一种多喷孔喷嘴、喷嘴阵列和燃烧器的制造方法_2

文档序号:9884826阅读:来源:国知局
本发明第一实施例的多喷孔喷嘴,其包括内层圆筒10、外层圆筒20、M层波浪结构30,至少一层波浪结构30具有N层隔板40,波浪结构30呈环形波浪带状,M层波浪结构30夹设于内层圆筒10和外层圆筒20之间,沿圆筒四周的径向依次排列,相邻两层波浪结构30之间以及波浪结构30与内层圆筒10和外层圆筒20之间形成气流通道,隔板40为环形带状结构,其沿圆筒四周的径向依次排列于内层圆筒10和外层圆筒20之间,并沿轴向插入所述至少一层波浪结构的顶端,隔板40与所述至少一层波浪结构30之间交织形成多个喷孔41,其中,I 1000,1 100。在图1-3中,所述M取1,所述N取6,在图4中,所述M取2。
[0037]优选地,M层波浪结构30均具有隔板40或部分具有隔板40;进一步地,最外层和/或最内层波浪结构30具有隔板40;或者,每隔一层的波浪结构30具有隔板40。每层波浪结构的隔板之间的距离可以相同,也可以不同。各层波浪结构的隔板之间的距离可以相同,也可以不同。
[0038]波浪结构30由沿径向起伏的K个波峰32和K个波谷33沿周向相间排列而成,相邻两层波浪结构30的波峰和波谷之间形成气流通道,最外层波浪结构30与外层圆筒20形成气流通道,最内层波浪结构30与内层圆筒10也形成气流通道,其中,2 < K < 1000。在图1-3中,所述N取6,M取I,1(取16,共形成2 X 16 X (6+1) =224个喷孔41。
[0039]优选地,M层波浪结构30的径向宽度可以全部相同,也可以部分相同,也可以各不相同;如在图4中,第一层波浪结构37的径向宽度小于第二层波浪结构38的径向宽度;M层波浪结构30的波峰和波谷数量可以全部相同,也可以部分相同,也可以各不相同;M层波浪结构30的波峰和波谷宽度可以全部相同,也可以部分相同,也可以各不相同;
[0040]优选地,波浪结构的截面曲线可以为折线、正弦波形、三角波形、方波形、带倒圆角的方波形、一边为圆弧的方波形。
[0041 ]优选地,N层隔板40可与内层圆筒10和外层圆筒20同心设置,也可与内层圆筒10和外层圆筒20的轴线偏离一定距离。内层圆筒10、外层圆筒20和波浪结构30的顶端可以对齐,也可以错开一定距离。
[0042]本发明第一实施例的多喷孔喷嘴,参与燃烧反应的反应流体进入内层圆筒下部和外层圆筒下部之间的通道,并进入气流通道,全部或部分反应流体由隔板40与波浪结构30交织形成的喷孔41流出喷嘴。
[0043]本发明第一实施例的多喷孔喷嘴,通过调节隔板的数量(即具有隔板的波浪结构的数量)、隔板的层数N和隔板之间的距离,可以控制喷嘴喷出的反应流体的流量。具有隔板的波浪结构的数量越多,反应流体流量越低;具有隔板的波浪结构的数量越少,反应流体流量越高;层数N越多,则喷孔数量越多,喷孔尺寸越小,反应流体流量越低;层数N越少,则喷孔数量越少,喷孔尺寸越大,反应流体流量越高;隔板之间的距离越大,则喷孔尺寸越大,反应流体流量越高;隔板之间的距离越小,则喷孔尺寸越小,反应流体流量越低;如此便可实现对反应气体流场和燃烧的精细组织和调控,提高了燃烧的稳定性和效率,降低了燃烧产生的污染。
[0044]进一步地,隔板40还增加了波浪结构的强度、减小了波浪结构的振动和热变形,在隔板40存在的情况下,波浪结构可以采用较薄的材料加工,减小了波浪结构对气流通道的阻塞,进而减小了流动损失,进一步提高了燃烧的稳定性和效率,降低了燃烧产生的污染。
[0045]优选地,每层波浪结构的隔板高度可相同,可不同,各层波浪结构的隔板高度可相同,可不同,其高度为Imm-1OOOmm;进一步地,N层隔板中的最中间一层或两层隔板高度最大,两侧隔板的高度逐渐减小,最外侧两层隔板的高度最小。
