本發(fā)明涉及一種燃燒裝置，具體涉及一種高效混合、均勻燃燒、壁面自冷卻氣體燃料燃燒裝置。

技術背景

現(xiàn)在國家一直在提倡節(jié)能減排，汽車尾氣和發(fā)電廠排放的有害氣體會對人體和環(huán)境造成了很大的危害，同時能源緊張又要求不斷降低燃機的燃料消耗。旋轉(zhuǎn)火焰因?qū)θ藗兩詈铜h(huán)境帶來災難性的威脅而著名，即它們的漩渦屬性，然而這一屬性可以使燃料和空氣混合均勻，而且火焰在貼近壁面的區(qū)域溫度不高（即壁面自我冷卻，減少了能量的浪費），降低污染物的排放進而提高燃料的燃燒效率。它意味著一種未開發(fā)的潛力，從而有效抑制氮氧化物的產(chǎn)生。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種氣體燃料燃燒裝置，該裝置在模擬過程中顯示出了燃燒效率高且均勻的特點，且燃燒室內(nèi)部壁面能夠自我冷卻，減少了熱量損失的同時也具有超低排放的特性。本裝置可應用于工程實際中的動力裝置和推進系統(tǒng)，這種強旋流的擴散燃燒強化了傳熱傳質(zhì)，具有高效率低污染的旋流燃燒對于當今節(jié)能與環(huán)保要求具有重要意義。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種高效混合、均勻燃燒、壁面自冷卻氣體燃料燃燒裝置，包括燃燒器本體、燃燒室、通氣管、空氣壓縮機和燃料罐，所述的燃燒室位于燃燒器本體的中心，所述的燃燒室的橫截面為風車形，在燃燒器的底部設有四個方向不同的通氣管，所述的四個通氣管分別連接在燃燒室的四個端面上；其中相對方向上的兩個通氣管與空氣壓縮機相連，另外相對方向上的兩個通氣管與燃料罐相連。

進一步，所述的燃燒室的頂部開口，底部封閉。

進一步，所述的通氣管的內(nèi)部設有內(nèi)螺紋，所述的通氣管與空氣壓縮機和燃料瓶之間設有通氣軟管，所述的通氣軟管與通氣管之間為螺紋連接。

進一步，所述的通氣軟管中設有氣閥，每個氣閥旁邊設有氣體流量計。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明不僅減少了森林資源消耗，保護了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，而且改善了居住環(huán)境，提高了群眾的生活質(zhì)量，是解決能源問題是促進全國良性循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)。

附圖說明

圖1為燃燒器本體的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的結構關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發(fā)明作進一步的說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明是一種高效混合、均勻燃燒、壁面自冷卻氣體燃料燃燒裝置，該裝置具有燃燒效率高、燃燒均勻的特點。該裝置包括燃燒器本體1、燃料罐8和空氣壓縮機9，其中燃燒器本體1的中部設有橫截面為風車形的燃燒室2，燃燒器本體1的每個側(cè)面的形狀是矩形，且每個側(cè)面完全相同；該燃燒室2的頂部為開放式、底部封閉，在燃燒室2的底部設有四個通氣管，上述的四個通氣管分別連接在風車型燃燒室2的四個端面上，使得四個通氣管分別設置在四個方向上。第一通氣管3和第二通氣管4分別與燃料罐8相連，第三通氣管5和第四通氣管6分別與空氣壓縮機9相連。通氣管中的設有內(nèi)螺紋，用于將通氣軟管10直接與通氣管螺紋連接，保證通氣管與燃料罐8或空氣壓縮機9之間的氣密性。為了控制氣體的流量大小，在每一個通氣軟管10上都設有氣閥11和氣體流量計7。

以下是本發(fā)明的一種實施例，在本實施例中，燃燒器是長度為120毫米、寬為120毫米、高為240毫米的長方體，采用45號鋼材料制作，考慮到該裝置通常使用在北半球，由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，燃燒室的中的進氣方向是逆時針。燃燒室底部的通氣管均為長方體，其橫截面的長為6毫米，寬為2毫米，進氣路程為46毫米。燃料罐中的燃料是純度為99.99%的甲烷氣體，助燃劑為空氣。甲烷氣體從兩個相對的通氣管中排入到燃燒室，空氣從壓縮機出來經(jīng)另外兩個相對的通氣管進入到燃燒室，兩種氣體在燃燒室中切向進氣，氣體在類風車燃燒室中沿著各自圓弧的方向進行混合，燃燒后的廢氣由燃燒室上方排出。

在進行燃燒前，先讓點火器在燃燒空間的上方等待，空氣和甲烷氣體分別進入各自的橫截面為長方形的通氣管，點燃后，火焰開始圍繞燃燒室的幾何中心豎直軸旋轉(zhuǎn)。燃燒器中的甲烷氣體和空氣各自進行的強制對流加強了兩種氣體湍流度，從而在燃燒的過程中燃料混合均勻，加強了燃燒的效率。針對不同熱值的氣體燃料可以通過控制氣體的流量，使得氣體燃料和空氣之間的質(zhì)量流量配比達到高效燃燒的最佳值。

本發(fā)明最大的優(yōu)點就是加強了燃料的燃燒效率和減少的氮氧化物的排放；燃燒效率的提高是因為加強了燃料的混合均勻程度，從而使得燃料和空氣的混合更加的充分；氮氧化物排放量的降低主要是因為在該燃燒器燃燒的過程中火焰貼近燃燒室避面?zhèn)鹊臏囟葲]有達到生成氮氧化物的溫度條件。本發(fā)明適用于重型燃機發(fā)電機組或汽車發(fā)動機等。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種高效混合、均勻燃燒、壁面自冷卻氣體燃料燃燒裝置，包括燃燒器本體、燃燒室、通氣管、氣體流量計、氣閥、空氣壓縮機和燃料罐，所述的燃燒室位于燃燒器本體的中心，所述的燃燒室的橫截面為風車形，在燃燒器的底部設有四個方向不同的通氣管，所述的四個通氣管分別連接在燃燒室的四個端面上；其中相對方向上的兩個通氣管與空氣壓縮機相連，另外兩個通氣管與燃料罐相連。本發(fā)明不僅減少了森林資源消耗，保護了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，而且改善了居住環(huán)境，提高了群眾的生活質(zhì)量，是解決能源問題是促進全國良性循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)。

技術研發(fā)人員：李科;田力;孫婷;肖卓楠;劉寧普;白志鵬;李雨晴;薛淑文;吳清;張雨欣;張志平
受保護的技術使用者：內(nèi)蒙古科技大學
技術研發(fā)日：2017.05.15
技術公布日：2017.08.18