一体化非预混火焰炉及高压环境金属粉末点火燃烧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种一体化非预混火焰炉及高压环境金属粉末点火燃烧装置，一体成型的炉体包括炉盘、水冷腔、第一集气腔和第二集气腔，水冷腔、第一集气腔和第二集气腔之间通过隔板分隔开，炉盘上开设有供供粉通道贯穿的第一通孔，供粉通道从下方依次穿过第二集气腔、第一集气腔、水冷腔直至由第一通孔穿出，炉盘上围绕第一通孔开设有一系列的导气孔，第二集气腔连通第二导气通道，通过第二导气通道将第二集气腔中的第二气体引至炉盘上的导气孔，第一集气腔连通第一导气通道，通过第一导气通道将第一集气腔中的第一气体引至炉盘上的导气孔。本实用新型专利技术能有效提高炉体的气密性和安全性，水冷腔能保证炉盘不被烧蚀，提高炉体工作的稳定性。的稳定性。的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一体化非预混火焰炉及高压环境金属粉末点火燃烧装置


[0001]本技术主要涉及到火焰炉及燃烧室设计
，尤其是一种一体化非预混火焰炉及高压环境金属粉末点火燃烧装置。

技术介绍

[0002]镁、铝等金属粉末通常作为固体火箭发动机中的高能添加剂，以提高发动机比冲性能。同时，金属粉末还可以作为一种新型绿色能源，有着广阔的应用前景。铝、镁金属粉末化学性质活泼，不仅可以与氧气发生反应，还可以与弱氧化剂比如水、二氧化碳发生反应放热，适合使用的场景丰富。但是金属粉末的点火条件相较于碳氢燃料更为苛刻，通常需要达到几百甚至上千摄氏度的高温环境，而且在发动机中通常为高压环境。因而在高温高压环境中对金属粉末的点火燃烧特性进行研究的试验装置，对金属粉末的工程使用具有十分重要的理论指导意义。
[0003]目前的非预混的火焰炉，均是装配而成，将各个气室通过组装如螺丝连接固定，气密性不够良好，在高压环境下容易造成燃料和氧化剂的泄漏，给实验带来较大的安全风险。另一方面，非预混的火焰炉的设计不合理，倒置燃料和氧化性气体扩散掺混效率较低，造成了高温区的分散，并显著降低了高温区的温度，难以达到理想工况的试验温度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的技术问题，本技术提出一种一体化非预混火焰炉及高压环境金属粉末点火燃烧装置。
[0005]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0006]一体化非预混火焰炉，火焰炉主体为一体成型的一体化结构，所述火焰炉主体包括炉盘、水冷腔、第一集气腔和第二集气腔，所述炉盘下方依次设置有水冷腔、第一集气腔和第二集气腔，所述水冷腔、第一集气腔和第二集气腔之间分别通过隔板分隔开，所述炉盘上开设有供供粉通道贯穿的第一通孔，供粉通道从下方依次穿过第二集气腔、第一集气腔、水冷腔直至从炉盘上的第一通孔穿出，所述炉盘上围绕所述第一通孔开设有一系列的导气孔，所述第二集气腔连通第二导气通道，通过第二导气通道将第二集气腔中的第二气体引至炉盘上的导气孔，所述第一集气腔连通第一导气通道，通过第一导气通道将第一集气腔中的第一气体引至炉盘上的导气孔。
[0007]进一步地，本技术所述火焰炉主体为3D打印而成的一体化结构。
[0008]进一步地，本技术所述火焰炉主体外侧设置有连通水冷腔的冷却通道，所述冷却通道与所述水冷腔连通，将外界的冷却水引入所述水冷腔中，同时将水冷腔内换热后的冷却水引出水冷腔。
[0009]进一步地，本技术所述火焰炉主体还包括导气台，所述导气台上表面为炉盘，所述导气台内由下至上依次设置有第一混合腔和第二混合腔，所述第一导气通道和第二导气通道连通所述第一混合腔，所述第一混合腔和第二混合腔之间通过第三导气通道连通，
第三导气通道的出口即炉盘上的各导气孔。
[0010]进一步地，本技术所述第二混合腔内放置有一系列的小钢珠。
[0011]进一步地，本技术所述第二导气通道位于第一导气通道内部，第二导气通道和第一导气通道同轴设置。
[0012]进一步地，本技术所述导气台内侧设置有与水冷腔连通的水冷槽。
