪切刀，并同时提供一种含有该气动剪切刀并通过气动来对液体进行高速度剪切且燃烧效果好的醇基燃烧机及其醇基燃烧喷嘴。

本发明的技术方案是：一种气动剪切刀，含有中空圆柱体，所述中空圆柱体后端设置有定位机构，其前端设置有N个沿圆周均布的旋沟，所述旋沟的旋向和所述中空圆柱体的轴线斜交，所述旋沟的一端开设在所述中空圆柱体的外圆柱面上，另一端开设在所述中空圆柱体的前端面上，N为3～9的自然数。

所述中空圆柱体后端为台阶式结构，其后端部外径小，该外径小的管段的外径表面和台阶端面为定位机构；或者，所述中空圆柱体后端的圆柱孔表面和后端面为定位机构；或者，所述中空圆柱体后端为台阶式结构，其后端部内径大，该内径大的管段的内径表面和后端面为定位机构。

所述旋沟的深度为0.5～1.7mm，其宽度为0.2～0.5mm；所述中空圆柱体前端面和外圆柱表面之间设置有球形过渡弧面或锥形过渡面。

所述中空圆柱体前端为台阶式结构，其前端部外径小，该外径小的管段为限位机构。

所述中空圆柱体前端外径小的管段为锥形结构，前端外径小，并且锥形管段的圆柱孔直径小于所述中空圆柱体中部的圆柱孔的直径。

一种含有所述气动剪切刀的醇基燃烧喷嘴，还含有管式固定座，所述管式固定座中间设置有径向隔壁，该径向隔壁将所述管式固定座的内腔分隔成前后两部分，所述前部内腔为台阶式轴孔，其中套装固定有一个气液疏导管，该气液疏导管的后端密封安装在所述前部内腔后部的小径轴孔中，其前端与固定帽活动式连接，所述固定帽和所述管式固定座的前端活动式连接，所述气液疏导管前部的外表面上设置有轴向导气槽，所述气液疏导管的前端与所述气动剪切刀的中空圆柱体的后端套接，所述中空圆柱体前端和所述固定帽之间设置有气液切割座，该气液切割座中心设置有气液喷口；所述前部内腔的后端侧壁上设置有进液口，贯穿所述径向隔壁设置有通气孔，该通气孔使后部内腔和前部内中，其前端与固定帽14螺纹连接，固定帽14和管式固定座16的前端螺纹连接，气液疏导管15前部的外表面上设置有轴向导气槽21，气液疏导管15的前端与气动剪切刀13后端的定位机构24套接，气动剪切刀13前端和固定帽14之间设置有气液切割座12，该气液切割座12中心设置有气液喷口；前部内腔的后端侧壁上设置有进液口18，贯穿径向隔壁设置有通气孔19，该通气孔19使后部内腔和前部内腔的大直径轴孔连通，后部内腔后端为进气口。

所述气液切割座后端设置有球形弧面或锥形面，便于所述气动剪切刀的中空圆柱体的前端接触旋转；所述固定帽后端的内外表面分别与所述气液疏导管和所述管式固定座螺纹连接。

所述轴向导气槽至少有三个，且沿圆周均布；所述通气孔的数量为3～5个，位于远离所述进液口的径向隔壁一侧且扇形分布，其直径为：1～4mm。

一种含有所述醇基燃烧喷嘴的醇基燃烧机，还含有机壳和发火筒，所述发火筒与所述机壳前端固定连接，所述机壳后端安装有风机和风叶，所述发火筒内安装有两个所述醇基燃烧喷嘴和高压发火针，所述高压发火针与所述机壳上固定的点火器连接，两个所述醇基燃烧喷嘴的进液口与醇基燃料供给器连通，其进气口与压力气源连通。

两个所述醇基燃烧喷嘴的进液口分别与所述醇基燃料供给器连通，或者两个进液口并联式汇接后与所述醇基燃料供给器连通；两个所述醇基燃烧喷嘴的进气口分别与压力气源连通，或者两个进气口并联式汇接后与压力气源连通。

本发明的有益效果是：

1、本发明设计新颖，气动剪切刀和气液切割座构成气动剪切腔，并且在气动剪切刀的中空圆柱体上设置旋沟，在压力气源的作用下，气动剪切刀旋转，旋沟即可对醇基燃料油进行切割，使液体变为小的分子，气动剪切刀(设计有3～9个旋沟)对液体的剪切速度是360～3600转/分，把液体剪切成万分之一毫米的体积，再通过推动力喷出喷嘴，进行燃烧，同时也解决了甲醇燃料不易气化的问题。

2、本发明的醇基燃烧机安装有两个醇基燃烧喷嘴，火力旺，对甲醇类的醇基燃料能充分燃烧，利用率达100％。因甲醇含氧量高，含碳量小、含辛烷值高的特点，对燃烧后的废气进行了检测，所有排放，均比柴油减少70％，达到了节能减排的环保作用。

