CN110953580B - 一种用于柴油机的补燃燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于柴油机的补燃燃烧器，燃烧器外筒壁嵌套设置于燃烧器内筒壁外部，燃烧器内筒壁一端封口并设置点火枪和油枪，燃烧器内筒壁另一端开口作为烟气出口，燃烧器内筒壁及燃烧器外筒壁侧壁上设有烟气入口；稳燃器设于燃烧器内筒壁内部并位于油枪后侧，火检装置设置于稳燃器的喷口后方。本发明通过预热空气改善了燃料着火条件，在低功率低氧量运行时，保障了小流量燃料的正常燃烧；两级雾化方式使燃料颗粒直径更小，分布更均匀，在低功率低氧环境下燃烧更好；通过调节油枪内外层套管相对位置可以辅助调节燃料流量，便于更精确的控制尾气温度；油枪头部两级喷管结构能够充分加速燃料和雾化介质，强化雾化效果，使燃料更好地着火燃烧。

Description

一种用于柴油机的补燃燃烧器
技术领域
本发明属于工业用燃烧器技术领域，尤其涉及一种用于柴油机的补燃燃烧器。
背景技术
柴油机由于燃烧不充分，会排出一氧化碳、氮氧化物等有毒气体。目前，处理尾气中氮氧化物的方法主要是选择性催化还原法，即在催化剂作用下使用含氨的还原剂将尾气中的氮氧化物还原成无污染的氮气和水。该还原反应温度要求在300～400℃。而普通柴油机尾气温度难以达到要求，因此需要先提高尾气温度再进行选择性催化还原法SCR处理。所以，开发一种能够提高柴油机尾气温度的补燃燃烧器十分必要。
现有的普通燃烧器的助燃剂一般为空气，而补燃燃烧器的主要助燃剂为柴油机尾气，其中氧含量相对空气较低。并且提升烟气温度所需的加热功率一般较小，因此，补燃燃烧器相比于普通燃烧器使用的燃料量更少，喷枪堵塞等因素对补燃燃烧器性能影响更为显著，同时补燃燃烧器功率的精准调节难度也更大。因此，补燃燃烧器不可以用普通燃烧器直接代替，而是需要综合考虑上述问题后重新进行设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何提高柴油机的尾气温度。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：包括燃烧器内筒壁，燃烧器外筒壁嵌套设置于燃烧器内筒壁外部，燃烧器内筒壁一端封口并设置点火枪和油枪，燃烧器内筒壁另一端开口作为烟气出口，燃烧器内筒壁及燃烧器外筒壁侧壁上设有烟气入口；稳燃器设于燃烧器内筒壁内部并位于油枪后侧，火检装置设置于稳燃器的喷口后方。
优选地，所述烟气入口包括设于燃烧器内筒壁靠近油枪一侧的侧壁上的烟气内层入口，及设于燃烧器外筒壁远离油枪一侧的侧壁上的烟气外层入口，燃烧器外筒壁与燃烧器内筒壁之间形成烟气进入通道。
优选地，所述燃烧器外筒壁的两端封口与燃烧器内筒壁的外壁密封连接。
优选地，所述稳燃器包括用于控制流经油枪的油枪口附近区域的烟气流量的根部装置和用于使油枪喷出的燃料燃烧后喷入燃烧器内筒的喷口；根部装置一端设置开口并与油枪的油枪口相接，根部装置另一端连接喷口，喷口与所述油枪的油枪口联通。
更优选地，所述根部装置底部的开口为碗状结构，所述根部装置壁面设有供烟气流过的孔。
更优选地，所述喷口为锥形结构，锥形结构直径较小的一端与根部装置连接，锥形结构的最大直径小于燃烧器内筒壁的内直径，所述喷口与燃烧器内筒壁之间留有供部分烟气流过的间隙。
优选地，所述油枪由两层套管同轴嵌套设置组成，内层套管内为雾化介质通道，内、外层套管之间为燃料通道；内层套管头部与外层套管组成用于加速燃料的缩放喷管结构，内层套管与外层套管的相对位置可调，即缩放喷管结构喉部截面积可调；内层套管头部周向设有用于使雾化介质通道内的雾化介质进入燃料通道的雾化孔。
更优选地，所述燃料通道内布置有环形的雾化板，雾化板上设有用于对燃料进行雾化的孔。
更优选地，所述外层套管末端为用于进一步加速燃料和雾化介质混合物的速度的渐放喷管结构。
优选地，所述燃烧器外筒壁外部设有保温层。
相比现有技术，本发明提供的用于柴油机的补燃燃烧器具有如下有益效果：
1、通过预热空气改善了燃料着火条件，在低功率低氧量运行时，保障了小流量燃料的正常燃烧。
2、两级雾化方式使燃料颗粒直径更小，分布更均匀，在低功率低氧环境下燃烧更好。
3、通过调节油枪内外层套管相对位置可以辅助调节燃料流量，便于更精确的控制尾气温度。
4、油枪头部两级喷管结构能够充分加速燃料和雾化介质，强化雾化效果，使燃料更好地着火燃烧。
附图说明
图1为本实施例提供的用于柴油机的补燃燃烧器结构示意图；
图2为油枪结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
图1为本实施例提供的用于柴油机的补燃燃烧器结构示意图，所述的用于柴油机的补燃燃烧器包括燃烧器外筒壁1、燃烧器内筒壁2、油枪4、点火枪3、稳燃器5、火检装置6等。
其中，燃烧器内筒壁2为一端封口、另一端开口的筒体。在有封口的一端盖板上开孔，便于点火枪3和油枪4穿过。靠近油枪4一侧的侧壁上开孔，作为烟气内层入口71。燃烧器内筒壁2开口的一端作为烟气出口8。
燃烧器外筒壁1套于燃烧器内筒壁2外，燃烧器外筒壁1的两头封口与燃烧器内筒壁2的外壁密封连接，无开孔。燃烧器外筒壁1远离油枪4的一侧开孔，作为烟气外层入口72。
