一種液體燃料的靜電霧化燃燒方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種液體燃料的靜電霧化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同液體燃料的充分燃燒。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電霧化是一種依賴于靜電力的液體霧化方法，霧化產(chǎn)生的液滴具有粒徑細(xì)小、單分散均勻分布、狀態(tài)穩(wěn)定、液滴尺寸分布范圍窄等諸多優(yōu)點(diǎn)，在微/納米薄膜與顆粒制備、霧化燃燒、噴墨打印和生物工程等各種領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。對液體燃料采用靜電霧化技術(shù)，可以使液體燃料破碎成細(xì)小的液滴，增加了燃料液滴的總表面積，即與空氣的接觸面積，這樣可以使液體燃料燃燒更加充分，提高燃燒效率。
[0003]目前采用霧化技術(shù)提供液態(tài)燃料效率的技術(shù)方法主要有兩種不同的途徑，一種是通過改善液態(tài)燃料的霧化效果來提高燃燒效率；另一種是將液態(tài)燃料進(jìn)行氣化來提高液態(tài)燃料的燃燒效果。
[0004]中國專利申請?zhí)?2011102885716、名稱為“一種液體燃料氣化燃燒器”提出的液體燃料氣化燃燒器能將液體燃料快速地由液體變?yōu)闅怏w燃燒，實(shí)現(xiàn)了液體燃料由霧化燃燒變?yōu)闅饣紵?，解決了液體燃料只能霧化燃燒的缺陷，主要用于賓館、酒樓、工業(yè)爐等行業(yè)，能耗低，節(jié)能達(dá)40%以上，火焰溫度高達(dá)1300度以上，火力猛，加熱速度快，變相提高了熱值。但該液體燃料氣化燃燒器存在的問題是:在燃燒初始不能將液體氣化，在燃燒的過程中由于汽油、柴油的氣化所需的熱量較高，氣化效果往往不能獲得預(yù)期的效果。中國專利申請?zhí)枮?200610141087X、名稱為“一種醇基液體燃料霧化、氣化燃燒器”，將醇基液態(tài)燃料迅速地轉(zhuǎn)變成氣體狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)霧化燃燒與氣化燃燒的平穩(wěn)過渡，不會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和甲醛廢氣外排，具有節(jié)能環(huán)保、燃燒效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是由于其氣化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)僅能適用于醇基類液態(tài)燃料的氣化燃燒。中國專利申請?zhí)枮?2014100853625、名稱為“一種等離子和氣體輔助霧化燃燒的雙燃料噴嘴”提出的噴嘴，將液態(tài)燃料通過油過濾組件后沿徑向進(jìn)入到等離子放電組件的環(huán)形放電間隙中，通過介質(zhì)阻擋放電，燃料發(fā)生部分裂解，形成等離子微團(tuán)摻混于燃料內(nèi)部，利用等離子微團(tuán)在噴嘴出口處的瞬間爆破及其易燃性，加強(qiáng)霧化；氣態(tài)燃料由入口經(jīng)包圍于外電極外部的環(huán)形氣腔一部分進(jìn)入到氣體輔助旋流噴嘴組件對液態(tài)燃料進(jìn)行沖擊輔助霧化，另一部分經(jīng)由氣體導(dǎo)流板旋流而出對液態(tài)燃料產(chǎn)生剪切作用，使液滴深度霧化。可以很好地實(shí)現(xiàn)燃料深度霧化和穩(wěn)定旋流，提高了燃燒穩(wěn)定、完全性，降低了污染物排放。但是由于噴嘴結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，制造較為復(fù)雜，成本較高；并且噴嘴內(nèi)部絕緣的陶瓷管不利于離子團(tuán)的形成。
[0005]因此，上述各種液體燃料的靜電霧化技術(shù)在液體霧化燃燒以及液體燃料氣化燃燒等方面存在技術(shù)的局限性，本領(lǐng)域亟需一種有效的液體燃料的霧化或氣化燃燒方式來提供液體燃料的燃燒效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是為解決現(xiàn)有液體燃料的靜電霧化技術(shù)存在的問題，提供一種液體燃料的靜電霧化燃燒方法及裝置，采用氧化劑氣體進(jìn)行同軸噴射，達(dá)到輔助霧化與混合的雙重目的，實(shí)現(xiàn)液體類燃料的充分燃燒。
[0007]本發(fā)明液體燃料的靜電霧化燃燒裝置所采用的技術(shù)方案是:具有一個(gè)燃燒室，燃燒室內(nèi)裝有電子點(diǎn)火裝置，燃燒室正上方設(shè)置壓力室，壓力室內(nèi)部設(shè)有充電電極板，充電電極板通過絕緣導(dǎo)線連接位于壓力室外部的高壓靜電發(fā)生器，若干個(gè)陣列分布的霧化噴嘴的上端均連接壓力室的底部且與壓力室內(nèi)部相通，每個(gè)霧化噴嘴的下段均從燃燒室頂壁垂直伸入燃燒室內(nèi)部上方；每個(gè)霧化噴嘴內(nèi)同軸設(shè)有一個(gè)針狀電極，針狀電極的上端均與充電電極板相連，針狀電極的下端伸入霧化噴嘴中；裝有液體燃料的液體燃料箱通過輸送管路連接壓力室，所述輸送管路上設(shè)置壓力泵、液體控制閥和液體壓力表；空氣或氧氣壓力灌通過連接管路連接霧化噴嘴，所述連接管路上設(shè)置壓力表和氣體控制閥。
