CN109611886B - 脉动燃烧点火枪和脉动燃烧器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种脉动燃烧点火枪和脉动燃烧器。脉动燃烧点火枪，包括：枪体，包括点火燃烧室和用于输出点火火焰的枪体出口；点火燃料输送管，与点火燃烧室连通，用于向点火燃烧室通入点火燃料；点火助燃气体输送管，与点火燃烧室连通，用于向点火燃烧室通入点火助燃气体；点火器，用于点燃点火燃料与点火助燃气体的混合物并从枪体出口输出点火火焰；脉动装置，用于使点火燃料、点火助燃气体和点火燃料与点火助燃气体的混合物至少之一产生脉动以使点火火焰为脉动点火火焰。本公开的脉动燃烧点火枪，产生温度和速度脉动变化的高温气体，形成脉动点火火焰可以作为脉动燃烧器的点火源。

Description

脉动燃烧点火枪和脉动燃烧器

技术领域

本公开涉及燃烧技术领域，特别涉及一种脉动燃烧点火枪和脉动燃烧器。

背景技术

现有的燃油点火枪或燃气点火枪，设计和使用一般要求稳定运行，即短时间内不存在大的波动，因此，燃油点火枪或燃气点火枪再作为点火源用于燃烧器内燃点火，燃烧器形成的燃烧温度场、动力场相对稳定。采用现有的燃油点火枪或燃气点火枪的燃烧器在单位空间内的内部燃烧混合关系不强，燃烧强度过大容易结焦烧损，燃烧强度过小又会点不着火的现象。

发明内容

本公开的目的在于提供一种脉动燃烧点火枪和脉动燃烧器。

本公开第一方面提供一种脉动燃烧点火枪，包括：

枪体，包括点火燃烧室和用于输出点火火焰的枪体出口；

点火燃料输送管，与所述点火燃烧室连通，用于向所述点火燃烧室通入点火燃料；

点火助燃气体输送管，与所述点火燃烧室连通，用于向所述点火燃烧室通入点火助燃气体；

点火器，用于点燃所述点火燃料与所述点火助燃气体的混合物并从所述枪体出口输出所述点火火焰；

脉动装置，用于使所述点火燃料、所述点火助燃气体和所述点火燃料与所述点火助燃气体的混合物至少之一产生脉动以使所述点火火焰为脉动点火火焰。

在一些实施例中，

所述脉动装置与所述点火燃料输送管耦合以使所述点火燃料产生脉动；和/或，

所述脉动装置与所述点火助燃气体输送管耦合以使所述点火助燃气体产生脉动；和/或，

所述脉动燃烧点火枪包括用于混合所述点火燃料和所述点火助燃气体的预混室，所述点火燃料输送管和所述点火助燃气体输送管通过所述预混室与所述点火燃烧室连通，所述脉动装置与所述预混室耦合以使所述点火燃料与所述点火助燃气体的混合物产生脉动。

在一些实施例中，所述脉动燃烧点火枪为脉动燃油点火枪或脉动燃气点火枪。

在一些实施例中，所述脉动装置使所述点火燃料或所述点火助燃气体的流量、流速和/或压力产生脉动。

在一些实施例中，所述脉动装置包括周期性节流装置。

在一些实施例中，

所述周期性节流装置的节流口设置有通过电脉冲控制的振动膜片；或，

所述周期性节流装置的节流口设置有周期性改变节流口通流面积的可动叶片。

在一些实施例中，所述脉动装置按预设频率脉动。

本公开第二方面提供一种脉动燃烧器，包括：

脉动燃烧室，包括接收燃烧器燃料和燃烧器助燃气体的接收部和输出脉动火焰的输出部；和

脉动点火装置，包括本公开第一方面所述的脉动燃烧点火枪，所述脉动燃烧点火枪的枪体出口位于所述脉动燃烧室内，所述枪体出口的脉动点火火焰用于点燃所述燃烧器燃料与所述燃烧器助燃气体的混合物以从所述输出部输出所述脉动火焰。

基于本公开提供的脉动燃烧点火枪，单位时间内点火燃烧室内的燃烧产生脉动变化，燃烧产生温度和速度脉动变化的高温气体，形成脉动点火火焰作为脉动燃烧器的点火源，利用脉动点火火焰的脉动变化的气体点燃脉动燃烧器的燃料，可以产生使脉动燃烧器的燃料在点火源附近的局部燃烧燃烧恶化及燃烧剧烈增强交替变化，形成局部脉动燃烧的效果。

