[发明专利]一种集成等离子激励器、喷嘴阵列和燃烧器

权利要求书

1.一种集成等离子激励器的喷嘴，其特征在于，包括：内层圆筒(12)、外层圆筒(11)、M层内层波浪结构(20)、N层外层波浪结构(30)以及设置于所述内层圆筒内的中心电极结构(40)；其中，

所述M层内层波浪结构(20)夹设于所述内层圆筒(12)和中心电极结构(40)之间，其沿圆筒径向四周依次排列，所述N层外层波浪结构(30)夹设于所述内层圆筒(12)和外层圆筒(11)之间，其沿圆筒径向四周依次排列；相邻内层波浪结构之间、相邻外层波浪结构之间、内层波浪结构与中心电极结构(40)和内层圆筒(12)之间、外层波浪结构与内层圆筒(12)和外层圆筒(11)之间形成气流通道；

所述内层圆筒(12)和中心电极结构(40)沿流体出口方向突出于内层波浪结构，所述中心电极结构(40)与内层圆筒(12)构成一等离子激励器，其中，1≤N、M≤100；

所述中心电极结构(40)包括外壁(41)、中心电极(43)和尖端电极(42)，所述外壁(41)包裹所述中心电极(43)，所述尖端电极(42)固定于中心电极顶端，所述尖端电极(42)与内层圆筒(12)构成一等离子激励器，所述外壁顶端、中心电极顶端和尖端电极(42)均为锥形结构，构成一顶端为圆锥体的中心电极结构；

所述中心电极结构的电压可调节，所述中心电极结构(40)与内层圆筒(12)构成一可调节等离子激励器；其中，

喷嘴工作前，所述中心电极结构的电压为零，所述中心电极结构的电压逐渐增大至点火电压，燃料和空气的混合物进入喷嘴器并燃烧，喷嘴进入工作状态；

喷嘴进入工作状态后，当火焰远离喷嘴出口时，所述中心电极结构的电压逐渐增大，直至火焰稳定；当发生回火时，所述中心电极结构的电压降为零，直至退出回火状态，所述中心电极结构的电压再逐渐增大直至火焰稳定；

喷嘴停止工作后，所述中心电极结构的电压降为零。

2.如权利要求1所述的集成等离子激励器的喷嘴，其特征在于，还包括：高压电源(50)和控制系统(60)，所述控制系统(60)包括控制器(63)和火焰监测装置(64)，所述火焰监测装置(64)布置在喷嘴出口，用于检测火焰稳定性，所述高压电源(50)连接中心电极结构(40)和内层圆筒(12)，并连接所述控制器(63)，所述控制器(63)连接所述火焰监测装置(64)，其用于接收火焰监测装置检测的火焰状态，并控制高压电源的输出电压，为等离子激励器提供工作电压。

3.如权利要求1所述的集成等离子激励器的喷嘴，其特征在于，所述外壁的材料为陶瓷、聚四氟乙烯或石英玻璃；和/或所述中心电极的材料为铜、银、铝或不锈钢材料；和/或所述尖端电极(42)与中心电极(43)采用螺纹连接或插入式连接；和/或所述尖端电极的材料为钨或钼。

4.如权利要求1所述的集成等离子激励器的喷嘴，其特征在于，所述内层波浪结构(20)为直通道波浪结构，相邻直通道波浪结构之间、最内层直通道波浪结构与所述中心电极结构(40)之间、最外层直通道波浪结构与所述内层圆筒(12)之间形成的气流通道为直流通道(31)；

所述外层波浪结构(30)为旋流波浪结构，相邻旋流波浪结构之间、最内层旋流波浪结构与内层圆筒(12)之间、最外层旋流波浪结构与外层圆筒(11)之间形成的气流通道为斜流通道(23)，所述斜流通道(23)由旋流波浪结构的底端向顶端延伸、并与轴向具有一预设角度。

5.如权利要求4所述的集成等离子激励器的喷嘴，其特征在于，所述斜流通道的旋转方向为逆时针方向，所述斜流通道(23)与轴向的夹角范围为-30°至-60°；或所述斜流通道的旋转方向为顺时针方向，所述斜流通道(23)与轴向的夹角为30°至60°。