3、本发明的醇基燃烧喷嘴的气液疏导管前部的外表面上设置有轴向导气槽，并且该轴向导气槽沿圆周均布，气流通过轴向导气槽后均匀的作用在气动剪切刀的旋沟上，使气动剪切刀转动平稳且转速提高，相应提高了剪切效果，使醇基燃料燃烧更充分。

4、本发明根据风洞原理设置多个通气孔，提高了风速，并且使气动剪切刀旋转更平稳；另外气液疏导管的内孔作为燃料通道，其外表面的轴向导气槽作为气流通道，结构紧凑，减少醇基燃烧喷嘴的体积和重量，便于使用、安装和加工。

5、本发明的气动剪切刀后端的定位机构可以采用多种形式，只要和气液疏导管相互匹配即可，降低加工难度，也即降低了成本；另外，气动剪切刀前端设置有限位机构，该限位机构套入气液切割座的气液喷口内，使气动剪切刀作圆周旋转；气动剪切刀前端和气液切割座分别设置有相匹配的球形弧面，便于旋转切割油料。

6、本发明适用范围广，适合用于燃烧醇基燃料，可直接安装在锅炉和压铸机上，可以完全代替柴油，推广后具有良好的社会和经济效益。

四、附图说明：

图1为醇基燃烧机的结构示意图；

图2为图1所示醇基燃烧嘴的结构示意图；

图3为图2所示气液切割座的放大图；

图4为图3所示气液切割座的左视图；

图5为图2所示气液疏导管的左视图；

图6为图2所示醇基燃烧嘴的右视图；

图7为图2所示气动剪切刀的放大图；

图8为图7所示气动剪切刀的左视图；

图9为图7所示气动剪切刀的另一种结构示意图；

图10为图7所示气动剪切刀的再一种结构示意图。

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1-图8，图中，1-发火筒，2-固定板，3-高压发火针，4-醇基燃烧喷嘴，5-油管，6-气管，7-高压点火器，8-风机，9-风叶，10-机壳，11-电磁阀，12-气液切割座，13-气动剪切刀，14-固定帽，15-气液疏导管，16-管式固定座，17-密封圈，18-进液口，19-通气孔，20-球形弧面，21-轴向导气槽，22-旋沟，23-限位机构，24-定位机构。

醇基燃烧机的发火筒1与机壳10前端固定连接，机壳10后端安装有风机8和风叶9，发火筒1内通过固定板2安装有两个醇基燃烧喷嘴4和高压发火针3，高压发火针3与机壳10上固定的点火器7连接，两个醇基燃烧喷嘴4的进液口通过油管6并联式汇接后与醇基燃料供给器连通，其进气口通过气管5分别与压力气源连通。

当然，两个醇基燃烧喷嘴4的进液口也可以通过油管6分别与醇基燃料供给器连通，两个进气口也可以通过气管5并联式汇接后与压力气源连通。

醇基燃烧喷嘴的管式固定座16中间设置有径向隔壁，该径向隔壁将管式固定座16的内腔分隔成前后两部分，前部内腔为台阶式轴孔，其中套装固定有一个气液疏导管15，该气液疏导管15的后端密封安装在前部内腔后部的小径轴孔中，其前端与固定帽14螺纹连接，固定帽14和管式固定座16的前端螺纹连接，气液疏导管15前部的外表面上设置有轴向导气槽21，气液疏导管15的前端与气动剪切刀13后端的定位机构24套接，气动剪切刀13前端和固定帽14之间设置有气液切割座12，该气液切割座12中心设置有气液喷口；前部内腔的后端侧壁上设置有进液口18，贯穿径向隔壁设置有通气孔19，该通气孔19使后部内腔和前部内腔的大直径轴孔连通，后部内腔后端为进气口。

气液切割座12后端设置有球形弧面20，便于气动剪切刀13的中空圆柱体的前端接触旋转；轴向导气槽21至少有三个(图中为四个，根据需要可以设置六个、八个等等)，且沿圆周均布；通气孔19的数量为3～5个(图中为四个)，位于远离进液口18的径向隔壁一侧，其直径为：1～4mm。

气动剪切刀的中空圆柱体后端设置有定位机构24，其前端设置有N个沿圆周均布的旋沟22，旋沟22的旋向和中空圆柱体的轴线斜交，并且，旋沟22的一端开设在中空圆柱体的外圆柱面上，另一端开设在中空圆柱体的前端面上，N为3～9的自然数(图中为六个，根据需要可以设置五个、七个、八个等等)。旋沟22的深度为0.5～1.7mm，其宽度为0.2～0.5mm，具体值根据需要确定，不一一详述；中空圆柱体前端面和外圆柱表面之间设置有球形过渡弧面(或锥形过渡面)，便于和气液切割座12后端设置的球形弧面(或锥形面)20相匹配。

中空圆柱体后端为台阶式结构，其后端部外径小，该外径小的管段的外径表面和台阶端面为定位机构24；中空圆柱体前端为台阶式结构，其前端部外径小，该外径小的管段为限位机构23，限位机构23套入气液切割座12中心设置的气液喷口中。中空圆柱体前端外径小的管段为锥形结构，前端外径小，并且锥形管段的圆柱孔直径小于中空圆柱体中部的圆柱孔的直径。

