[發明專利]帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器

有效

• 申請號: 202111154843.3
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113932217B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 李水清;宋民航;李祎鵬;黃騫;楊遠平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/66;F23D14/46
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 袁榕

1.一種帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，包括：

燃燒殼體，所述燃燒殼體具有中空的燃燒室，所述燃燒殼體具有相對設置的第一端與第二端，所述燃燒室通過所述第二端與所述燃燒殼體外聯通；

氨氣流輸送結構，用于輸送并對氨氣流預熱，所述氨氣流輸送結構包括氣流入管、氣流分配室、氣流預熱組件以及氣流匯集室，所述氣流預熱組件設置于所述燃燒殼體的外壁，所述氣流分配室設置于所述燃燒殼體的第一端，所述氣流匯集室設置于所述氣流分配室與所述第一端之間，所述氣流分配室連通所述氣流入管及所述氣流預熱組件，所述氣流預熱組件連通所述氣流匯集室；

中心輸送結構，設置于所述燃燒殼體，且所述中心輸送結構的一端穿過所述燃燒殼體伸入所述燃燒室中，用于向所述燃燒室輸送預混氣體以及氧化劑；以及

氨氣流輸出結構，設置于所述中心輸送結構中，并連通所述氣流匯集室，用于將所述氨氣流輸送至所述中心輸送結構中。

2.根據權利要求1所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，所述中心輸送結構包括中心管以及氧化劑管，所述氧化劑管套設于所述中心管的外側，所述氧化劑管用于輸送氧化劑，所述中心管用于輸送預混氣體。

3.根據權利要求2所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，所述氨氣流輸出結構包括氨氣流管以及多個切向管，所述氨氣流管位于所述中心管與所述氧化劑管之間，所述氨氣流管的一端連通所述燃燒室，多個所述切向管在所述氨氣流管的周側連通所述氣流分配室，所述氣流分配室將預熱后的氨氣流經所述氨氣流管輸送至所述燃燒室。

4.根據權利要求3所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，在所述燃燒室中，所述中心管的端部、所述氨氣流管的端部、所述氧化劑管的端部從內向外呈臺階形布置。

5.根據權利要求3所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，所述中心輸送結構還包括傾斜板，所述傾斜板設置于所述氧化劑管位于所述燃燒室的端部，所述傾斜板與所述氧化劑管連接一端的截面積小于所述傾斜板遠離所述氧化劑管一端的截面積；

所述中心輸送結構還包括多個軸向葉片，多個所述軸向葉片設置于所述氧化劑管與所述氨氣流管之間。

6.根據權利要求3至5任一項所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，所述氣流預熱組件包括預熱殼體以及封閉擋板，所述預熱殼體套設于所述燃燒殼體的外側，所述封閉擋板連接所述預熱殼體與所述燃燒殼體的第二端，所述封閉擋板、所述預熱殼體與所述燃燒殼體圍設成環形的預熱腔；

所述氣流分配室具有多個支路通道，所述氣流匯集室具有多個預熱氣出口，所述氣流分配室通過所述支路通道連通所述預熱腔，所述預熱腔通過所述預熱氣出口連通所述氣流匯集室。

7.根據權利要求6所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，所述氣流預熱組件還包括多個預熱部，多個所述預熱部沿所述燃燒殼體的周向間隔設置于所述預熱腔，相鄰的所述預熱部圍設成預熱通道，每一所述預熱通道連通一個所述支路通道以及所述預熱氣出口。

8.根據權利要求7所述的帶有周向環形預熱段的氨燃料旋流燃燒器，其特征在于，每一所述預熱部包括第一分隔板與第二分隔板，多個所述預熱部的所述第一分隔板與多個所述第二分隔板交錯且間隔設置，所述第一分隔板連接所述氣流分配室與所述封閉擋板，所述第二分隔板的一端連接所述氣流分配室，所述第二分隔板的另一端與所述封閉擋板之間存在預設間距；

所述第二分隔板的一表面與相鄰的第一分隔板圍設成一次預熱通道，并連通所述支路通道，第二分隔板的端部與所述封閉擋板圍設成轉向通道，所述第二分隔板的另一表面與相鄰的所述第一分隔板圍設成二次預熱通道，并連通所述預熱氣出口，所述支路通道、所述一次預熱通道、所述轉向通道、所述二次預熱通道以及所述預熱氣出口依次連通。