[0046]通过调节隔板的高度,可以控制喷嘴喷出的反应流体的流量,隔板高度越大,则气流通道的流通截面越小,反应流体流量越低;隔板高度越小,则气流通道的流通截面越大,反应流体流量越高,如此便可实现对反应气体流场和燃烧的精细组织和调控,提高了燃烧的稳定性和效率,降低了燃烧产生的污染。
[0047]优选地,隔板40具有扩张角,该扩张角为隔板40与轴向的夹角,扩张角为-90度至90度;每层波浪结构的隔板的扩张角可相同,可不相同,各层波浪结构的隔板的扩张角可相同,可不同;进一步地,N层隔板中的最中间一层或两层隔板的扩张角最大,两侧隔板的扩张角逐渐减小,最外侧两层隔板的扩张角最小;或者N层隔板中的最内层隔板的扩张角最大,外侧隔板的扩张角逐渐减小,最外侧隔板的扩张角最小。
[0048]通过调节隔板的扩张角,可以控制喷嘴喷出的反应流体的角度,扩张角越大,则反应流体与轴向的夹角越小;扩张角越小,则反应流体与轴向的夹角越大;如此便可实现对反应气体流场和燃烧的精细组织和调控,提高了燃烧的稳定性和效率,降低了燃烧产生的污染。
[0049]优选地,隔板40、波浪结构30、内层圆筒10和外层圆筒20焊接在一起;该多喷孔喷嘴由陶瓷、石英玻璃、不锈钢、耐高温合金中的至少一种材料制成;其可以是整体铸造成型或者整体车铣加工,也可以分块加工然后焊接在一起;该多喷孔喷嘴的反应流体可以是空气、燃气、空气与燃气混合物、空气与燃油混合物、空气与煤粉混合物。
[0050]如图3所示,本发明第二实施例的多喷孔喷嘴,为了达到简要说明的目的,上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此,无需再重复相同叙述。该多喷孔喷嘴的气流通道为由波浪结构的底端向顶端延伸,并与轴向具有一定角度的斜流通道31。
[0051]M层波浪结构30形成的斜流通道31与轴向的夹角可以全部相同,也可以部分相同,也可以各不相同;斜流通道31与轴向的夹角范围为-90°至0°(斜流通道旋转方向为逆时针旋转)和0°至90° (斜流通道旋转方向为顺时针旋转),进一步地,优选为30°至60°和-30°至-60°。如在图4中,第一波浪结构和第二波浪结构的斜流通道的旋转方向可以同为顺时针旋转、同为逆时针旋转、也可以一个顺时针旋转另一个逆时针旋转。
[0052]本发明第二实施例的多喷孔喷嘴,参与燃烧反应的反应流体进入内层圆筒下部和外层圆筒下部之间的通道,并进入斜流通道31,最后由喷孔41流出喷嘴。反应流体经过斜流通道31时,在斜流通道31的作用下,反应流体沿轴向运动向喷嘴外侧流动,同时还会沿圆周方向旋转运动,当反应流体由喷孔41流出喷嘴后,在该周向旋转的反应流体作用下,在喷嘴出口的中心轴附近产生第一低速区,该第一低速区使得火焰燃烧速率与反应流体流场速率均衡,防止熄火和火焰脉动现象的发生,进一步提高了燃烧的稳定性,该第一低速区还使得未燃烧完全的反应流体回流,回流的反应流体继续参与燃烧,提高了燃烧的完全性和效率。进一步地,通过调节斜流通道31与轴向的角度,可以改变反应流体沿圆周方向旋转运动的轨迹,反应流体流场速率随之变化,以便更好地实现火焰燃烧速率与反应流体流场速率的匹配。
[0053]本发明第三实施例的可形成低速区的喷嘴,该支撑圆筒37起到导流作用,参与燃烧反应的反应流体可分别流入支撑圆筒两侧的引流通道,并由引流通道进入斜流通道31,使得由斜流通道31喷出的反应流体流速更平稳、流场更稳定,可进一步提高燃烧的稳定性、完全性和效率。进一步地,当空气和燃料分别由不同的引流通道流入时,由各层波浪结构30喷出的空气和燃
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1