CN104019448A - 一种加热器燃烧室双层旋风装置 - Google Patents

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李玢
富硕
杨杨
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Abstract

一种加热器燃烧室双层旋风装置，有利于提高整体加热器的热效率，其特征在于，所述外层筒体与所述内层筒体之间设置有若干个外层旋风叶片，所述若干个外层旋风叶片沿周向依次分布形成外层旋风环带，在所述外层旋风环带中两两相邻的外层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构；所述内层筒体和所述环形支架之间设置有若干个内层旋风叶片，所述若干个内层旋风叶片沿周向依次分布形成内层旋风环带，在所述内层旋风环带中两两相邻的内层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构。

Description

一种加热器燃烧室双层旋风装置
技术领域
本发明涉及油料喷嘴燃烧室的旋风辅助雾化技术，特别是一种加热器燃烧室双层旋风装置。
背景技术
加热器的组成部件中既包括喷嘴和燃烧室，也包括旋风装置。旋风装置的功能在于使助燃空气以旋转的方式进入燃烧室，通过在燃烧室中旋转增加停留时间或延长运动距离或扩充到达范围。燃料通过雾化喷嘴喷入加热器燃烧室，燃烧室的前端装有旋风装置，使空气和雾化燃油充分混合，从而使混合气体充分燃烧，提高雾化液体的燃烧效率，也就是提高燃烧室的燃烧效率，进而提高整体加热器的热效率。旋风装置包括单层旋风类型和双层旋风类型。对于双层旋风类型，往往采用外层旋风与内层旋风互逆旋转的方式，即其中一个为顺时针进风，另一个为逆时针进风，当雾化燃料遭遇这同时进入的两股旋风时，雾化燃料会受到剪切作用力而变得更为分散开来。双层旋风装置包括外层筒体、外层旋风板、内层筒体、内层旋风板和环形支架，其中外层旋风板呈环形，环体上沿周向拉若干个三角口并按照旋风的设定旋入方向折成旋风旋入角，内层旋风板的环体上沿周向拉若干个直口并按照与相反于外层旋风的旋入方向折成旋风旋入角。本发明人认为，由于三角口或者直口所形成的旋风进入缝隙，均存在轴向透光，即相邻旋风叶片之间缺少轴向遮挡旋风结构，不仅使得轴向风增加而周向旋风减少，而且使得旋风的旋切力度较低，从而影响旋风助燃作用，不利于提高燃烧室效率，不利于节能减排。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种加热器燃烧室双层旋风装置，通过在相邻旋风叶片之间设置轴向遮挡结构，在旋风进入缝隙中消除轴向透光，也就是消除轴向进风，从而有利于使空气和雾化燃油充分混合，使混合气体充分燃烧，提高雾化液体的燃烧效率，也就是提高燃烧室的燃烧效率，进而提高整体加热器的热效率，减少燃烧室积炭，延长加热器的使用寿命，减少有害气体的排放，节能减排，保护环境。
本发明的技术方案如下：
一种加热器燃烧室双层旋风装置，包括外层筒体、内层筒体和环形支架，其特征在于，所述外层筒体与所述内层筒体之间设置有若干个外层旋风叶片，所述若干个外层旋风叶片沿周向依次分布形成外层旋风环带，在所述外层旋风环带中两两相邻的外层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构；所述内层筒体和所述环形支架之间设置有若干个内层旋风叶片，所述若干个内层旋风叶片沿周向依次分布形成内层旋风环带，在所述内层旋风环带中两两相邻的内层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构。
所述外层旋风环带的旋风进入方向相反于所述内层旋风环带的旋风进入方向。
所述轴向遮挡结构是指位于旋风进入缝隙下沿的旋风叶片与位于旋风进入缝隙上沿的旋风叶片在首尾衔接的周向上具有重叠区域。
所述内层旋风环带的轴向厚度小于所述外层旋风环带的轴向厚度。
所述内层旋风环带的旋风出口与所述外层旋风环带的旋风出口平齐。
