火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器制造技术

本发明专利技术涉及一种火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，包括：稳燃结构，包括风室壳体、中空的稳燃体，所述稳燃体具有中空的稳燃室以及内切向气流通道及外切向气流通道；切向气流结构，包括切向气流管、气流挡板、切向调节组件，所述切向调节组件能够调节所述气流挡板遮挡所述内切向气流通道、所述外切向气流通道或从所述内切向气流通道与所述外切向气流通道的周侧移除；以及轴向气流结构，包括轴向气流管、变径阀门组件以及轴向调节组件，所述变径阀门组件设置于所述轴向气流管内，用于调节所述轴向气流管输出轴向气流的气流流通面积，从而实现对外侧旋流火焰直径和内侧轴向直流火焰直径进行灵活调节。径进行灵活调节。径进行灵活调节。

【技术实现步骤摘要】
火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器


[0001]本专利技术涉及燃烧器设备
，特别是涉及一种火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器。

技术介绍

[0002]在我国及世界范围内碳中和的背景需求下，提高非化石能源利用率势在必行。这其中，氨燃料由于自身不含碳元素，在碳减排方面具有突出优势。氨燃料自身具有高热值、高辛烷值的性质，燃烧产物只有氮气和水，能够实现无污染可循环利用，是一种清洁燃料。但是氨存在点火性较差的问题，氨的自燃温度与最小点火能量高，在实际情况下较难实现氨作为燃料独立燃烧，因此，如何实现氨气的点燃及增强燃烧稳定性是目前氨气燃烧技术中的难题。
[0003]针对于氨燃料点火困难及燃烧稳定性差的问题，常采用可燃气体或煤粉等进行混烧助燃，但氨燃料的整体占比仍然比较低，在大比例掺烧氨燃料情况下，容易出现点火困难及燃烧稳定性差的问题，且对氨燃烧过程中燃烧特性的灵活调节存在不足，无法满足氨燃料的快速预热、着火及稳燃需求。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对氨燃烧过程中燃烧特性的灵活调节存在不足的问题，提供一种能够实现灵活调节的火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器。
[0005]一种火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，包括：
[0006]稳燃结构，包括风室壳体、中空的稳燃体，所述稳燃体设置于所述风室壳体中，所述稳燃体具有中空的稳燃室以及连通所述风室壳体与所述稳燃室连通的内切向气流通道及外切向气流通道；
[0007]切向气流结构，包括切向气流管、气流挡板、切向调节组件，所述切向气流管沿径向设置于所述风室壳体，并与所述风室壳体连通，所述气流挡板与所述切向调节组件连接，并位于所述稳燃体周侧，所述切向调节组件能够调节所述气流挡板遮挡所述内切向气流通道、所述外切向气流通道或从所述内切向气流通道与所述外切向气流通道的周侧移除；以及
[0008]轴向气流结构，包括轴向气流管、变径阀门组件以及轴向调节组件，所述轴向气流管沿轴向设置于所述风室壳体，并伸入所述稳燃室中，所述变径阀门组件设置于所述轴向气流管内，用于调节所述轴向气流管输出轴向气流的气流流通面积，所述轴向调节组件连接所述变径阀门组件，用于带动所述变径阀门组件运动。
[0009]在其中一个实施例中，所述稳燃体包括多个稳燃形成体以及多个分隔块，多个所述稳燃形成体间隔围设成所述稳燃室，相邻的两个所述稳燃形成体之间设置所述分隔块，两个所述稳燃形成体及所述分隔块围设成所述内切向气流通道与所述外切向气流通道，每一所述内切向气流通道对应一个所述气流挡板。
