[發明專利]一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器

有效

• 申請號: 201610022560.6
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105673253B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 李軍偉;王燕賓;馮芒;孫兵兵;王寧飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02K9/42
• 分類號: F02K9/42;F02K9/60;F02K9/96
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙)11639
• 代理人: 鮑文娟

1.一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：包括喇叭(1)，金屬接頭(2)，多孔介質(3)，密封接頭(4)，不銹鋼管(5)，金屬套(6)，火焰穩定器(7)，金屬顆粒輸送端口(8)，上半石英管(9)，橫桿(10)，支架套(11)，支架(12)，底座(13)，喇叭蓋(14)，對孔接頭(15)，注料口(16)，石墨墊圈(17)，聲壓傳感器接口(18)，耐高溫墊圈(19)；

喇叭(1)與喇叭蓋(14)固定連接，喇叭蓋(14)與對孔接頭(15)連接，通過喇叭蓋(14)與對孔接頭(15)共軸線及接口尺寸配合保證了喇叭的發聲面與對孔接頭內孔能夠無間隙配合；對孔接頭(15)小端通過螺紋連接到金屬接頭(2)底面凹槽處，燃料、氧化劑、稀釋氣體通過金屬接頭上的注料口(16)注入，橫桿(10)通過螺紋固連于金屬接頭(2)；多孔介質(3)放置于金屬接頭(2)頂部凹槽內，再將不銹鋼管(5)放在多孔介質(3)上，需保證不銹鋼管(5)與金屬接頭(2)內部的通孔對應；然后通過密封接頭(4)密封，密封接頭(4)下端密封處放置石墨墊圈(17)；不銹鋼管(5)的另一端置于金屬套(6)的內部通孔處，并與同樣置于金屬套(6)的內部通孔內的上半石英管(9)對應，不銹鋼管(5)與上半石英管(9)之間放置有火焰穩定器(7)；不銹鋼管(5)開有聲壓傳感器接口(18)；上半石英管(9)開有聲壓傳感器接口(18)和金屬顆粒輸送端口(20)；上半石英管(9)內放置火焰穩定器(7)，該火焰穩定器位于金屬顆粒輸送端口(20)下方；支架套(11)通過螺桿擠壓定位到支架(12)上，支架(12)與底座(13)之間螺紋螺孔連接，底座(13)上加工有圓通孔，通過螺栓固定到實驗臺上，保證整個裝置的穩定性。

2.如權利要求1所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述對孔接頭(15)為帶有突臺的多層階梯形狀，最頂層的階梯直徑最小，最底層的階梯直徑最大；突臺位于最底層階梯的底面邊緣處，用于與喇叭蓋(14)螺紋連接；對孔接頭(15)內部開設通孔，對孔接頭(15)的內部通孔為橫截面直徑漸變的通孔；對孔接頭(15)的內部通孔橫截面直徑最大處，直徑與喇叭(1)口的直徑相同；對孔接頭(15)的內部通孔橫截面直徑最小處需小于最頂層的階梯直徑。

3.如權利要求1所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述的金屬接頭(2)的底部開設底部凹槽，與對孔接頭(15)最頂層匹配，便于與對孔接頭(15)固定連接；沿底部凹槽向內開設凹槽通孔， 凹槽通孔直徑與對孔接頭(15)最頂層內孔最小直徑相同；金屬接頭(2)的頂部開設有頂部凹槽，頂部凹槽與多孔介質(3)直徑相同；凹槽通孔對應的側壁處開設注料口(16)；金屬接頭(2)的側壁上開有螺紋孔用于固定橫桿(10)。

4.如權利要求1所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述金屬套(6)頂面和底面向內分別開設有頂面凹槽和底面凹槽，頂面凹槽和底面凹槽通過通孔連通；頂面凹槽內放置火焰穩定器(7)然后再放置上半石英管(9)，并通過密封接頭(4)密封；底面凹槽放置不銹鋼管(5)，并通過密封接頭(4)密封；側壁上開有螺紋孔用于固定橫桿(10)。

5.如權利要求1所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述的金屬接頭(2)和對孔接頭(15)之間，采用對孔接頭(15)一端的軸與金屬接頭(2)的孔小間隙配合，保證了對孔接頭(15)和金屬接頭(2)的內斜孔可以無間隙連接。

6.如權利要求1所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述的密封接頭(4)為外帶螺紋的類柱體，并開設有密封接頭(4)通孔；密封接頭(4)分別與金屬接頭(2)、金屬套(6)是螺紋螺孔連接，并加裝了墊圈，使該裝置有良好的密封性。

7.如權利要求1所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述的火焰穩定器(7)外徑與金屬套、上半石英管內徑相同。

8.如權利要求1或2或7所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述的火焰穩定器(7)為多孔陶瓷材料；對孔接頭(15)采用材料鋁2024以便減輕裝置的重量。

9.如權利要求1至7任意一項所述的一種用于研究金屬顆粒振蕩燃燒特性的燃燒器，其特征在于：所述燃燒器的工作過程為：喇叭外接線透過喇叭蓋(14)的開孔與外部設備信號發生器連接，之后通過調整信號發生器的信號輸出使喇叭產生頻率為200Hz左右的低頻諧波，聲波通過對孔接頭(15)內部的孔腔傳輸至不銹鋼管(5)，不銹鋼管的聲壓傳感器接口(18)連接，用信號采集設備確定可以獲得一定低頻信號；此時將稀釋氣體在高壓下通過金屬接頭(2)上的注料口(16)流入金屬接頭的通孔內，并將裝置內的氣體排出，然后將燃氣和氧化劑在高壓下按一定的當量比注入到金屬接頭(2)中；分別注入的燃氣、氧化劑、稀釋氣體會經由金屬接頭內的通氣孔流向多孔介質(3)，在多孔介質 內三種氣體燃氣、氧化劑、稀釋氣體混合，成為預混合燃料；混合燃料然后流入到不銹鋼管(5)中，不銹鋼管內的燃氣進一步流入到金屬套(6)的通孔內，在流經火焰穩定器(7)時，三種氣體燃氣、氧化劑、稀釋氣體會被預熱，沿上半石英管(9)中的火焰穩定器(7)繼續向上流動，最終在火焰穩定器(7)的上方被點燃形成平面火焰；當裝置內的燃氣經過火焰穩定器(7)得到比較穩定的火焰后，再將金屬顆粒經由上半石英管(9)上的金屬顆粒輸送端口(8)送到火焰穩定器(7)上方的火焰中點燃；在金屬顆粒燃燒過程中用攝像機拍攝火焰的燃燒狀況，并同時用聲壓傳感器采集不銹鋼管(5)和上半石英管(9)內的聲壓信號，同時用溫度感應片，測量金屬顆粒燃燒火焰的溫度。