一种用于低压环境下的碳烟特性研究的燃烧装置

摘要

本发明提供一种用于低压环境下的碳烟特性研究的燃烧装置，包括不锈钢低压密封舱室、扩散火焰燃烧器及气体质量流量控制装置、高压电弧点火装置、观察窗及辅助清理装置、数显PLC控制装置、真空泵组及工作压力稳定装置、平衡压力气源、同时还包括可拆卸校准工装卡槽。舱室内的低压环境通过控制装置同时控制真空泵抽气及平衡压力气源从而使舱室达到目标压力。燃烧器的两路气体及平衡压力气源的进气量均由气体流量控制器控制，每次重新连接管路后，均要检查整个系统气体运输管路各连接口处的气密性。压力计设在快卸上法兰盘上。PLC控制界面可以进行工作压力的设置并对压力进行实时动态监控，同时还可以设置燃料气体、伴流空气及平衡气源的进气量的大小。

主权项

一种用于低压环境下的碳烟特性研究的燃烧装置，其特征在于，该装置包括低压舱室，舱体采用SUS不锈钢制成，其舱室内腔(1‑1)，空间的内直径为24cm，高为60cm，腔室承压范围30.0‑101.3kPa，可以模拟低压环境；通过快卸式上法兰盘(1‑19)及压盖式下法兰盘(1‑20)进行密封；在舱体的压盖式下法兰盘(1‑19)的中心处焊接气体燃烧器(1‑2)；燃烧器由两层套管及填塞烧结金属(3‑4)组成，内层为不锈钢材质的燃料进气管(1‑3)，其内径为3mm，燃烧器外层为不锈钢材质的伴流空气进气管(1‑7)，其内径为25mm；两路进气处均安有管螺纹，并同专用气体输运管与气体质量流量控制器连接：开启燃料气瓶及压力控制阀(1‑5)后，燃料通过燃料质量流量控制器(1‑4)，输入燃料进气管(1‑3)；开启伴流空气气瓶及压力控制阀(1‑8)后，空气通过伴流空气质量流量控制器(1‑7)，输入伴流空气进气管(1‑6)；受舱室体积限制，在不进行伴流时，需要从压盖式下法兰盘(1‑20)设计的平衡气源进气管(1‑9)输入空气从而保证舱室内的压力达到动态稳定平衡的状态，在进行伴流时，则可以将预留的管螺纹封堵；进入舱室内部的燃料采用高压电弧点火装置(1‑17)点燃；水环泵及止回控制装置(1‑13)抽取低压舱室内腔(1‑1)内的气体，可以实现舱室内的低压环境，同时有压力探头(1‑12)探测舱内压力并反馈给PLC面板中的压力控制，实现动态平衡；为了操作时的安全在快卸式上法兰盘(1‑19)处焊接了安全阀(1‑11)，并且集成了相应的控制按钮在PLC控制面板上，可以在火焰非正常情况熄灭时自动断气；在低压舱室内腔(1‑1)的中间，距离压盖式下法兰盘(1‑20)25cm处，安装有三个直径为10cm的石英观察窗(1‑14)，均为镶嵌在凸起法兰盘上的石英玻璃，观察窗的中心位置与低压舱中心轴的连线两两夹角为90°，垂直放置的石英观察窗与下边缘与中心处的燃烧器喷口的上边缘齐平；在每个观察窗凸出的环形不锈钢体上，有一个用于清洗吸附在石英观察窗的清洗用的N₂管路(1‑15)，与燃料进气部分相似，N₂由专用气体输运管与N₂气瓶及压力控制阀(1‑16)连接、和N₂气瓶及压力控制阀(1‑16)；所有的压力控制，流量控制等均整合在PLC操作面板(1‑18)上，整个实施过程中可以通过PLC面板实现实时的操控。