一种以氢气为燃料的积木式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积木式微扩散旋流燃烧装置。该装置包括可相互嵌套的子燃烧装置，最中心的子燃烧装置相比其外周的子燃烧装置多设置有位于中心轴线上的值班喷嘴，每个子燃烧装置均包括第一壳体、第二壳体和多根氢气管道，第一壳体的底部设置有用于嵌套其它子燃烧装置的第一端板，第二壳体的顶部设置有第二端板，每根氢气管道均穿设于第二腔体和第二端板并超出第二端板的顶面，氢气管道与第一腔体连通，氢气管道超出第二端板的部分在其周向设置有多个第一氢气出口；第二端板在每个氢气管道的周围设置有多个空气微通道。上述方案能够解决回火不稳定、局部超温、氮氧化物排放升高和功率调整范围小的问题。
发明专利
CN202311660050.8
2023-12-06
CN117663194A
2024-03-08
F23R3/38(2006.01)
华北电力大学%江苏中科能源动力研究中心
苏利鹏;邵卫卫;葛正好;毛荀;朱涛;撒博文;王家伟;汪涛;张永生
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积木式微扩散旋流燃烧装置，其特征在于，包括可相互嵌套的子燃烧装置(10)，最中心的子燃烧装置(10)相比其外周的子燃烧装置(10)多设置有位于中心轴线上的值班喷嘴(20)，每个子燃烧装置(10)均包括： 第一壳体(1)，底部设置有氢气入口(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，所述第一壳体(1)的底部设置有用于嵌套其它子燃烧装置(10)的第一端板(13)； 第二壳体(2)，底部设置有空气入口(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)的顶部设置有第二端板(23)； 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)和所述第二端板(23)并超出所述第二端板(23)的顶面，所述氢气管道(3)与所述第一腔体(12)连通，所述氢气管道(3)超出所述第二端板(23)的部分在其周向设置有多个第一氢气出口(31)； 所述第二端板(23)在每个所述氢气管道(3)的周围设置有多个空气微通道(24)。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，与每个所述氢气管道(3)对应的多个所述空气微通道(24)呈倾斜设置，以使多个所述空气微通道(24)排出的空气呈旋流状态。 3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述值班喷嘴(20)包括氢气主管道(201)和空气主管路(202)，所述氢气主管道(201)设置于所述空气主管路(202)的中心； 在所述第二端板(23)处，所述空气主管路(202)设置为缩放结构，所述氢气主管道(201)位于所述缩放结构的部分设置有外螺纹(201a)，所述氢气主管道(201)超出所述第二端板(23)的部分在其周向设置有多个第二氢气出口(201b)。 4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述氢气主管道(201)的内径为1mm，壁厚为0.5mm，高度为246mm，距离顶端1mm处设有长为10mm的外螺纹(201a)，外螺纹(201a)截面为边长是0.42mm的正三角形；所述空气主管路(202)的内径为5mm，壁厚为1mm，高度为245mm，在顶端从上往下10mm分别设有4.5mm的渐缩段(202a)、1mm的直管段(202b)和4.5mm的渐扩段(202c)，直管段(202b)的内径为4mm。 5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一壳体(1)为圆柱形结构，所述第一壳体(1)内设置有支撑柱(14)和氢气导流板(15)，所述支撑柱(14)垂直设置于所述第一壳体(1)的底部，所述氢气导流板(15)为环形板，所述氢气导流板(15)与所述氢气入口(11)正对，所述氢气导流板(15)垂直于氢气流向。 6.根据权利要求5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。 7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二壳体(2)为圆柱形结构，所述空气导流板(25)为环形通道，所述空气导流板(25)的上方均匀地开设有多个空气出口(251)。 8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，多根所述氢气管道(3)形成多个排列设置的同心圆，每圈所述氢气管道(3)为4k个，每圈同心圆的半径为10k，k为圈数，k≠5a，a≥2，a为子燃烧装置(10)的个数。 9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每个所述氢气管道(3)距离顶端1.5mm处均设有向下长为4mm的12个圆周环绕呈长方形的第一氢气出口(31)，当k≠5a-1时，所述氢气管道(3)的内径为1.6mm，壁厚为0.4mm，所述第一氢气出口(31)的宽度为0.2mm；当k＝5a-1时，所述氢气管道(3)的内径为2.4mm，壁厚为0.4mm，所述第一氢气出口(31)的宽度为0.3mm。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，一个所述氢气管道(3)的周围均匀地设置有八个所述空气微通道(24)，当k≠5a-1时，所述空气微通道(24)的中心轴线与所述氢气管道(3)的中心轴线的空间垂直距离为2.5mm，所述空气微通道(24)的管径为1.2mm；当k＝5a-1时，所述空气微通道(24)的中心轴线与所述氢气管道(3)的中心轴线的空间垂直距离为3mm，所述空气微通道(24)的管径为1.5mm。