一种推力矢量型多燃料低氮燃烧器技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别涉及一种燃烧器喷嘴。
背景技术
随着绿色经济的发展，行业对工业窑炉能减排要求不断提高，这对燃烧器的燃料
适应性和污染物排放提出了新的要求。由于工业窑炉的工艺要求，燃烧器在燃烧不同性质
的燃料时，仍需要保持稳定的火焰直径和长度，在满足工艺要求的同时，污染物排放也要控
制在较低的水平。
目前行业内使用的多通道燃烧器，通过设置在燃烧器外层的轴流风、内层的设置
的旋流风、中心风和夹在几股风之间的燃料通道，对燃烧器火焰进行控制。轴流风（一次风）
用于包裹火焰，旋流风用于打散燃料使其与空气充分混合，中心风用于稳定火焰。由于各个
喷嘴本身不具备轴向和径向调节能力，只能通过通过几股风道蝶阀的调节来调节风量和风
速，进而调节燃烧器火焰。造成燃烧器调节不灵活，对燃料适应性差。同时由于使用轴流和
旋流两组喷嘴形成火焰，造成火焰不能稳定均向燃烧，造成火焰局部温度过高，NOx排放水
平较高，不利于燃烧器的低氮排放。
现有技术有一种多通道混合燃烧器，其公开号为：CN 102183022 A，专利号：
201110100780.3包括点火器通道管以及由内向外依次共轴套设在点火器通道管外的内风
管、旋风管、风煤管、天然气管、外风管, 以及各管道出风端对应设置的内风喷嘴、旋风喷
嘴、风煤喷嘴、天然气喷嘴、外风喷嘴,旋风管与内风管之间设置有产生旋流风的导风板,所
述内风管进风端、旋风管进风端、外风管进风端均与送风通道相连,点火器通道内设置有点
火器。本发明通过在燃烧器内加入天燃气管道,使得天然气与煤粉混合作为燃料,降低了污
染物 Nox的排放量,提高了水泥生产中生料般烧的效果 。此技术利用多股射流完成燃料的
混合和火焰的成型，喷嘴本身不具备轴向和径向的调节能力，不具备矢量调节能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种推力矢量型多燃料低氮燃烧器，可适应多种混合燃料燃
烧，并且保证燃烧效率，降低NOx的生成。
本发明的目的是这样实现的：一种推力矢量型多燃料低氮燃烧器，包括由内而外
套装布置的油枪、中心风管、燃气管、煤风管以及一次风管，所述一次风管与煤风管之间形
成一次风通道，所述一次风通道内设置有矢量调节机构，所述矢量调节机构包括将一次风
通道出口封闭的的第一法兰，所述第一法兰上沿其圆周方向均匀开设有多个球形孔，所述
球形孔内安装有双球葫芦形调节喷头，所述双球葫芦形调节喷头的中部加工有与所述球形
孔配合的第一球面，所述双球葫芦形调节喷头的尾部加工有第二球面，所述第二球面上套
装有可控制双球葫芦形调节喷头尾部上、下、左、右移动的调节机构，所述调节机构同步动
作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在一次风道的出口出设置
双球葫芦形调节喷头以及与喷头配合的调节机构，使得喷头可实现360°调节，对于易燃烧
的液体和气体燃料，本发明可采用低推力弱旋流，对于较难燃烧的粉状燃料及固体废弃物
可使用大推力强旋流（X轴调节）；结合调节喷头径向调节，可有效控制火焰的收敛和扩散（Y
轴调节）；由于本发明不将一次风分配到轴流风喷嘴及旋流风喷嘴，用于控制火焰形状，而
是将大部分一次风从矢量调节喷头喷出，单个调节喷头推力大，可调节性强，单股射流可形
成较为独立的燃烧区和烟气回流区，有效降低了火焰核心区高温集中区温度，使火焰能稳
定均相燃烧，火焰均匀稳定，降低了NOx的生成。本发明可用于各类工业窑炉燃烧工作中。
为了使得双球葫芦形调节喷头360°调节更加方便，所述调节机构包括倾斜布置的
调节杆，调节杆的一端活动套装在第二球面上，所述调节机构包括倾斜布置的调节杆，调节
杆的一端活动套装在第二球面上，所述调节杆中部开设有槽孔，槽孔内滑动设置有圆柱销，
所述圆柱销均匀固定安装在推力管的外周，推力管的外周均匀加工有多个凸台，所述圆柱
销安装在凸台的两端，所述推力管套设在煤风管的外周，且可沿煤风管轴向滑动，所述推力
管的外周套装可转动的转动环，调节杆的另一端铰接在所述转动环上，所述圆柱销通过在
