專利名稱：醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種燃燒醇基燃料的引射式燃燒器，尤其是涉及ー種醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的全面發(fā)展，對能源的需求越來越大，而在化石能源十分緊缺和環(huán)境嚴重污染的今天，人們不斷地尋求ー種新的能源來·代替現(xiàn)有的化石燃油。醇基燃料以其有與汽油，柴油相似的化學(xué)性質(zhì)而成為人們不斷研究的對象。醇基燃料的廣泛推廣使用，主要是替代エ業(yè)燃油和滿足農(nóng)村民用燃料方面的需求。醇基燃料的廣泛使用可以緩解能源危機給我國國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活帶來的威脅，而現(xiàn)在面臨的最主要的問題就是需要ー種安全，高效，而且操作簡單的燃燒器。目前，對于醇基燃料的燃燒使用仍然存在很多問題，最主要的就是醇基燃料的熱值較低，而且汽化潛熱很大，大約是汽油的三倍。所以燃燒時的燃燒溫度較低，燃燒器的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，操作性和安全性都受到極大的影響，燃燒效率很低。現(xiàn)在的引射式燃燒器，因為是部分預(yù)混或是完全預(yù)混燃燒方式，所以燃燒效率較高，在天然氣和液化石油氣方面應(yīng)用較多，然而主要用于燃燒醇基燃料的引射式燃燒器卻沒有?，F(xiàn)有的引射式燃燒器存在的另外ー個問題就是自動調(diào)節(jié)能力差，當(dāng)功率發(fā)生較大變化時，引射的空氣量就會嚴重偏離設(shè)計的引射量，使燃燒效率下降。目前的引射式燃燒器ー般都采用手動或外加調(diào)節(jié)裝置來改變引射器喉部面積或是空氣進氣ロ面積大小來調(diào)節(jié)引射空氣量，該操作需要一定的技能，而且不能保證燃燒的最佳空氣量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供ー種不需要外加調(diào)節(jié)裝置的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，能夠根據(jù)功率大小自動調(diào)節(jié)引射空氣量，保證在不同的功率條件下都能保持燃料完全燃燒的配風(fēng)比例，從而使其具有自適應(yīng)配風(fēng)能力。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其具有燃燒器主體部，所述燃燒器主體部內(nèi)設(shè)有燃燼室，所述燃燼室具有螺旋汽化器，所述燃燼室靠近引射裝置端和遠離引射裝置端分別設(shè)有螺旋汽化器的液體燃劑進口和氣體燃劑出ロ ；引射裝置，所述引射裝置具有燃劑噴嘴、引射器吸入段、引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段，所述燃劑噴嘴、引射裝置依序共軸安裝于燃燼室的接ロ處，所述燃劑噴嘴通過噴嘴支架安裝于引射器吸入段入口之上，所述氣體燃劑出口通過連接管道接于燃劑噴嘴的入口端，所述引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=4^6 Γ6 :1 :8 12，引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出口直徑、引射器收縮段出口直徑和燃燼室直徑之比為 Dx Dh Dd DP DC=1. 5 2. 5 :1 :1. 4 2· 2 :1. 2 I. 6 :4. 2 6· 2。作為對本發(fā)明的進ー步改進在于，所述引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=5 5 :1 10,引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出ロ直徑、引射器收縮段出ロ直徑和燃燼室直徑之比為Dx Dh Dd =Dp Dc=2 :1 :1.8 :1.4 :5. 2。作為對本發(fā)明的進ー步改進在于，所述燃劑噴嘴的出口端位于引射器的吸入段的進口和出口兩截面之間的中間位置。作為對本發(fā)明的進ー步改進在于，所述引射器的吸入段為圓弧狀，且吸入段的入ロ端朝向出ロ端逐漸收縮，吸入段長度Lx=O. 5Dh。作為對本發(fā)明的進ー步改進在于，所述燃劑噴嘴、引射器以及燃燼室共軸。