所述外层旋风叶片的旋向角范围为35度至45度。
所述内层旋风叶片的旋向角范围为45度至55度。
所述外层筒体的外壁上设置有连接箍。
每个外层旋风叶片的外沿焊接在所述外层筒体的内壁上，每个外层旋风叶片的内沿焊接在所述内层筒体的外壁上。
每个内层旋风叶片的外沿焊接在所述内层筒体的内壁上，每个内层旋风叶片的内沿焊接在所述环形支架上。
本发明的技术效果如下：本发明一种加热器燃烧室双层旋风装置通过轴向遮挡结构设置，在旋风进入缝隙中消除轴向透光，也就是消除轴向进风，使燃油的雾化效果更好，有利于空气与雾化燃油的掺混，提高火焰燃烧的稳定性，提高燃烧效率，从而有效提高加热器整体的燃烧效率，进而减少燃烧室积炭，延长加热器的使用寿命，减少有害气体的排放，节能减排，保护环境。双层旋风结构采用外层旋风与内层旋风互逆旋转的方式，即其中一个为顺时针进风，另一个为逆时针进风，当雾化燃料遭遇这同时进入的两股旋风时，雾化燃料会受到剪切作用力而变得更为分散开来。
附图说明
图1是实施本发明的一种加热器燃烧室双层旋风装置结构示意图。
图2是旋风装置外层和内层旋风叶片结构示意图。
图3是现有技术外层三角口和内层直口旋风结构(左)与本发明双层轴向遮挡旋风结构(右)在小燃料量情况下的热态对比实验图。
图4是一种外层旋风环带结构示意图。
附图标记列示如下：1-外层第一旋风叶片，2-外层第二旋风叶片，3-外层第三旋风叶片，4-外层第四旋风叶片，5-外层第五旋风叶片，6-外层第六旋风叶片，7-外层第七旋风叶片，8-外层第八旋风叶片，9-外层第九旋风叶片，10-外层第十旋风叶片，11-外层筒体，12-连接箍，13-内层筒体，14-内层第一旋风叶片，15-内层第二旋风叶片，16-内层第三旋风叶片，17-内层第四旋风叶片，18-内层第五旋风叶片，19-内层第六旋风叶片，20-内层第七旋风叶片，21-环形支架,22-旋风进入缝隙，23-重叠区域，24-轴向遮挡结构，A-外层旋向角，B-内层旋向角。
具体实施方式
下面结合附图(图1-图4)对本发明进行说明。
图1是实施本发明的一种加热器燃烧室双层旋风装置结构示意图。图2是旋风装置外层和内层旋风叶片结构示意图。图4是一种外层旋风环带结构示意图。如图1、图2和图4所示，一种加热器燃烧室双层旋风装置，包括外层筒体11、内层筒体13和环形支架21，其特征在于，所述外层筒体11与所述内层筒体13之间设置有若干个外层旋风叶片(例如从外层第一旋风叶片1至外层第十旋风叶片10)，所述若干个外层旋风叶片沿周向依次分布形成外层旋风环带(例如，包括外层第一旋风叶片1，外层第二旋风叶片2，外层第三旋风叶片3，外层第四旋风叶片4，外层第五旋风叶片5，外层第六旋风叶片6，外层第七旋风叶片7，外层第八旋风叶片8，外层第九旋风叶片9，外层第十旋风叶片10)，在所述外层旋风环带中两两相邻的外层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙22又具有轴向遮挡结构24；所述内层筒体13和所述环形支架21之间设置有若干个内层旋风叶片(例如内层第一旋风叶片14至内层第七旋风叶片20等，内层叶片数量一般不超过外层叶片数量，例如外层10片，内层8片；或者外层12片，内层10片)，所述若干个内层旋风叶片沿周向依次分布形成内层旋风环带(例如包括内层第一旋风叶片14，内层第二旋风叶片15，内层第三旋风叶片16，内层第四旋风叶片17，内层第五旋风叶片18，内层第六旋风叶片19，内层第七旋风叶片20等)，在所述内层旋风环带中两两相邻的内层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构。所述外层旋风环带的旋风进入方向相反于所述内层旋风环带的旋风进入方向(例如图1中外层旋风进入方向为逆时针，内层旋风进入方向为顺时针，当然，外层旋风进入方向也可以设置为顺时针例如图4所示)。所述轴向遮挡结构24是指位于旋风进入缝隙下沿的旋风叶片(例如图4中外层第一旋风叶片1)与位于旋风进入缝隙上沿的旋风叶片(例如图4中外层第二旋风叶片2，)在首尾衔接的周向上具有重叠区域23。所述内层旋风环带的轴向厚度小于所述外层旋风环带的轴向厚度。所述内层旋风环带的旋风出口与所述外层旋风环带的旋风出口平齐。所述外层旋风叶片的旋向角范围A为35度至45度。所述内层旋风叶片的旋向角范围B为45度至55度。所述外层筒体11的外壁上设置有连接箍12。每个外层旋风叶片的外沿焊接在所述外层筒体11的内壁上，每个外层旋风叶片的内沿焊接在所述内层筒体13的外壁上。每个内层旋风叶片的外沿焊接在所述内层筒体13的内壁上，每个内层旋风叶片的内沿焊接在所述环形支架21上。
