[发明专利]一种带有双旋转入流通道可用于多燃料掺混燃烧现象研究的燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，特别是一种带有双旋转入流通道可用于多燃料掺混燃烧现象研究的燃烧器。

背景技术

当前的实验研究中，特别是对预混合火焰性质的研究，气体完全预混及旋转湍流气流形成的问题一直困扰实验的进行，在国内相关领域成熟的经验较少，这也造成了在相关领域缺少成形燃烧试验台装置，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。因此，通过国内成熟的3D打印技术及完善的机械加工技术进行可视化试验台的搭建，不失为一种解决方法。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种带有双旋转入流通道可用于多燃料掺混燃烧现象研究的燃烧器。

本发明采用的具体技术方案为：

一种带有双旋转入流通道可用于多燃料掺混燃烧现象研究的燃烧器，其特征在于，燃烧器顶端设有可视化方形燃烧室，所述可视化方形燃烧室底端中心位置设有双层旋流器并通过焊接密封固定，所述双层旋流器与燃料及空气流入掺混装置A连接；

所述双层旋流器为金属3D打印部件，其具有8个周向均匀布置的螺旋扇叶，且双层旋流器内层长度大于外层长度；所述双层旋流器中心套接中心支撑管顶端并用密封专用胶水密封，所述双层旋流器有内外两层空间，内层套接内管顶端并用密封专用胶水密封，外层套接外管顶端并用密封专用胶水密封；

所述燃料及空气流入掺混装置A包括底座内管、底座外管、外管空气进气管、外管燃料进气管、外层密封板、内管空气进气管、内管燃料进气管及内层密封板；

所述内管底端通过螺纹与底座内管顶端连接，并通过内层密封垫圈进行密封；所述外管底端通过螺纹与底座外管顶端连接，并通过外层密封垫圈进行密封；

所述底座内管从底座外管底端伸出，且所述底座外管底端与底座内管之间通过外层密封板密封；所述中心支撑管从底座内管底端伸出，且所述底座内管底端与中心支撑管之间通过内层密封板密封；

所述底座内管下端左右两侧对称焊接内管燃料进气管及内管空气进气管；所述底座外管下端左右两侧对称焊接外管燃料进气管及外管空气进气管。

进一步，所述的可视化方形燃烧室的内部空间为0.5m³。

进一步，所述双层旋流器周向旋转120°，且其径向的每个切面上扇叶的截面均在双层旋流器圆柱面的法向上。

进一步，所述内管与外管的管道长1.2m。

进一步，所述内管与外管及底座内管与底座外管组成的预混空间高度均在1.5m以上。

进一步，所述燃料及空气流入掺混装置A中还包括内层金属孔板、外层金属孔板，所述外管和底座外管之间安装有外层金属孔板，内管和底座内管之间安装有内层金属孔板。

本发明的有益效果为：

1、本发明装置搭建技术成熟，双层旋流器为金属3D打印部件加工精度高，具有8个周向均匀布置的螺旋扇面，可以根据实验所需要气流旋转强度的大小来选择合适的螺旋角度；双层旋流器及火焰出口规格较小，结构规律性强，成本合理，易于拆卸及更换不同规格的部件，用途广泛。

2、燃烧器内外管中的燃料可以根据实验具体要求进行相应参数的变化，例如当量比、速度等，对预混合燃烧的研究有巨大的帮助。

3、该燃烧器能实现燃料与空气的完全预混，并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。

附图说明

图1为本发明一种带有双旋转入流通道可用于多燃料掺混燃烧现象研究的燃烧器的结构示意图。

图2为本发明双层旋流器的结构图，图2(a)为双层旋流器的全剖视图，图2(b)为双层旋流器的三维结构示意图。

图3为本发明燃料及空气流入掺混装置A的全剖视图。

其中：1-可视化方形燃烧室；2-双层旋流器；3-中心支撑管；4-内管；5-外管；6-内层密封垫圈；7-外层密封垫圈；8-内层金属孔板；9-外层金属孔板；10-底座内管；11-底座外管；12-外管空气进气管；13-外管燃料进气管；14-外层密封板；15-内管空气进气管；16-内管燃料进气管；17-内层密封板。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。