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一种用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床的制作方法

2021-03-03 03:03:37|266|起点商标网
一种用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床的制作方法

[0001]
本发明属脉动燃烧技术领域,涉及气体燃烧装置,特别涉及一种用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床。


背景技术:

[0002]
脉动燃烧是一种介于连续燃烧和爆炸燃烧之间的一种燃烧方式,在一定的燃烧器结构形式下出现的自激振荡燃烧现象。与连续燃烧过程相比,脉动燃烧器燃烧强度,热传递效率和整体热效率高,污染物排放低。根据燃烧器声学结构形式不同,脉动燃烧器分为schmidt(施密特)型,helmholtz(赫尔姆茨)型,rijke(里克)型三种形式。其中,helmholtz(赫尔姆茨)型适用于气体燃料,而里克型脉动燃烧器可燃烧固、液、气三种燃料。
[0003]
里克型脉动燃烧器为竖直直管结构,长度为l,直径为d。通常里克型脉动燃烧器设计要求为,燃烧床放置距离直管底部1/4-1/3l处,燃烧器长径比l/d>11。里克型的高长径比不利于工业应用,因此人们研究了各种降低长径比的方法。国内学者钟英杰等人利用两端收口增加声能反射的办法,成功地克服了小长径比里克型自激脉动的难题,长径比l/d可降低至3-5。并据此设计了一种适用气液固态燃料的热声耦合式脉冲锅炉(中国专利cn98232007.8),与常规体积和外形相当的0.5t/h立式燃油锅炉相比,其燃烧强度提高了2倍,达到4.4mw/m3,其传热效率提高了30%。现有应用案例表明,脉动燃烧是一种高效节能、环保的先进燃烧方式。
[0004]
里克型脉动燃烧器,尤其是低长径比l/d脉动燃烧器,对燃烧床层结构提出更高的设计要求。对于里克型脉动燃烧器,气体脉动由燃烧床处燃料燃烧放热驱动,要求燃烧床层处燃烧火焰低,放热集中,尽量为平面热源,且热源平面温度越均匀,脉动效果越好,脉动越稳定;故对于低长径比l/d脉动燃烧器,特别是脉动燃烧器的放大设计中,燃烧床结构至关重要。目前国内外学者所开发的燃烧床主要用喷嘴结构设计,喷嘴结构在大直径脉动燃烧器中存在燃料在床层分布不均匀,与空气混合时间长,燃烧火焰高,脉动燃烧不稳定。同时,多喷嘴进气增加了设备结构复杂性。


技术实现要素:

[0005]
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,解决了气体燃料在大直径脉动燃烧器中分布不均匀,火焰长,造成脉动燃烧不稳定,甚至不能激发脉动燃烧的技术问题。
[0006]
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:一种用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,其特征在于:包括进气管、分布腔及燃烧细管,所述分布腔包括上分布板、下分布板及圆周板,所述分布腔的中心处设置所述进气管,所述进气管的顶端紧贴所述上分布板,所述进气管侧壁上设置有燃气出气孔;所述分布腔的上分布板及下分布板上均圆周均匀分布设置有管孔,所述管孔内贯通安装所述燃烧细管,所述燃烧细管侧壁上设置有燃气进气孔。
[0007]
而且,所述燃气进气孔位于所述燃烧细管底端1/4处。
[0008]
而且,所述燃气进气孔及燃气出气孔的个数为4个,且分别均匀分布于所述燃烧细管及进气管侧壁上。
[0009]
而且,所述燃气进气孔的高度低于所述燃气出气孔。
[0010]
而且,所述燃气进气孔沿分布腔轴向向外依次减小。
[0011]
而且,所述分布腔及燃烧细管均由耐火钢板制成。
[0012]
而且,所述进气管的下端设置有管螺纹。
[0013]
本发明的优点和有益效果为:1、本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,结构简单,各个部件结构固定,成本低,用于脉动燃烧器中可以调节燃烧床在脉动燃烧器中的位置,方便找到最佳燃烧点。
[0014]
2、本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,燃气进气孔位于燃烧细管底端1/4处,保证燃气与底部空气的充分预混,保证脉动燃烧效果。
[0015]
3、本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,燃气进气孔及燃气出气孔的个数为4个,且分别均匀分布于所述燃烧细管及进气管侧壁上,提高气体分布均匀性,保证燃烧充分。
[0016]
4、本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,燃气进气孔的高度低于燃气出气孔,保证充分进气,提高气体分布均匀性。
[0017]
5、本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,分布腔及燃烧细管均由耐火钢板制成,耐高温,保证使用寿命。
[0018]
6、本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,进气管的下端设置有管螺纹,便于进气管与燃气管连接。
[0019]
7、本发明设计科学合理,气体分布均匀,并具有预混效果,能够保证燃烧充分,且燃烧火焰短,燃烧强度高,脉动效果好。
[0020]
附图说明
[0021]
图1为本发明的结构示意图;图2为本发明的俯视图;图3为本发明进气管的结构示意图;图4为本发明燃烧细管的结构示意图。
[0022]
附图标记说明1-进气管、2-分布腔、3-燃烧细管、4-上分布板、5-圆周板、6-下分布板、7-燃气出气孔、8-燃气进气孔。
[0023]
具体实施方式
[0024]
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
[0025]
如图1所示,本发明用于气体燃料的里克型脉动燃烧装置的燃烧床,主要包括进气管1、分布腔2及燃烧细管3,该燃烧床放置在脉动燃烧器底部的1/4~1/3l处。
[0026]
如图3所示,进气管为直管结构,长度由燃烧器结构决定,底端为g3/4’管螺纹口,固定进燃气,顶端为出气分散口,顶住上分布板;在出气分散口的侧壁,均匀开有4个直径相等的燃气出气孔7,其直径为4mm,用于分布燃气。进气管插入并焊接在分布腔中心位置,燃气出气孔与分布腔中燃烧细管排列形成的4个燃气直通道相对应。
[0027]
如图2所示,分布腔为中空圆盘结构,由上分布板4、下分布板6和圆周板5焊接而成,上下分布板为厚度为6mm的圆形碳钢板,直径,圆周板为一条厚度为10mm的长扁铁。分布腔上均匀排布多个管孔,管孔用于插入燃烧细管3,分布腔中间留有4个燃气直通道。
[0028]
如图4所示,其中燃烧细管为直管结构,直径为22
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2的碳钢管,长度40mm,总数为52根。燃烧细管下端1/4处开4个直径相同的燃气进气孔8,燃气进气孔的高度低于燃气出气孔;气孔直径分为三种,分别为2,3,4,按照燃烧细管距离分布腔中心的距离,遵循距离大则小孔,距离小则大孔的规律,分别插入并焊接在分布腔通孔内。
[0029]
本发明的工作原理为:脉动燃烧器启动时,燃气从进气管下端输入,由进气管上4个燃气出气孔进入到分布腔内;燃气通过燃气直通道和燃烧细管之间的空隙,分布在整个分布腔内;分布腔内的燃气由燃烧细管侧壁上4个燃气进气孔进入燃烧细管,与燃烧细管底部进入的空气混合,经点火针点火后,燃烧放热,形成脉动燃烧。新鲜空气从脉动燃烧器底部吸入,然后通过燃烧细管,与燃气混合后燃烧,形成烟气,从脉动燃烧器顶部排出。
[0030]
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

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