使用时，启动醇基燃料供给器和压力气源，压力气体通过气管5和通气孔19进入前部内腔的大直径轴孔中，然后通过轴向导气槽21进入固定帽14中，压力气体作用在气动剪切刀13上，使气动剪切刀13旋转，醇基燃料通过油管6和进液口18进入气液疏导管15的内孔中，然后由气动剪切刀13的圆柱孔中喷出，并且经过旋沟22的剪切，把醇基燃料剪切成万分之一毫米的体积，再通过气液切割座12中心设置的气液喷口喷出，操纵点火器7，使高压发火针3点燃喷出的醇基燃料，进行燃烧。

实施例二：，本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：气动剪切刀的中空圆柱体后端的圆柱孔表面和后端面为定位机构，气液疏导管的前端设置有定位轴孔或定位台阶轴，便于二者相互套接。

实施例三：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：气动剪切刀的中空圆柱体后端为台阶式结构，其后端部内径大，该内径大的管段的内径表面和后端面为定位机构，气液疏导管的前端设置有定位台阶轴，便于二者相互套接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种醇基燃烧喷嘴，含有气动剪切刀和管式固定座，其特征是：所述气动剪切刀含有中空圆柱体，所述中空圆柱体后端设置有定位机构，其前端设置有N个沿圆周均布的旋沟，所述旋沟的旋向和所述中空圆柱体的轴线斜交，并且，所述旋沟的一端开设在所述中空圆柱体的外圆柱面上，另一端开设在所述中空圆柱体的前端面上，N为3～9的自然数；所述管式固定座中间设置有径向隔壁，该径向隔壁将所述管式固定座的内腔分隔成前后两部分，所述前部内腔为台阶式轴孔，其中套装固定有一个气液疏导管，该气液疏导管的后端密封安装在所述前部内腔后部的小径轴孔中，其前端与固定帽活动式连接，所述固定帽和所述管式固定座的前端活动式连接，所述气液疏导管前部的外表面上设置有轴向导气槽，所述气液疏导管的前端与所述气动剪切刀的中空圆柱体的后端套接，所述中空圆柱体前端和所述固定帽之间设置有气液切割座，该气液切割座中心设置有气液喷口；所述前部内腔的后端侧壁上设置有进液口，贯穿所述径向隔壁设置有通气孔，该通气孔使后部内腔和前部内腔的大直径轴孔连通，所述后部内腔后端为进气口。

2.根据权利要求1所述的醇基燃烧喷嘴，其特征是：所述气液切割座后端设置有球形弧面或锥形面，便于所述气动剪切刀的中空圆柱体的前端接触旋转；所述固定帽后端的内外表面分别与所述气液疏导管和所述管式固定座螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的醇基燃烧喷嘴，其特征是：所述轴向导气槽至少有三个，且沿圆周均布；所述通气孔的数量为3～5个，位于远离所述进液口的径向隔壁一侧且扇形分布，其直径为：1～4mm。

4.根据权利要求1所述的醇基燃烧喷嘴，其特征是：所述气动剪切刀的中空圆柱体后端为台阶式结构，其后端部外径小，该外径小的管段的外径表面和台阶端面为定位机构；或者，所述中空圆柱体后端的圆柱孔表面和后端面为定位机构；或者，所述中空圆柱体后端为台阶式结构，其后端部内径大，该内径大的管段的内径表面和后端面为定位机构。

5.根据权利要求4所述的醇基燃烧喷嘴，其特征是：所述旋沟的深度为0.5～1.7mm，其宽度为0.2～0.5mm；所述中空圆柱体前端面和外圆柱表面之间设置有球形过渡弧面或锥形过渡面；所述中空圆柱体前端为台阶式结构，其前端部外径小，该外径小的管段为限位机构。

6.根据权利要求5所述的醇基燃烧喷嘴，其特征是：所述中空圆柱体前端外径小的管段为锥形结构，前端外径小，并且锥形管段的圆柱孔直径小于所述中空圆柱体中部的圆柱孔的直径。

7.一种含有权利要求1所述醇基燃烧喷嘴的醇基燃烧机，还含有机壳和发火筒，所述发火筒与所述机壳前端固定连接，所述机壳后端安装有风机和风叶，其特征是：所述发火筒内安装有两个所述醇基燃烧喷嘴和高压发火针，所述高压发火针与所述机壳上固定的点火器连接，两个所述醇基燃烧喷嘴的进液口与醇基燃料供给器连通，其进气口与压力气源连通。

8.根据权利要求7所述的醇基燃烧机，其特征是：两个所述醇基燃烧喷嘴的进液口分别与所述醇基燃料供给器连通，或者两个进液口并联式汇接后与所述醇基燃料供给器连通；两个所述醇基燃烧喷嘴的进气口分别与压力气源连通，或者两个进气口并联式汇接后与压力气源连通。

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