技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，具體地是用于以天然氣或生物沼氣作為燃料的小型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵摇?/p>

背景技術(shù)

用天然氣或生物沼氣的燃燒熱量驅(qū)動(dòng)的小型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)(發(fā)電功率為1～10kW)具有噪音低、維修周期長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。燃燒室是這種小型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部件，其燃燒性能的好壞直接關(guān)系到整機(jī)的效率以及斯特林機(jī)吸熱器的使用壽命。這種使用天然氣或生物沼氣作為燃料的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃燒室，按照空氣與燃?xì)獾幕旌戏绞剑饕梢苑譃閿U(kuò)散式燃燒室和預(yù)混式燃燒室。目前大多數(shù)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)采用擴(kuò)散式燃燒室，且燃燒與換熱過程在同一空間中進(jìn)行。這種燃燒室雖然結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低，但由于火焰較長，不利于控制斯特林機(jī)吸熱器壁面的溫度，容易造成斯特林機(jī)吸熱器局部壁溫過高；而且燃燒室內(nèi)具有較大的溫度梯度，會(huì)使其中的斯特林機(jī)吸熱器內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，從而大大縮短其使用壽命；如果采用完全的預(yù)混式燃燒室，雖然燃燒效率較高，火焰較短，但一體式燃燒換熱結(jié)構(gòu)仍然不利于對斯特林機(jī)吸熱器的壁溫進(jìn)行有效控制，而且燃燒室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵遥越鉀Q用于加熱斯特林機(jī)的燃燒室內(nèi)溫度場不易控制的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵遥ǎ?/p>

燃燒器中的火焰筒通過火焰筒上法蘭和頭部蓋板固定在換熱室內(nèi)部，其中：

燃燒器的火焰筒筒體上開設(shè)有火焰筒氣膜孔和火焰筒摻混孔，火焰筒筒體的底部連接玉米筒，玉米筒的筒壁上開設(shè)有玉米孔；火焰筒筒體與頭部蓋板之間安裝有旋流器，旋流器的上表面上設(shè)有十字形的旋流器冷卻通道，旋流器的下表面上設(shè)有多條旋流發(fā)生通道；頭部蓋板的頂部焊接有燃?xì)馔ǖ郎w板，燃?xì)馔ǖ郎w板上安裝有燃?xì)饪偣埽陬^部蓋板的底部焊接有多個(gè)燃?xì)鈬娮欤總€(gè)燃?xì)鈬娮焐系膰娍追謩e對應(yīng)一條旋流發(fā)生通道，頭部蓋板中心固定有火花塞；

換熱室具有三層結(jié)構(gòu)，自內(nèi)至外依次是換熱室內(nèi)腔、廢氣排放通道和空氣通道；

多根斯特林機(jī)吸熱器管固定在氣缸頭部蓋板上形成斯特林機(jī)熱頭，斯特林機(jī)熱頭固定在玉米筒的周圍，構(gòu)成斯特林機(jī)用燃?xì)馊紵摇?!-- SIPO -->

所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵抑校鹧嫱餐搀w的底部設(shè)有浮動(dòng)蓋板和火焰筒浮動(dòng)底板，浮動(dòng)蓋板和火焰筒浮動(dòng)底板之間設(shè)有火焰筒浮動(dòng)套，玉米筒連接在火焰筒浮動(dòng)蓋板的底部。

所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵抑校鹧嫱餐搀w的外圍設(shè)有燃燒器外環(huán)，火焰筒浮動(dòng)底板與燃燒器外環(huán)連接，燃燒器外環(huán)再與外環(huán)轉(zhuǎn)接連接后形成外環(huán)冷卻空氣進(jìn)氣道。

所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵抑校鹧嫱餐搀w內(nèi)部的上部設(shè)有上部氣膜段，火焰筒筒體內(nèi)部的下部設(shè)有下部氣膜段，分別與相應(yīng)位置的火焰筒內(nèi)壁形成環(huán)形氣膜通道。

所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用燃?xì)馊紵抑校鹧嫱采戏ㄌm的內(nèi)孔為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在第一級(jí)臺(tái)階處連接火焰筒外環(huán)，在火焰筒上法蘭內(nèi)圈處連接火焰筒冷卻內(nèi)環(huán)，在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間形成冷卻空氣的通道。

本發(fā)明具有如下效果：

1)將發(fā)生在燃燒室中的燃燒、換熱過程相對獨(dú)立，使燃燒過程完全發(fā)生在燃燒器內(nèi)，廢氣排放的溫度能夠通過改變進(jìn)入燃燒器的新鮮空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從結(jié)構(gòu)上避免了燃燒溫度過高而直接灼燒斯特林機(jī)吸熱器的情況發(fā)生；

2)新鮮空氣與燃?xì)庠谌紵业念^部實(shí)現(xiàn)預(yù)混，燃燒完全，縮短了火焰的長度；

3)采用周向噴孔結(jié)構(gòu)，使進(jìn)入換熱室的廢氣能夠充分加熱斯特林機(jī)的吸熱器，且換熱室中的周向溫度比較均勻，在一定程度上延長了斯特林機(jī)吸熱器的壽命；

4)排出的廢氣對新鮮空氣進(jìn)行預(yù)熱，充分利用了燃燒產(chǎn)生的熱量，提高燃燒效率；

5)結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的燃燒室整體結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖2為圖1燃燒室的俯視圖；

圖3為圖1燃燒器頭部結(jié)構(gòu)圖；

圖4為圖1火焰筒及其組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖5(a)和圖5(b)分別為圖1中旋流器兩個(gè)表面的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為圖1玉米筒結(jié)構(gòu)圖。

附圖中主要組件符號(hào)說明：

符號(hào)字頭為00、01、02是燃燒器部分的零件，03字頭的為換熱室部分的零件，04字頭的為斯特林機(jī)熱頭的零件：

0001火焰筒浮動(dòng)套；0002火焰筒浮動(dòng)蓋板；0003火焰筒浮動(dòng)底板；0004燃燒器外環(huán)；0005外環(huán)轉(zhuǎn)接；