一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器制造技术

一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器，包括外套筒、进液套筒组件、喷管、换热套筒、空气分流套筒和喷雾燃烧套筒，空气分流套筒将空气分流为一次风和二次风，喷雾燃烧套筒的内腔有喷管伸入且被多孔介质层由上至下依次划分为喷雾区域、预热区域、蒸发燃烧区域和下游区域。本实用新型专利技术利用不同孔径的多孔介质所具有的特性，结合二次送风等方式，充分地预热燃料液滴与空气并促进燃料液滴蒸发后与空气的混合，在燃料流量过大时启动相应的调节机制，有利于实现液体燃料的高效、清洁与安全利用；同时还通过多孔介质层使燃烧器内部当前的运行状态可视化，便于及时调整工况与适应波动的负荷条件，属于小型液体燃料燃烧装置领域。属于小型液体燃料燃烧装置领域。属于小型液体燃料燃烧装置领域。

【技术实现步骤摘要】
一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器


[0001]本技术涉及小型液体燃料燃烧装置领域，具体涉及一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器。

技术介绍

[0002]近些年来，随着微机电系统的加工与制造技术的蓬勃发展，燃烧装置正向着小型化与轻量化等趋势发展，并开始在发电、军事与航空航天等领域出现了相关应用。液体燃料具有能量密度大、安全性高与便于储存等特点，在一些应用场景中，液体燃料需要在较狭小的空间内进行稳定的燃烧以转换成动力以输出，对燃烧器的结构设计提出了较高的要求，其中的关键在于提高液体燃料的蒸发速率以及与空气的混合均匀程度，同时合理地布置燃烧场和组织尾气的出流。
[0003]与传统的机械雾化技术相比，荷电雾化技术可以使液体燃料形成具有良好单分散性的燃料液滴。在通入的过量空气携带下，燃料液滴通常直接进入燃烧区域，以提高内部结构的紧凑性；或在燃烧区域的上游分隔布置额外的蒸发区域，使液体燃料蒸发较完全后再进行燃烧。对于前者，由于一部分粒径相对较大的燃料液滴的吸热时间被缩短而蒸发不完全，使蒸发与燃烧过程存在明显的耦合，导致火焰局部温度升高，燃烧场温度分布不均匀而影响火焰稳定性，也不利于降低污染物的排放量；对于后者，火焰释放的热量并未得到充分的利用，且可能存在回火与脱火等影响燃烧器安全性的隐患。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种燃烧完全且稳定的利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器，包括外套筒、进液套筒组件、喷管、换热套筒、空气分流套筒和喷雾燃烧套筒，外套筒由上外套筒和下外套筒组成，上外套筒的底端与下外套筒的顶端通过螺栓紧固连接，上外套筒的内腔与下外套筒的内腔连通，上外套筒的顶端设有排气管、进气管和进液管；
[0006]进液套筒组件位于外套筒的内侧，进液套筒组件的顶端连接进液管，进液套筒组件的底端设有与进液管连通的均流出口，进液套筒组件的下方设有内圆盘，内圆盘的上表面为凹面，内圆盘的底部开有第一通孔，喷管的进口端安装在第一通孔中；
[0007]换热套筒位于进液套筒组件与外套筒之间，换热套筒的外侧表面与外套筒的内侧表面之间形成排气通道，换热套筒的内侧表面与进液套筒组件的外侧表面之间形成进气通道，换热套筒的底端设有外圆盘，外圆盘位于内圆盘的下方，换热套筒的内腔与外圆盘的内腔连通；
[0008]空气分流套筒位于外圆盘与内圆盘之间，进气通道连通空气分流套筒的内腔，外圆盘的下方设有一次风引导套筒，喷管穿出外圆盘的底部和一次风引导套筒的底部，喷管
与外圆盘之间留有第一间隙，喷管与一次风引导套筒的底端之间留有第二间隙，空气分流套筒的内腔依次连通第一间隙和第二间隙；