作為對本發(fā)明的進ー步改進在于，所述螺旋汽化器由不銹鋼管道按螺旋形緊密纏繞而成。本發(fā)明有益效果
(I)本發(fā)明醇基燃料自適應(yīng)配風(fēng)的引射式燃燒器，通過對引射器和燃燒器關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化控制，確定關(guān)鍵參數(shù)的大小(引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=5 5 :1 :10，引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出ロ直徑、引射器收縮段出ロ直徑和燃燼室直徑之比為Dx Dh Dd Dp DC=2 :1 1. 8 :1. 4 :
5.2，讓引射器的自適應(yīng)性充分發(fā)揮，保證當(dāng)功率發(fā)生較大變化時(20% 120%)，仍然能夠保證引射比例不變化，實現(xiàn)燃燒器的自適應(yīng)配風(fēng)的目的。它具有燃燒穩(wěn)定，清潔可靠，而且功率可選擇的范圍很廣泛，從IOW的民用型燃燒器到各種エ業(yè)上應(yīng)用的IOMW大小的燃燒器都可以生產(chǎn)，可以讓醇基燃料真正的廣泛應(yīng)用。(2)該燃燒器在功率發(fā)生較大變動時，燃燒器的引射器能自動調(diào)整引射空氣量，不用外加調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)引射器，就能時刻保持完全燃燒的配風(fēng)比例，而且結(jié)構(gòu)簡単。(3)該燃燒器因為保持自適應(yīng)配風(fēng)的參數(shù)設(shè)定范圍比較寬，就決定了它能應(yīng)用于較寬的功率范圍。(4)該燃燒器利用了引射式完全預(yù)混燃燒方式，燃燒效率極高，而且不需要運行成本。


圖I是醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器的總裝配 圖2是醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器的外觀 圖3是引射器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進ー步闡述本發(fā)明。一種醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，主要的用途就是把液體的醇基燃料通過加熱汽化，用變成氣體燃料的燃料引射完全所需的空氣與其混合，再通入燃燼室內(nèi)燃燒，其具有燃劑噴嘴I、噴嘴支架2、引射器3、螺旋汽化器4、耐火材料5、隔熱材料6、氣體燃劑出ロ 7、液體燃劑進ロ 8、燃燼室9、引射器3的吸入段10、引射器混合段11、引射器擴壓段12、引射器收縮段13。參見I 3所示，一種醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其具有燃燒器主體部M，其內(nèi)裝填有耐火材料5和隔熱材料6，耐火材料5周向設(shè)于螺旋汽化器4外側(cè)，隔熱材料6周向設(shè)于耐火材料5外側(cè)；燃燼室9，燃劑特別是醇基燃料和空氣的混合物被引入所述燃燼室，燃燼室9具有位于左端的錐狀部分和與之連通的柱狀部分；引射裝置，其作用是用汽化后的燃劑引射完全燃燒所需的空氣與其充分混合，再一起引入所述燃燼室，所述燃燼室具有螺旋汽化器4，其由不銹鋼管道按螺旋形緊密纏繞而成，螺旋汽化器4按燃燼室底部向開ロ側(cè)的順流方式布置在燃燼室內(nèi)部，所述燃燼室靠近弓I射裝置端和遠離弓I射裝置端分別設(shè)有螺旋汽化器的液體燃劑進ロ 8和氣體燃劑出ロ 7，引射裝置的燃劑噴嘴I、引射器3依序共軸安裝于燃燼室的接ロ處，引射器3安裝于燃燼室9的錐狀部分，使得汽化后的燃劑和空
