一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，燃烧器包括燃烧室、混合气进气管和燃料及空气流入混合装置；燃烧室设置在分级燃烧器的顶端，燃料及空气流入混合装置连通设置在分级燃烧器的底端；燃烧室的底部通过混合气进气管与燃料及空气流入混合装置连通，燃料及空气流入混合装置底部设有燃料进气管与空气进气管。本燃烧器可以实现多燃料的混合分级燃烧，同时可以控制通道内的混合气体的当量比和混合程度，解决了现有燃烧试验台装置中的缺陷和不足。中的缺陷和不足。中的缺陷和不足。

【技术实现步骤摘要】
一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器


[0001]本专利技术属于燃烧器
，特别是一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器。

技术介绍

[0002]当前的湍流燃烧实验研究中，特别是对于分级燃烧性质的研究，气体预混程度的不同及旋转湍流气流形成的问题一直影响实验的进行。国内相关领域的成形分级燃烧试验台装置较少，而国外相关仪器成本高昂，且装置较大，无法很好地满足实验要求，没有普适性。例如Darmstadt大学设计的湍流分层火焰燃烧器，研究了火焰的分层与剪切效应，没有加入旋流器；PRECCINSTA燃烧器加入了固定的旋流通道以及小孔射流，燃料与空气一边旋转一边混合，无法调整预混程度。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的不足，本专利技术公开了一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器；可以实现多燃料的混合分级燃烧，同时可以控制通道内的混合气体的当量比和混合程度，解决了现有燃烧试验台装置中的缺陷和不足。
[0004]本专利技术采用的具体技术方案为：
[0005]一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，燃烧器包括燃烧室、混合气进气管和燃料及空气流入混合装置；燃烧室设置在分级燃烧器的顶端，燃料及空气流入混合装置连通设置在分级燃烧器的底端；燃烧室的底部通过混合气进气管与燃料及空气流入混合装置连通，燃料及空气流入混合装置底部设有燃料进气管与空气进气管。
[0006]进一步，燃料及空气流入混合装置内部开设有腔体，腔体底部呈竖直的圆柱形，腔体上部呈平滑过渡的渐缩形结构直至燃料及空气流入混合装置的混合气出口。
[0007]进一步，在腔体的圆柱部分的顶部装有蜂窝整流孔板，蜂窝整流孔板上开设有蜂窝状排布的整流孔，利用该整流孔确保气流的均匀稳定。
[0008]进一步，燃烧室包括圆柱形收缩出口、圆柱形玻璃管、分级燃烧连接件和燃烧室底座；圆柱形收缩出口与燃烧室底座之间装有多层圆柱形玻璃管，相邻所述圆柱形玻璃管之间通过分级燃烧连接件进行连接。
[0009]进一步，圆柱形收缩出口由竖直管和法兰盘构成，法兰盘设置在竖直管的底部；法兰盘与竖直管的内壁之间开设倒角，使竖直管内侧的底端开口呈锥形；且竖直管的直径小于圆柱形玻璃管。
[0010]进一步，分级燃烧连接件的两侧对称设有环形安装槽，两段圆柱形玻璃管均置于该环形安装槽内，圆柱形玻璃管与分级燃烧连接件接触处进行密封处理。
[0011]进一步，分别在圆柱形收缩出口的法兰盘的底部、燃烧室底座的顶部设有环形槽；通过分级燃烧连接件连接后的两段圆柱形玻璃管的上、下两端分别与圆柱形收缩出口的法兰盘的底部、燃烧室底座的顶部设有环形槽相配合。
[0012]进一步，在燃烧室底座的中心位置开设有阶梯孔，用于安装径向旋流器，径向旋流器包括旋流器顶盖、旋流器叶片、旋流器底座；旋流器底座的上部为旋流器叶片安装室，将旋流器叶片放置在该部位；旋流器底座的侧壁上沿还设有法兰；旋流器底座的底部为带有螺纹的连接管，通过旋流器底座的底部的连接管与混合气进气管顶部内壁的螺纹相配合实现连接。
[0013]进一步，旋流器叶片具有8个周向均匀布置的扇叶。
[0014]进一步，混合气进气管的管道长0.350m以上，混合气进气管与腔体组成的预混空间高度在0.540m以上。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016]1、本专利技术装置搭建技术成熟，径向旋流器为不锈钢3D打印部件，加工精度高，具有8个周向均匀布置的旋流叶片；径向旋流器包含3个部件，易于拆卸及更换不同规格的部件，用途广泛；径向旋流器只需调整旋流器叶片便可调节尺寸、旋流度、旋转方向，节省成本；径向旋流器及火焰出口规格较小，结构规律性强。
[0017]2、燃烧器管中的燃料可以根据实验具体要求进行相应参数的调整，例如当量比、流量等，对预混合燃烧的研究有巨大的帮助。