槽孔内滑动可实现调节杆上连接第二球面的一端上、下移动，所述转动环通过转动可带动
调节喷头尾部左、右移动。由于圆柱销与倾斜槽孔的滑动动作，配合上调节杆与推力管配铰
接的连接关系，使得只需控制圆柱销在槽孔内滑动即可实现调节杆前端的上下摆动，通过
调节杆的上下摆动使得双球葫芦形调节喷头以第一球面为轴心实现上下摆动，该过程调节
方便，精度较高；同时，由于转动环与调节杆的连接关系，转动环的转动将力通过调节杆传
递给第二球面，带动第二球面实现转动，最终实现双球葫芦形调节喷头以第一球面为轴心
实现转动。
为了使得推力杆与转动环的动作操作起来更加方便，所述推力管的尾部连接有拉
杆，所述拉杆伸出一次风管设置，所述转动环的外周加工有齿条结构，所述齿条上啮合有传
动齿轮，所述传动齿轮固定在调节套管上，所述调节套管伸出一次风管设置，所述煤风管的
外周固定有第二法兰，所述拉杆、调节套管均安装在第二法兰上。即可在燃烧器的尾端外部
实现燃烧器内部喷头的调节，使得调节过程更加安全可靠；调节推力管时，只需推拉拉杆即
可实现推力管实现轴向位移；调节转动环时，只需在燃烧器外部控制调节套管转动即可实
现转动环的转动。
为了保证一次风管的密封性，所述推力管的尾部加工有滑孔，所述拉杆连接推力
管的一端加工成U形叉结构，所述U形叉之间经销轴相连，所述销轴可滑动的贯穿滑孔设置。
在调节转动环转动时，推力管会同步转动，设置在推力管尾部的滑孔以及与滑孔配合的U形
叉、销轴结构避免了拉杆随推力管同时转动，从而降低了拉杆在一次风管尾部的密封要求，
进一步增强了一次风管的密封性。
为了使得拉杆轴向移动精度更高，所述拉杆的尾部固定有螺纹连接杆，所述螺纹
连接杆的另一端螺纹连接在调节内螺管内，所述调节内螺管贯穿固定环设置，且可转动的
设置在固定环上。将轴向移动转化成通过转动实现，提高了轴向位移的控制精度，当需要拉
杆轴向移动时，只需转动调节内螺杆即可实现。
为了进一步提高精度，所述螺纹连接杆上设置有第一指针，所述煤风管的外壁上
设置有与所述第一指针配合的第一标尺。通过测量轴向位移距离，可更具需要计算出双球
葫芦形调节喷头上下摆动的角度。
为了进一步提高双球葫芦形调节喷头转动的精度，所述调节套管的尾部固定有调
节套筒，调节套筒内螺纹连接有指示螺杆，所述指示螺杆贯穿安装在固定环内，滑动于固定
环内的指示螺杆段加工成椭圆柱，对应的法兰孔加工成椭圆柱，所述指示螺杆上套装有第
二指针，所述煤风管的外壁上设置有与所述第二指针配合的第二标尺。将转动角度转化为
轴向位移，通过测量轴向位移计算出转动的角度，有利于双球葫芦形调节喷头周向转动的
角度，进一步提高测量精度，椭圆柱指示螺杆段避免其发生跟转，影响测量精度。
为了使得转动环的转动控制更加方便，所述转动环截面呈L形，所述调节杆铰接在
转动环的竖直部上，所述齿条加工在转动环的水平部上。
为了使得拉杆、调节套管在调节过程中稳定性更好，所述煤风管的外壁上安装有
若干与所述拉杆、调节套管配合的支撑耳板，所述拉杆、调节套管均贯穿所述支撑耳板设
置。
为了使得本发明可适应各类工况，所述双球葫芦形调节喷头上螺纹连接有喷嘴。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1中A处放大图。
图3为图1中B处放大图。
图4为本发明中矢量调节机构结构正视示意图。
图5为本发明中矢量调节机构结构仰视示意图。
图6为本发明中矢量调节机构结构俯视示意图。
图7为本发明中矢量调节机构结构立体示意图一。
图8为本发明中矢量调节机构结构立体示意图二。
图9为本发明中矢量调节机构结构剖视图。
图10为本发明中矢量调节机构结构端面示意图。
其中，1油枪，2中心风管，3燃气管，4煤风管，5一次风管，6矢量调节机构，601第一
法兰，602双球葫芦形调节喷头，602a第一球面，602b第二球面，603调节杆，603a槽孔，604圆
柱销，605转动环，605a齿条，606调节套管，607传动齿轮，608推力管，608a滑孔，608b凸台，
609拉杆，609aU形叉，609b销轴，610第二法兰，611指示螺杆，612第二指针，613第二标尺，
614固定环，615第一标尺，616螺纹连接杆。617调节内螺管，618调节套筒，619喷嘴。
具体实施方式