[0013]进一步地，本技术所述第一集气腔为氧化剂集气腔，第二集气腔为燃料集气腔，第一集气腔设有第一进气口，氧化剂经第一进气口进入第一集气腔；第二集气腔设有第二进气口，燃气经第二进气口进入第二集气腔。
[0014]另一方面，本技术提供一种高压环境金属粉末点火燃烧装置，其包括燃烧室以及上述任一种一体化非预混火焰炉，所述燃烧室安装设置在所述一体化非预混火焰炉上方。
[0015]进一步地，本技术所述高压环境金属粉末点火燃烧装置中，燃烧室下游靠近炉盘的燃烧室一侧开设有用于安装火花塞的火花塞接口，燃烧室设有观察窗，远离火焰炉的燃烧室一端设有高压氮气进气阀，通过高压氮气进气阀通入高压氮气实现燃烧室内的高压环境，燃烧室上设置有稳压阀和排气阀。
[0016]本技术的火焰炉主体为一体成型的一体化结构，可利用3D打印技术一体化制造，其中水冷腔、第一集气腔和第二集气腔互相隔离，可实现良好的密封性和炉盘的稳定工作。
[0017]炉盘下方水冷腔的设计，能保证炉盘不被烧蚀，可提高炉体工作的稳定性。
[0018]本技术所述高压环境金属粉末点火燃烧装置中，燃烧室加压方式采用的是高压氮气给室内充气，能实现宽压力工况下的试验，利用高压氮气对燃烧室进行增压达到营造高压环境的目的。而稳压阀、排气阀的设置能保证室内压力稳定。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将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技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1是本技术一实施例的结构示意图；
[0021]图2为图1的俯视图；
[0022]图3为图2的H
‑
H剖视图；
[0023]图4为图2的J
‑
J剖视图；
[0024]图中标记：
[0025]100、火焰炉主体；101、炉盘；102、水冷腔；1021、冷却通道；1022、水冷槽；103、第一集气腔；1031、第一导气通道；1032、第一进气口；104、第二集气腔；1041、第二导气通道；1042、第二进气口；105、第一隔板；106、第二隔板；107、供粉通道；108、第一通孔；109、导气孔；1010、导气台；1011、第一混合腔；1012、第二混合腔。
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
具体实施方式
[0027]本部分所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0028]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化非预混火焰炉，其特征在于，火焰炉主体为一体成型的一体化结构，所述火焰炉主体包括炉盘、水冷腔、第一集气腔和第二集气腔，所述炉盘下方依次设置有水冷腔、第一集气腔和第二集气腔，所述水冷腔、第一集气腔和第二集气腔之间分别通过隔板分隔开，所述炉盘上开设有供供粉通道贯穿的第一通孔，供粉通道从下方依次穿过第二集气腔、第一集气腔、水冷腔直至从炉盘上的第一通孔穿出，所述炉盘上围绕所述第一通孔开设有一系列的导气孔，所述第二集气腔连通第二导气通道，通过第二导气通道将第二集气腔中的第二气体引至炉盘上的导气孔，所述第一集气腔连通第一导气通道，通过第一导气通道将第一集气腔中的第一气体引至炉盘上的导气孔；所述火焰炉主体还包括导气台，所述导气台上表面为炉盘，所述导气台内由下至上依次设置有第一混合腔和第二混合腔，所述第一导气通道和第二导气通道连通所述第一混合腔，所述第一混合腔和第二混合腔之间通过第三导气通道连通，第三导气通道的出口即炉盘上的各导气孔。2.根据权利要求1所述的一体化非预混火焰炉，其特征在于，所述火焰炉主体为3D打印而成的一体化结构。3.根据权利要求1或2所述的一体化非预混火焰炉，其特征在于，所述火焰炉主体外侧设置有连通水冷腔的冷却通道，所述冷却通道与所述水冷腔连通，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡泽君，冯运超，何志成，马立坤，李明泰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：