一种用于显微光学诊断试验的微射流燃烧器

本申请属于在线燃烧诊断，具体涉及一种用于显微光学诊断试验的微射流燃烧器。

背景技术：

1、航空发动机是飞机心脏，国之重器，制造业皇冠上的明珠。航空燃料为发动机的起搏器和动力来源。发动机主燃烧室是航空发动机三大核心部件(压气机、燃烧室、涡轮)之一。燃烧室为高温、高压环境，存在剧烈的物理、化学反应，容易产生结焦积炭等危害航空发动机运行安全和污染环境的情况。

2、目前针对燃烧积炭的研究多采用离线的、间接的测量方法对积炭的微观形态和性质进行分析。为了高分辨率的光学诊断，需要设计一种微射流燃烧器，以提供与显微手段相匹配的火焰和积炭条件。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种微射流燃烧器，该微射流燃烧器能够点燃甲烷、乙炔、乙烯等气体火焰，并且具有体积小和可更换喷嘴的特点，能够用于光学方面的显微诊断，特别是能够应用于燃烧积炭的原位显微拉曼光谱诊断。

2、为了实现上述目的，本申请提供了如下技术方案，提供一种用于显微光学诊断试验的微射流燃烧器，所述燃烧器包括用于固定所述微射流燃烧器的安装组件、用于与试验气路连接的腔体组件、与腔体组件内气路连接用于实现点火燃烧的喷嘴、用于将喷嘴固定在所述腔体组件上的喷嘴固定组件以及用于使光学诊断的激光和微弱散射信号透过观察燃烧的光窗，

3、所述腔体组件包括密封连接的上腔体和下腔体。

4、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述安装组件包括多个用于固定燃烧器的沉头通孔、用于安装固定下腔体的安装板螺纹孔以及用于下腔体定位的凸起边缘，所述安装组件还设有安装板镂空结构。

5、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述上腔体和所述下腔体之间通过大密封圈实现密封连接。

6、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述下腔体包括与安装组件安装配合的下腔体通孔和下腔体底板边缘、与试验气路连接的下腔体圆管、用于将下腔体与上腔体安装固定的下腔体上部通孔、用于放置大密封圈的下腔体密封圈安装位以及用于大密封圈取出的下腔体密封圈安装位槽。

7、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述上腔体呈方形结构，所述上腔体包括与下腔体安装配合的上腔体底部通孔、与试验气路连接的上腔体圆管、用于放置大密封圈的上腔体第一密封圈安装位、用于大密封圈取出的上腔体密封圈安装位槽以及用于与喷嘴固定组件配合密封的上腔体斜面。

8、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述上腔体与所述喷嘴通过小密封圈实现密封连接，所述上腔体还包括用于放置小密封圈的上腔体第二密封圈安装位、用于压紧小密封圈的压盖以及用于安装压盖的上腔体密封圈压盖螺纹孔。

9、所述压盖包括用于压紧小密封圈的压盖凸起、用于与上腔体密封圈压紧螺纹孔配合进行螺钉安装的通孔以及用于喷嘴穿过的压盖中孔。

10、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述喷嘴固定组件包括放置在上腔体上的微孔板以及固定在上腔体上的顶盖，

11、所述微孔板设有用于将微孔板放置在上腔体上的微孔板斜面和用于放置喷嘴的微孔板锥孔，所述微孔板斜面与上腔体定位配合，所述微孔板锥孔与喷嘴定位配合，

12、所述顶盖为方形结构，所述顶盖包括用于将顶盖固定在上腔体上的顶盖通孔以及用于放置光窗的顶盖凸起槽。

13、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述喷嘴设有与所述喷嘴固定组件实现定位配合的喷嘴锥面、穿过所述上腔体用于将气体从下腔体输出至上方空间的喷嘴底部圆管以及可替换的喷嘴异形顶部。

14、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述喷嘴异形顶部包括从锥形喷嘴顶部和拱形喷嘴顶部中选出的一种。

15、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，还具有这样的特征，所述光窗为方筒型结构，安装在所述喷嘴固定组件上，所述光窗上设有石英片和光窗吹扫结构，所述光窗吹扫结构用于对光窗上沉积的碳烟进行吹扫，

16、所述光窗吹扫结构包括第一光窗吹扫结构部件和第二光窗吹扫结构部件，所述第一光窗吹扫结构部件上设有第一光窗吹扫结构部件斜面，所述第二光窗吹扫结构部件上设有第二光窗吹扫结构部件斜面，所述第一光窗吹扫结构部件斜面和所述第二光窗吹扫结构部件斜面装配形成用于喷出吹扫气体的狭缝。

