專利名稱：一種預燃式脈動燃燒器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種預燃式脈動燃燒器，屬于燃燒設備鍋爐技術領域。
背景技術：
傳統燃燒器的燃料燃燒不充分，燃燒速率慢，熱效率低，嚴重造成了能源的浪費，并且NOx排放比較高，再加上我國對能源的需求量在不斷地增長，因此此時能源與環境問題變得更加的突出。脈動燃燒是燃燒過程中燃料與氧氣(空氣)的流動參數發生周期性脈動變化的燃燒。該技術是一種高效節能、清潔環保的新型燃燒技術，不僅能夠在較低的過量空氣系數和有限的燃燒空間內達到很高的燃燒效率，而且具有極高的燃燒強度、熱效率和傳熱系數，在工業生產中具有廣泛的應用領域。因此采用脈動技術對于降低污染物的(主要指NOx)排放，提高燃燒效率，降低過量空氣系數將更加有效。
發明內容
本發明要解決的技術問題為:克服現有技術的不足，提供一種預燃式脈動燃燒器，解決當前現有技術的燃燒室內溫度分布不均勻、氮氧化物排放偏高、燃燒不夠充分、燃燒效率偏低問題。本發明采用的技術方案:一種預燃式脈動燃燒器，包括:噴嘴、預燃室和尾管；所述預燃室用于燃料和空氣的部分燃燒，預燃室的前端洗出若干個b=0° -70°的均勻分布的槽，b代表槽傾斜的角度，當b=0°時，槽為直槽；當b=0° -70°但b不等于0°時，所述槽右旋或左旋均勻分布，用于自吸少量的熱空氣進入預燃室并達到旋流的效果；所述噴嘴直接深入到預燃室內，通過N2輸送燃料并和熱空氣相互混合進而燃燒；所述尾管的前端與預燃室的后端相連，尾管的末端直接連接到爐膛里；起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴噴入到預燃室，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽進入到預燃室內，二者在預燃室內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果；再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端的高速運動造成了預燃室內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒，這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。所述預燃室后面加一個擴壓管，以增加自吸效果；燃燒產物通過擴壓管時速度降低，壓力升高，一部分動壓轉變成靜壓，結果增大了外界與喉部的壓力差，加大了抽力，提高了噴射效率；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端的高速運動造成了預燃室內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒，這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。所述槽b=0°時有利于比較長的燃燒器在較遠處接觸熱空氣，b=70°時有利于比較短的燃燒器更大范圍的接觸熱空氣，中間度數則介于兩者之間。所述槽為2-16個，有利于混合出不同濃度的燃料，槽數少時則可得到高濃度的燃料，槽數較多時則可得到低濃度的燃料。所述預燃室可以做成圓錐形體或圓筒形體。 所述尾管可以做成收縮型或做成發散型。本發明與現有技術相比的優點在于:(I)、本發明采用了脈動技術，由于脈動燃燒具有自吸功能因此可以不再單獨的采用鼓風裝置對燃燒器進行輸送熱空氣和燃料，而且最后燃燒產物通過尾管高速的噴入到爐膛里，使燃燒反應發生在一個寬廣的彌散區域，能夠進一步的實現爐膛里的無焰燃燒，克服了現有技術的燃燒室內溫度分布不均勻、氮氧化物排放偏高、燃燒不夠充分、燃燒效率偏低等缺點，其優點是提供的空氣是熱空氣，因此不需要對空氣進行預熱，加快了反應的速度，提高了燃燒效率，不需要外加點火裝置；而且能夠根據引射的功能自動吸收周圍的熱空氣；燃燒過程能夠產生脈動振蕩，加快了反應進行；同時能夠使大部分未燃的燃料以較高的速度噴入爐膛里，使之能夠在爐膛的較大范圍內進行無焰燃燒，降低了燃燒噪聲。(2)、相比于傳統的燃燒器，本發明由于在燃料燃燒過程中能夠使得氣流的脈動強化了燃燒器中氣流與顆粒之間的混合，加快了化學反應速度，燃燒充分，使得脈動燃燒器具有很高的燃燒強度，此外脈動燃燒所需要的過量空氣量也很小，故其排煙熱損失也很小，從而提高了整個燃燒設備的熱效率。(3)、本發明的脈動燃燒中的聲共振引起了較大的流體振動，附加在這些振動上的是湍流速度振動，湍流的作用增強了傳熱；同時由于氣流的脈動削弱了管壁邊界層的阻力作用，使熱量傳遞加快；由于脈動燃燒技術優良的傳熱、傳質特性使得在一定的發熱量前提下，預燃室的體積和換熱面積都可相應地減小，這樣減小了預燃室的重量。
圖1為本發明預燃式脈動燃燒器的結構示意圖；圖2為本發明預燃式脈動燃燒器尾管為收縮型并且預燃室前端為直槽的剖面圖；圖3為本發明預燃式脈動燃燒器尾管為收縮型并且預燃室前端為斜槽的剖面圖；圖4為本發明預燃式脈動燃燒器帶有擴壓管并且尾管為收縮型，預燃室前端為直槽的剖面圖；圖5為本發明預燃式脈動燃燒器帶有擴壓管并且尾管為收縮型，預燃室前端為斜槽的剖面圖；圖6為本發明預燃式脈動燃燒器尾管為發散型并且預燃室前端為直槽的剖面圖；圖7為本發明預燃式脈動燃燒器尾管為發散型并且預燃室前端為斜槽的剖面圖8為本發明預燃室前端示意圖；圖9為本發明預燃室前端為直槽的局部剖面圖；圖10為本發明預燃室前端為斜槽的局部剖面圖；圖11為本發明預燃室前端為斜槽的立體圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發明預燃式脈動燃燒器的