氣的混合氣進ロ在火焰根部，氣體燃劑出ロ在靠近燃燼室出口一端，所述燃劑噴嘴I通過噴嘴支架2安裝于引射器3的吸入段10入口之上，所述氣體燃劑出ロ 7通過連接管道接于燃劑噴嘴I的入口端。所述燃劑噴嘴I的出ロ端位于引射器3的吸入段10的進口和出ロ兩截面之間的中間位置，燃劑噴嘴I出口是圓形小孔且呈逐漸收縮狀，大小由燃燒器的最大功率和燃料特性決定。所述引射器3的吸入段10為圓弧狀，入口直徑DX=2DH，且吸入段10的入口端朝向出ロ端逐漸收縮。引射器吸入段長度為引射器混合段入口直徑的一半，即吸入段長度Lx=O. 5Dh。為便于本裝置燃劑的燃燒，所述燃劑噴嘴I、引射器3以及燃燼室9采用共軸設(shè)計。參見圖3，所述不需外加調(diào)節(jié)裝置而自適應(yīng)配風(fēng)的引射器3具有引射器吸入段10、引射器混合段11、引射器擴壓段12、引射器收縮段13，所述引射器混合段11、引射器擴壓段12、引射器收縮段13和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=5 :5 :1 10,引射器吸入段10入口直徑、引射器3的喉部直徑、引射器擴壓段12出口直徑、引射器收縮段13出口直徑和燃燼室直徑之比為Dx Dh Dd Dp DC=2 :1 :1. 8 :1. 4 :5. 2。除了上述優(yōu)選值，上述比值還可以按照下述方式選擇所述引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=4 4 :1 8,引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出口直徑、引射器收縮段出ロ直徑和燃燼室直徑之比為Dx Dh Dd Dp DC=1. 5 :1 :1. 4 :1. 2 :4. 2或者，引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=6 6 :1 12，引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出口直徑、引射器收縮段出ロ直徑和燃燼室直徑之比為 Dx Dh Dd Dp DC=2. 5 :1 :2. 2 :1. 6 :6. 2。燃燒器保證自適應(yīng)配風(fēng)特性的參數(shù)設(shè)定為工作壓カ在O. OlMpa-O. IMpa之間，摩爾引射系數(shù)U和引射器喉部直徑與燃料噴嘴直徑之比α之間的關(guān)系為U=O. 891α-O. 484，根據(jù)不同的完全燃燒引射系數(shù)選取不同α值。在該特征參數(shù)下的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，引射器的引射效果平穩(wěn)，能達到完全預(yù)混的引射配風(fēng)量，而且能夠在燃燒器功率發(fā)生較大變動吋。該燃燒器能自動調(diào)整引射空氣量，不用外加調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)引射器，就能時刻保持完全燃燒的配風(fēng)比例，而且結(jié)構(gòu)簡單。該燃燒器將液體醇基燃料應(yīng)用在氣體引射式燃燒器上，成功地將液體醇基燃料和引射式燃燒器結(jié)合在一起。通過氣體醇基燃料與空氣的完全預(yù)混燃燒和收縮式噴ロ設(shè)計，提高了燃燒區(qū)域的燃燒密度，從而較大地提高了燃燒核心區(qū)域溫度，極大地提高了燃燒器燃燒醇基燃料的效率。該種設(shè)計巧妙的解決了醇基燃料熱值低，汽化潛熱大，不需外加調(diào)節(jié)裝置的負荷自適應(yīng)配風(fēng)、燃燒效率和最大功率較低的問題。本發(fā)明的工作原理在于液體醇基燃料從加壓的儲料罐中通過解壓閥被壓出，首先進入螺旋汽化器4，螺旋汽化器內(nèi)部有燃料在燃燒，產(chǎn)生的熱量可以把螺旋汽化器管道內(nèi)的液體醇基燃料完全汽化，汽化后的氣體醇基燃料從螺旋汽化器的氣體燃劑出ロ 7引出，通過金屬軟管引回燃劑噴嘴1，氣體醇基燃料通過燃劑噴嘴1，把已有的壓カ能轉(zhuǎn)化成動能，高速從燃料噴嘴的噴孔中噴出，進入引射器混合段11。當(dāng)氣體燃料從燃料噴嘴中噴出時，高速的燃料氣體流從引射器的吸入段10入口引射能保證燃料完全燃燒的空氣量，然后在引射器的混合段11充分混合。氣體燃料和空氣混合氣體從混合段進入引射器的擴壓段12，產(chǎn)生一定的壓力，然后通過引射器收縮段13的噴ロ，噴入燃燼室9內(nèi)部?；旌先細馐菤怏w燃料和空氣按完全燃燒所需的摩爾比例來混合的，當(dāng)混合燃氣進入高溫燃燒的火道內(nèi)部時，迅速的完成燃燒化學(xué)反應(yīng)。燃燒完全，燃燒效率極高，尾氣清潔無污染。