[发明专利]气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器有效
申请号: | 202110923877.8 | 申请日: | 2021-08-12 |
公开(公告)号: | CN113623653B | 公开(公告)日: | 2022-07-26 |
发明(设计)人: | 李水清;宋民航;孙锦国;杨远平;黄骞 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | F23D14/24 | 分类号: | F23D14/24;F23D14/46;F23D14/60;F23D14/70 |
代理公司: | 北京华进京联知识产权代理有限公司 11606 | 代理人: | 王倩 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 气氛 可调 多级 旋流掺氨 燃烧 | ||
1.一种气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器,其特征在于,包括:
燃烧结构,包括顺次设置的旋流预燃室、燃烧壳体以及分级风调节组件,所述旋流预燃室与所述燃烧壳体的燃烧室连通,所述分级风调节组件设置于所述燃烧壳体远离所述旋流预燃室的端部侧面,并与所述燃烧室连通,用于向所述燃烧室输送分级风;
切向进气结构,设置于所述旋流预燃室的顶部,所述切向进气结构与所述旋流预燃室连通,用于向所述旋流预燃室输送空气与燃料气;
二次风结构,设置于所述燃烧壳体与所述切向进气结构之间,且所述二次风结构与所述切向进气结构围设成所述旋流预燃室,所述二次风结构与所述燃烧室连通,用于向所述燃烧室输送二次风;以及
氨气调节结构,穿过所述切向进气结构伸入所述燃烧室;所述氨气调节结构包括支路入管以及中心调节组件,所述中心调节组件的一端设置于穿过所述切向进气结构伸入所述燃烧器,所述支路入管的一端与所述中心调节组件连通,并连通至所述燃烧室,所述支路入管用于输送氨气,所述中心调节组件用于调节所述支路入管输送的氨气的喷射形状;
其中,所述中心调节组件包括中空的中心管以及调节管,所述中心管的一端穿过所述切向进气结构并与所述燃烧室连通,所述调节管具有沿轴向方向的调气孔,所述支路入管连接于所述中心管,并通过所述调节管连通至所述中心管,所述调节管可运动设置于所述中心管中,用于调节所述调气孔与所述支路入管的连通面积。
2.根据权利要求1所述的气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器,其特征在于,所述调气孔在轴向方向的投影呈矩形设置;
所述调气孔的轴向尺寸大于所述支路入管的直径。
3.根据权利要求1所述的气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器,其特征在于,所述中心调节组件包括中空的喷射头,所述喷射头设置于所述中心管位于所述燃烧室的一端,所述喷射头具有多个喷射孔,多个所述喷射孔沿所述中心管的轴向分层设置,且最下层的所述喷射孔位于所述喷射头的底部,并位于所述中心管的轴线上,所述喷射孔用于向所述燃烧室喷射氨气;
沿所述中心管的轴向方向从下至上,各层所述喷射孔与水平方向之间的夹角范围大于等于0°小于等于90°。
4.根据权利要求3所述的气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器,其特征在于,所述喷射孔从上至下的层数为五层,第一层的所述喷射孔与水平方向的夹角为0°~5°,第二层的所述喷射孔与水平方向的夹角为25°~35°,第三层的所述喷射孔与水平方向的夹角为55°~65°,第四层的所述喷射孔与水平方向的夹角为70°~80°,第五层的所述喷射孔设置于所述喷射头的底部,并沿竖直方向设置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器,其特征在于,所述二次风结构包括二次风管以及轴向叶片,所述二次风管连接所述燃烧壳体与所述切向进气结构,所述轴向叶片设置于所述二次风管中;
所述二次风管包括环形的第一管壁以及第二管壁,所述第一管壁套设于所述第二管壁的外侧,围设成供二次风流动的二次通道,所述第一管壁与下方的所述燃烧壳体连接,所述第二管壁与上方的切向进气结构抵接,所述二次通道包括沿径向方向延伸的径向通道以及沿轴向方向连通的轴向通道,所述径向通道的一端连接外界环境,所述径向通道的另一端连接所述轴向通道的一端,所述轴向通道的另一端连通所述燃烧室,所述轴向叶片设置于所述轴向通道。
6.根据权利要求5所述的气氛可调的轴切多级旋流掺氨燃烧器,其特征在于,所述切向进气结构包括切向结构体,所述切向结构体设置于所述二次风管的顶部,并与所述第二管壁的内壁围设成所述旋流预燃室;
所述切向结构体具有内侧切向通道以及外侧切向通道,所述内侧切向通道与所述外侧切向通道均连通所述旋流预燃室,所述外侧切向通道用于输送空气,所述内侧切向通道用于输送燃料气;
所述内侧切向通道的数量为多个,并等于所述外侧切向通道数量,每一所述内侧切向通道对应一个所述外侧切向通道设置,多个所述内侧切向通道沿所述切向结构体的外周面间隔设置;
所述内侧切向通道与所述外侧切向通道平行且间隔设置;
绕所述切向结构体的中轴线,所述内侧切向通道位于所述外侧切向通道的顺时针方向。
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