具體實施例方式實施例1本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=0°的槽4(見圖2，8，9);b代表槽4傾斜的角度，當b=0°時，槽4為直槽；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例2本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=30°的槽4(見圖3，8，10，11)，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例3本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=70°的槽4 (參照b=30° )，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例4本實施例中，在預燃室2后面加一個擴壓管5，它有利于增加自吸效果。它由噴嘴1、預燃室2、尾管3和擴壓管5組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=0°的槽4 (見圖4，8，9);噴嘴I直接深入到預燃室2內；預燃室2的后端與擴壓管5的前端相連接，擴壓管5的后端與尾管3相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料焦):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；燃燒產物通過擴壓管5時速度降低，壓力升高，一部分動壓轉變成靜壓，結果增大了外界與喉部的壓力差，加大了抽力，提高了噴射效率。與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例5本實施例中，在預燃室2后面加一個擴壓管5，它有利于增加自吸效果。它由噴嘴1、預燃室2、尾管3和擴壓管5組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=30°的槽4 (見圖5，8，10，11)，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；預燃室2的后端與擴壓管5的前端相連接，擴壓管5的后端與尾管3相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；燃燒產物通過擴壓管5時速度降低，壓力升高，一部分動壓轉變成靜壓，結果增大了外界與喉部的壓力差，加大了抽力，提高了噴射效率。與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例6本實施例中，在預燃室2后面加一個擴壓管5，它有利于增加自吸效果。它由噴嘴
1、預燃室2、尾管3和擴壓管5組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=70°的槽4 (參照b=30° )，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；預燃室2的后端與擴壓管5的前端相連接，擴壓管5的后端與尾管3相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；燃燒產物通過擴壓管5時速度降低，壓力升高，一部分動壓轉變成靜壓，結果增大了外界與喉部的壓力差，加大了抽力，提高了噴射效率。與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例7本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=0°的槽4 (見圖6，8，9);噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。在尾管3的末端做成發散型的，它有利于擴大噴射面積。
本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例8本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=30°的槽4 (見圖7，8，10，11)，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。在尾管3的末端做成發散型的，它有利于擴大噴射面積。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例9本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2為圓錐形體，預燃室2的前端洗出8個b=70°的槽4 (參照b=30° )，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。在尾管3的末端做成發散型的，它有利于擴大噴射面積。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例10本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2做成圓筒形的，有利于火焰的穩定與回流，預燃室2的前端洗出8個b=0°的槽4，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例11本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2做成圓筒形的，有利于火焰的穩定與回流，預燃室2的前端洗出8個b=30°的槽4，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。實施例12本實施例中，由噴嘴1、預燃室2和尾管3組成；預燃室2做成圓筒形的，有利于火焰的穩定與回流，預燃室2的前端洗出8個b=70°的槽4，槽4右旋或左旋均勻分布；噴嘴I直接深入到預燃室2內；尾管3的前端與預燃室2的后端相連，尾管3的末端直接連接到爐膛里。