本发明专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，属于微能源领域。本发明专利技术包括压力旋流喷嘴，冷焰气化器固定环，冷却水出口，燃烧室水冷通道，燃烧室壳体，冷却水引流通道，烟气通道水冷通道，冷却水入口，燃烧室绝热层，燃烧段多孔介质，预热段多孔介质，冷焰气化器，冷焰气化器绝热层，空气入口以及燃烧器上盖等。本液体燃料多孔介质燃烧器结合冷焰预蒸发和微燃烧技术，能够提高燃烧器的燃烧效率，降低污染物排放并且具有宽的燃烧器功率调节范围和燃烧当量比范围。用户只需向压力旋流喷嘴供入液体燃料就能获得燃烧产生的能量，具有环保、高效、便携的优点。本发明专利技术通过将液态燃料预蒸发进而燃烧产生能量，能够作为微小型设备的能量来源。
【技术实现步骤摘要】
一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器
本专利技术涉及一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，特别涉及一种使用液体燃料且具备预蒸发能力的多孔介质燃烧器，属于微能源领域。
技术介绍
随着科学技术的发展，微型设备加工技术越发成熟，人们对于微型设备也越发关注，同时将液体燃料作为能量来源，具有较之于一般气体燃料易于储存且能量密度大的优势。然而，在微型设备日趋成熟，需求日益扩大的同时，对于其中的电源设备也提出了新的要求，将微型燃烧设备作为电源设备的能量来源是其中的选择之一，同样要求微型燃烧设备具有外形尺寸小、污染物排放低、燃烧的当量比范围宽以及燃烧器功率可调节范围宽等特性。而目前传统的液体燃料燃烧技术是将液体燃料喷入高温的燃烧室内，利用燃烧室的高温加强液体燃料的蒸发预混，但是由于液体燃料的蒸发和燃烧过程不能很好的分离，不利于液体燃料与空气的预混燃烧，不可避免地造成了液体燃料燃烧不充分，从而产生燃烧装置能量密度低，污染物排放高的问题。此外，液体燃料不充分燃烧产生的固体颗粒很可能阻塞多孔介质，使得多孔介质燃烧器失效。而本专利技术利用液体燃料的冷焰反应放热，在液体燃料燃烧前预蒸发液体燃料，将液体燃料的蒸发与燃烧过程相互分离，提高燃烧器的燃烧效率。因此，专利技术一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器就变得很有现实意义。
技术实现思路
为了解决传统液体燃料燃烧中液体燃料蒸发与燃烧过程不能很好的分离，从而引起的污染物排放高，能量密度低等一系列问题，本专利技术的目的是提供一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，以液体燃料作为燃烧物质，能量密度显著高于传统微型液体燃烧装置，且污染物排放低。液体燃料能够通过压力旋流喷嘴进液口供入燃烧器中，并且能够通过调节压力旋流喷嘴的供油压力调节燃烧器的燃烧功率，为外界提供能量。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。本专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，包括压力旋流喷嘴、喷嘴旋流室进液口、旋流室、喷嘴出口、螺栓、垫圈、螺母、压力旋流喷嘴进液口。还包括冷却水出口、冷焰气化器固定环、燃烧室水冷通道、燃烧室壳体、燃烧室水冷通道壁面、燃烧室水冷通道支撑体、烟气通道连接体、冷却水引流通道、烟气通道水冷通道壁面、烟气通道水冷通道、冷却水入口、烟气通道壁面、烟气通道水冷通道支撑体、燃烧室绝热层、燃烧段多孔介质、预热段多孔介质、冷焰气化器壁面、冷焰气化器、冷焰气化器绝热层、空气入口、燃烧器上盖。压力旋流喷嘴包括上端的液体燃料进液和下端的旋流喷射两个部分；上端的液体燃料进液部分设置有压力旋流喷嘴进液口，下端的旋流喷射部分设置有喷嘴旋流室进液口、旋流室以及喷嘴出口；上端的液体燃料进液和下端的旋流喷射两部分通过螺纹相互连接，压力旋流喷嘴再通过螺纹连接到燃烧器上盖上；燃烧器上盖设置有压力旋流喷嘴连接孔，孔内设置用于连接压力旋流喷嘴的内螺纹，同时在燃烧器上盖的侧面对称设置空气入口；燃烧器上盖通过相同的螺栓与燃烧室主体部分连接；燃烧器主体部分为一中通的圆柱体，中间设置冷焰气化器，冷焰气化器通过上下布置的冷焰气化器固定环固定于燃烧室主体中央；冷焰气化器为上端开口，下端封闭的圆筒结构；冷焰气化器四周填充预热段多孔介质和燃烧段多孔介质，所述的预热段多孔介质用于预热来流燃料空气预混气体，提高预混气体的温度，有利于后续燃烧过程降低污染物排放，且有利于预混气体的均匀燃烧；所述的燃烧段多孔介质，主要用于预混气体燃烧和火焰稳定，具有降低污染物排放和有利于预混气体均匀燃烧的作用；燃烧室壳体通过与燃烧室水冷通道壁面连接形成环形的燃烧室水冷通道；燃烧室主体与下端的烟气通道连接体通过相同的螺栓相互连接；烟气通道连接体与烟气通道相连接，烟气通道为一中通的圆柱体；烟气通道壁面与烟气通道水冷通道壁面共同形成中空的烟气通道水冷通道。