[發明專利]等離子體噴嘴

有效

• 申請號: 201710597534.0
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107484320B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 李鋼;朱俊強;杜薇;徐綱;盧新根;尹娟;穆勇;劉存喜;劉富強;楊金虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: H05H1/26
• 分類號: H05H1/26;F23R3/00
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 任巖<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提供了一種等離子體噴嘴，包括：一種等離子體噴嘴，包括：外層圓筒、至少一個第一等離子體激勵器和至少一個電源，其中，所述電源，用于為所述第一等離子等體激勵器提供激勵電壓；所述第一等離子體激勵器，用于在所述激勵電壓的作用下，得到等離子體；第一等離子體激勵器包括一第一接地電極；以及兩個分別位于所述第一接地電極兩側的第一高壓電極，且所述第一接地電極設置于外層圓筒的外側面，所述第一高壓電極設置于外層圓筒的內側面。本發明通過采用多個等離子體激勵器，形成了多個等離子體漩渦，從而在使用時強化燃燒器的燃燒、防止火焰熄火。此外，本發明的等離子體激勵器還可以產生活性基團、釋放熱量，也有助于強化燃燒。

技術領域

本發明涉及燃燒裝置技術領域，尤其涉及一種等離子體噴嘴。

背景技術

燃氣輪機由于單機體積小和輸出功率大等特點，廣泛應用于電力、航空、石油化工等行業。由于能源危機和環境惡化，急需發展高效清潔燃燒室，要求燃燒室具有點火可靠、燃燒穩定、效率高及低排放等特性。當前我國環境污染問題十分嚴重，發展燃氣輪機清潔燃燒技術十分迫切。燃氣輪機廠商已經開發了多種清潔燃燒技術，如貧預混燃燒技術、稀相預混預蒸發技術、貧油直噴技術以及催化燃燒技術等，這些技術雖然可以有效降低污染物的排放，但都面臨燃燒不穩定的問題。如美國通用公司開發的一種用于液體燃料燃燒的徑向分級燃燒技術，可以有效降低一氧化氮排放。但是，由于主火焰穩定在剪切層的低速邊沿，剪切層低速區域附近會產生周期性的渦脫落，在穩定點附近易產生振蕩，在非設計工況運行時易發生燃燒不穩定現象。

與燃氣輪機燃燒器類似，其它各類工業燃燒器也面臨著穩定燃燒與降低污染物排放的矛盾。因此，如何提高燃燒穩定性，降低NO_x生成，減小流動損失、防止發生回火成為本領域亟待研究的課題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種等離子體噴嘴，以解決上述的至少一項技術問題。

(二)技術方案

本發明提供了一種等離子體噴嘴，包括：外層圓筒、至少一個第一等離子體激勵器和至少一個電源，其中，

所述電源，用于為所述第一等離子體激勵器提供激勵電壓；

所述第一等離子體激勵器，用于在所述激勵電壓的作用下，得到等離子體；第一等離子體激勵器包括一第一接地電極；以及兩個分別位于所述第一接地電極兩側的第一高壓電極，且所述第一接地電極設置于外層圓筒的外側面，所述第一高壓電極設置于外層圓筒的內側面。

在本發明的一些實施例中，所述外層圓筒的內部設置有內層圓筒，所述內層圓筒上設置有至少一個第二等離子體激勵器；

第二等離子體激勵器包括一個第二接地電極；以及兩個分別位于所述第二接地電極兩側的第二高壓電極，且所述第二接地電極設置于該內層圓筒的外側面，所述第二高壓電極設置于該內層圓筒的內側面；或者，

第二等離子體激勵器分別包括一第二接地電極和四個第二高壓電極，所述第二接地電極嵌入內層圓筒，所述第二高壓電極兩兩對稱設置于所述內層圓筒的內側面和外側面。

在本發明的一些實施例中，所述外層圓筒與內層圓筒之間設置有中間層圓筒，所述中間層圓筒上設置有第三等離子體激勵器；

第三等離子體激勵器包括一個第三接地電極；以及兩個分別位于所述第三接地電極兩側的第三高壓電極，且所述第三接地電極設置于該中間層圓筒的外側面，所述第三高壓電極設置于該中間層圓筒的內側面；或者，

第三等離子體激勵器包括一第三接地電極和四個第三高壓電極，所述第三接地電極嵌入中間層圓筒，所述第三高壓電極兩兩對稱設置于所述中間層圓筒的內側面和外側面。

在本發明的一些實施例中，所述第一等離子體激勵器、第二等離子體激勵器與第三等離子體激勵器交錯設置。