如图1-10所示的一种推力矢量型多燃料低氮燃烧器，包括由内而外套装布置的油
枪1、中心风管2、燃气管3、煤风管4以及一次风管5，一次风管5与煤风管4之间形成一次风通
道，一次风通道内设置有矢量调节机构6，矢量调节机构6包括将一次风通道出口封闭的的
第一法兰601，第一法兰601上沿其圆周方向均匀开设有多个球形孔，球形孔内安装有双球
葫芦形调节喷头602，双球葫芦形调节喷头602的中部加工有与球形孔配合的第一球面
602a，双球葫芦形调节喷头602的尾部加工有第二球面602b，第二球面602b上套装有可控制
双球葫芦形调节喷头602尾部上、下、左、右移动的调节机构6，调节机构6同步动作，双球葫
芦形调节喷头602上螺纹连接有喷嘴619；
调节机构6包括倾斜布置的调节杆603，调节杆603的一端活动套装在第二球面602b上，
调节杆603中部开设有槽孔603a，槽孔603a内滑动设置有圆柱销604，圆柱销604均匀固定安
装在推力管608的外周，推力管608的外周均匀加工有多个凸台608b，圆柱销604安装在凸台
608b的两端，推力管608套设在煤风管4的外周，且可沿煤风管4轴向滑动，推力管608的外周
套装可转动的转动环605，调节杆603的另一端铰接在转动环605上，圆柱销604通过在槽孔
603a内滑动可实现调节杆603上连接第二球面602b的一端上、下移动，转动环605通过转动
可带动调节喷头602尾部左、右移动；
推力管608的尾部连接有拉杆609，推力管608的尾部加工有滑孔608a，拉杆609连接推
力管608的一端加工成U形叉609a结构，U形叉609a之间经销轴609b相连，销轴609b可滑动的
贯穿滑孔608a设置，拉杆609伸出一次风管5设置，拉杆609的尾部固定有螺纹连接杆616，螺
纹连接杆616的另一端螺纹连接在调节内螺管617内，调节内螺管617贯穿固定环614设置，
且可转动的设置在固定环614上，螺纹连接杆616上设置有第一指针，煤风管4的外壁上设置
有与第一指针配合的第一标尺615；
转动环605的外周加工有齿条605a结构，转动环605截面呈L形，调节杆603铰接在转动
环605的竖直部上，齿条605a加工在转动环605的水平部上，齿条605a上啮合有传动齿轮
607，传动齿轮607固定在调节套管606上，调节套管606伸出一次风管5设置，调节套管606的
尾部固定有调节套筒618，调节套筒618内螺纹连接有指示螺杆611，指示螺杆611贯穿安装
在固定环614内，滑动于固定环614内的指示螺杆611段加工成椭圆柱，对应的法兰孔加工成
椭圆柱，指示螺杆611上套装有第二指针612，煤风管4的外壁上设置有与第二指针612配合
的第二标尺613，煤风管4的外周固定有第二法兰610，拉杆609、调节套管606均安装在第二
法兰610上，煤风管4的外壁上安装有若干与拉杆609、调节套管606配合的支撑耳板，拉杆
609、调节套管606均贯穿支撑耳板设置。
本发明工作时，当需要调节双球葫芦形调节喷头602上下移动时，只需旋转调节内
螺管617，调节内螺管617转动带动螺纹连接在其内部的螺纹连接杆616实现轴向移动，螺纹
连接杆616的轴向位移带动推力管608轴向移动，从而使得圆柱销604在槽孔603a内滑动，由
于槽孔603a是倾斜布置的，配合上调节杆603一端铰接在转动环605上，实现调节杆603的另
一端上、下摆动，最终在第二球面602b和第一球面602a的配合下实现双球葫芦形调节喷头
602处上、下摆动；当需要调节双球葫芦形调节喷头602左右摆动时，只需旋转调节套筒618，
与调节套筒618固定的调节套管606同步转动，通过齿轮连接的转动环605实现转动，通过连
接杆连接的双球葫芦形调节喷头602尾部实现左右转动，在第一球面602a作为轴心的条件
下，双球葫芦形调节喷头602实现左右转动。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技
术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一
些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。