[发明专利]一种平焰炉的结构设计方案

说明书

技术领域：

本发明涉及燃烧领域，尤其涉及一种平焰炉的结构设计。

背景技术：

燃烧是当今世界上最为广泛采用的能量转换方式，几乎遍布于我国工业生产的所有行业。在航空航天领域，快速准确的温度测量有助于理解燃烧的反应机理，提高航空发动机的性能。在工业应用领域，燃烧室的温度测量同样起极其重要的作用，它对于工业燃烧室的优化与改进、提高燃烧效率、降低环境污染，节能减排具有重大的意义。燃烧诊断技术特别是以激光吸收光谱技术为代表的光学非接触测量技术在近年来得到了迅猛的发展。然而，这些光学燃烧测量技术通常需要一个已知条件的燃烧环境进行测试与标定。因此，产生一个稳定的温度均匀的燃烧环境对燃烧诊断技术的发展具有至关重要的意义。

现有技术中通常采用两种方式对光学燃烧测量技术进行测试与标定。第一种是管式炉，采用电加热等方式，并在管式炉上安装热电偶对温度进行测量。这种方式的缺点是虽然可以产生较高的温度，但测试环境与火焰有本质的差别，同时温度的最高范围也受到限制。第二种是实验室用的燃烧室并辅助热电偶的测量结果作为光学燃烧测量技术的测试环境，它的缺点是火焰的温度分布不均匀，同时热电偶自身也会受到温度测量的限制。

通过对现有技术的研究，发明人发现，目前的测试与标定方法都存在温度范围受到限制，无法真正模拟燃烧环境的问题，这样会对测量技术带来误差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种平焰炉的结构设计方案，以在对燃烧测量技术进行测试与标定时，能够提供一个稳定及温度均匀的燃烧环境。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种平焰炉的结构设计方案，所述结构包括：炉体、底座、蜂窝结构体、压板和钢管座；

所述炉体为平焰炉主体结构，炉体采用分体设计，便于平焰炉的拆装及维护；

所述底座，构成平焰炉的燃气室，用于通入气体燃料；

所述蜂窝结构体，分为两个区域：中心区域用于保证气体燃料与空气在炉子出口处均匀混合，产生温度均匀分布的燃烧火焰，四周边缘区域用于通入氮气等惰性气体，降低火焰与周围空气的对流换热；

所述钢管座，用于分隔燃气及空气，避免燃气与空气在炉体内预混。

优选的，所述炉体包括：

采用分体结构设计，炉体由两部分炉体1及炉体2组成，炉体1及炉体2通过螺栓等方式连接，炉体结合面采用密封圈或平面密封等密封方式，保证炉体内部与外界空气隔离；

炉体采用耐高温金属材料。

优选的，所述蜂窝结构体包括：

蜂窝结构体，由正六边形格孔结构组成蜂窝状结构；

蜂窝结构采用耐高温金属材料；

优选的，所述蜂窝结构体还包括：

蜂窝结构体中心区域为火焰燃烧区，正六边形格孔内间隔排列金属毛细管，用于通入气体燃料，与金属毛细管相邻的正六边形格孔内通入空气。蜂窝结构体四周边缘区域用于通入氮气等惰性气体，中心区火焰与周围空气分隔开，氮气等惰性气体的流速与中心火焰区域的气体流速保持一致；

优选的，所述压板位于炉体上方用于固定所述蜂窝结构体。

优选的，所述钢管座上均匀分布与金属毛细管外相配合的通孔，用于金属毛细管的固定与密封；

钢管座与底座共同构成了炉体的燃气室，燃气室与炉体间的空气室隔离，避免燃气与空气的预混；

钢管座和底座采用密封圈进行密封，避免燃气室与空气室和外界的泄露发生。

优选的，所述技术方案包括：

燃气入口及空气入口处采用环槽设计，燃气和空气流入后，可以沿环槽流入炉体内部，保证燃气和空气的在炉体内的流动均匀分布。

应用本发明实施例所提供的平焰炉结构设计技术方案，所提供的平焰炉具有燃烧稳定、温度分布均匀、可达到2000K～3000K或更高的绝热燃烧温度，因此本发明提供的平焰炉可以为燃烧实验提供一个极佳的测试平台与标定环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中提供的平焰炉结构设计示意图；

图2为本发明实施例二中提供的平焰炉结构设计示意图；

具体实施方式