一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)這種傳統(tǒng)動(dòng)力裝置的研究越來越廣泛。為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求，現(xiàn)代推進(jìn)動(dòng)力的發(fā)展對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，低排放技術(shù)成為發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。
[0003]分級(jí)和分層燃燒技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低污染燃燒的主要技術(shù)手段。分級(jí)燃燒技術(shù)一般由值班級(jí)和主燃級(jí)組成。值班級(jí)保證火焰穩(wěn)定，同時(shí)盡可能地提高主燃級(jí)的空氣量，提高主燃級(jí)油氣之間的摻混。分層燃燒技術(shù)是通過對(duì)火焰結(jié)構(gòu)分層來組織燃燒，巧妙解決了 NOx排放與慢車狀態(tài)的貧油熄火的矛盾。
[0004]RQL (富油燃燒-淬熄-貧油燃燒)燃燒室是分級(jí)燃燒降低排放的有效方案之一，燃燒的基本方法是先布置一個(gè)富油的燃燒區(qū)，然后大量的空氣與該燃燒區(qū)的產(chǎn)物快速混合，混合后的當(dāng)量比小于1，在隨后的區(qū)域進(jìn)行貧油燃燒，經(jīng)過完全燃燒后，燃?xì)膺M(jìn)入渦輪。其本質(zhì)上是一個(gè)空氣分級(jí)的低污染燃燒方案。加強(qiáng)對(duì)富油區(qū)燃燒及冷卻和淬熄過程的研究，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)RQL技術(shù)的研究重點(diǎn)。
[0005]從目前已經(jīng)應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上的低污染低排放燃燒技術(shù)水平來分析，僅僅應(yīng)用一種低污染低排放燃燒技術(shù)已很難達(dá)到當(dāng)前法規(guī)規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。因此綜合應(yīng)用多種低污染低排放燃燒技術(shù)，充分發(fā)揮這些技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，是發(fā)展當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)低污染低排放燃燒技術(shù)的必由之路。因此本文以RQL分級(jí)燃燒技術(shù)為基礎(chǔ)，提出一種新的組織燃燒的方式，希冀獲得具有良好排放性能的燃燒室設(shè)計(jì)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了提供一種轉(zhuǎn)換效率高、可避免積碳問題、去除淬熄過程降低NOx的排放的燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括裂解器，裂解器的殼體內(nèi)安裝有電極接頭，電極接頭的端部伸入至噴嘴管道中，且電機(jī)接頭的端部連接有電極，電極的端部連接有旋流器壓桿，旋流器壓桿的端部連接有旋流器，噴嘴管道的端部安裝有噴嘴，且所述的旋流器安裝在噴嘴上，裂解器的上端還豎直安裝有進(jìn)油口，進(jìn)油口的端部與噴嘴管道相通，所述裂解器上還固連有外筒，所述噴嘴管道上安裝有內(nèi)筒，內(nèi)筒與噴嘴管道連接的端面上設(shè)置有電離通道，內(nèi)筒與外筒之間形成進(jìn)行道，內(nèi)筒的端部與燃燒室本體連接，燃燒室本體上端設(shè)置有摻混孔。
[0008]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0009]1.所述噴嘴伸入至內(nèi)筒中。
[0010]2.電極接頭通過電纜與電源連接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用燃油預(yù)先富油燃燒實(shí)現(xiàn)燃料自氧化裂解，然后將未完全燃燒燃?xì)庵苯訃娙肴紵疫M(jìn)行貧油燃燒，去除淬熄過程，利于燃燒的組織，避免積碳問題；徑向加軸向分級(jí)的燃燒室結(jié)構(gòu)布置，有助于裂解后的氣態(tài)燃料與空氣的混合，提高燃料轉(zhuǎn)換效率，最為重要的是，利用先富油后貧油的燃燒方式，有效降低燃燒室NOx排放。也即本發(fā)明可以提高轉(zhuǎn)換效率，避免積碳問題，最重要的是去除了淬熄過程，氣態(tài)燃料的預(yù)混以及偏當(dāng)量比的燃燒方式又可以降低NOx的排放。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]本發(fā)明是基于富燃-淬熄-貧燃燃燒技術(shù)設(shè)計(jì)的軸向分級(jí)燃燒室，是一種高效燃燒、低排放的燃燒室。
[0015]結(jié)合圖1，本發(fā)明是一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室，由裂解器殼體1、電極接頭2、電極3、旋流器壓桿4、旋流器5、電離通道6、進(jìn)氣道7、摻混孔8、進(jìn)油口 9、噴嘴組件1、內(nèi)筒11、外筒12及燃燒室本體13組成，電極接頭2安裝在裂解器的左端，連接電纜以通電；電極3連接在電極接頭2上，旋流器5安裝在噴嘴9上；旋流器壓桿4安裝在電極3與旋流器5之間，用來固定旋流器5 ;進(jìn)油口 9安裝在裂解器上端；外筒12與內(nèi)筒11連接裂解器和噴嘴管道，且內(nèi)筒與外筒安裝在裂解器右端，進(jìn)氣道7位于外筒12與內(nèi)筒11之間，用于進(jìn)氣；電離通道6位于內(nèi)外筒之間的進(jìn)氣道末端的內(nèi)筒端面上，開始工作時(shí)電離通道通電，產(chǎn)生電弧，燃燒室本體13安裝在內(nèi)筒11出口，摻混孔8位于燃燒室本體13上。
