[發(fā)明專利]混合燃燒可視化燃燒器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011200797.1
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112303665B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉林林;陳澤斌;胡松啟;魏祥庚
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/42
• 代理公司: 西安匠星互智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

1.一種混合燃燒可視化燃燒器，其特征在于：包括進(jìn)氣組件、整流段、燃燒室和同軸式點(diǎn)火炬，所述整流段同軸安裝于進(jìn)氣組件和燃燒室之間，所述同軸式點(diǎn)火炬沿整流段徑向安裝于整流段的外周面；

所述整流段為沿軸向開有矩形通孔的柱狀結(jié)構(gòu)，其兩端分別設(shè)置有圓形法蘭盤和方形法蘭盤，通過圓形法蘭盤與進(jìn)氣組件同軸密封連接，通過方形法蘭盤與燃燒室入口端同軸密封連接；其周壁上開有圓孔，圓孔的外端口處同軸固定有點(diǎn)火座，用于與所述同軸式點(diǎn)火炬連通；

所述燃燒室包括燃燒室基體、燃燒室上頂蓋、燃燒室下頂蓋、觀察窗、測壓座、固體燃料、燃燒室后端蓋、噴管、噴管壓螺、熱電偶座、熱電偶壓螺；所述燃燒室基體為軸向水平設(shè)置的長方體結(jié)構(gòu)、并沿軸向開有矩形通孔作為燃燒內(nèi)流道，其平行于軸向的相對兩側(cè)壁相對設(shè)置有觀察窗，兩個(gè)所述觀察窗的內(nèi)壁面作為燃燒內(nèi)流道的兩側(cè)壁，燃燒內(nèi)流道的寬度與所述整流段的矩形通孔的寬度相同；所述燃燒室上頂蓋和燃燒室下頂蓋分別通過密封圈密封安裝于燃燒室基體在上、下壁面設(shè)置的截面為T形的階梯通孔內(nèi)，在燃燒室上頂蓋和燃燒室下頂蓋的內(nèi)表面均開有裝藥凹槽，將所述固體燃料粘接于裝藥凹槽內(nèi)，固體燃料的寬度等于燃燒內(nèi)流道的寬度；所述燃燒室基體的出口端通過密封圈與燃燒室后端蓋同軸密封固定連接，所述噴管通過噴管壓螺同軸安裝于燃燒室后端蓋的中心孔內(nèi)，并在噴管與燃燒室后端蓋的安裝面之間安裝有石墨墊片；多個(gè)所述熱電偶壓螺分別通過熱電偶座安裝于燃燒室下頂蓋的通孔處，用于測試固體燃料燃燒過程的溫度變化；所述測壓座設(shè)置于燃燒室靠近出口端的側(cè)壁上；

所述同軸式點(diǎn)火炬包括燃料進(jìn)氣連接管、第一燃料腔、第二燃料腔、氧化劑腔、連接環(huán)、氧化劑進(jìn)氣連接管、點(diǎn)火炬燃燒室、點(diǎn)火炬噴管、點(diǎn)火炬測壓座和火花塞座；其中，燃料進(jìn)氣連接管、第一燃料腔、第二燃料腔、氧化劑腔、點(diǎn)火炬燃燒室和點(diǎn)火炬噴管依次同軸連接，所述點(diǎn)火炬噴管與所述點(diǎn)火座通過螺紋連接；所述氧化劑進(jìn)氣連接管通過連接環(huán)安裝于氧化劑腔的外周面；所述點(diǎn)火炬測壓座和火花塞座分別安裝于點(diǎn)火炬燃燒室外周面設(shè)置的通孔內(nèi)；

所述氧化劑腔為階梯型圓柱體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)沿軸向開有階梯通孔，小徑端外周面設(shè)置有外螺紋，與所述點(diǎn)火炬燃燒室通過螺紋連接；其大徑端內(nèi)周面設(shè)置有內(nèi)螺紋，與所述燃料進(jìn)氣連接管通過螺紋連接；氧化劑腔外壁沿周向開有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽的底面上沿周向均布有四個(gè)切向通孔，所述切向通孔與氧化劑腔內(nèi)階梯通孔的內(nèi)壁相切，作為氧化劑旋流進(jìn)氣噴嘴；所述連接環(huán)焊接于環(huán)形凹槽的槽口，將環(huán)形凹槽封閉，并在連接環(huán)的環(huán)壁上開有通孔，與所述氧化劑進(jìn)氣連接管連接，將氧化劑經(jīng)環(huán)形凹槽和切向通孔進(jìn)入氧化劑腔內(nèi)，并保證氧化劑流動方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；氧化劑腔階梯通孔的大徑端為氧化劑流動區(qū)域，小徑端為氧化劑及燃料的摻混區(qū)域，中部靠近小徑端一側(cè)為擴(kuò)張孔，從小徑端向大徑端擴(kuò)張，能夠加速氣流流動速度；

所述第一燃料腔為一端開有的圓筒結(jié)構(gòu)，其開口端的外周面設(shè)置有限位法蘭盤，其側(cè)壁靠近封閉端的位置然周向均布四個(gè)切向通孔，作為燃料旋流進(jìn)氣噴嘴，所述燃料旋流進(jìn)氣噴嘴與所述第一燃料腔的內(nèi)孔相切并連通，保證燃料氣體流動方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；所述第二燃料腔一端為圓盤結(jié)構(gòu)，另一端為同軸的圓柱結(jié)構(gòu)，圓盤的中心軸處開有收斂孔，所述收斂孔的收斂口朝向圓柱內(nèi)的中心孔；所述第一燃料腔的限位法蘭盤和第二燃料腔的圓盤端安裝于所述氧化劑腔的內(nèi)臺階面，第一燃料腔的封閉端位于所述燃料進(jìn)氣連接管內(nèi)，第二燃料腔的圓柱端位于氧化劑腔的小徑端內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合燃燒可視化燃燒器，其特征在于：所述進(jìn)氣組件沿軸向依次包括進(jìn)氣道、氧化劑進(jìn)氣腔和噴注板；所述進(jìn)氣道為開有軸向通孔的圓柱結(jié)構(gòu)；所述氧化劑進(jìn)氣腔為開有軸向階梯孔的圓柱結(jié)構(gòu)，階梯孔作為進(jìn)氣道安裝孔的一端和中段為等徑通孔，另一端為錐形孔，所述錐形孔的大徑端于朝向噴注板；所述噴注板為圓盤狀，其兩端面分別通過O型圈與氧化劑進(jìn)氣腔、整流段密封連接，圓盤狀的中間位置呈矩形陣列有若干進(jìn)氣孔，矩形陣列的通孔均與整流段的內(nèi)流道相對。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合燃燒可視化燃燒器，其特征在于：所述固體燃料靠近所述整流段、且朝向燃燒室基體內(nèi)壁一側(cè)設(shè)計(jì)有倒角，倒角前緣為30°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合燃燒可視化燃燒器，其特征在于：所述整流段與燃燒室的軸向長度比為1：2。