專利名稱：周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃燒器，尤其涉及一種適用于氣體燃料的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，屬于燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的燃燒器很難用于燃燒低熱值的燃?xì)?。即使是單向的多孔介質(zhì)燃燒器，其擴(kuò)展貧可燃極限的能力仍然非常有限。為了擴(kuò)展貧可燃極限，人們嘗試了各種燃燒技術(shù)，其中預(yù)混氣體多孔介質(zhì)燃燒器是非常有前途的一種燃燒器。預(yù)混氣體多孔介質(zhì)燃燒器雖然可用于低熱值燃料的燃燒，但燃燒過(guò)程中容易回火，甚至發(fā)生火焰吹出管外，引起爆炸等危險(xiǎn)。氣體燃料擴(kuò)散燃燒設(shè)備不回火，在工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，但具有燃燒火焰長(zhǎng)，燃燒強(qiáng)度不高等缺點(diǎn)。針對(duì)多孔介質(zhì)燃燒器的這些缺陷，人們對(duì)氣體燃料多孔介質(zhì)燃燒器進(jìn)行了一定的改進(jìn)。公開(kāi)號(hào)為CN1848657的“往復(fù)流動(dòng)下多孔介質(zhì)超絕熱燃燒溫差發(fā)電方法及其裝置”可以燃燒低熱值的瓦斯氣體，還可以用于溫差發(fā)電。同時(shí)，當(dāng)多孔介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)較大時(shí)，燃燒器內(nèi)近似梯形分布的溫度梯度變小，用于溫差發(fā)電時(shí)效率降低。公告號(hào)為CN100389286的“利用多孔介質(zhì)實(shí)現(xiàn)極少量油點(diǎn)火的煤粉點(diǎn)火燃燒器”，主要用于可靠地對(duì)各種煤粉鍋爐進(jìn)行點(diǎn)燃、穩(wěn)燃和助燃，節(jié)油率高，能節(jié)約大量燃油費(fèi)用。公開(kāi)號(hào)為CN1740639的“往復(fù)式多孔介質(zhì)燃燒高溫空氣發(fā)生系統(tǒng)及其方法”，其設(shè)計(jì)理念在于通過(guò)周期性的換向，實(shí)現(xiàn)熱量的交替蓄積和循環(huán)利用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種適用于低熱值氣體燃料的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃燒不穩(wěn)定、功率調(diào)節(jié)范圍小、易回火的問(wèn)題，而且本實(shí)用新型污染物排放低。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是殼體的內(nèi)部采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，多孔介質(zhì)區(qū)域和空氣空腔交替設(shè)置，殼體上設(shè)有換向閥。所述的多孔介質(zhì)區(qū)域由外至內(nèi)依次設(shè)置非燃燒區(qū)域和燃燒區(qū)域。所述的燃燒區(qū)域多孔介質(zhì)的孔隙率和孔徑大于非燃燒區(qū)域多孔介質(zhì)的孔隙率和孔徑。所述的殼體兩側(cè)多孔介質(zhì)區(qū)域的當(dāng)量直徑小于火焰?zhèn)鞑サ闹舷⒅睆健Ｋ龅臍んw采用剛玉管或帶有內(nèi)襯的金屬管。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是與傳統(tǒng)的往復(fù)流多孔介質(zhì)燃燒器不同，本實(shí)用新型通過(guò)不同多孔介質(zhì)的優(yōu)化組合和結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得燃燒器在很大的功率范圍和半周期內(nèi)工作。同時(shí)，由于留有空氣空腔，可以使得燃燒器內(nèi)兩側(cè)梯形溫度梯度較大，保證溫差發(fā)電時(shí)較高的熱電轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)優(yōu)化的多孔介質(zhì)布置，減少了燃燒區(qū)域的多孔介質(zhì)布置，有利于減少燃燒器啟動(dòng)時(shí)所需的外來(lái)熱源的加熱量；同時(shí)，空氣空腔有利于氣體燃料的燃燒，減少污染物CO的排放。由于本實(shí)用新型的燃燒器主要用于低熱值燃料的燃燒，因此燃燒溫度不高，NOx的排放符合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型的原理為，在燃燒器內(nèi)階段性地填入結(jié)構(gòu)不同的多孔介質(zhì)，在多孔介質(zhì)直接留有空腔。在不同的區(qū)域填充不同的多孔介質(zhì)，在燃燒區(qū)域，填充孔隙率較大、空隙直徑大的多孔介質(zhì)，用于氣體穩(wěn)定燃燒和提高燃燒溫度。在非燃燒區(qū)域，填充孔隙率較小、孔徑較小的多孔介質(zhì)，用于氣體和多孔介質(zhì)熱量交換，實(shí)現(xiàn)氣體預(yù)熱和蓄熱的交替進(jìn)行。而在多孔介質(zhì)間隙留有空腔，主要是利用燃燒器內(nèi)的結(jié)構(gòu)突變，使得火焰穩(wěn)定在多孔介質(zhì)與空氣的交界面上。因此，可以擴(kuò)大燃燒器的工作范圍，增大燃燒器的功率和半周期。燃燒器兩側(cè)填充的多孔介質(zhì)，除了用于實(shí)現(xiàn)氣固之間的熱交換，由于布置的是當(dāng)量直徑小于火焰?zhèn)鞑サ闹舷⒅睆?，因此可防止火焰被吹出管外和防止回火。