一种以氢气为燃料的微扩散旋流燃烧装置
本发明涉及旋流燃烧的技术领域，特别涉及一种以氢气为燃料的微扩散旋流燃烧装置。在该装置中，第一壳体设置有氢气入口，内部形成第一腔体，所述氢气入口与所述第一腔体连通；第二壳体设置有空气入口，内部形成第二腔体，所述空气入口与所述第二腔体连通，所述第二壳体的顶部设置有用于与燃烧室连接的端板，所述端板设置有多个空气微通道，每个所述空气微通道均为缩放结构；多根氢气管道的底部位于所述第一壳体的顶部，每根所述氢气管道均穿设于所述第二腔体和所述空气微通道并超出所述端板的顶面，所述氢气管道与所述第一腔体连通。上述方案能够解决回火不稳定、局部超温、氮氧化物排放升高的问题。
发明专利
CN202311620165.4
2023-11-30
CN117404686A
2024-01-16
F23R3/58(2006.01)
华北电力大学
张永生;毛荀;苏利鹏;王家伟;汪涛;刘佳宁
100000 北京市昌平区回龙观
北京中泽昕知识产权代理有限公司
穆雪
北京;11
1.一种以氢气为燃料的微扩散旋流燃烧装置，其特征在于，包括： 第一壳体(1)，设置有氢气入口(11)，内部形成第一腔体(12)，所述氢气入口(11)与所述第一腔体(12)连通； 第二壳体(2)，设置有空气入口(21)，内部形成第二腔体(22)，所述空气入口(21)与所述第二腔体(22)连通，所述第二壳体(2)的顶部设置有用于与燃烧室连接的端板(23)，所述端板(23)设置有多个空气微通道(24)，每个所述空气微通道(24)均为缩放结构； 多根氢气管道(3)，底部位于所述第一壳体(1)的顶部，每根所述氢气管道(3)均穿设于所述第二腔体(22)和所述空气微通道(24)并超出所述端板(23)的顶面，所述氢气管道(3)与所述第一腔体(12)连通。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一壳体(1)内设置有支撑柱(13)和氢气导流板(14)，所述支撑柱(13)垂直设置于所述第一壳体(1)的底部，所述氢气导流板(14)为圆形板，所述氢气入口(11)设置于所述第一壳体(1)的底部，所述氢气导流板(14)与所述氢气入口(11)正对，所述氢气导流板(14)垂直于氢气流向。 3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气入口(21)设置于所述第二壳体(2)的侧部，所述氢气管道(3)的长度方向垂直于空气流向。 4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二壳体(2)内设置有空气导流板(25)，所述空气导流板(25)设置于所述第二壳体(2)的底部，所述空气导流板(25)位于所述氢气管道(3)的外周，所述空气导流板(25)与所述空气入口(21)正对，所述空气导流板(25)垂直于空气流向。 5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)均为圆柱形结构，所述空气导流板(25)为弧形板，多根所述氢气管道(3)形成多个排列设置的圆形，所述空气导流板(25)的弧心朝向所述氢气管道(3)。 6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述氢气管道(3)为312根，312根所述氢气管道(3)分为十二圈并以同心圆阵列布置，从圆心向外的前十圈相邻两同心圆的直径差均相同，第十一圈的同心圆直径比第十圈的同心圆直径大0.15倍，第十二圈的同心圆直径比第十一圈的同心圆直径大0.35倍，每圈所述氢气管道(3)为4n个，n为圈数。 7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，从圆心向外的各同心圆均比上一圈的同心圆沿顺时针偏转10°。 8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，从圆心向外的前十圈中每个所述氢气管道(3)的内径为0.8mm，外径为1.2mm，第十一圈中每个所述氢气管道(3)的内径为1mm，外径为1.5mm，第十二圈中每个所述氢气管道(3)的内径为1.5mm，外径为2mm； 所述空气微通道(24)为312个，每个所述空气微通道(24)与一个所述氢气管道(3)的中心重合，从圆心向外的前十圈中每个所述空气微通道(24)的进出口直径均为3mm，喉部直径为2mm，第十一圈中每个所述空气微通道(24)的进出口直径均为3.2mm，喉部直径为2.2mm，第十二圈中每个所述空气微通道(24)的进出口直径均为3.4mm，喉部直径为2.4mm。 9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，每根所述氢气管道(3)位于所述空气微通道(24)内的部分的外表面设置有螺纹结构(31)。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述螺纹结构(31)的螺纹截面为短边长为0.08mm，长边长为0.22mm，高为0.12mm的等腰梯形，所述氢气管道(3)超出所述端板(23)1mm，所述螺纹结构(31)的螺纹角度与水平面的夹角为60°，所述氢气管道(3)中氢气流速在40～70m/s，适用压力在0.5atm～3atm。