所述的冷焰气化器壁面外侧和燃烧室壳体内侧分别敷设冷焰气化器绝热层和燃烧室绝热层。所述的冷焰气化器固定环为环形结构，环壁上围绕中心孔均匀地分布有通气孔。所述的燃烧室水冷通道和烟气通道水冷通道通过烟气通道连接体上的冷却水引流通道相连接，实现冷却水流的贯通，冷却水引流通道横截面呈现圆环形。所述的烟气通道水冷通道壁面和燃烧室水冷通道壁面上分别设置冷却水入口和冷却水出口，同时冷却水入口和冷却水出口的横截面形状均为圆环形。所述的烟气通道壁面与烟气通道水冷通道壁面通过周向均匀分布的烟气通道水冷通道支撑体实现烟气通道水冷通道壁面的固定连接。所述的燃烧室壳体通过与燃烧室水冷通道壁面通过周向均匀分布的燃烧室水冷通道支撑体实现燃烧室水冷通道壁面的固定连接。有益效果：1、为了解决传统液体燃料燃烧中液体燃料蒸发与燃烧过程不能很好的分离，从而引起的污染物排放高，能量密度低等一系列问题，本专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，以液体燃料作为燃烧物质，能量密度显著高于传统微型液体燃烧装置，且污染物排放低，燃料添加方便。液体燃料能够通过压力旋流喷嘴进液口供入燃烧器中，并且能够通过调节压力旋流喷嘴的供油压力调节燃烧器的燃烧功率，为外界提供能量。2、本专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，采用液体燃料的冷焰反应放热预先蒸发液体燃料的预蒸发方案，能够将液体燃料的蒸发和燃烧过程很好地分离，有利于燃料与空气的预混燃烧，从而提高燃烧器的燃烧效率，拓宽燃烧器功率的调节范围。3、本专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，采用多孔介质微燃烧技术，具有燃烧充分，热损失低，燃烧污染物排放低的优点，此外在该燃烧器采用多孔介质燃烧技术，利用多孔介质燃烧技术具有的回热特性预热来流预混气体，极大拓宽该燃烧器燃烧当量比范围。4、本专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，采用水流冷却和绝热材料相结合的方式，保证燃烧器热强度、减小燃烧器结构尺寸且控制燃烧器向外界的热量释放，具有热损失小，燃烧器外壁温度低，能有效防止人员烫伤，人机环境好的优点。此外通过烟气冷却通道降低污染物的排放。5、本专利技术公开的一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，液体燃料能够通过压力旋流喷嘴进液口供入燃烧器中，并且能够通过调节压力旋流喷嘴的供油压力调节燃烧器的燃烧功率，提高能量的利用率。附图说明图1为具体实施方式中的液体燃料多孔介质燃烧器的剖视视图；图2为具体实施方式中的液体燃料多孔介质燃烧器的压力旋流喷嘴旋流喷射部分的主剖视图和俯视图；图3为具体实施方式中的液体燃料多孔介质燃烧器的A-A、B-B和C-C线剖视图；图4为具体实施方式中的液体燃料多孔介质燃烧器的烟气通道连接体主视图和俯视图；图5为具体实施方式中的液体燃料多孔介质燃烧器的冷焰气化器固定环示意图。其中，1—压力旋流喷嘴，2—喷嘴旋流室进液口，3—旋流室，4—喷嘴出口，5—螺栓，6—垫圈，7—螺母，8—冷却水出口，9—冷焰气化器固定环，10—燃烧室水冷通道，11—燃烧室壳体，12—燃烧室水冷通道壁面，13—燃烧室水冷通道支撑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，包括压力旋流喷嘴(1)、喷嘴旋流室进液口(2)、旋流室(3)、喷嘴出口(4)、螺栓(5)、垫圈(6)、螺母(7)、压力旋流喷嘴进液口(29)；其特征在于：还包括冷却水出口(8)、冷焰气化器固定环(9)、燃烧室水冷通道(10)、燃烧室壳体(11)、燃烧室水冷通道壁面(12)、燃烧室水冷通道支撑体(13