本发明专利技术涉及脉冲爆震燃烧器热交换器。本申请提供一种脉冲爆震燃烧器热交换器(100)。脉冲爆震燃烧器热交换器(100)可包括在其中产生燃烧气体(170)的一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)、定位在脉冲爆震燃烧器(110)的周围的一个或多个内部通道(190)，以及工作介质(240)，工作介质在内部通道(190)中流动，以便与脉冲爆震燃烧器(110)中的燃烧气体(170)交换热。
【技术实现步骤摘要】
本申请大体涉及脉冲爆震燃烧器和系统，并且更具体而言，涉及对诸如锅炉等的非常高效的热交換器使用脉冲爆震燃烧器。
技术介绍
与用恒压爆燃来运行的传统发动 机相比，已知的脉冲爆震燃烧器一般用具有升压的爆震过程来运行。具体而言，空气和燃料在脉冲爆震燃烧室内混合且被点燃，以产生燃烧压カ波。燃烧压カ波转变成爆震波，后面是产生热和推力的燃烧气体。因而，与用基于爆燃的传统发动机一般可实现的相比，脉冲爆震燃烧器具有以更高的热力学效率来运行的潜力。脉冲爆震燃烧器的最近的发展集中在实践应用上，例如为航空器发动机产生额外的推力/推迸，以及改进基于地面的动カ发生系统的整体性能。也已经将脉冲爆震燃烧器用作用于非常高效的锅炉清洁等的手段。エ业锅炉通过使用热源从水或另ー种类型的工作介质中产生蒸汽来运行。蒸汽可用来驱动涡轮或另一种类型的负载。热源可为在其中燃烧燃料-空气混合物的燃烧器。热可通过热交換器从燃烧器传递到工作介质。锅炉或其它类型的热交換器的效率部分地以对工作介质的传热速率为基础。一般而言，与层流相比，锅炉和类似的装置的传热速率对紊流来说往往更高。因而期望使非常高效的脉冲爆震燃烧器适于在诸如锅炉等的热交換器中使用。与传统锅炉等相比，使用这种脉冲爆震燃烧器将以较少的燃料消耗提供较高的传热速率，以及同时在大小上较紧凑。
技术实现思路
因而本申请提供一种脉冲爆震燃烧器热交換器。该脉冲爆震燃烧器热交換器可包括在其中产生燃烧气体的一个或多个脉冲爆震燃烧器、定位在脉冲爆震燃烧器的周围的ー个或多个内部通道，以及工作介质，工作介质在内部通道中流动，以便与脉冲爆震燃烧器中的燃烧气体交换热。本申请进一歩提供一种脉冲爆震燃烧器锅炉。该脉冲爆震锅炉可包括在其中产生燃烧气体的一个或多个脉冲爆震燃烧器、定位在脉冲爆震燃烧器的周围的许多锅炉管，以及工作介质，工作介质在锅炉管中流动，以便与脉冲爆震燃烧器中的燃烧气体交换热。本申请进ー步提供一种脉冲爆震燃烧器热交換器。该脉冲爆震燃烧器热交換器可包括外部室、定位外部室内而在其中产生燃烧气体的一个或多个脉冲爆震燃烧器、定位在外部室内的ー个或多个内部室，以及工作介质，工作介质在内部室中流动，以便与脉冲爆震燃烧器中的燃烧气体交换热。在审阅结合若干附图和所附权利要求所得到的以下详细描述之后，本申请的这些和其它特征与优点对本领域普通技术人员将变得显而易见。附图说明图I是已知的脉冲爆震燃烧器的示意图。图2是如可在本文中描述的脉冲爆震燃烧器热交換器的示意图。图3是图2的脉冲爆震燃烧器热交換器的侧面平面图。图4是如可在本 文中描述的脉冲爆震燃烧器锅炉的示意图。图5是图4的脉冲爆震燃烧器锅炉的侧面平面图。部件列表10 脉冲爆震燃烧器15 空气入口20 燃料入口25 出射喷嘴30 燃烧管35 燃烧区40 中心本体45 点火装置100 脉冲爆震燃烧器热交換器110 脉冲爆震燃烧器120 燃烧管130 燃烧区140空气入口150 燃料入口160点火器170 燃烧气体180 外部室190内部通道195 室200 冷入 ロ210 热出口220 集管230 预热器240 工作介质250 脉冲爆震燃烧器锅炉260 锅炉管270 集管280 节热器具体实施例方式如本文所用，用语“脉冲爆震燃烧器”指的是从燃料和氧化剂的爆震或准爆震中产生升压和增速两者的装置或系统。脉冲爆震燃烧器可以重复模式运行，以在装置内产生多个爆震或准爆震。“爆震”可为其中冲击波联接燃烧区上的超音速燃烧。冲击可由从燃烧区释放的能量維持，以便产生比燃烧反应物处于更高的压カ的燃烧产物。“准爆震”可为产生比亚音速爆燃波(即爆震和快速火焰)所产生的升压和增速更高的升压和增速的超音速湍流燃烧过程。为了简单起见，本文所用的用语“爆震”或“爆震波”将包括爆震和准爆震两者。示例性脉冲爆震燃烧器(其中一些将在下面进ー步详细地论述)包括用于点燃燃料/氧化剂混合物的燃烧的点火装置，以及爆震室，燃烧引起的压カ波前锋在爆震室中聚结而产生爆震波。可或者通过诸如火花放电、激光脉冲、热 源或等离子点火器的外部点火源，或者通过诸如冲击聚焦、自动点火或来自另ー个源的现有瀑震波(交叉点火)的气体动态过程来引起各个爆震或准爆震。爆震室几何构造可允许在爆震波后面有增压，以驱动爆震波，以及还从脉冲爆震燃烧器的排气口中吹出燃烧产物本身。可在本文中使用其它构件和其它构造。各种燃烧室几何构造可支持爆震的形成，包括圆形室、管、共振腔体、反射区域和环形室。