[0016]燃料裂解器位于燃燒室前部，內(nèi)外套筒連接裂解器，內(nèi)筒與燃燒室相連?？諝馔ㄟ^內(nèi)外筒之間進(jìn)氣道逆向進(jìn)入，與燃油混合后，在內(nèi)筒進(jìn)行氧化裂解，產(chǎn)生的高溫混合物進(jìn)入燃燒室進(jìn)行深度燃燒。
[0017]本發(fā)明的燃料在燃燒室頭部進(jìn)行自氧化裂解，然后進(jìn)入燃燒室深度燃燒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃料的分級(jí)燃燒。本發(fā)明的目的在于，以RQL (富油燃燒-淬熄-貧油燃燒)分級(jí)燃燒技術(shù)為基礎(chǔ)，提出一種新的組織燃燒的方式。燃料進(jìn)入燃燒室頭部與空氣混合，與電離通道內(nèi)產(chǎn)生的高溫等離子體接觸隨之氧化，控制當(dāng)量比大于1，使燃料在富油狀態(tài)下進(jìn)行燃燒，部分燃料燃燒釋放的熱量被剩余燃料吸收，進(jìn)而裂解產(chǎn)生易燃燒的甲烷、氫氣等氣態(tài)小分子混合物，以此將燃燒室的富油燃燒區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂系淖匝趸呀鈪^(qū)。此后，高溫氣態(tài)混合物進(jìn)入燃燒室內(nèi)，與摻混孔進(jìn)入的空氣快速混合產(chǎn)生當(dāng)量比小于I的混合物，進(jìn)行貧油燃燒。本發(fā)明去除燃燒室淬熄段，提高了轉(zhuǎn)換效率，避免了積碳問題，尤其是降低了燃燒室的NOx排放
[0018]結(jié)合圖1，燃燒室開始工作時(shí)，電極接頭2接通電纜通電，電離通道6之間的空氣被高壓電弧擊穿后形成電弧，壓氣機(jī)出口的壓縮空氣通過進(jìn)氣道7，由內(nèi)外筒之間逆向進(jìn)入，經(jīng)過電離通道時(shí)，被高溫電弧加熱電離形成等離子體；燃油通過旋流器5由噴嘴10噴出，與空氣混合，油氣混合物與高溫等離子體接觸后，迅速燃燒形成穩(wěn)定火焰；高溫混合物進(jìn)入內(nèi)筒11，此時(shí)內(nèi)筒內(nèi)進(jìn)行的實(shí)際上是富油燃燒，控制空腔內(nèi)當(dāng)量比大于1，可使部分燃油燃燒產(chǎn)生的熱量被剩余燃油吸收，進(jìn)行自氧化裂解過程，形成易燃燒的高活性短碳鏈組分，這一過程的富油態(tài)避免了當(dāng)量比燃燒，有效減少了 NOx的生成；裂解后的高溫混合物經(jīng)由內(nèi)筒出口進(jìn)入燃燒室本體13，此時(shí)高溫混合物迅速與由摻混孔進(jìn)入的空氣混合，由富油態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樨氂蛻B(tài)，此時(shí)進(jìn)行二次點(diǎn)火，繼續(xù)燃燒，燃燒在當(dāng)量比低于I的條件下進(jìn)行，再次避開了當(dāng)量比燃燒，減少NOx生成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室，其特征在于:包括裂解器，裂解器的殼體內(nèi)安裝有電極接頭，電極接頭的端部伸入至噴嘴管道中，且電機(jī)接頭的端部連接有電極，電極的端部連接有旋流器壓桿，旋流器壓桿的端部連接有旋流器，噴嘴管道的端部安裝有噴嘴，且所述的旋流器安裝在噴嘴上，裂解器的上端還豎直安裝有進(jìn)油口，進(jìn)油口的端部與噴嘴管道相通，所述裂解器上還固連有外筒，所述噴嘴管道上安裝有內(nèi)筒，內(nèi)筒與噴嘴管道連接的端面上設(shè)置有電離通道，內(nèi)筒與外筒之間形成進(jìn)行道，內(nèi)筒的端部與燃燒室本體連接，燃燒室本體上端設(shè)置有摻混孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室，其特征在于:所述噴嘴伸入至內(nèi)筒中。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室，其特征在于:電極接頭通過電纜與電源連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃料自氧化裂解軸向分級(jí)燃燒室，燃料在燃燒室頭部進(jìn)行自氧化裂解，然后進(jìn)入燃燒室深度燃燒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃料的分級(jí)燃燒，燃料進(jìn)入燃燒室頭部與空氣混合，與電離通道內(nèi)產(chǎn)生的高溫等離子體接觸隨之氧化，控制當(dāng)量比大于1，使燃料在富油狀態(tài)下進(jìn)行燃燒，部分燃料燃燒釋放的熱量被剩余燃料吸收，進(jìn)而裂解產(chǎn)生易燃燒的甲烷、氫氣等氣態(tài)小分子混合物，以此將燃燒室的富油燃燒區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂系淖匝趸呀鈪^(qū)。此后，高溫氣態(tài)混合物進(jìn)入燃燒室內(nèi)，與摻混孔進(jìn)入的空氣快速混合產(chǎn)生當(dāng)量比小于1的混合物，進(jìn)行貧油燃燒。本發(fā)明去除燃燒室淬熄段，提高了轉(zhuǎn)換效率，避免了積碳問題，尤其是降低了燃燒室的NOx排放。
【IPC分類】F23R3/38
【公開號(hào)】CN105020743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510412701
【發(fā)明人】鄭洪濤, 于程志, 李智明, 楊仁, 楊洪磊
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日