CN102679395A - 顺流压差式等离子点火喷嘴 - Google Patents

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张智博
郑洪涛
李雅军
杨家龙
李智明
杨仁
杨洪磊
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Abstract

本发明的目的在于提供顺流压差式等离子点火喷嘴，包括阴极、阳极，阴极安装在阳极里，阴极与阳极形成电嘴内腔，阳极上沿周向设置空气进口，阳极端部与阴极头部对应的位置设置喷孔。本发明流动损失和局部损失很小、点火成功率高、点火稳定性强、延迟时间短、结构简单、点火可靠性强、对电源功率和燃烧室内空间尺寸需求较低，还可用于点燃液态燃料和气态燃料，适用性广泛。

Description

顺流压差式等离子点火喷嘴
技术领域
本发明涉及的是一种燃气轮机和锅炉，具体地说是燃气轮机和锅炉的点火器。
背景技术
燃气轮机是一种典型的常规燃料动力装置。它具有体积小、功率大、重量轻和启动快等特点，被广泛应用在航空、电力、舰船和天然气输送等工业核心领域中。锅炉作为传统的燃烧器也被广泛应用于诸如热力发电厂等许多工业场合。
从目前技术来看，燃气轮机和锅炉的主要点火设备是高能电火花放电点火器、等离子间接点火器、电站锅炉等离子点火器。上述点火喷嘴因工作方式的原因均存在相应弊端：间接等离子电弧点火喷嘴采用间接式点火方式，即先用等离子电弧点燃一个有配油和配气系统的小燃烧器，然后小燃烧器中的火焰再点燃主火焰，它的缺点是其喷嘴处会产生积碳问题，影响点火的稳定性；高能电火花放电直接点火喷嘴利用高能脉冲将电火花喷进油气混合物，其缺点是延迟时间较长，发动机启动时容易发生爆燃；电站锅炉等离子点火喷嘴利用电磁线圈将等离子电弧拉出喷嘴，其缺点是所需空间较大，而且对电源功率的要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种点火成功率高、点火稳定性强、延迟时间短的顺流压差式等离子点火喷嘴。
本发明的目的是这样实现的：
本发明顺流压差式等离子点火喷嘴，包括阴极、阳极，其特征是：阴极安装在阳极里，阴极与阳极形成电嘴内腔，阳极上沿周向设置空气进口，阳极端部与阴极头部对应的位置设置喷孔。
本发明还可以包括：
1、所述的空气进口位于阳极的中部，空气进口的面积大于喷孔的面积。
2、所述的空气进口有三个，相邻空气进口中心与阳极中心连线的夹角均为120度。
3、所述的阳极上设置六角安装座。
本发明的优势在于：本发明流动损失和局部损失很小、点火成功率高、点火稳定性强、延迟时间短、结构简单、点火可靠性强、对电源功率和燃烧室内空间尺寸需求较低，还可用于点燃液态燃料和气态燃料，适用性广泛。
附图说明
图1为本发明的纵剖面构造图；
图2为本发明的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～2，发明设计的双燃料喷嘴主要由阴极1，阳极4，螺纹2，六角安装座3，阴极头部5，喷孔6，空气进口7,电嘴内腔8等部件组成。当本发明所示的顺流压差式等离子点火喷嘴开始工作时，空气从空气进口7进入电嘴内腔8，然后由于内外压差的作用向喷孔6附近运动。然后空气在阴极头部5与喷孔6之间被电离成离子态，并以较高的速度和较大的温度从喷孔5喷射而出，这样高温、高速的等离子体电弧会充分与燃料-空气混合物接触，并迅速点燃燃料-空气混合物，这样就保证了电弧的有效工作长度，从而保证了点火的稳定性、高成功率和高可靠性。
图2是顺流压差式等离子点火喷嘴的较佳实例A-A剖视图。从图中可以看出，气孔为三个，沿周向均匀布置，夹角圆孔之间夹角均为120°。
本发明的目的及技术问题解决方案是采用以下技术方案实现的：
（1）依据本发明提出的一种顺流压差式等离子点火喷嘴，在点火嘴阳极壳体中部沿周向均匀布置了多个出气孔，这样使出气方式变为顺流式，气流在流动过程中气动损失较小，并且结构更为简单、加工更加方便。
（2）通过控制出气孔与喷嘴底部喷孔的直径比，控制点火喷嘴内外压差，使在不影响整体结构和保证尺寸精度的情况下压差达到最大，这样就可以将等离子电弧充分的拉出点火喷嘴，进而实现了高温、高速的等离子体电弧与油雾的充分接触，保证了电弧的有效工作长度，从而保证了点火的稳定性、高成功率和高可靠性。
（3）采用了阴阳极之间放电、使空气变成等离子体的点火方式，局部电弧温度较高、电弧团速度较大，因此点火时间很短，延迟时间可以被控制在2秒之内，且对电源功率和燃烧室内空间尺寸需求较低，保证了本发明广泛的适用性。

Claims (5)

1.顺流压差式等离子点火喷嘴，包括阴极、阳极，其特征是：阴极安装在阳极里，阴极与阳极形成电嘴内腔，阳极上沿周向设置空气进口，阳极端部与阴极头部对应的位置设置喷孔。
2.根据权利要求1所述的顺流压差式等离子点火喷嘴，其特征是：所述的空气进口位于阳极的中部，空气进口的面积大于喷孔的面积。
3.根据权利要求1或2所述的顺流压差式等离子点火喷嘴，其特征是：所述的空气进口有三个，相邻空气进口中心与阳极中心连线的夹角均为120度。
4.根据权利要求1或2所述的顺流压差式等离子点火喷嘴，其特征是：所述的阳极上设置六角安装座。
5.根据权利要求3所述的顺流压差式等离子点火喷嘴，其特征是：所述的阳极上设置六角安装座。
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