本公开实施例脉动燃烧器以前述的脉动燃烧点火枪作为点火源，其燃烧状态是脉动的，形成燃烧强度的忽强忽弱，可以实现对脉动燃烧器的内燃燃烧的局部加强混合及促进内部燃烧器燃料的换热关系。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开一实施例的脉动燃烧点火枪的组成框图。

图2为本公开一实施例的脉动燃烧器的原理性结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，本公开实施例的脉动燃烧点火枪包括枪体21、点火燃料输送管23、点火助燃气体输送管24、点火器22和脉动装置25。枪体21包括点火燃烧室和用于输出点火火焰的枪体出口。点火燃料输送管23与点火燃烧室连通，用于向点火燃烧室通入点火燃料。点火助燃气体输送管24与点火燃烧室连通，用于向点火燃烧室通入点火助燃气体。点火器22用于点燃点火燃料与点火助燃气体的混合物并从枪体出口输出点火火焰。脉动装置25用于使点火燃料输送管23内的点火燃料或点火助燃气体输送管24内的点火助燃气体产生脉动以使点火火焰为脉动点火火焰。

常规的油枪或燃气枪设计点火都是燃料和风按照一定的比例进行设计，保持燃油枪或燃气枪稳定燃烧。本公开实施例涉及一种脉动燃烧点火枪，可以为脉动燃油点火枪或脉动燃气点火枪，单位时间内点火燃烧室内的燃烧产生脉动变化，燃烧产生温度和速度脉动变化的高温气体，形成脉动点火火焰作为脉动燃烧器的点火源，利用脉动点火火焰的脉动变化的气体点燃脉动燃烧器的燃烧器燃料，可以产生使脉动燃烧器的燃烧器燃料在点火源附近的局部燃烧燃烧恶化及燃烧剧烈增强交替变化，形成局部脉动燃烧的效果。

脉动燃烧点火枪可以为脉动燃油点火枪，此时点火燃料为燃油，如汽油。脉动燃烧点火枪也可以为脉动燃气点火枪此时点火燃料为燃气，如天然气。虽然采用燃油或燃气作为点火燃料更为常见，但本公开的脉动燃烧点火枪不排除采用其它形式的点火燃料如易燃的固体粉末材料。点火器22例如为电子点火器。点火助燃气体例如可以为空气、富氧气体等。

如图1所示，在一些实施例中，脉动装置25可以与点火助燃气体输送管24耦合以使点火助燃气体产生脉动。

在一些未图示的实施例中，脉动装置25可以与点火燃料输送管23耦合以使点火燃料产生脉动。

在一些未图示的实施例中，脉动燃烧点火枪可以包括用于混合点火燃料和点火助燃气体的预混室，点火燃料输送管23和点火助燃气体输送管24通过预混室与点火燃烧室连通，脉动装置25与预混室耦合以使点火燃料与点火助燃气体的混合物产生脉动。

在一些实施例中，脉动装置25使点火燃料或点火助燃气体的流量、流速和/或压力产生脉动。

在一些实施例中，脉动装置25包括周期性节流装置。周期性节流装置的节流口可以设置通过电脉冲控制振动膜片，通过振动膜片的振动形成节流口的开度的周期性变化。也可以通过机械结构实现周期性节流装置的节流口的开度的周期性变化。机械结构例如可以为在周期性节流装置的节流口处设置的可动叶片，可动叶片可以周期性地改变节流口通流面积，可动叶片可以是旋转的或摆动的，也可以是往复平移的等等。

在一些实施例中，脉动装置25按预设频率脉动。脉动装置25的预设频率可以通过调节控制前述振动膜片的电脉冲的脉冲周期或可动叶片速度等来实现。预设频率的大小则可以根据脉动点火火焰的点火需要，点火燃料种类和参数，点火助燃气体的种类和参数、燃烧器的燃烧器燃料种类和参数，燃烧器的燃烧器助燃气体的种类和参数等确定。

如图2所示，本公开实施例还提供一种脉动燃烧器。脉动燃烧器包括脉动燃烧室3和脉动点火装置2。脉动燃烧室3包括接收燃烧器燃料和燃烧器助燃气体的接收部和输出脉动火焰5的输出部。脉动点火装置2包括前述的脉动燃烧点火枪，脉动燃烧点火枪的枪体出口位于脉动燃烧室3内，脉动点火火焰点燃燃烧器燃料与燃烧器助燃气体的混合物以从输出部输出脉动火焰。

其中，脉动燃烧点火枪的枪体出口作为脉动点火装置2的用于产生脉动点火源4的出口端，输出脉动点火火焰。

在一些实施例中，脉动燃烧器还可以包括二级燃烧室1，脉动燃烧室3设置于二级燃烧室1内，脉动燃烧室3的输出部向二级燃烧室1输出脉动火焰5，脉动火焰5用于点燃二级燃烧室1内的燃烧器燃料。