[0010]在其中一个实施例中，在所述内切向气流通道的气流入口处设置外切向气流扩口，在所述外切向气流通道的气流入口处设置内切向气流扩口，所述内切向气流扩口与所述外切向气流扩口的截面呈三角形设置。
[0011]在其中一个实施例中，所述切向调节组件包括中空的调风盘以及风量比调节杆，所述调风盘设置于所述风室壳体中，并套设于所述轴向气流管，位于所述稳燃室的下方，多个所述气流挡板分别沿圆周方向垂直设置在所述调风盘上，并对应多个所述内切向气流通道或多个所述外切向气流通道设置，所述气流挡板的截面呈弧形设置，所述风量比调节杆垂直设置于所述调风盘，并穿过所述风室壳体伸出，所述风量比调节杆转动时能够带动所述调风盘及其上的所述气流挡板绕所述轴向气流管转动；
[0012]所述气流挡板的截面弧长小于等于所述分隔块的外侧的最大周向尺寸，所述气流挡板的截面弧长大于等于各个所述外切向气流扩口和所述内切向气流扩口的外侧最大周向尺寸；
[0013]所述切向调节组件还包括滑动定位片，呈圆环形，与所述调风盘相邻并分别设置于所述调风盘的两侧，用于定位所述调风盘。
[0014]在其中一个实施例中，每一所述内切向气流通道与每一所述外切向气流通道为一组气流通道，在所述稳燃室的周侧均匀设置多组所述气流通道，且所述内切向气流通道与对应的所述外切向气流通道存在夹角，所述外切向气流通道在所述稳燃室中输送切向气流的方向与所述轴向气流管的外侧区域相切，所述内切向气流通道在所述稳燃室中输送切向气流的方向能够与所述轴向气流管的内侧区域相交；
[0015]在所述气流挡板关闭各所述内切向气流通道开启各所述外切向气流通道时，能够构建最大直径的切向旋转射流；
[0016]在所述气流挡板开启各所述内切向气流通道关闭各所述外切向气流通道时，能够构件最小直径的切向旋转射流。
[0017]在其中一个实施例中，所述稳燃室呈方形设置，所述内切向气流通道与所述外切向气流通道的数量均为四个，并设置于所述稳燃室的四角；
[0018]所述内切向气流通道的切向气流喷入夹角α与外切向气流通道的切向气流喷入夹角β，需满足α/(90
°
－β)大于等于1.2。
[0019]在其中一个实施例中，所述切向气流结构还包括设置于所述风室壳体底部的定位螺栓，所述定位螺栓的一端穿过所述风室壳体，并与所述调风盘抵接，所述定位螺栓旋进时能够使所述调风盘固定或松动；
[0020]所述火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器还包括分隔板，所述分隔板设置于所述风室壳体中，将所述风室壳体的内腔分隔成多个分风室，每一所述分风室对应一组所述内切向气流通道与所述外切向气流通道。
[0021]在其中一个实施例中，所述轴向调节组件包括调节盘，所述变径阀门组件包括叶片基座、多个阀门叶片、多个导向柱以及多个定位转轴，多个阀门叶片沿圆周方向均匀设置在所述叶片基座，且每一所述阀门叶片的一端通过对应的所述定位转轴可转动设置在所述叶片基座上，所述调节盘与所述叶片基座轴向间隔设置，所述调节盘开设多个导向槽，所述导向柱安装于所述阀门叶片，并安装于对应的所述导向槽中，所述调节盘与所述轴向调节组件连接，所述调节盘转动时，能够通过所述导向槽与所述导向柱的配合带动所述阀门叶
片绕所述定位转轴转动。
[0022]在其中一个实施例中，所述轴向调节组件还包括内径调节杆，所述内径调节杆与所述调节盘连接，并沿径向方向伸出所述轴向气流管；
[0023]所述轴向调节组件还包括轴向安装壳体，所述轴向安装壳体设置于所述轴向气流管的周侧，所述内径调节杆穿过所述轴向安装壳体伸出；
[0024]所述轴向调节组件还包括内径调节密封片，所述内径调节密封片设置于所述轴向安装壳体中，并与所述内径调节杆连接。
[0025]在其中一个实施例中，所述轴向气流管包括顺次连接的轴向圆管、安装管以及轴向气管，所述轴向圆管的一端伸入到所述稳燃体中，并与所述稳燃室的内壁端面相平齐，所述安装管沿径向方向凸出于所述轴向圆管设置，所述安装管中安装所述变径阀门组件及所述轴向调节组件，所述轴向气管用于输送轴向气流；
