專利名稱：周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒設(shè)備，特別是涉及一種周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器。
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，但燃燒過程中容易回火，甚至發(fā)生火焰吹出管外，引起爆炸等危險。 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，燃燒強(qiáng)度不高等缺點(diǎn)。
針對多孔介質(zhì)燃燒器的這些缺陷，人們對氣體燃料多孔介質(zhì)燃燒器進(jìn)行了一定的改進(jìn)。公開號為CN1848657的“往復(fù)流動下多孔介質(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，但由于燃燒器內(nèi)布置的多孔介質(zhì)單一，其功率范圍較小，燃燒器工作范圍小。同時，當(dāng)多孔介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)較大時，燃燒器內(nèi)近似梯形分布的溫度梯度變小，用于溫差發(fā)電時效率降低。〈公告號 > 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?！垂_號 > 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)計理念在于通過周期性的換向，實(shí)現(xiàn)熱量的交替蓄積和循環(huán)利用。但由于往復(fù)流動下，切換的周期較短(一般為幾十秒)，因此需要增加投資， 同時換向閥等的壽命需要考慮。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，該燃燒器通過不同多孔介質(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，該燃燒器適用于低熱值氣體燃料穩(wěn)定燃燒、功率調(diào)節(jié)范圍大、且不回火、污染物排放低的多孔介質(zhì)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，燃燒器整體結(jié)構(gòu)呈對稱狀，燃燒器本體為剛玉管或帶有內(nèi)襯的金屬管，燃燒器內(nèi)填充布置不同規(guī)格、不同長度的多孔介質(zhì)，多孔介質(zhì)之間留有空氣段，通過兩對換向閥使得預(yù)混氣體周期性的通過燃燒器，將火焰控制在燃燒器內(nèi)。
所述的周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，所述燃燒器內(nèi)填充布置不同規(guī)格、 不同長度的多孔介質(zhì)，在燃燒區(qū)，填充孔隙率較大、孔隙直徑大的多孔介質(zhì)，在非燃燒區(qū)域， 填充孔隙率較小、孔徑較小的多孔介質(zhì)。
所述的周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，所述燃燒器燃料由儲氣罐或燃料管道供給，空氣由壓氣機(jī)供給。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是本發(fā)明與傳統(tǒng)的往復(fù)流多孔介質(zhì)燃燒器不同，該燃燒器通過不同多孔介質(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，由于留有空氣段，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)電時較高的熱電轉(zhuǎn)換效率。通過優(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時所需的外來熱源的加熱量；同時，空氣段有利于氣體燃料的燃燒，減少污染物CO的排放。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)。


圖I為燃燒器整體剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖中標(biāo)號說明1.燃料或空氣；2.燃燒產(chǎn)物；3.空腔a ；4.空腔b ；5.空腔c ；6.泡沫陶瓷I ;7.泡沫陶瓷II ；8.泡沫陶瓷III ；9.燃燒器外殼。
該燃燒器為左右對稱結(jié)構(gòu)，通過周期性的換向，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，首先通過多孔介質(zhì)，即泡沫陶瓷I 6; 泡沫陶瓷II 7;泡沫陶瓷III 8;在該處燃料或空氣I得到預(yù)熱，隨后進(jìn)入空腔和多孔介質(zhì)。隨工況變化，燃?xì)饪赡茉诓煌目涨粌?nèi)燃燒，不同的空腔即為空腔a 3;空腔b 4;空腔 c 5，或者在大孔徑的多孔介質(zhì)中燃燒。隨后，燃燒產(chǎn)物2通過多孔介質(zhì)，將熱量蓄積在多孔介質(zhì)中。然后，通過換向，燃料/空氣從右側(cè)進(jìn)入，尾氣從左端流出。
本發(fā)明燃燒器本體即燃燒器外殼9采用耐高溫的剛玉管或內(nèi)襯帶有絕熱材料的鋼管，燃料由儲氣罐或燃料管道供給，空氣由壓氣機(jī)供給，將不同的多孔介質(zhì)填充到燃燒器中，并留有空氣段，填充的多孔介質(zhì)和空氣段均對稱布置。通過換向閥，燃?xì)饨惶孢M(jìn)入燃燒器內(nèi)燃燒。整體燃燒器結(jié)構(gòu)對稱，燃燒器內(nèi)布置不同規(guī)格、不同長度的多孔介質(zhì)，多孔介質(zhì)之間留有空氣段，通過兩對換向閥，使得預(yù)混氣體周期性的通過燃燒器，將火焰控制在燃燒器內(nèi)。不同區(qū)域的多孔介質(zhì)所起的作用不同。在多孔介質(zhì)之間留有空氣段，可以保證火焰穩(wěn)定燃燒，同時可以提高燃燒器的功率，增大燃燒器的工作范圍和半周期。多孔介質(zhì)和空氣段為優(yōu)化配合，能增大燃燒器的工作范圍。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，填出孔隙率較小、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^兩對可靠的換向閥，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庵芷谛缘赝ㄟ^燃燒器。
權(quán)利要求
1.周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于，燃燒器整體結(jié)構(gòu)呈對稱狀，燃燒器本體為剛玉管或帶有內(nèi)襯的金屬管，燃燒器內(nèi)填充布置不同規(guī)格、不同長度的多孔介質(zhì)， 多孔介質(zhì)之間留有空氣段，通過兩對換向閥使得預(yù)混氣體周期性的通過燃燒器，將火焰控制在燃燒器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于，所述燃燒器內(nèi)填充布置不同規(guī)格、不同長度的多孔介質(zhì)，在燃燒區(qū)，填充孔隙率較大、孔隙直徑大的多孔介質(zhì)，在非燃燒區(qū)域，填充孔隙率較小、孔徑較小的多孔介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于，所述燃燒器燃料由儲氣罐或燃料管道供給，空氣由壓氣機(jī)供給。
全文摘要
周期換向的浸沒火焰多孔介質(zhì)燃燒器，涉及一種燃燒設(shè)備，燃燒器整體結(jié)構(gòu)呈對稱狀，燃燒器本體為剛玉管或帶有內(nèi)襯的金屬管，燃燒器內(nèi)填充布置不同規(guī)格、不同長度的多孔介質(zhì)，多孔介質(zhì)之間留有空氣段，通過兩對換向閥使得預(yù)混氣體周期性的通過燃燒器，將火焰控制在燃燒器內(nèi)。本發(fā)明與傳統(tǒng)的往復(fù)流多孔介質(zhì)燃燒器不同，該燃燒器通過不同多孔介質(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)工作該燃燒器適用于低熱值氣體燃料穩(wěn)定燃燒、功率調(diào)節(jié)范圍大、且不回火、污染物排放低的多孔介質(zhì)。
文檔編號F23D14/46GK102937292SQ20121044457
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者史俊瑞, 黃新章, 薛治家, 徐有寧, 王樹群, 馬金鳳 申請人:沈陽工程學(xué)院