)、烟气通道连接体(14)、冷却水引流通道(15)、烟气通道水冷通道壁面(16)、烟气通道水冷通道(17)、冷却水入口(18)、烟气通道壁面(19)、烟气通道水冷通道支撑体(20)、燃烧室绝热层(21)、燃烧段多孔介质(22)、预热段多孔介质(23)、冷焰气化器壁面(24)、冷焰气化器(25)、冷焰气化器绝热层(26)、空气入口(27)、燃烧器上盖(28)；/n压力旋流喷嘴包括上端的液体燃料进液和下端的旋流喷射两个部分；上端的液体燃料进液部分设置有压力旋流喷嘴进液口(29)，下端的旋流喷射部分设置有喷嘴旋流室进液口(2)、旋流室(3)以及喷嘴出口(4)；上端的液体燃料进液和下端的旋流喷射两部分通过螺纹相互连接，压力旋流喷嘴(1)再通过螺纹连接到燃烧器上盖(28)上；燃烧器上盖(28)设置有压力旋流喷嘴连接孔，孔内设置用于连接压力旋流喷嘴的内螺纹，同时在燃烧器上盖(28)的侧面对称设置空气入口(27)；燃烧器上盖(28)通过相同的螺栓(5)与燃烧室主体部分连接；燃烧器主体部分为一中通的圆柱体，中间设置冷焰气化器(25)，冷焰气化器(25)通过上下布置的冷焰气化器固定环(9)固定于燃烧室主体中央；冷焰气化器(25)为上端开口，下端封闭的圆筒结构；冷焰气化器四周填充预热段多孔介质(23)和燃烧段多孔介质(22)，所述的预热段多孔介质(23)用于预热来流燃料空气预混气体，提高预混气体的温度，有利于后续燃烧过程降低污染物排放，且有利于预混气体的均匀燃烧；所述的燃烧段多孔介质(22)，主要用于预混气体燃烧和火焰稳定，具有降低污染物排放和有利于预混气体均匀燃烧的作用；燃烧室壳体(11)通过与燃烧室水冷通道壁面(12)连接形成环形的燃烧室水冷通道(10)；燃烧室主体与下端的烟气通道连接体(14)通过相同的螺栓(5)相互连接；烟气通道连接体(14)与烟气通道相连接，烟气通道为一中通的圆柱体；烟气通道壁面(19)与烟气通道水冷通道壁面(16)共同形成中空的烟气通道水冷通道(17)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种具备冷焰预蒸发的液体燃料多孔介质燃烧器，包括压力旋流喷嘴(1)、喷嘴旋流室进液口(2)、旋流室(3)、喷嘴出口(4)、螺栓(5)、垫圈(6)、螺母(7)、压力旋流喷嘴进液口(29)；其特征在于：还包括冷却水出口(8)、冷焰气化器固定环(9)、燃烧室水冷通道(10)、燃烧室壳体(11)、燃烧室水冷通道壁面(12)、燃烧室水冷通道支撑体(13)、烟气通道连接体(14)、冷却水引流通道(15)、烟气通道水冷通道壁面(16)、烟气通道水冷通道(17)、冷却水入口(18)、烟气通道壁面(19)、烟气通道水冷通道支撑体(20)、燃烧室绝热层(21)、燃烧段多孔介质(22)、预热段多孔介质(23)、冷焰气化器壁面(24)、冷焰气化器(25)、冷焰气化器绝热层(26)、空气入口(27)、燃烧器上盖(28)；
压力旋流喷嘴包括上端的液体燃料进液和下端的旋流喷射两个部分；上端的液体燃料进液部分设置有压力旋流喷嘴进液口(29)，下端的旋流喷射部分设置有喷嘴旋流室进液口(2)、旋流室(3)以及喷嘴出口(4)；上端的液体燃料进液和下端的旋流喷射两部分通过螺纹相互连接，压力旋流喷嘴(1)再通过螺纹连接到燃烧器上盖(28)上；燃烧器上盖(28)设置有压力旋流喷嘴连接孔，孔内设置用于连接压力旋流喷嘴的内螺纹，同时在燃烧器上盖(28)的侧面对称设置空气入口(27)；燃烧器上盖(28)通过相同的螺栓(5)与燃烧室主体部分连接；燃烧器主体部分为一中通的圆柱体，中间设置冷焰气化器(25)，冷焰气化器(25)通过上下布置的冷焰气化器固定环(9)固定于燃烧室主体中央；冷焰气化器(25)为上端开口，下端封闭的圆筒结构；冷焰气化器四周填充预热段多孔介质(23)和燃烧段多孔介质(22)，所述的预热段多孔介质(23)用于预热来流燃料空气预混气体，提高预混气体的温度，有利于后续燃烧过程降低污染物排放，且有利于预混气体的均匀燃烧；所述的燃烧段多孔介质(22)，主要用于预混气体燃烧和火焰稳定，具有降低污染物排放和有利于预混气体均匀燃烧的作用；燃烧室壳...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军伟，杜琥博，周心远，魏志军，陈新建，王宁飞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。