具有等离子体激励器的喷嘴、喷嘴阵列和燃烧器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有等离子体激励器的喷嘴，包括：外层圆筒、N层中间层圆筒、内层圆筒以及高压电源，外层圆筒内壁、中间层圆筒内壁和外壁均有一等离子体激励器；等离子体激励器诱导外层流道内燃料与空气的混合物旋转运动，内层流道的燃料与空气的混合物保持轴向运动而不产生旋转运动，外层流道流体旋转运动产生的离心力使流体在喷嘴出口扩张，降低喷嘴轴心处流体的轴向速度，提高了燃烧的稳定性；在喷嘴出口不产生涡破碎和强回流区，减少了燃烧反应物在高温区的驻留时间，降低了NOx生成，同时可以减小流动损失、防止发生回火；可以根据燃烧状态自动调整高压电源的输出电压，提高了喷嘴的工作状态调节的精度和速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃烧装置
，尤其涉及一种具有等离子体激励器的喷嘴和喷嘴阵列，其特别适用于燃气轮机、锅炉、化工炉等各种工业燃烧器。
技术介绍
燃气轮机由于单机体积小和输出功率大等特点，广泛应用于电力、航空、石油化工等行业。由于能源危机和环境恶化，急需发展高效清洁燃烧室，要求燃烧室具有点火可靠、燃烧稳定、效率高及低排放等特性。当前我国环境污染问题十分严重，发展燃气轮机清洁燃烧技术十分迫切。燃气轮机厂商已经开发了多种清洁燃烧技术，如贫预混燃烧技术、稀相预混预蒸发技术、贫油直喷技术以及催化燃烧技术等，这些技术虽然可以有效降低污染物的排放，但都面临燃烧不稳定的问题。如美国通用公司开发的一种用于液体燃料燃烧的径向分级燃烧技术，可以有效降低一氧化氮排放。但是，由于主火焰稳定在剪切层的低速边沿，剪切层低速区域附近会产生周期性的涡脱落，在稳定点附近易产生振荡，在非设计工况运行时易发生燃烧不稳定现象。与燃气轮机燃烧器类似，其它各类工业燃烧器也面临着稳定燃烧与降低污染物排放的矛盾。因此，如何提高燃烧稳定性，降低NOx生成，减小流动损失、防止发生回火成为本领域亟待研究的课题。专利技术内容(一)要解决的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有等离子体激励器的喷嘴，其特征在于，包括：外层圆筒(10)、N层中间层圆筒、内层圆筒(11)以及高压电源(20)，其中，外层圆筒内壁、中间层圆筒内壁和外壁均覆盖有一绝缘材料层(14)，沿轴向延伸的M个裸露电极(13)和M个掩埋电极(16)交错设置在绝缘材料层(14)上，所述裸露电极(13)和掩埋电极(16)连接所述高压电源(20)，相邻两个裸露电极(13)和掩埋电极(16)组成一等离子体激励器；相邻两层圆筒之间通过支撑结构固定连接，内层圆筒内部形成内层流道(18)，相邻两层圆筒之间形成N+1个外层流道(17)，其中，0≤N≤100，1≤M≤1000。

【技术特征摘要】
1.一种具有等离子体激励器的喷嘴，其特征在于，包括：外层圆筒(10)、N层中间层圆筒、内层圆筒(11)以及高压电源(20)，其中，外层圆筒内壁、中间层圆筒内壁和外壁均覆盖有一绝缘材料层(14)，沿轴向延伸的M个裸露电极(13)和M个掩埋电极(16)交错设置在绝缘材料层(14)上，所述裸露电极(13)和掩埋电极(16)连接所述高压电源(20)，相邻两个裸露电极(13)和掩埋电极(16)组成一等离子体激励器；相邻两层圆筒之间通过支撑结构固定连接，内层圆筒内部形成内层流道(18)，相邻两层圆筒之间形成N+1个外层流道(17)，其中，0≤N≤100，1≤M≤1000。2.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，各层圆筒的裸露电极和掩埋电极的排列方式均相同，即每个等离子激励器中的掩埋电极位于裸露电极的逆时针方向，或者掩埋电极位于裸露电极的顺时针方向，使得各层圆筒的等离子体激励器产生的旋流均为顺时针方向或均为逆时针方向。3.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，内层圆筒外壁也覆盖有一绝缘材料层(14)，沿轴向延伸的M个裸露电极(13)和M个掩埋电极(16)交错设置在绝缘材料层(14)上，其中相邻两个裸露电极(13)和掩埋电极(16)组成一等离子体激励器。4.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，外层圆筒出口端的厚度渐薄，形成喷嘴的扩张型出口(15)。5.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，还包括：火焰稳定性监测装置(41)、温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钢，张冬阳，徐燕骥，雷志军，朱俊强，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11