17、有益效果

18、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，该微射流燃烧器能够点燃甲烷、乙炔、乙烯等气体火焰，并且具有体积小和可更换喷嘴的特点，采用锥面结构实现燃烧喷嘴的定位配合，可根据实际研究需要，更换具有不同结构的燃烧喷嘴，能够用于光学方面的显微诊断，特别是能够应用于燃烧积炭的原位显微拉曼光谱诊断。

19、本申请所提供的用于显微光学诊断的微射流燃烧器具有方形结构，设置有透光性良好的光窗，便于显微光学诊断的激光和光散射信号透过，并且该燃烧器能够实现重复安装的精确定位，可以从点火开始完整观测燃烧状态。

技术特征：

1.一种用于显微光学诊断试验的微射流燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括用于固定所述微射流燃烧器的安装组件、用于与试验气路连接的腔体组件、与腔体组件内气路连接用于实现点火燃烧的喷嘴(6)、用于将喷嘴(6)固定在所述腔体组件上的喷嘴固定组件以及用于使光学诊断的激光和微弱散射信号透过观察燃烧的光窗(7)，

2.根据权利要求1所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述安装组件包括安装板(1)、多个用于固定燃烧器的沉头通孔(11)、用于安装固定下腔体的安装板螺纹孔(12)以及用于下腔体定位的凸起边缘(13)，

3.根据权利要求1所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述上腔体(3)和所述下腔体(2)之间通过大密封圈(251)密封连接。

4.根据权利要求3所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述下腔体(2)包括与安装组件安装配合的下腔体通孔(23)和下腔体底板边缘(22)、与试验气路连接的下腔体圆管(21)、用于将下腔体(2)与上腔体(3)安装固定的下腔体上部通孔(24)、用于放置大密封圈(251)的下腔体密封圈安装位(25)以及用于大密封圈(251)取出的下腔体密封圈安装位槽(26)。

5.根据权利要求3所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述上腔体(3)呈方形结构，所述上腔体(3)包括与下腔体(2)安装配合的上腔体底部通孔(32)、与喷嘴固定组件配合安装的上腔体上部通孔(33)、与试验气路连接的上腔体圆管(31)、用于放置大密封圈(251)的上腔体第一密封圈安装位(34)、用于大密封圈(251)取出的上腔体密封圈安装位槽(35)以及用于与喷嘴固定组件配合密封的上腔体斜面(38)。

6.根据权利要求5所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述上腔体(3)与所述喷嘴(6)通过小密封圈(361)密封连接，

7.根据权利要求1所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述喷嘴固定组件包括放置在上腔体(3)上的微孔板(4)以及固定在上腔体(3)上的顶盖(5)，

8.根据权利要求1所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述喷嘴(6)设有与所述喷嘴固定组件实现定位配合的喷嘴锥面(61)、穿过所述上腔体(3)用于将气体从下腔体(2)输出至上方空间的喷嘴底部圆管(62)以及可替换的喷嘴异形顶部(63)。

9.根据权利要求8所述的于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述喷嘴异形顶部(63)包括从锥形喷嘴顶部(631)和拱形喷嘴顶部(632)中选出的一种。

10.根据权利要求1所述的用于显微光学诊断的微射流燃烧器，其特征在于，所述光窗(7)为方筒型结构，安装在所述喷嘴固定组件上，所述光窗(7)上设有石英片(71)和光窗吹扫结构(72)，所述光窗吹扫结构(72)用于对光窗(7)上沉积的碳烟进行吹扫，

技术总结本申请提供了一种用于显微光学诊断试验的微射流燃烧器，属于在线燃烧诊断技术领域，所述燃烧器包括用于固定所述微射流燃烧器的安装组件、用于与试验气路连接的腔体组件、与腔体组件内气路连接用于实现点火燃烧的喷嘴、用于将喷嘴固定在所述腔体组件上的喷嘴固定组件以及用于使光学诊断的激光和微弱散射信号透过观察燃烧的光窗，所述腔体组件包括密封连接的上腔体和下腔体。该微射流燃烧器能够点燃甲烷、乙炔、乙烯等气体火焰，并且具有体积小和可更换喷嘴的特点，采用锥面结构实现燃烧喷嘴的定位配合，可根据实际研究需要，更换具有不同结构的燃烧喷嘴，能够用于光学方面的显微诊断，特别是能够应用于燃烧积炭的原位显微拉曼光谱诊断。技术研发人员：田振玉,金楷茹,邝九杰,王杜,吴令男,王乾鹏受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/3/24