一种等离子体燃烧器的制作方法

本技术涉及燃烧器领域，具体为一种等离子体燃烧器。

背景技术：

1、目前燃油/燃气在锅炉、工业炉等燃烧器中都得不到充分燃烧，燃烧后的产物除了二氧化碳和水以外还有一氧化碳和碳氢化合物等副产物，燃料的不完全燃烧不仅浪费能源，而且也产生了污染排放。等离子体具有促进燃烧的作用，目前等离子燃烧主要应用于电站粉煤锅炉点火、固废垃圾熔融处理、焊接切割等方面，但尚未有应用于燃油燃气锅炉、窑炉的能够在点火阶段实现高效便捷点火和在燃烧阶段实现节能减排作用于一体的等离子体燃烧器。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种等离子体燃烧器，采用的技术方案是，包括燃烧器外壳、阳极环和阴极棒，所述燃烧器外壳内为燃烧室，所述燃烧器外壳两端一端开有安装孔和进气口，另一端开有第一通孔，所述燃烧室内壁装有所述阳极环和所述阴极棒，所述阴极棒位于所述阳极环内，且所述阴极棒连接有柱形滑动体，所述柱形滑动体在所述安装孔内滑动连接，并连接有驱动机构，驱动机构能够驱动柱形滑动体在安装孔内滑动，从而能够调节阴极棒和阳极环之间的间距，所述燃烧器外壳上还开有进风口、燃料喷嘴，并装有线圈和接线柱，所述接线柱连接所述阳极环和所述阴极棒。

2、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述进气口位于所述阳极环内侧，所述阳极环上开有第二通孔，能够将蒸汽喷入阳极环和阴极棒之间产生氢氧等离子体，氢氧等离子体通过第二通孔进入燃烧室。

3、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述进气口通过进气管依次连接单向阀、比例阀、蒸汽发生管、压缩空气雾化器和进风管，所述比例阀和所述单向阀之间通过三通管件连接有放空管，所述放空管上装有放空阀，所述压缩空气雾化器还连接有供水单元，供水单元向压缩空气雾化器内供水，雾化后进入蒸汽发生管产生蒸汽。

4、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述蒸汽发生管外有加热电阻，能够对蒸汽发生管加热使内部的雾化液滴成为蒸汽。

5、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述蒸汽发生管和所述比例阀之间装有温度传感器和压力传感器，能够检测蒸汽发生器产生的蒸汽的温度和压力。

6、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述供水单元包括供水管、截止阀、隔膜泵和进水阀，所述供水管依次连接所述进水阀、所述隔膜泵、所述截止阀后与所述压缩空气雾化器的进水口相连。

7、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述驱动机构还包括驱动电机、半环形滑动体，所述半环形滑动体与所述柱形滑动体相连，所述半环形滑动体端面上开有齿槽，所述驱动电机输出轴装有齿轮，所述齿轮与所述齿槽相啮合；所述半环形滑动体外有外壳，所述半环形滑动体在所述外壳内滑动连接，所述外壳内有限位销,所述限位销和所述半环形滑动体滑动连接；所述外壳上开有孔槽，所述驱动电机输出轴穿过所述孔槽并在所述孔槽内转动连接，驱动电机通过齿轮驱动半环形滑动体带动柱形滑动体滑动，进而带动阴极棒滑动，调节阴极棒和阳极环之间的间距。

8、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述接线柱连接射频电源。

9、作为本实用新型的一种优选技术方案，还包括plc控制器，所述比例阀、所述放空阀、所述截止阀、所述进水阀均为电磁阀，所述比例阀、所述放空阀、所述截止阀、所述进水阀、所述隔膜泵、所述压缩空气雾化器、所述加热电阻、所述温度传感器、所述压力传感器、所述驱动电机、所述射频电源均与所述plc控制器相连，实现自动控制。

10、本实用新型的有益效果：本实用新型通过采用等离子体炬代替传统的离子杆电弧点火，使得点火方式更加简便，且含有大量活性粒子的等离子炬温度更高，能够以极低的点火功率点燃各种低品位燃料；氢氧等离子体矩点火有效地解决了传统燃油燃气长明灯长期燃烧导致积碳的问题。

11、进一步的，在燃烧阶段利用零碳、高热值的氢氧等离子体增能高成本、高含碳的化石能源燃烧，克服了热效率低和燃尽率低的缺点，显著提高燃烧效率，改善燃烧工况，减少了碳氢燃料的使用量，节约了燃烧成本，降低碳氢燃料燃烧so2、nox、颗粒物等大气污染物的排放，达到节能减排之功效。

