[發明專利]一種可變截面燃氣高效混合器裝置的控制方法

有效

• 申請號: 202110771802.2
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113431713B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 段雄波;劉敬平
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F02M21/04
• 分類號: F02M21/04;F02M21/02;F02D19/02
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸;孫紅穎

本發明涉及一種可變截面燃氣高效混合器裝置控制方法，高轉速工況下：控制漸縮圓通道電磁閥(8)開啟，等截面圓通道電磁閥(9)和漸擴圓通道電磁閥(10)關閉，中轉速工況下：控制等截面圓通道電磁閥(9)開啟，漸縮圓通道電磁閥(8)和漸擴圓通道電磁閥(10)關閉，從而打開等截面圓通道(6)，關閉漸縮圓通道(5)和漸擴圓通道(7)通斷；低轉速工況下：控制漸擴圓通道電磁閥(10)開啟，漸縮圓通道電磁閥(8)和等截面圓通道電磁閥(9)關閉，該裝置可以滿足轉子發動機、天然氣發動機和氫氣發動機等氣體機和燃氣輪機等預混燃燒應用場景；而且可以根據具體工況控制混合氣混合速率，匹配目標工況下燃氣混合速率與效率需求。

技術領域

本發明涉及一種燃燒器控制技術，尤其涉及一種可變截面燃氣高效混合器裝置控制方法。

背景技術

眾所周知，可燃混合氣的組織與混合氣的均勻性對燃燒過程影響非常大，特別是稀薄燃燒的情況下，混合氣混合不均勻，不僅影響燃燒穩定性，而且會導致燃燒效率低、污染排放物生成較高。而且在高速運轉的發動機上，如轉子發動機、天然氣發動機和氫氣發動機等氣體機，燃氣燃燒時間尺度短，燃氣燃燒過程往往在毫秒級別內完成，這對可燃混合氣的組織與混合氣的均勻性提出嚴苛的要求。因此，這就需要提前準備好可燃混合氣，提高燃氣混合氣速率，提高燃氣混合均勻程度，即形成預混混合氣，實現預混燃燒。然而，目前，很大部分轉子發動機、天然氣發動機和氫氣發動機等氣體機采用氣道噴射，將燃氣直接以低壓噴射噴入到進氣道內，從而與新鮮空氣混合。然而，氣道噴射的燃氣與氣道內新鮮空氣混合效率低、燃氣混合效率低，導致吸入發動機缸內后，燃氣與空氣混合質量低，可燃混合氣分布不均，導致火焰傳播容易淬熄，特別是靠近燃燒室壁面的分布不均的混合氣，最終導致發動機缸內燃燒不充分、燃燒效率低、污染排放物生成較多，如碳氫和一氧化碳排放。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，本發明專利提出了能夠靈活調節燃料供給的混合器裝置，從而能夠根據具體轉速工況需求、單一燃氣與空氣高效混合需求、多種燃氣與空氣高效混合需求、以及多種燃氣間相互高效混合需求，控制燃氣與空氣混合速率以及混合均勻性各種工況燃燒需求，從而使得燃燒充分，燃燒效率高、降低污染排放物生成。

本發明的技術方案是一種可變截面燃氣混合器裝置控制方法，其特征在于：可變截面燃氣混合器裝置包括漸縮圓通道，等截面圓通道，漸擴圓通道，漸縮圓通道電磁閥，等截面圓通道電磁閥、漸擴圓通道電磁閥、燃氣混合器漸縮圓通道，燃氣混合器等截面圓通道，燃氣混合器漸擴圓通道；漸縮圓通道、等截面圓通道和漸擴圓通道與燃氣混合器外殼的燃氣混合器漸縮圓通道、燃氣混合器等截面圓通道和燃氣混合器漸擴圓通道一一相配合；

高轉速工況下：控制漸縮圓通道電磁閥開啟，等截面圓通道電磁閥和漸擴圓通道電磁閥關閉，從而打開漸縮圓通道，關閉等截面圓通道和漸擴圓通道通斷；進而使燃氣通過漸縮圓通道和燃氣混合器漸縮圓通道進入可變截面燃氣混合器內；

中轉速工況下：控制等截面圓通道電磁閥開啟，漸縮圓通道電磁閥和漸擴圓通道電磁閥關閉，從而打開等截面圓通道，關閉漸縮圓通道和漸擴圓通道通斷；進而使燃氣通過等截面圓通道和燃氣混合器等截面圓通道進入可變截面燃氣混合器內；

低轉速工況下：控制漸擴圓通道電磁閥開啟，漸縮圓通道電磁閥和等截面圓通道電磁閥關閉，從而打開漸擴圓通道通斷，關閉漸縮圓通道和等截面圓通道；進而使燃氣通過漸擴圓通道和燃氣混合器漸擴圓通道進入可變截面燃氣混合器內。

進一步地，可變截面燃氣混合器裝置還包括第一噴嘴、第二噴嘴、第三噴嘴和第四噴嘴；

其中第一噴嘴、第二噴嘴、第三噴嘴和第四噴嘴用來噴射單一氣體，即四個噴嘴同時噴射單一氣體；

或者第一噴嘴、第二噴嘴、第三噴嘴和第四噴嘴用來噴射兩種氣體，即第一噴嘴和第三噴嘴噴射一種氣體，第二噴嘴和第四噴嘴噴射另外一種氣體，形成兩種氣體間隔噴射。

進一步地，燃料選擇天然氣、氫氣或氧氣。