[发明专利]液体燃料自维持燃烧火焰合成燃烧器

说明书

本发明涉及液体燃料自维持燃烧火焰合成燃烧器，包括：旋流室，旋流腔内安装有中心稳定柱，旋流室的开口端设置有旋流盘，旋流盘上设有旋流气出口，旋流室上安装有与旋流腔连通的切向入口管，切向入口管的轴向与旋流室的外周面相切；稳燃筒，旋流室的开口端伸入稳燃腔，燃料能经雾化器雾化后喷入稳燃腔燃烧，经切向入口管流入旋流腔的空气围绕中心稳定柱螺旋前进以形成旋流风，旋流风经旋流气出口喷入稳燃腔后继续螺旋前进，雾化喷嘴位于旋流风的内部。本发明可在中心雾化燃料基础上实现无需常规值班火焰的自维持燃烧，以及通过射流组织间的灵活调节控制合成纳米颗粒物的粒径、形态和晶相，并提高火焰合成纳米颗粒的产量和生产效率。

技术领域

本发明涉及纳米材料合成技术领域，特别是涉及液体燃料自维持燃烧火焰合成燃烧器。

背景技术

纳米材料具有粒径小、比表面积大等特点，且其在光学和电学方面具有优异性能，故而在各领域取得了较为广泛的应用。目前，纳米颗粒合成主要采用化学合成和火焰合成的方法，其中，化学合成主要有化学气相沉积、溶胶凝胶合成、液相沉积法和水热合成法等。与化学合成方法相比，采用火焰合成法所得到纳米颗粒具有一步合成、纯度高、颗粒物粒径可控性好等特点。在火焰合成技术中，由于旋流火焰具有火焰稳定性好、氮氧化物排放低、贫燃极限低等特点，在火焰合成等工业技术中获得了广泛应用。随着火焰合成技术的进一步发展，火焰合成技术从实验室制备进入工业应用的新阶段，如何在单只火焰合成燃烧器运行条件下，提高纳米粉体颗粒物的合成产量与质量、促进燃烧火焰区的稳定分布及灵活调节，实现其在产量放大条件下的安全稳定灵活运行，一直是旋流火焰合成领域亟待解决的关键技术问题。

发明内容

基于此，本发明提出一种液体燃料自维持燃烧火焰合成燃烧器，可在中心雾化燃料基础上实现无需常规值班火焰的自维持燃烧，以及通过射流、旋流、直流间的灵活调节控制合成纳米颗粒物的粒径、形态和晶相，并提高火焰合成纳米颗粒的产量和生产效率。

液体燃料自维持燃烧火焰合成燃烧器，包括：

旋流室，所述旋流室的内部设有旋流腔，所述旋流腔内安装有中心稳定柱，所述旋流室的开口端设置有旋流盘，所述旋流盘被所述中心稳定柱支撑，所述旋流盘与所述中心稳定柱之间安装有雾化器，所述旋流盘上设有旋流气出口，所述旋流室上安装有与所述旋流腔连通的切向入口管，所述切向入口管的轴向与所述旋流室的外周面相切；

稳燃筒，所述稳燃筒的内部设有稳燃腔，所述旋流室的开口端伸入所述稳燃腔，燃料能够经所述雾化器雾化后喷入所述稳燃腔燃烧，经所述切向入口管流入所述旋流腔的空气能够围绕所述中心稳定柱螺旋前进以形成旋流风，到达所述旋流盘的部分所述旋流风经所述旋流气出口喷入所述稳燃腔后继续螺旋前进，所述雾化器的雾化喷嘴位于所述旋流风的内部。

在其中一个实施例中，还包括启旋片，所述启旋片包括连接部与遮挡部，所述连接部与所述遮挡部连接且二者相对弯折，所述连接部连接于所述旋流盘上背离所述旋流腔的一侧，所述遮挡部遮挡所述旋流气出口，所述旋流风经所述旋流气出口与所述遮挡部之间沿所述稳燃筒的切向喷入所述稳燃腔。

在其中一个实施例中，所述旋流盘上设置有多个所述启旋片，多个所述启旋片中部分为内环启旋片，部分为外环启旋片，多个所述内环启旋片沿所述旋流盘的周向间隔排布，多个所述外环启旋片沿所述旋流盘的周向间隔排布，所述内环启旋片与所述外环启旋片沿所述旋流盘的径向间隔排布且位置错开。

在其中一个实施例中，还包括连杆，所述旋流室包括位于所述开口端的对侧的封闭端，所述中心稳定柱经所述封闭端插入所述旋流腔，且所述中心稳定柱与所述封闭端固定连接，所述连杆的一端与所述中心稳定柱固定连接，另一端与所述旋流盘固定连接。

在其中一个实施例中，所述中心稳定柱上远离所述封闭端的一端套设有固定架，所述固定架的外侧壁抵持于所述旋流腔的腔壁，所述连杆自所述固定架上朝所述旋流盘伸出，所述连杆的一端通过所述固定架与所述中心稳定柱固定连接。