油枪4和点火枪3由燃烧器内筒壁2封口一端的盖板孔插入，油枪4后接稳燃器5，稳燃器5位于燃烧器内筒壁2内部。
稳燃器5由两部分组成。一部分为碗状底部开口的根部装置51，用于控制流经油枪口附近区域的烟气流量。根部装置51底部与油枪4的油枪口相接，并且根部装置51壁面有开孔使烟气流过。另一部分为锥形结构的喷口52，喷口52壁面无开孔。油枪4喷出的燃料燃烧后经喷口52喷入燃烧器内筒。锥形的喷口52的大端直径小于燃烧器内筒壁2的内直径，在喷口52与燃烧器内筒壁2之间留有间隙使部分烟气流过。
火检装置6设置于稳燃器5的锥形的喷口52的后方。
结合图2，油枪4由两层套管同轴嵌套设置组成，内层套管内为雾化介质通道41，内、外层套管之间为燃料通道42。燃料通道42内布置有环形的雾化板43，雾化板43上开有小孔，用于对燃料进行第一次雾化。
内层套管头部与外层套管组成缩放喷管结构，用于加速燃料。即内层套管头部与外层套管之间的燃料通道42为Y型。内层套管与外层套管的相对位置可调，即缩放喷管喉部截面积可调，因此可在固定燃料压力下调节燃料流量。内层套管头部周向开有雾化孔411，使雾化介质从雾化孔411内进入燃料通道42，雾化燃料。雾化孔411位于缩放喷管喉部前端附近。外层套管末端为渐放喷管结构，用于进一步加速燃料和雾化介质混合物的速度，强化雾化效果。
进一步的，燃烧器外筒壁1外设有保温层，阻止燃烧器向外散热并防止烫伤运行人员。
进一步的，燃烧器使用的燃料为燃油，雾化介质为高压蒸汽或压缩空气。
进一步的，雾化板43可更换或去除。在雾化孔411堵塞或需要调节雾化效果时更换新的雾化板即可。
应当理解的是，在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：包括燃烧器内筒壁(2)，燃烧器外筒壁(1)嵌套设置于燃烧器内筒壁(2)外部，燃烧器内筒壁(2)一端封口并设置点火枪(3)和油枪(4)，燃烧器内筒壁(2)另一端开口作为烟气出口(8)，燃烧器内筒壁(2)及燃烧器外筒壁(1)侧壁上设有烟气入口；稳燃器(5)设于燃烧器内筒壁(2)内部并位于油枪(4)后侧，火检装置(6)设置于稳燃器(5)的喷口后方；
所述油枪(4)由两层套管同轴嵌套设置组成，内层套管内为雾化介质通道(41)，内、外层套管之间为燃料通道(42)；内层套管头部与外层套管组成用于加速燃料的缩放喷管结构，内层套管与外层套管的相对位置可调，即缩放喷管结构喉部截面积可调；内层套管头部周向设有用于使雾化介质通道(41)内的雾化介质进入燃料通道(42)的雾化孔(411)。
2.如权利要求1所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述烟气入口包括设于燃烧器内筒壁(2)靠近油枪(4)一侧的侧壁上的烟气内层入口(71)，及设于燃烧器外筒壁(1)远离油枪(4)一侧的侧壁上的烟气外层入口(72)，燃烧器外筒壁(1)与燃烧器内筒壁(2)之间形成烟气进入通道。
3.如权利要求1所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述燃烧器外筒壁(1)的两端封口与燃烧器内筒壁(2)的外壁密封连接。
4.如权利要求1所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述稳燃器(5)包括用于控制流经油枪(4)的油枪口附近区域的烟气流量的根部装置(51)和用于使油枪(4)喷出的燃料燃烧后喷入燃烧器内筒的喷口(52)；根部装置(51)一端设置开口并与油枪(4)的油枪口相接，根部装置(51)另一端连接喷口(52)，喷口(52)与所述油枪(4)的油枪口联通。
5.如权利要求4所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述根部装置(51)底部的开口为碗状结构，所述根部装置(51)壁面设有供烟气流过的孔。
6.如权利要求4所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述喷口(52)为锥形结构，锥形结构直径较小的一端与根部装置(51)连接，锥形结构的最大直径小于燃烧器内筒壁(2)的内直径，所述喷口(52)与燃烧器内筒壁(2)之间留有供部分烟气流过的间隙。
7.如权利要求1所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述燃料通道(42)内布置有环形的雾化板(43)，雾化板(43)上设有用于对燃料进行雾化的孔。
8.如权利要求1所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述外层套管末端为用于进一步加速燃料和雾化介质混合物的速度的渐放喷管结构。
9.如权利要求1所述的一种用于柴油机的补燃燃烧器，其特征在于：所述燃烧器外筒壁(1)外部设有保温层。
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