本公开实施例的脉动燃烧点火枪作为脉动燃烧器的点火源，其燃烧状态是脉动的，脉动频率可以预设，形成燃烧强度的忽强忽弱，从而实现对脉动燃烧器的内燃燃烧的局部加强混合及促进内部燃烧器燃料的换热关系。

如图1所示的实施例是通过对点火助燃气体输送管24的配风进行改进，对配风通路上增加脉动装置25，使脉动燃烧点火枪的点火燃料燃烧的配风是脉动的，从而造成燃烧的脉动。

脉动燃烧点火枪的点火燃烧室内的混合物通过点火器22点燃，通过点火燃料输送管23输入点火燃料，通过点火助燃气体输送管24输入点火助燃气体进行稳燃，通过脉动装置25对所输送的点火助燃气体进行脉动控制，使脉动燃烧点火枪的燃烧由于点火助燃气体和点火燃料燃烧比例程周期性变化，在脉动燃烧点火枪的枪体出口输出的点火火焰的燃烧强度忽强忽弱形成脉动点火火焰，该脉动点火火焰作用在一有限的燃烧空间内，如脉动燃烧器的燃烧室内，会对有限空间内的温度场形成剧烈快速的变化，进而使该燃烧空间内的燃烧器燃料及燃烧器助燃气体的混合物速度和方向快速变化，对燃烧空间形成良好的吹扫关系，同时这种剧烈快速的变化，可以促进燃烧空间的换热关系，以达到提高燃烧空间内燃效率的目的。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽输送管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种脉动燃烧器，其特征在于，包括：

脉动燃烧室(3)，包括接收燃烧器燃料和燃烧器助燃气体的接收部和输出脉动火焰(5)的输出部；和

脉动燃烧点火枪，所述脉动燃烧点火枪包括：

枪体(21)，包括点火燃烧室和用于输出点火火焰的枪体出口；

点火燃料输送管(23)，与所述点火燃烧室连通，用于向所述点火燃烧室通入点火燃料；

点火助燃气体输送管(24)，与所述点火燃烧室连通，用于向所述点火燃烧室通入点火助燃气体；

点火器(22)，用于点燃所述点火燃料与所述点火助燃气体的混合物并从所述枪体出口输出所述点火火焰；

脉动装置(25)，用于使所述点火燃料、所述点火助燃气体和所述点火燃料与所述点火助燃气体的混合物至少之一产生脉动以使所述点火火焰为脉动点火火焰；

其中，所述脉动燃烧点火枪的枪体出口位于所述脉动燃烧室(3)内，所述枪体出口的脉动点火火焰用于点燃所述燃烧器燃料与所述燃烧器助燃气体的混合物以从所述输出部输出所述脉动火焰(5)；

所述脉动燃烧器还包括二级燃烧室(1)，所述脉动燃烧室(3)设置于所述二级燃烧室(1)内，所述脉动燃烧室(3)的输出部向所述二级燃烧室(1)输出所述脉动火焰(5)，所述脉动火焰(5)用于点燃所述二级燃烧室(1)内的燃烧器燃料。

2.根据权利要求1所述的脉动燃烧器，其特征在于，

所述脉动装置(25)与所述点火燃料输送管(23)耦合以使所述点火燃料产生脉动；和/或，

所述脉动装置(25)与所述点火助燃气体输送管(24)耦合以使所述点火助燃气体产生脉动；和/或，

所述脉动燃烧点火枪包括用于混合所述点火燃料和所述点火助燃气体的预混室，所述点火燃料输送管(23)和所述点火助燃气体输送管(24)通过所述预混室与所述点火燃烧室连通，所述脉动装置(25)与所述预混室耦合以使所述点火燃料与所述点火助燃气体的混合物产生脉动。

3.根据权利要求1所述的脉动燃烧器，其特征在于，所述脉动燃烧点火枪为脉动燃油点火枪或脉动燃气点火枪。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的脉动燃烧器，其特征在于，所述脉动装置(25)使所述点火燃料或所述点火助燃气体的流量、流速和/或压力产生脉动。

5.根据权利要求4所述的脉动燃烧器，其特征在于，所述脉动装置(25)包括周期性节流装置。

6.根据权利要求5所述的脉动燃烧器，其特征在于，

所述周期性节流装置的节流口设置有通过电脉冲控制的振动膜片；或，

所述周期性节流装置的节流口设置有周期性改变节流口通流面积的可动叶片。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的脉动燃烧器，其特征在于，所述脉动装置(25)按预设频率脉动。