本實施例工作原理如下(本實施例實施過程中采用的燃料為固體或氣體燃料):起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴I噴入到預燃室2，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽4進入到預燃室2內，二者在預燃室2內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室2便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果。再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室2內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端(主要是向尾管端)的高速運動造成了預燃室2內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管3中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室2內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管3排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒。這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。本發明說明書未詳細闡述部分屬于本領域公知技術。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種預燃式脈動燃燒器，其特征在于包括:噴嘴(I)、預燃室(2)、尾管(3);所述預燃室(2)用于燃料和空氣的部分燃燒，預燃室(2)的前端洗出若干個b=0° -70°的均勻分布的槽(4)，b代表槽(4)傾斜的角度，當b=0°時，槽(4)為直槽；當b=0° -70°但b不等于0°時，所述槽(4)右旋或左旋均勻分布，用于自吸少量的熱空氣進入預燃室并達到旋流的效果；所述噴嘴(I)直接深入到預燃室(2 )內，通過N2輸送燃料并和熱空氣相互混合進而燃燒；所述尾管(3)的前端與預燃室(2)的后端相連，尾管(3)的末端直接連接到爐膛里；起始階段燃料供給裝置通過N2將燃料通過噴嘴(I)噴入到預燃室(2)，與此同時由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的熱空氣通過槽(4)進入到預燃室(2)內，二者在預燃室(2)內相互混合，由于熱空氣的溫度足以達到燃料的著火點，這樣二者便可在預燃室里混合燃燒，由于熱空氣的數量還比較少，因此燃料只能處于貧氧狀態，這樣預燃室(2 )便可獲得穩定的火焰和最大的脈動效果；再者由于燃料與空氣的燃燒使得預燃室(2)內的溫度、壓力都開始升高，燃燒產物向兩端排出；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端的高速運動造成了預燃室(2)內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管(3)中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室(2)內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管(3)排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒，這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。
2.根據權利要求1所述的預燃式脈動燃燒器，其特征在于:所述預燃室(2)后面加一個擴壓管(5)，以增加自吸效果；燃燒產物通過擴壓管(5)時速度降低，壓力升高，一部分動壓轉變成靜壓，結果增大了外界與喉部的壓力差，加大了抽力，提高了噴射效率；與此同時，由于氣體本身有一定的慣性，因此燃燒產物向兩端的高速運動造成了預燃室(2)內的負壓，在負壓的作用下，空氣從入口端自動吸入，由于負壓的作用，尾管(3)中部分高溫燃氣也以高速返回燃燒室，于是預燃室(2)內的可燃氣和已燃氣產生了自動的壓縮，并重新點火燃燒；最后通過尾管(3)排出的燃燒產物高速的噴入到爐膛里使得燃料能夠在較大的區域內進行無焰燃燒，這樣，燃燒過程可無限止地自動重復，最后實現無焰燃燒。
3.根據權利要求1或2所述的預燃式脈動燃燒器，其特征在于:所述槽(4)為2-16個。
4.根據權利要求1或2所述的預燃式脈動燃燒器，其特征在于:所述預燃室(2)做成圓錐形體或圓筒形體。
5.根據權利要求1或2所述的預燃式脈動燃燒器，其特征在于:所述尾管(3)做成收縮型或做成發散型。
全文摘要
本發明提供一種預燃式脈動燃燒器，包括噴嘴、預燃室、尾管；預燃室前端洗出b=0°-70°的槽，右旋或左旋均勻分布，保證空氣的進入并達到旋流的效果，后端與尾管相連，進行燃燒產物的排放。燃料則通過噴嘴進入預燃室與空氣混合；由于氣流脈動與燃燒過程具有耦合效應，故脈動燃燒器可從入口處自吸空氣和燃料，然后以一定的壓力向出口排放燃氣。本發明由于采用了脈動技術使得熱空氣和燃料在預燃室的壓力變化下被卷吸到預燃室內，與此同時燃燒產物通過尾管噴入到爐膛里使得燃燒產物在較大的區域內進行無焰燃燒，降低了過量空氣系數，提高了燃燒效率。
文檔編號F23D14/46GK103206710SQ20131009333
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者林其釗, 楊亞軍 申請人:中國科學技術大學