CN103438451B - 一种调谐无阀燃气脉动燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种调谐无阀燃气脉动燃烧器，属于脉动燃烧器技术领域，解决了脉动燃烧器的可靠性受振动影响和脉动燃烧器运行过程中负荷调节比小、脉动频率和振幅难以调节和控制的问题，它包含混合室、燃烧室、尾管、烟气去耦室和排气管；所述混合室包含混合室前段、前喷注单元、前喷注单元进气管、混合室后段、后喷注单元、后喷注单元进气管、调谐管套、前密封圈、后密封圈和点火装置；所述混合室前段上设置有前喷注单元和前喷注单元进气管，所述混合室后段上设置有后喷注单元、后喷注单元进气管和点火装置；混合室前段和混合室后段通过调谐管套连接，在调谐管套左端设置有前密封圈，在调谐管套右端设置有后密封圈，本发明用于加热设备。

Description

一种调谐无阀燃气脉动燃烧器

技术领域

本发明属于脉动燃烧器技术领域，具体涉及一种调谐无阀燃气脉动燃烧器。

背景技术

脉动燃烧器是在一定的声学条件控制下产生脉动燃烧的装置。目前应用最广泛的脉动燃烧器是亥尔姆霍茨型脉动燃烧器，它在结构上由一个具有一定容积的空心腔体构成，在其一个壁面上开有一个小直径的孔，一根相当长的尾管与这个孔相连接在一起；燃烧器的上游一般装有一只小直径的混合室，其中设有空气和燃料的进口通道以及点火装置，在空气和燃气的进口通道上，各装有膜片式或簧片式的单向阀。亥尔姆霍茨型脉动燃烧器的工作过程是：初步混合的燃料和空气被火花塞点燃，燃烧伴随着放热使燃烧室内的压力上升。当燃烧室内的压力上升到大于空气或燃料供给压力时，两进口阀相继关闭，热燃气不能通过阀倒流，只能沿尾管向后流动、膨胀排出，燃烧室内的压力也随之下降。由于高速流动着的气柱的惯性作用，在燃烧室压力下降到低于尾管出口的外界压力时，燃烧产物仍继续排出，造成燃烧室内部分形成负压。当燃烧室压力下降到低于空气或燃气进口阀前的压力时，又使进口阀再次开启，新鲜的空气和燃料又重新进入燃烧室。与此同时，部分燃烧产物又从尾管回流到燃烧室，其后跟着把新鲜冷空气吸入尾管。两股气流对燃烧室内介质进行压缩，使燃烧室内压力回升。新鲜燃料和空气经过混合又与热燃气混合并被加热，自动地被未灭的火种点燃，开始燃烧、放热，开始了新一周期的燃烧排气过程。这个周期性的燃烧过程自行循环，不需要再点火，能一直工作下去。由于整个燃烧器中的气流都是脉动流，所以能够强化对流传热。

亥尔姆霍茨型脉动燃烧器广泛地被应用在家用热水器、采暖等加热设备中，但其目前还存在以下缺陷：

一、由于脉动燃烧器内的压力脉动会引发装置系统组件的振动，对其可靠性会造成一定的影响。尤其对于带机械单向阀的脉动燃烧器，单向阀的寿命和可靠性成为脉动燃烧器能否正常运行的关键。

二、由于声学结构和供气方式的限制，对于一定结构的脉动燃烧器在运行过程中负荷调节比小、脉动频率和振幅难以调节和控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述脉动燃烧器的可靠性受振动影响和脉动燃烧器运行过程中负荷调节比小、脉动频率和振幅难以调节和控制的问题，提供了一种调谐无阀燃气脉动燃烧器，其技术方案如下：

一种调谐无阀燃气脉动燃烧器，它包含混合室、燃烧室、尾管、烟气去耦室和排气管；所述混合室包含混合室前段、前喷注单元、前喷注单元进气管、混合室后段、后喷注单元、后喷注单元进气管、调谐管套、前密封圈、后密封圈和点火装置；所述混合室前段上设置有前喷注单元和前喷注单元进气管，所述混合室后段上设置有后喷注单元、后喷注单元进气管和点火装置；混合室前段和混合室后段通过调谐管套连接，所述调谐管套设有内螺纹，其内螺纹的旋转方向以中线分界左右相反，所述混合室前段上设置有与调谐管套左侧的内螺纹相应的外螺纹，所述混合室后段上设置有与调谐管套右侧的内螺纹相应的外螺纹，在调谐管套左端设置有前密封圈，在调谐管套右端设置有后密封圈。

本发明的有益效果为：通过改变供气位置和混合室的结构可以形成两组燃烧波，并在两组喷注单元之间设置调谐管套调节两组喷注单元的距离，从而控制脉动燃烧的频率、振幅和强度。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