[0009]喷雾燃烧套筒位于一次风引导套筒的下方，喷雾燃烧套筒的内腔中设有多孔介质层和伸入的点火器，喷雾燃烧套筒的内侧表面上设有环形凸起以固定多孔介质层，喷管的出口端朝向第一层多孔介质的上表面，喷管出口端与多孔介质层之间形成喷雾区域，喷雾燃烧套筒的侧表面上开有供一部分尾气逸出的第二通孔，喷雾燃烧套筒的外侧区域连通排气通道；
[0010]喷雾燃烧套筒的底端的上表面设有支承圆台，支承圆台的上方设有折流板和二次风引导套筒，支承圆台的底端与喷雾燃烧套筒的底端的上表面之间留有第三间隙，二次风引导套筒的顶端和底端均开口，二次风引导套筒的底端与折流板的底端的上表面之间留有第四间隙，第四间隙通过第五通孔连通多孔介质层，外圆盘的中心开有第三通孔，二次风引导套筒的顶端安装在第三通孔中，进入空气分流套筒的内腔中的空气分为一次风和二次风，一次风经第一间隙和第二间隙进入喷雾区域，二次风经二次风引导套筒的内侧和第四间隙进入多孔介质层。
[0011]作为一种优选，二次风引导套筒的内侧同轴设有固定直管，固定直管的底端设有入口且顶端封闭，固定直管的外侧表面上设有伸出的末端出口，末端出口的外侧表面上紧密套接尾气流动管，外圆盘的侧表面上开有第四通孔，尾气流动管从第四通孔中伸出，第三层多孔介质的底端的下表面与喷雾燃烧套筒的底端的上表面之间形成下游区域，下游区域经固定直管和尾气流动管连通排气通道；二次风引导套筒的内侧表面与固定直管的外侧表面之间留有第五间隙供二次风进入后以逆流的流动形式与固定直管内的尾气进行热交换。作为一种优选，多孔介质层包括依次排布的第一层多孔介质、第二层多孔介质与第三层多孔介质且均由上部与下部组成，喷雾区域位于喷管的出口端与第一层多孔介质的上部之间，第一层多孔介质的下部和第二层多孔介质的上部之间留有第六间隙，第一层多孔介质与第六间隙形成预热区域，第二层多孔介质与第三层多孔介质的上部形成蒸发燃烧区域，第三层多孔介质的下部形成出口区域；第一层多孔介质紧密套接在二次风引导套筒的外侧表面上，二次风引导套筒的外侧同轴设有二次风流动套筒，折流板位于二次风流动套筒与二次风引导套筒之间，二次风流动套筒的侧表面上开有第五通孔，第五通孔朝向第二层多孔介质与第三层多孔介质。
[0012]作为一种优选，第二层多孔介质的上部和第一层多孔介质的孔隙密度为20～60PPI，第二层多孔介质的下部和第三层多孔介质的上部的孔隙密度为5～35PPI，第三层多孔介质的下部的孔隙密度为30～80PPI。
[0013]作为一种优选，外圆盘与内圆盘之间设有多个圆柱体，圆柱体的底端贴合于外圆盘的底端的上表面，圆柱体的顶端与内圆盘的底端之间留有空间，相邻圆柱体的侧表面之间留有第七间隙，圆柱体开有锥形沉头孔，喷管的数量为多根，多根喷管分别从多个锥形沉头孔中穿出，锥形沉头孔的内侧表面与喷管的外侧表面之间留有第八间隙，第八间隙位于第一间隙的上方且连通第一间隙。
[0014]作为一种优选，空气分流套筒分别通过沿环向分布的上凸起和下凸起支撑于内圆盘和外圆盘之间；空气分流套筒的内侧表面与内圆盘的外侧表面之间形成内侧分流道，空气分流套筒的外侧表面与外圆盘的内侧表面之间形成外侧分流道；空气分流套筒与内圆盘
之间的间隔小于空气分流套筒与外圆盘之间的间隔，从而内侧分流道的入口截面积小于外侧分流道的入口截面积。
[0015]作为一种优选，进液套筒组件包括锥形套筒、分流板、内套筒、限位柱、浮标和均流板；锥形套筒位于换热套筒的内侧，锥形套筒呈圆锥状且顶端设有进液口，进液口连接进液管，内套筒同轴设于锥形套筒的下方，分流板被夹于锥形套筒与内套筒之间，均流板位于内套筒的底端，分流板与均流板之间形成均流区域，分流板上开有排液孔，均流板上开有均流通道，内圆盘位于均流板的下方；限位柱安装在分流板的中心，浮标套接在限位柱的外侧表面且可以沿竖直方向滑动，当浮标的底端的下表面与分流板的顶端的上表面接触时，浮标的外侧表面与锥形套筒的内侧表面之间形成进液通道，进液通道经排液孔连通均流区域，当浮标上浮至接触锥形套筒时，进液口被浮标的顶端阻塞。
