[发明专利]气体预混装置及其流量控制方法

权利要求书

1.气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：所述气体预混装置包括基座，所述基座的第一端连接有第一气体入口管接头，同时设有用于测量第一气体入口压力的第一测压元件；所述基座的第二端连接有第二气体入口管接头，同时设有用于测量第二气体入口压力的第二测压元件；所述基座的第三端连接有预混气出口管接头，其中基座、第二气体入口管接头和预混气出口管接头同轴设置；

所述基座内部设置有回转腔，回转腔内轴向设置有回转体结构的中心体，中心体的内部设置有气体流通通道，位于中心体第一端的气体流通通道入口端与第二气体入口管接头联通，中心体与基座之间形成第一气体的集气腔和产生喷注压降的轴向环形通道，第一气体入口管接头与集气腔联通，第一气体经第一气体入口管接头进入集气腔；位于轴向环形通道末端的中心体第二端上呈圆周均匀分布若干个径向喷孔用于形成喷注压降，第二气体经第二气体入口管接头进入到中心体内的气体流通通道，经径向喷孔喷出的第二气体与从轴向环形通道输出的第一气体混合后经预混气出口管接头输出，其中所述中心体与基座之间设置有多根肋条，各肋条均沿中心体轴向延伸，任意相邻的两个肋条之间形成第一气体的流通通道，其中第一气体的流量大于第二气体的流量，即第一气体为大流量气体，第二气体为小流量气体；所述轴向环形通道的横截面积远小于集气腔的横截面积，所有径向喷孔的喷口面积总和远小于轴向环形通道的横截面积；

所述方法的步骤包括：

对于第一气体和第二气体，先分别建立两种气体的气体常数R、流量系数μ_G、比热比k和临界压比σ_cr＝(2/(k+1))^k/(k-1)随压力和温度变化的数据库，并分别提供两种气体的节流面积A_G，其中第一气体的流量大于第二气体的流量，第一气体为大流量气体，第二气体为小流量气体，第一气体的节流面积为轴向环形通道的横截面积，第二气体的节流面积为所有径向喷孔的喷口面积总和；

根据预先设置的预混气出口的目标压力P_out和两种气体来流的温度T_G和目标流量m_G，根据下式分别计算得到两种气体的入口压力P_in：

通过控制输入到气体预混装置中的两种气体的流量，进而控制两种气体的入口压力P_in使得第一测压元件和第二测压元件所测压力值与计算得到的两种气体的入口压力P_in一致。

2.根据权利要求1所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：第二气体入口管接头与中心体以及中心体与基座之间可拆卸连接，且第二气体入口管接头与中心体以及中心体与基座之间均设置有密封件。

3.根据权利要求1所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：第一气体和第二气体的喷注压降维持在0.5MPa～2.0MPa之间，集气腔和中心体中气体流通通道的横截面积选取均须保证此处气体流速小于50m/s。

4.根据权利要求1或2或3所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：所述中心体第二端上分布有一排或一排以上的呈圆周均匀分布的径向喷孔。

5.根据权利要求4所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：径向喷孔的形状是圆形、矩形或斜槽形。

6.根据权利要求4所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：每一排的径向喷孔数量不少于6个，每一排的径向喷孔在周向的长度之和不大于中心体第二端外表面圆周长的50％，相邻两排径向喷孔的轴向距离不小于2mm且不大于4mm。

7.根据权利要求4所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：各肋条设置在中心体的外周壁上，且各肋条向外凸出至与位于轴向环形通道上游的基座内周壁接触；或者，各肋条设置在位于轴向环形通道上游的基底内周壁上，且各肋条向外凸出至与中心体外周壁接触。

8.根据权利要求4所述的气体预混装置的流量控制方法，其特征在于：肋条数量为3或4根，均匀分布在圆周上，肋条在中心体轴线方向的投影面积不超过轴向环形通道横截面积的15％，且肋条与基座内周壁的接触长度不超过基座内周壁等直段轴向长度的50％。