12、进一步的，本实用新型在燃烧阶段具有以下优势：(1)碳氢燃料中的大分子和氢氧等离子体中的高能电子发生非弹性碰撞而裂解生成小分子燃料，实现燃料的完全燃烧；(2)氢氧等离子体活性粒子可以加速燃料燃烧的链式反应的进行，提高火焰传播速度；(3)氢氧等离子体激励能对燃烧室流场进行扰动，促进燃料和空气的混合，增强燃烧稳定性；(4)氢气燃烧的热值高(143mj/kg)，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，天然气的1.6倍，且具有火焰传播速度快(2.75m/s)、燃烧温度高(在空气中当量燃烧时火焰温度为1430℃；在氧气中当量燃烧时火焰温度：2830℃)的特点，氢氧等离子体燃烧产生的高温高速火焰，保证炉内碳氢燃料充分燃烧，提高燃烧效率。

技术特征：

1.一种等离子体燃烧器，其特征在于：包括燃烧器外壳(1)、阳极环(4)和阴极棒(5)，所述燃烧器外壳(1)内为燃烧室(2)，所述燃烧器外壳(1)两端一端开有安装孔和进气口，另一端开有第一通孔(103)，所述燃烧室(2)内壁装有所述阳极环(4)和所述阴极棒(5)，所述阴极棒(5)位于所述阳极环(4)内，且所述阴极棒(5)连接有柱形滑动体(8)，所述柱形滑动体(8)在所述安装孔内滑动连接，并连接有驱动机构，所述燃烧器外壳(1)上还开有进风口(101)、燃料喷嘴(102)，并装有线圈(3)和接线柱(6)，所述接线柱(6)连接所述阳极环(4)和所述阴极棒(5)。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述进气口位于所述阳极环(4)内侧，所述阳极环(4)上开有第二通孔(401)。

3.根据权利要求2所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述进气口通过进气管依次连接单向阀(15)、比例阀(14)、蒸汽发生管(12)、压缩空气雾化器(11)和进风管，所述比例阀(14)和所述单向阀(15)之间通过三通管件连接有放空管，所述放空管上装有放空阀(16)，所述压缩空气雾化器(11)还连接有供水单元。

4.根据权利要求3所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述蒸汽发生管(12)外有加热电阻(13)。

5.根据权利要求4所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述蒸汽发生管(12)和所述比例阀(14)之间装有温度传感器和压力传感器。

6.根据权利要求5所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述供水单元包括供水管、截止阀(17)、隔膜泵(18)和进水阀(19)，所述供水管依次连接所述进水阀(19)、所述隔膜泵(18)、所述截止阀(17)后与所述压缩空气雾化器(11)的进水口相连。

7.根据权利要求6所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述驱动机构还包括驱动电机(9)、半环形滑动体(10)，所述半环形滑动体(10)与所述柱形滑动体(8)相连，所述半环形滑动体(10)端面上开有齿槽(23)，所述驱动电机(9)输出轴装有齿轮(21)，所述齿轮(21)与所述齿槽(23)相啮合；所述半环形滑动体(10)外有外壳(20)，所述半环形滑动体(10)在所述外壳(20)内滑动连接，所述外壳(20)内有限位销(22),所述限位销(22)和所述半环形滑动体(10)滑动连接；所述外壳(20)上开有孔槽，所述驱动电机(9)输出轴穿过所述孔槽并在所述孔槽内转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：所述接线柱(6)连接射频电源(7)。

9.根据权利要求8所述的一种等离子体燃烧器，其特征在于：还包括plc控制器，所述比例阀(14)、所述放空阀(16)、所述截止阀(17)、所述进水阀(19)均为电磁阀，所述比例阀(14)、所述放空阀(16)、所述截止阀(17)、所述进水阀(19)、所述隔膜泵(18)、所述压缩空气雾化器(11)、所述加热电阻(13)、所述温度传感器、所述压力传感器、所述驱动电机(9)、所述射频电源(7)均与所述plc控制器相连。

技术总结
本技术公开了一种等离子体燃烧器，涉及燃烧器领域，旨在解决现有技术中点火效率低，污染物含量高的问题，采用的技术方案是，包括燃烧器外壳、阳极环和阴极棒，燃烧器外壳上开有进气口和第一通孔，燃烧室内壁装有阳极环和阴极棒，阴极棒和燃烧器外壳滑动连接，并连接有驱动机构，燃烧器外壳上还开有进风口、燃料喷嘴，并装有线圈和接线柱，接线柱连接阳极环和阴极棒。等离子体不仅可以代替传统的离子杆电弧点火，使得点火方式更加简便，能够以极低的点火功率点燃各种低品位燃料，而且在燃烧阶段显著提高燃烧效率，改善燃烧工况，减少了碳氢燃料的使用量，节约了燃烧成本，降低碳氢燃料燃烧SO<subgt;2</subgt;、NO<subgt;x</subgt;、颗粒物等大气污染物的排放，达到节能减排之功效。

技术研发人员：王凯,刘发民,薄建民
受保护的技术使用者：王凯
技术研发日：20230107
技术公布日：2024/1/12