这样的燃烧室设计在面积和形状两者上可有恒定或变化的横截面。示例性燃烧室包括圆柱形管和具有多边形横截面的管，诸如例如六边形管。如本文所用，“下游”指的是燃料或氧化剂中的至少ー个的流向。现在參看附图，其中相同标号在若干视图中指示相同元件，图I显示了如可在本文中描述和使用的脉冲爆震燃烧器10的通用实例。脉冲爆震燃烧器10可从首端处的空气入口 15和ー个或多个燃料入口 20延伸到相対的下游端处的出射喷嘴25。燃烧管30可从首端延伸到下游端处的出射喷嘴25。燃烧管30在其中限定燃烧区35。为了爆震和/或准爆震，可在本文中使用其它构件和其它构造。空气入口 15可连接到加压空气源上，例如压缩机。加压空气可用来填充和吹扫燃烧区35，并且还可用作用于燃烧燃料的氧化剂。空气入口 15可与中心本体40连通。中心本体40可延伸向燃烧区35。中心本体40可具有任何大小、形状或构造。同样，燃料入口20可连接到可在燃烧区35内燃烧的供应燃料上。燃料可喷射到燃烧区35中，以便与空气流混合。点火装置45可定位在空气入口 15和燃料入口 20的下游。点火装置45可连接到控制器上，以便按期望的时间和顺序运行点火装置45，以及提供反馈信号，以监测整体运行。如上面描述的那样，可在本文中使用任何类型的点火装置45。燃料和空气可由点火装置45点燃，变成燃烧流，以便产生合成爆震波。可在本文中使用其它构件和其它构造。可在本文中使用任何类型的脉冲爆震燃烧器10。图2和3显示了如可在本文中描述的脉冲爆震燃烧器热交換器100。脉冲爆震燃烧器热交換器100可包括定位在其中的许多脉冲爆震燃烧器110。如上面描述的那样，各个脉冲爆震燃烧器110包括在其中限定燃烧区130的燃烧管120。各个脉冲爆震燃烧器110还包括空气入口 140、燃料入口 150和点火器160。可在本文中使用其它构件和其它构造。空气和燃料由点火器160点燃而在各个燃烧管120的燃烧区130内产生燃烧气体流170。脉冲爆震燃烧热交換器100包括外部室180。脉冲爆震燃烧器110定位在外部室180内。脉冲爆震燃烧器热交換器100还包括延伸通过外部室180的ー个或多个内部通道190。该ー个或多个内部通道190可为ー个或多个室195、一系列的管和类似类型的传输结构。内部通道190可从冷入口 200延伸到热出口 210。内部通道190可定位在一对集管220的周围。也可在冷入口 200的周围使用预热器230。内部通道190可定位在脉冲爆震燃烧器110的燃烧管120的周围。定位可呈交叉流定向、协流定向、逆流定向或任何期望的流定向。工作介质240可流过内部通道190。工作介质240可为将热吸收到其中的任何类型的气体或液体。在使用中，脉冲爆震燃烧器110在各个 燃烧管120的燃烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.15 US 13/0273181.一种脉冲爆震燃烧器热交换器(100)，包括 一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)，所述一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)在其中产生燃烧气体(170)； 定位在所述一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)的周围的一个或多个内部通道(190)；以及 工作介质(240)，其在所述一个或多个内部通道(190)中流动，以便与所述一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)中的所述燃烧气体(170)交换热。2.根据权利要求I所述的脉冲爆震燃烧器热交换器(100)，其特征在于，所述一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)包括限定燃烧区(130)的燃烧管(120)。3.根据权利要求I所述的脉冲爆震燃烧器热交换器(100)，其特征在于，所述一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)包括空气入口(140)、燃料入口(150)和点火器(160)。4.根据权利要求I所述的脉冲爆震燃烧器热交换器(100)，其特征在于，所述脉冲爆震燃烧器热交换器(100)进一步包括包围所述一个或多个脉冲爆震燃烧器(110)和所述一个或多个内部通道(190)的外部室(18...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天璇，D·M·查平，R·W·泰勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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