[發明專利]一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010534162.9
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111765484A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 曾文;陳雷;馬洪安;劉凱;楊昆;陳瀟瀟;劉宇;鄭瑋琳;劉愛虢
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F23J1/00
• 分類號: F23J1/00
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

1.一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，包括在火焰筒內壁上設有多個沿面放電等離子體激勵結構a，每個沿面放電等離子體激勵結構a包括石墨烯高壓電極a和陶瓷介質層a，所述陶瓷介質層a一側與火焰筒內壁緊貼固定，另一側緊貼固定有石墨烯高壓電極a。

2.根據權利要求1所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，在火焰筒外壁上設有多個沿面放電等離子體激勵結構b，每個沿面放電等離子體激勵結構b包括石墨烯高壓電極b和陶瓷介質層b，所述陶瓷介質層b一側與火焰筒外壁緊貼固定，另一側緊貼固定有石墨烯高壓電極b。

3.根據權利要求1或2所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，所述陶瓷介質層a的長度尺寸大于石墨烯高壓電極a的長度尺寸；所述陶瓷介質層b的長度尺寸大于石墨烯高壓電極b的長度尺寸。

4.根據權利要求3所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，所述石墨烯高壓電極a、石墨烯高壓電極b分別連接有正弦交流電源，所述火焰筒接地；在陶瓷介質層a上未覆蓋有石墨烯高壓電極a的部位產生等離子體層，在陶瓷介質層b上未覆蓋有石墨烯高壓電極b的部位產生等離子體層。

5.根據權利要求1所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，在火焰筒側壁上開有多個冷卻進氣孔，每個冷卻進氣孔呈V形結構，其包括通孔a和通孔b，所述通孔a、通孔b的進氣部位位于火焰筒外壁上，通孔a、通孔b的出氣部位相連通且位于火焰筒內壁上。

6.根據權利要求1所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，所述火焰筒側壁與燃燒室殼體之間的空間設有腔體，該腔體上開有用于輸送冷卻氣流的進氣口。

7.根據權利要求1所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，所述通孔a、通孔b的進氣部位旁設有沿面放電等離子體激勵結構b，通孔a、通孔b的出氣部位旁設有沿面放電等離子體激勵結構a。

8.根據權利要求1所述一種利用沿面等離子體放電處理火焰筒積碳的裝置，其特征在于，在火焰筒的進氣口上設有旋流器。

9.一種利用權利要求1-8任一項所述裝置處理火焰筒積碳方法，具體包括如下步驟：

沿面放電等離子體激勵結構安裝步驟：在火焰筒內壁的每個出氣部位旁均安裝有沿面放電等離子體激勵結構a，在火焰筒外壁的每個進氣部位旁均安裝有沿面放電等離子體激勵結構b；

油氣混合燃燒步驟：經由擴壓器擴壓后的空氣被火焰筒分為兩部分，第一部分空氣經旋流器減速后在火焰筒內與燃油噴嘴噴射的燃油組成適合燃燒的燃氣，第二部分空氣從腔體中經過，部分空氣通過火焰筒上的冷卻進氣孔進入火焰筒中；剩余部分空氣進入火焰筒中后部補充空氣使燃燒更充分；

結碳焦化步驟：由于火焰筒及燃燒室中的油氣混合不充分導致燃油不能完全燃燒進而產生結碳焦化，一部分結碳焦化會附著于火焰筒內壁及外壁上；

產生等離子體層步驟：正弦交流電源分別為石墨烯高壓電極a、石墨烯高壓電極b供電，冷卻空氣經過石墨烯高壓電極a和/或石墨烯高壓電極b時會在對應的陶瓷介質層產生一層均勻的等離子體層，所述等離子體層中富含臭氧、羥基強氧化性粒子，這些強氧化性粒子提高結碳的活性，從而高效降低火焰筒內壁及外壁上的結碳焦化；

去除積碳步驟：當沿面放電等離子體激勵結構a、沿面放電等離子體激勵結構b穩定持續工作一段時間后，等離子體層會一直提高積碳活性，從而達到高效減少甚至徹底清除火焰筒內壁和外壁附著的積碳。