[0016]作为一种优选，还包括支承架和限位环；支撑架包括由上至下依次连接的上侧护栏、竖直支撑条、中部水平支撑条与下侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器，其特征在于：包括外套筒、进液套筒组件、喷管、换热套筒、空气分流套筒和喷雾燃烧套筒，外套筒由上外套筒和下外套筒组成，上外套筒的底端与下外套筒的顶端通过螺栓紧固连接，上外套筒的内腔与下外套筒的内腔连通，上外套筒的顶端设有排气管、进气管和进液管；进液套筒组件位于外套筒的内侧，进液套筒组件的顶端连接进液管，进液套筒组件的底端设有与进液管连通的均流出口，进液套筒组件的下方设有内圆盘，内圆盘的上表面为凹面，内圆盘的底部开有第一通孔，喷管的进口端安装在第一通孔中；换热套筒位于进液套筒组件与外套筒之间，换热套筒的外侧表面与外套筒的内侧表面之间形成排气通道，换热套筒的内侧表面与进液套筒组件的外侧表面之间形成进气通道，换热套筒的底端设有外圆盘，外圆盘位于内圆盘的下方，换热套筒的内腔与外圆盘的内腔连通；空气分流套筒位于外圆盘与内圆盘之间，进气通道连通空气分流套筒的内腔，外圆盘的下方设有一次风引导套筒，喷管穿出外圆盘的底部和一次风引导套筒的底部，喷管与外圆盘之间留有第一间隙，喷管与一次风引导套筒的底端之间留有第二间隙，空气分流套筒的内腔依次连通第一间隙和第二间隙；喷雾燃烧套筒位于一次风引导套筒的下方，喷雾燃烧套筒的内腔中设有多孔介质层和伸入的点火器，喷雾燃烧套筒的内侧表面上设有环形凸起以固定多孔介质层，喷管的出口端朝向多孔介质层，喷管出口端与多孔介质层之间形成喷雾区域，喷雾燃烧套筒的侧表面上开有供一部分尾气逸出的第二通孔，喷雾燃烧套筒的外侧区域连通排气通道；喷雾燃烧套筒的底端的上表面设有支承圆台，支承圆台的上方设有折流板和二次风引导套筒，支承圆台的底端与喷雾燃烧套筒的底端的上表面之间留有第三间隙，二次风引导套筒的顶端和底端均开口，二次风引导套筒的底端与折流板的底端的上表面之间留有第四间隙，外圆盘的中心开有第三通孔，二次风引导套筒的顶端安装在第三通孔中，进入空气分流套筒的内腔中的空气分为一次风和二次风，一次风经第一间隙和第二间隙进入喷雾区域，二次风经二次风引导套筒的内侧和第四间隙进入多孔介质层。2.按照权利要求1所述的一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器，其特征在于：二次风引导套筒的内侧同轴设有固定直管，固定直管的底端设有入口且顶端封闭，固定直管的外侧表面上设有伸出的末端出口，末端出口的外侧表面上紧密套接尾气流动管，外圆盘的侧表面上开有第四通孔，尾气流动管从第四通孔中伸出，多孔介质层的底端与喷雾燃烧套筒的底端的上表面之间留有空间而形成下游区域，下游区域经固定直管和尾气流动管连通排气通道；二次风引导套筒的内侧表面与固定直管的外侧表面之间留有第五间隙供二次风进入。3.按照权利要求2所述的一种利用二次风的小型荷电喷雾燃烧器，其特征在于：多孔介质层包括依次排布的第一层多孔介质、第二层多孔介质与第三层多孔介质且均由上部与下部组成，喷雾区域位于喷管的出口端与第一层多孔介质的上部之间，第一层多孔介质的下部和第二层多孔介质的上部之间留有第六间隙，第一层多孔介质与第六间隙形成预热区域，第二层多孔介质与第三层多孔介质的上部形成蒸发燃烧区域，第三层多孔介质的下部形成出口区域；第一层多孔介质紧密套接在二次风引导套筒的外侧表面上，二次风引导套筒的外侧同
轴设有二次风流动套筒，折流板位于二次风流动套筒与二次风引导套筒之间，二次风流动套筒的侧表...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘云华，潘铭晖，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：