[實用新型]適用于氣體燃料的頂置火花塞式火焰破碎燃燒裝置

有效

• 申請號: 201120491574.5
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN202370726U
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 張紅光;韓雪嬌;孫娜;姚寶峰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F02P13/00
• 分類號: F02P13/00;F02B23/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本實用新型涉及一種適用于氣體燃料的頂置火花塞式火焰破碎燃燒裝置，主要用于對各種氣體燃料進行火焰破碎快速燃燒的可視化研究。進而對實際應用的內燃機的性能進行優化，屬于內燃機燃燒研究領域。?

背景技術

國內外現有研究氣體燃料燃燒特性的模擬裝置主要為定容燃燒彈或定容燃燒室，燃料和氣體在此封閉空間內混合燃燒。而現有氣體定容燃燒室的主要不足在于只能對氣體燃料的層流燃燒速度等進行研究。已有燃燒室大多為火花塞頂置點火或電極中心點火，火焰呈現球形自由發展，沒有固定裝置對火球表面做任何改變，很難探討火球表面褶皺程度對氣體快速燃燒所起的作用，盡管燃燒室形狀可變，而實質內部燃燒過程大致一樣，形式單一。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服了現有定容燃燒室的用途單一，在實現層流燃燒的基礎上，提出一種可實現火焰破碎燃燒從而實現快速燃燒的燃燒裝置。在不加火焰破碎燃燒發生裝置時，就是一個常見的一體式的燃燒室，可對氣體燃料的層流燃燒特性進行研究；在加入破碎燃燒發生裝置時，火焰可通過細格金屬網發生火焰破碎，從而實現火焰破碎快速燃燒。為研究氣體燃料燃燒以及湍流燃燒提供借鑒。?

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。適用于氣體燃料的頂置火花塞式火焰破碎燃燒裝置，特征在于：其包括燃燒裝置本體6、端蓋1、設置在燃燒裝置本體6和端蓋1上的可視化窗口13、下火花塞套8、上火花塞套10、金屬網12，其中燃燒裝置本體6與端蓋1通過螺紋4連接，燃燒裝置本體6和端蓋1上的可視化窗口13對齊，可視化窗口13中安裝有石英玻璃2，燃燒裝置本體6與石英玻璃2圍成燃燒室；在燃燒裝置本體6上設置有進排氣閥7，在燃燒裝置本體6上安裝壓力傳感器3以及溫度傳感器11；本體6頂端的中心開有火花塞套安裝孔9，在火花塞套安裝孔9的上半部安裝上火花塞套10，并且上火花塞套10與火花塞14通過螺紋連接；在火花塞套安裝孔9的下半部安裝下火花塞套8，同時下火花塞套8內部套有金屬網12，火花塞14伸入到下火花塞套8中，金屬網12覆蓋在火花塞14的表面；下火花塞套8的上表面與上火花塞套10的下表面壓緊密封；下火花塞套8、上火花塞套10、金屬網12和火花塞14四者共同組成火焰破碎發生裝置。?

火焰破碎發生裝置中的金屬網12位置和密度可調。?

下火花塞套8和金屬網12可拆卸。?

燃燒室形狀為圓柱形。?

本裝置的工作過程主要依賴于火焰破碎發生裝置的變化，如圖1和圖4所示：?

1、當采用火花塞套8和金屬網12時。?

1）將火焰破碎燃燒裝置（圖4）安裝到火花塞套安裝孔9上，如圖1所示。?

2）進行氣體燃燒特性試驗時，通過排氣閥7將燃料氣體充進燃燒室，靜置。?

3）金屬網12的位置及網格密度可調，根據試驗的需要，增大或減小網格的密度，形成火球表面不同程度的褶皺。金屬網的位置可調，增大或減小金屬網的半徑，探討不同位置時，火球在不同半徑時出現破裂的燃燒情況，檢測氣體燃燒速度的變化。?

4）火花塞14點火形成火核，火焰前鋒面呈球形發展，當發展到通過金屬網12的時候，平面的火焰前鋒會被網格切割，使平整的火球表面破裂，達到增大火焰前鋒面面積的目的，加速氣體燃燒。?

5）通過壓力傳感器3實時采集燃燒產生的壓力。?

6）燃燒結束，通過進排氣閥7將廢氣抽出。?

2、當不采用下火花塞套8和金屬網12時，裝置如圖5所示。?

1）將由上火花塞套10和火花塞14組成的燃燒裝置（圖5）安裝到火花塞套安裝孔9，裝配結果如圖2所示。?

2）燃料氣體通過進排氣閥7進氣，靜置混合氣。?

3）火花塞14點火，火核形成，氣體燃料層流燃燒，火球表面平滑呈球形無阻礙傳播。?

4）通過壓力傳感器3實時采集燃燒產生的壓力。?

5）燃燒結束后廢氣通過進排氣閥7被抽出。?

該裝置的優點在于：1.專門對該裝置設計分開式的兩個火花塞套和獨立金屬網，拆卸更換方便靈活，可根據試驗需求實現兩種不同燃燒過程的模擬，達到在一個裝置上實現兩種用途的目的。用于快速燃燒或層流燃燒的研究。2.燃燒室的結構為圓柱形，利于火焰傳播擴散。?