具体实施方式：

参照图1，一种调谐无阀燃气脉动燃烧器，它包含混合室、燃烧室11、尾管12、烟气去耦室13和排气管14；所述混合室包含混合室前段1、前喷注单元2、前喷注单元进气管3、混合室后段4、后喷注单元5、后喷注单元进气管6、调谐管套8、前密封圈7、后密封圈9和点火装置10；所述混合室前段1上设置有前喷注单元2和前喷注单元进气管3，所述混合室后段4上设置有后喷注单元5、后喷注单元进气管6和点火装置10；混合室前段1和混合室后段4通过调谐管套8连接，所述调谐管套8设有内螺纹，其内螺纹的旋转方向以中线分界左右相反，所述混合室前段1上设置有与调谐管套8左侧的内螺纹相应的外螺纹，所述混合室后段4上设置有与调谐管套8右侧的内螺纹相应的外螺纹，在调谐管套8左端设置有前密封圈7，在调谐管套8右端设置有后密封圈9。

优选的是,所述前喷注单元2和前喷注单元进气管3设置在混合室前段1的同一圆周线上，所述后喷注单元5和后喷注单元进气管6设置在混合室后段4的同一圆周线上。

发明的原理：燃气和空气通过供气装置和风机经一组喷注单元进入混合室，由于气流方向都是指向混合室中心的，所以燃气和空气可以得到比较充分的混合。在混合室的尾部（通向燃烧室的一侧），火花塞或脉冲点火器将混合气体点燃。燃烧伴随着放热使燃烧室内的压力上升。当燃烧室内的压力上升到大于混合室内的压力时，混合室内的气体不能流入燃烧室，燃烧室内热燃气虽然会进入混合室，但由于燃气和空气喷口的面积都很小阻力很大，所以热燃气不会倒流到风机或燃气供气装置中，随着混合室内不断的气体供应，热燃气只能沿尾管向后流动、膨胀排出，燃烧室内的压力也随之下降。由于高速流动着的气柱的惯性作用，在燃烧室压力下降到低于尾管出口的外界压力时，燃烧产物仍继续排出，造成燃烧室内部分真空形成负压。当燃烧室压力下降到低于混合室出口的压力时，新鲜的空气和燃气又重新进入燃烧室。与此同时，部分燃烧产物又从尾管回流到燃烧室，其后跟着把新鲜冷空气吸入尾管。两股气流对燃烧室内介质进行压缩，使燃烧室内压力回升。混合后的新鲜燃料和空气又被热燃气加热，自动地被未灭的火焰点燃，开始燃烧、放热，开始了新一周期的燃烧排气过程。这个周期性的燃烧过程自行循环，不需要再点火，能一直工作下去。

燃气和空气通过供气装置和风机经另一组喷注单元进入混合室的工作过程亦类似，但由于两组喷注单元的位置不同，将形成另一燃烧波，与第一组喷注单元形成的燃烧波有相位差，通过调节螺纹管套改变两组喷注单元的距离、调节空气和燃气的供气量即改变燃气与空气的混合比例，可以改变脉动燃烧的状态（频率和振幅）和燃烧器的功率。

Claims (2)

1.一种调谐无阀燃气脉动燃烧器，它包含混合室、燃烧室(11)、尾管(12)、烟气去耦室(13)和排气管(14)；其特征在于所述混合室包含混合室前段(1)、前喷注单元(2)、前喷注单元进气管(3)、混合室后段(4)、后喷注单元(5)、后喷注单元进气管(6)、调谐管套(8)、前密封圈(7)、后密封圈(9)和点火装置(10)；所述混合室前段(1)上设置有前喷注单元(2)和前喷注单元进气管(3)，所述混合室后段(4)上设置有后喷注单元(5)、后喷注单元进气管(6)和点火装置(10)；混合室前段(1)和混合室后段(4)通过调谐管套(8)连接，在调谐管套(8)左端设置有前密封圈(7)，在调谐管套(8)右端设置有后密封圈(9)；所述调谐管套(8)设有内螺纹，其内螺纹的旋转方向以中线分界左右相反，所述混合室前段(1)上设置有与调谐管套(8)左侧的内螺纹相应的外螺纹，所述混合室后段(4)上设置有与调谐管套(8)右侧的内螺纹相应的外螺纹。

2.如权利要求1所述一种调谐无阀燃气脉动燃烧器，其特征在于所述前喷注单元(2)和前喷注单元进气管(3)设置在混合室前段(1)的同一圆周线上，所述后喷注单元(5)和后喷注单元进气管(6)设置在混合室后段(4)的同一圆周线上。