[0018]3、该燃烧器能形成稳定的旋转湍流气流，连接流量计后可以有效控制气体流量及燃料空气的预混比例，大大提高效率。
[0019]4、腔体的内壁面由下至上先保持不变，然后逐渐向内收缩，最后外扩，在出口处能够获得均匀的速度分布。
[0020]5、分级燃烧连接件切向入口中心对称，包含2种不同的上下放置方式，可以产生两种不同的气流旋向，实现不同样式的分级燃烧布局。
[0021]6、蜂窝整流孔板使空气、燃气更好地混合，得到均匀的各向同性旋流。
[0022]7、圆柱形玻璃管的高度可以根据需要进行更换，能够改变两级火焰在燃烧室内的停留时间及位置。
[0023]8、混合气进气管管道长度大于0.350m，可以保证其中的湍流得到充分发展，得到稳定的速度分布形状。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器的全剖视图。
[0025]图2为本专利技术燃料及空气流入混合装置A的全剖视图。
[0026]在图3中，图3(a)为本专利技术燃烧室的三维结构示意图，图3(b)为燃烧室的全剖视图，图3(c)为圆柱形收缩出口的结构示意图，图3(d)为圆柱形玻璃管的结构示意图，图3(e)为3D打印的分级燃烧连接件的结构示意图，图3(f)为3D打印的分级燃烧连接件的全剖视图，图3(g)为燃烧室底座的结构示意图。
[0027]在图4中，图4(a)为本专利技术径向旋流器的全剖视图，图4(b)为径向旋流器的三维结构示意图，图4(c)为径向旋流器的旋流器顶盖结构示意图，图4(d)为径向旋流器的旋流器叶片结构示意图，图4(e)为径向旋流器的旋流器底座结构示意图。
[0028]其中：1
‑
燃烧室；2
‑
圆柱形收缩出口；3
‑
圆柱形玻璃管；4
‑
分级燃烧连接件；5
‑
燃烧室底座；6
‑
径向旋流器；7
‑
混合气进气管；8
‑
空气进气管；9
‑
底板；10
‑
密封垫圈；11
‑
支撑板；
12
‑
燃料进气管；13
‑
蜂窝整流孔板；14
‑
腔体；15
‑
旋流器顶盖；16
‑
旋流器叶片；17
‑
旋流器底座。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]下面将结合附图及实施例对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0031]本专利技术旨在研究多燃料的混合分级燃烧现象，比如氨气、甲烷等气体燃料，或者是CO和H2等燃料，同时可以控制通道内的混合气体的当量比和混合程度，解决了现有燃烧试验台装置中的缺陷和不足。
[0032]本申请所设计的一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，其特征在于，燃烧器包括燃烧室(1)、混合气进气管(7)和燃料及空气流入混合装置；燃烧室(1)设置在分级燃烧器的顶端，燃料及空气流入混合装置连通设置在分级燃烧器的底端；燃烧室(1)的底部通过混合气进气管(7)与燃料及空气流入混合装置连通，燃料及空气流入混合装置底部设有燃料进气管12与空气进气管(8)。2.根据权利要求1所述的一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，其特征在于，燃料及空气流入混合装置内部开设有腔体(14)，腔体(14)底部呈竖直的圆柱形，腔体(14)上部呈平滑过渡的渐缩形结构直至燃料及空气流入混合装置的混合气出口。3.根据权利要求2所述的一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，其特征在于，在腔体(14)的圆柱部分的顶部装有蜂窝整流孔板(13)，蜂窝整流孔板(13)上开设有蜂窝状排布的整流孔，利用该整流孔确保气流的均匀稳定。4.根据权利要求1所述的一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，其特征在于，燃烧室1包括圆柱形收缩出口(2)、圆柱形玻璃管(3)、分级燃烧连接件(4)和燃烧室底座(5)；圆柱形收缩出口(2)与燃烧室底座(5)之间装有多层圆柱形玻璃管(3)，相邻所述圆柱形玻璃管(3)之间通过分级燃烧连接件(4)进行连接。5.根据权利要求4所述的一种带有两个径向旋转入流通道的分级燃烧器，其特征在于，圆柱形收缩出口(2)由竖直管和法兰盘构成，法兰盘设置在竖直管的底部；法兰盘与竖直管的内壁之间开设倒角，使竖直管内侧的底端开口呈锥形；且竖直管的直径小于圆柱形玻璃管(3)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，王永倩，袁梦铖，程康，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：