燃?xì)夂涂諝馔ㄟ^(guò)兩對(duì)可靠的換向閥，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庵芷谛缘赝ㄟ^(guò)燃燒器。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、燃料/空氣，2、燃燒產(chǎn)物，3、空腔I，4、空腔11，5、空腔III，6、多孔介質(zhì)I, 7、多孔介質(zhì)11，8、多孔介質(zhì)111，9、殼體。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例根據(jù)圖I詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。殼體9采用耐高溫的剛玉管或內(nèi)襯帶有絕熱材料的鋼管，燃料由儲(chǔ)氣罐或燃料管道供給，空氣由壓氣機(jī)供給。不同的多孔介質(zhì)填充到燃燒器中形成多孔介質(zhì)區(qū)域，多孔介質(zhì)區(qū)域和空氣空腔(3、4、5)交替設(shè)置，填充的多孔介質(zhì)區(qū)域和空氣空腔(3、4、5)均對(duì)稱布置。殼體9上設(shè)有換向閥，通過(guò)換向閥，燃?xì)饨惶孢M(jìn)入燃燒器內(nèi)燃燒。所述的多孔介質(zhì)區(qū)域由外至內(nèi)依次設(shè)置非燃燒區(qū)域和燃燒區(qū)域。燃燒區(qū)域多孔介質(zhì)I泡沫陶瓷6和多孔介質(zhì)II泡沫陶瓷7的孔隙率和孔徑大于非燃燒區(qū)域多孔介質(zhì)III泡沫陶瓷8的孔隙率和孔徑。所述的殼體兩側(cè)多孔介質(zhì)區(qū)域的當(dāng)量直徑小于火焰?zhèn)鞑サ闹?br> 息直徑。本實(shí)用新型的工作過(guò)程為，本實(shí)用新型為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，通過(guò)周期性的換向，實(shí)現(xiàn)燃?xì)饨惶鎻淖笥覂蓚?cè)進(jìn)入到燃燒器中。以前半周期為例，燃?xì)鈴淖髠?cè)進(jìn)入燃燒器，首先通過(guò)多孔介質(zhì)1118，在該處燃?xì)?空氣得到預(yù)熱，隨后進(jìn)入空腔和多孔介質(zhì)16和多孔介質(zhì)117。隨工況變化，燃?xì)饪赡茉诓煌目涨?3、4、5)內(nèi)燃燒，或者在大孔徑的多孔介質(zhì)16和多孔介質(zhì)117中燃燒。隨后，燃燒產(chǎn)物通過(guò)多孔介質(zhì)1118，將熱量蓄積在多孔介質(zhì)中。然后，通過(guò)換向，燃?xì)?空氣從右側(cè)進(jìn)入，尾氣從左端流出。
權(quán)利要求1.周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于殼體的內(nèi)部采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，多孔介質(zhì)區(qū)域和空氣空腔交替設(shè)置，殼體上設(shè)有換向閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于所述的多孔介質(zhì)區(qū)域由外至內(nèi)依次設(shè)置非燃燒區(qū)域和燃燒區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于所述的燃燒區(qū)域多孔介質(zhì)的孔隙率和孔徑大于非燃燒區(qū)域多孔介質(zhì)的孔隙率和孔徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于所述的殼體兩側(cè)多孔介質(zhì)區(qū)域的當(dāng)量直徑小于火焰?zhèn)鞑サ闹舷⒅睆健?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于所述的殼體采用剛玉管或帶有內(nèi)襯的金屬管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適用于氣體燃料的周期換向的浸沒(méi)火焰多孔介質(zhì)燃燒器，殼體的內(nèi)部采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，多孔介質(zhì)區(qū)域和空氣空腔交替設(shè)置，殼體上設(shè)有換向閥。本實(shí)用新型通過(guò)不同多孔介質(zhì)的優(yōu)化組合和結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得燃燒器在很大的功率范圍和半周期內(nèi)工作。同時(shí)，由于留有空氣空腔，可以使得燃燒器內(nèi)兩側(cè)梯形溫度梯度較大，保證溫差發(fā)電時(shí)較高的熱電轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)優(yōu)化的多孔介質(zhì)布置，減少了燃燒區(qū)的多孔介質(zhì)布置，有利于減少燃燒器啟動(dòng)時(shí)所需的外來(lái)熱源加熱量；同時(shí)，空氣空腔有利于氣體燃料的燃燒，減少污染物CO的排放。由于主要用于低熱值燃料的燃燒，因此燃燒溫度不高，NOx的排放符合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)F23D14/00GK202382236SQ201120536509
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者史俊瑞, 徐有寧, 王樹(shù)群, 薛治家, 趙寶珠, 馬金鳳, 黃新章 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工程學(xué)院