[0008]燃燒室內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有用于拍攝燃燒產(chǎn)生的火焰圖像的攝像頭，攝像頭通過信號(hào)線連接位于燃燒室外部的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過信號(hào)線連接高壓靜電發(fā)生器。
[0009]本發(fā)明液體燃料的靜電霧化燃燒方法所采用的技術(shù)方案是包括以下步驟:
A、打開液體控制閥，開啟壓力泵，將液體燃料通過壓力泵輸送至壓力室，再進(jìn)入的霧化噴嘴內(nèi)；
B、同時(shí)開啟高壓靜電發(fā)生器對充電電極板充電，使每個(gè)針狀電極均帶上高壓靜電，對霧化噴嘴內(nèi)的液態(tài)燃料進(jìn)行電暈放電；
C、同時(shí)開啟空氣或氧氣壓力灌，打開氣體控制閥，使氣體介質(zhì)到達(dá)霧化噴霧內(nèi)，氣體介質(zhì)在霧化噴嘴出口處對經(jīng)電暈放電的液態(tài)燃料進(jìn)行霧化并混合均勻；
D、用電子點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，使液態(tài)燃料在燃燒室內(nèi)燃燒。
[0010]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的優(yōu)點(diǎn)是:
1、本發(fā)明通過將針狀尖端電極對液體類燃料進(jìn)行靜電霧化，然后在噴嘴出口利用空氣或者氧氣等氣體介質(zhì)進(jìn)一步對液體燃料進(jìn)行沖擊式輔助霧化，能夠使液體燃料破碎成粒徑更小的帶電霧滴群，有助于提高霧滴總體表面積，增大了燃料與空氣或者氧氣的接觸面積，從而提高了燃燒效率，達(dá)到充分燃燒的目的，有效減小污染物的排放，特別是控制PM2.5的排放。
[0011]2、本發(fā)明采用多種陣列組合方式組成多毛細(xì)管噴嘴系統(tǒng)，在靜電場的作用下實(shí)現(xiàn)液體燃料的靜電霧化，解決了單毛細(xì)管靜電噴霧流量不足的缺點(diǎn)。
[0012]3、本發(fā)明運(yùn)用攝像頭拍攝燃燒室火焰圖像，通過計(jì)算機(jī)分析，通過反饋調(diào)節(jié)，不斷調(diào)整高壓靜電發(fā)生器電壓，以適應(yīng)不同液體燃料，從而使液體燃料達(dá)到最佳霧化狀態(tài)，提高了燃料的燃燒效率，并適用于多種液體燃料。
[0013]4、本發(fā)明采用空氣或者氧氣實(shí)現(xiàn)燃料與空氣或氧氣的同軸噴射，并使空氣或氧氣與燃料霧滴均勻混合，實(shí)現(xiàn)霧滴與氣體介質(zhì)的均勻混合，有助于燃料的燃燒效率。
[0014]5、本發(fā)明對液體燃料采用靜電霧化技術(shù)，可以明顯改善液體燃料的噴霧流場和射流霧化效果，減少了碳?xì)浠衔锏呐欧?，降低了污染排放的作用?br>【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種液體燃料的靜電霧化燃燒裝置結(jié)構(gòu)圖；
圖2是矩形燃燒室內(nèi)霧化噴嘴的布置方式圖； 圖3是圓柱形燃燒室內(nèi)霧化噴嘴的布置方式圖；
圖中:1.高壓靜電發(fā)生器；2.液體燃料壓力室；3.液體壓力表；4.液體控制閥；5.壓力泵；6.液體燃料箱；7.高壓充電電極板；8.針狀電極；9.氣體壓力表；10.氣體控制閥；
11.空氣或氧氣壓力罐；12.廢氣排出孔；13.霧化噴嘴；14.燃燒室；15.電子點(diǎn)火裝置；16.攝像頭；17.計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參見圖1，本發(fā)明一種液體燃料的靜電霧化燃燒裝置設(shè)有一個(gè)燃燒室14，燃燒室14為矩形或者圓柱形筒狀，燃燒室14內(nèi)部上方裝有垂直向下的若干個(gè)陣列分布的霧化噴嘴13，霧化噴嘴13為氣液同軸噴射裝置，實(shí)現(xiàn)氣體介質(zhì)與液態(tài)燃料的共同噴射。燃燒室14側(cè)壁上裝有電子點(diǎn)火裝置15，可實(shí)現(xiàn)燃料的點(diǎn)火。燃燒室14的下方側(cè)壁上有兩個(gè)廢氣排出孔12，兩個(gè)廢氣排出孔12分別設(shè)置在燃燒室14的下方左右側(cè)壁上，燃燒后產(chǎn)生水蒸氣、二氧化碳等其他氣體或者液體由此排出。每個(gè)霧化噴嘴13內(nèi)設(shè)有一個(gè)針狀電極8，針狀電極8與霧化噴嘴13 二者同軸布置。針狀電極8的上端均與充電電極板7相連，針狀電極8的下端均是尖端，下端尖端伸入霧化噴嘴13中，針狀電極8尖端與霧化噴嘴13的噴嘴出口之間不接觸，存在一定距離，此距離可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的液體燃料介質(zhì)。針狀電極8通過尖端實(shí)現(xiàn)電暈放電，完成對液體燃料的充電。充電電極板7起到均勻電場的目的，以實(shí)現(xiàn)在每個(gè)針狀電極8能夠獲得相同的荷電電壓。
[0017]燃燒室14正上方設(shè)置壓力室2，壓力室2內(nèi)部安裝充電電極板7，霧化噴嘴13的下段從燃燒室14頂壁伸入燃燒室14內(nèi)部，每個(gè)霧化噴嘴13的上端均連接壓力室2的底部，與壓力室2內(nèi)部相通。霧化噴嘴13內(nèi)的液體燃料由壓力室2供給，具有一定的壓力。充電電極板7通過絕緣導(dǎo)線連接位于壓力室2外部的高壓靜電發(fā)生器