該燃燒器因其優(yōu)化的特殊結(jié)構(gòu)參數(shù)，能使其隨著功率的變動，不需外加調(diào)節(jié)裝置自動調(diào)節(jié)引射器的配風(fēng)量，時刻都保持著完全燃燒的引射空氣量，實現(xiàn)燃燒器的自適應(yīng)配風(fēng)。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗g和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其特征在于，其具有燃燒器主體部，所述燃燒器主體部內(nèi)設(shè)有燃燼室，所述燃燼室具有螺旋汽化器，所述燃燼室靠近引射裝置端和遠離引射裝置端分別設(shè)有螺旋汽化器的液體燃劑進口和氣體燃劑出口 ；引射裝置，所述引射裝置具有燃劑噴嘴、引射器吸入段、引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段，所述燃劑噴嘴、引射裝置依序共軸安裝于燃燼 室的接ロ處，所述燃劑噴嘴通過噴嘴支架安裝于引射器吸入段入口之上，所述氣體燃劑出口通過連接管道接于燃劑噴嘴的入口端，所述引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為I11 Ld Lp LC=4^6 re :1 :8 12，引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出口直徑、引射器收縮段出口直徑和燃燼室直徑之比為 Dx Dh Dd Dp DC=1. 5 2· 5 :1 :1. 4 2· 2 :1. 2 I. 6 :4. 2 6. 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其特征在于，所述引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為Lh Ld Lp LC=5 5 :1 :10，引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出口直徑、引射器收縮段出口直徑和燃燼室直徑之比為 Dx Dh Dd Dp DC=2 :1 :1. 8 :1. 4 :5. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其特征在于，所述燃劑噴嘴的出口端位于引射器的吸入段的進口和出口兩截面之間的中間位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其特征在于，所述引射 >的吸入段為圓弧狀，且吸入段的入口端朝向出ロ端逐漸收縮，吸入段長度Lx=O. 5Dh。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其特征在于，所述燃劑噴嘴、引射器以及燃燼室共軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其特征在于，所述螺旋汽化器由不銹鋼管道按螺旋形緊密纏繞而成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種醇基燃料引射式自適應(yīng)配風(fēng)燃燒器，其具有內(nèi)設(shè)燃燼室的燃燒器主體部，燃燼室具有螺旋汽化器，螺旋汽化器具有氣體燃劑出口和液體燃劑進口；引射裝置，其具有燃劑噴嘴、引射器吸入段、引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段，燃劑噴嘴、引射裝置依序共軸安裝于燃燼室的接口處，燃劑噴嘴通過噴嘴支架設(shè)于引射器吸入段入口，氣體燃劑出口通向燃劑噴嘴的入口端，引射器混合段、引射器擴壓段、引射器收縮段和燃燼室長度之比為55110，引射器吸入段入口直徑、引射器的喉部直徑、引射器擴壓段出口直徑、引射器收縮段出口直徑和燃燼室直徑之比為211.81.45.2。本發(fā)明對引射裝置至燃燼室各段結(jié)構(gòu)比值的優(yōu)化，實現(xiàn)了自適應(yīng)配風(fēng)，燃燒穩(wěn)定且可靠。
文檔編號F23D11/44GK102748755SQ20121025288
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者冉景煜, 施軍 申請人:重慶大學(xué)