[發(fā)明專利]雙層帽罩空氣流量分配智能燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111432657.1
• 申請(qǐng)日: 2021-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114413281B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云鵬;李偉;顏應(yīng)文;李井華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F23R3/26
• 分類號(hào): F23R3/26;F23R3/12;F23R3/42
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王慧穎

1.一種雙層帽罩空氣流量分配智能燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括火焰筒（13），其特征在于，所述的火焰筒（13）頭部設(shè)置有雙層帽罩，所述的雙層帽罩為外層帽罩（4）以及內(nèi)層帽罩（5），外層帽罩（4）以及內(nèi)層帽罩（5）上均開(kāi)設(shè)有帽罩進(jìn)氣孔（2），所述的內(nèi)層帽罩（5）位于外層帽罩（4）的內(nèi)表面；外層帽罩（4）與火焰筒頭部壁面固定連接；內(nèi)層帽罩（5）的外環(huán)根部與火焰筒形成定位活接，所述的內(nèi)層帽罩（5）能相對(duì)外層帽罩（4）轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)層帽罩位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)外層帽罩進(jìn)氣孔實(shí)施部分遮擋，即可控制雙層帽罩進(jìn)氣孔的開(kāi)孔面積；

內(nèi)層帽罩（5）外環(huán)根部設(shè)有輔助受力條（6），輔助受力條（6）上設(shè)置環(huán)形齒輪（7），環(huán)形齒輪（7）與動(dòng)力齒輪（14）相嚙合，動(dòng)力齒輪（14）經(jīng)傳動(dòng)軸（9）與外部電機(jī)相連；

外部電機(jī)接收控制終端的調(diào)節(jié)信號(hào)后控制動(dòng)力齒輪（14）的轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力齒輪通過(guò)嚙合作用帶動(dòng)環(huán)形齒輪（7）旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)內(nèi)層帽罩（5）圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)后的內(nèi)層帽罩（5）對(duì)外層帽罩（4）上的帽罩進(jìn)氣孔（2）形成有效遮擋，從而減小帽罩進(jìn)氣孔（2）流通面積，從而減少?gòu)拿闭诌M(jìn)氣孔（2）經(jīng)旋流器流入主燃區(qū)參與燃燒的空氣流量，降低火焰筒主燃區(qū)空氣流量分配比，控制燃燒室在不同工況下的油氣比，實(shí)現(xiàn)智能燃燒調(diào)控；通過(guò)智能調(diào)節(jié)從帽罩進(jìn)氣孔（2）經(jīng)旋流器流入火焰筒（13）頭部主燃區(qū)的空氣流量，精準(zhǔn)控制主燃區(qū)在不同工況下的燃燒油氣比，達(dá)到提高燃燒效率，拓寬點(diǎn)熄火邊界，降低污染物排放。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層帽罩空氣流量分配智能燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述的環(huán)形齒輪（7）的齒高不大于2mm，動(dòng)力齒輪（14）的分度圓直徑不大于5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層帽罩空氣流量分配智能燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述的內(nèi)層帽罩（5）外壁面與外層帽罩（4）的內(nèi)壁面間隔不大于0.5mm；內(nèi)層帽罩（5）、外層帽罩（4）的內(nèi)環(huán)根部分別設(shè)置有內(nèi)層帽罩內(nèi)環(huán)根部球形軌道（301）、外層帽罩內(nèi)環(huán)根部球形軌道（302），內(nèi)層帽罩內(nèi)環(huán)根部球形軌道（301）、外層帽罩內(nèi)環(huán)根部球形軌道（302）中設(shè)置有滑動(dòng)球（303）；在滑動(dòng)球（303）的支撐下，內(nèi)層帽罩（5）以滾動(dòng)的方式繞燃燒室軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而降低轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一所述的雙層帽罩空氣流量分配智能燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述的方法具體為：

步驟一、標(biāo)定所有工況下燃燒室進(jìn)口壓力、燃油流量所對(duì)應(yīng)主燃區(qū)空氣流量，再反算出流經(jīng)帽罩進(jìn)氣孔進(jìn)入火焰筒的空氣流量，對(duì)應(yīng)的計(jì)算出各工況下帽罩進(jìn)氣孔的開(kāi)孔面積和沿圓周方向的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在控制終端建立一套燃燒室進(jìn)口空氣壓力與帽罩進(jìn)氣孔的開(kāi)孔面積/圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/p>

步驟二、燃燒室大工況運(yùn)行時(shí)，外層帽罩以及內(nèi)層帽罩同相位，帽罩進(jìn)氣孔的面積最大，智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)不啟動(dòng)；當(dāng)小工況時(shí)，控制終端采集當(dāng)前的燃燒室進(jìn)口空氣總壓，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算出帽罩進(jìn)氣孔的開(kāi)孔面積/圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并轉(zhuǎn)換成調(diào)節(jié)信號(hào)傳遞到機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)中；

步驟三、利用機(jī)械結(jié)構(gòu)中的電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)動(dòng)力齒輪旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力齒輪按照所需角位移旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)內(nèi)層帽罩圓周方向旋轉(zhuǎn)；內(nèi)層帽罩旋轉(zhuǎn)后對(duì)外層帽罩進(jìn)氣孔形成有效遮擋，降低帽罩進(jìn)氣孔的流通面積和流量系數(shù)，從而降低從帽罩進(jìn)氣孔經(jīng)頭部旋流器流入主燃區(qū)參與燃燒的空氣流量，并進(jìn)一步降低火焰筒主燃區(qū)空氣流量分配比例，從而精準(zhǔn)控制燃燒室在不同工況下的頭部主燃區(qū)燃燒油氣比。