图3是现有技术三角口和直口组合旋风结构(左)与本发明轴向遮挡旋风结构(右)在小燃料量情况下的热态对比。由图3所示小燃料量情况下改进前的旋风装置(左)与本发明一种加热器燃烧室双层旋风装置(右)的燃油雾化燃烧情况对比，使用本发明一种加热器燃烧室双层旋风装置的雾化燃油不仅仅在喷嘴附近燃烧，而且雾化液滴掺混，不会熄火，有利于燃烧。右边整个燃烧室几乎充满火势，这与左边燃烧室中显示现有技术状况的仅仅一个小火焰头大为不同。使用本发明一种加热器燃烧室双层旋风装置与原旋风装置的冷态试验和热态实验的对比结果说明了：旋流影响了头部燃料浓度的分布，促进掺混；本发明一种加热器燃烧室双层旋风装置可以观察到旋流；本发明一种加热器燃烧室双层旋风装置的火焰更加稳定，出口温度更加均匀。由此可见，改进后的旋风结构更有利于雾化燃油的燃烧。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.一种加热器燃烧室双层旋风装置，包括外层筒体、内层筒体和环形支架，其特征在于，所述外层筒体与所述内层筒体之间设置有若干个外层旋风叶片，所述若干个外层旋风叶片沿周向依次分布形成外层旋风环带，在所述外层旋风环带中两两相邻的外层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构；所述内层筒体和所述环形支架之间设置有若干个内层旋风叶片，所述若干个内层旋风叶片沿周向依次分布形成内层旋风环带，在所述内层旋风环带中两两相邻的内层旋风叶片之间既形成旋风进入缝隙又具有轴向遮挡结构。
2.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述外层旋风环带的旋风进入方向相反于所述内层旋风环带的旋风进入方向。
3.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述轴向遮挡结构是指位于旋风进入缝隙下沿的旋风叶片与位于旋风进入缝隙上沿的旋风叶片在首尾衔接的周向上具有重叠区域。
4.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述内层旋风环带的轴向厚度小于所述外层旋风环带的轴向厚度。
5.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述内层旋风环带的旋风出口与所述外层旋风环带的旋风出口平齐。
6.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述外层旋风叶片的旋向角范围为35度至45度。
7.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述内层旋风叶片的旋向角范围为45度至55度。
8.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，所述外层筒体的外壁上设置有连接箍。
9.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，每个外层旋风叶片的外沿焊接在所述外层筒体的内壁上，每个外层旋风叶片的内沿焊接在所述内层筒体的外壁上。
10.根据权利要求1所述的加热器燃烧室双层旋风装置，其特征在于，每个内层旋风叶片的外沿焊接在所述内层筒体的内壁上，每个内层旋风叶片的内沿焊接在所述环形支架上。
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