[0026]所述轴向圆管中内布置有多孔管系，所述多孔管系包括多个圆柱形管，并由储热型陶瓷材料加工而成；
[0027]或者，所述轴向圆管内设置直流套管，所述直流套管包括多个同轴套设的圆柱形管。
[0028]采用上述技术方案后，本专利技术至少具有如下技术效果：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，其特征在于，包括：稳燃结构，包括风室壳体、中空的稳燃体，所述稳燃体设置于所述风室壳体中，所述稳燃体具有中空的稳燃室以及连通所述风室壳体与所述稳燃室连通的内切向气流通道及外切向气流通道；切向气流结构，包括切向气流管、气流挡板、切向调节组件，所述切向气流管沿径向设置于所述风室壳体，并与所述风室壳体连通，所述气流挡板与所述切向调节组件连接，并位于所述稳燃体周侧，所述切向调节组件能够调节所述气流挡板遮挡所述内切向气流通道、所述外切向气流通道或从所述内切向气流通道与所述外切向气流通道的周侧移除；以及轴向气流结构，包括轴向气流管、变径阀门组件以及轴向调节组件，所述轴向气流管沿轴向设置于所述风室壳体，并伸入所述稳燃室中，所述变径阀门组件设置于所述轴向气流管内，用于调节所述轴向气流管输出轴向气流的气流流通面积，所述轴向调节组件连接所述变径阀门组件，用于带动所述变径阀门组件运动。2.根据权利要求1所述的火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，其特征在于，所述稳燃体包括多个稳燃形成体以及多个分隔块，多个所述稳燃形成体间隔围设成所述稳燃室，相邻的两个所述稳燃形成体之间设置所述分隔块，两个所述稳燃形成体及所述分隔块围设成所述内切向气流通道与所述外切向气流通道，每一所述内切向气流通道对应一个所述气流挡板。3.根据权利要求2所述的火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，其特征在于，在所述内切向气流通道的气流入口处设置外切向气流扩口，在所述外切向气流通道的气流入口处设置内切向气流扩口，所述内切向气流扩口与所述外切向气流扩口的截面呈三角形设置。4.根据权利要求3所述的火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，其特征在于，所述切向调节组件包括中空的调风盘以及风量比调节杆，所述调风盘设置于所述风室壳体中，并套设于所述轴向气流管，位于所述稳燃室的下方，多个所述气流挡板分别沿圆周方向垂直设置在所述调风盘上，并对应多个所述内切向气流通道或多个所述外切向气流通道设置，所述气流挡板的截面呈弧形设置，所述风量比调节杆垂直设置于所述调风盘，并穿过所述风室壳体伸出，所述风量比调节杆转动时能够带动所述调风盘及其上的所述气流挡板绕所述轴向气流管转动；所述气流挡板的截面弧长小于等于所述分隔块的外侧的最大周向尺寸，所述气流挡板的截面弧长大于等于各个所述外切向气流扩口和所述内切向气流扩口的外侧最大周向尺寸；所述切向调节组件还包括滑动定位片，呈圆环形，与所述调风盘相邻并分别设置于所述调风盘的两侧，用于定位所述调风盘。5.根据权利要求4所述的火焰直径灵活可调的低碳旋流燃烧器，其特征在于，每一所述内切向气流通道与每一所述外切向气流通道为一组气流通道，在所述稳燃室的周侧均匀设置多组所述气流通道，且所述内切向气流通道与对应的所述外切向气流通道存在夹角，所述外切向气流通道在所述稳燃室中输送切向气流的方向与所述轴向气流管的外侧区域相切，所述内切向气流通道在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李水清，宋民航，黄骞，杨远平，卫吉丽，张易阳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：