本發(fā)明涉及一種多孔介質(zhì)燃燒器，特別是涉及一種徑向分層帶相變蓄熱的多孔介質(zhì)燃燒器。

背景技術(shù)：

能源供需矛盾突出、環(huán)境污染日趨嚴重和生態(tài)遭到持續(xù)破壞等是我國經(jīng)濟發(fā)展面臨的主要問題。因此提高能源利用率，實現(xiàn)能源的潔凈利用是解決以上問題的重要方法。

多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)，具有適用范圍廣、可調(diào)功率范圍大、污染物排放低等的優(yōu)點，在世界范圍內(nèi)成為一個新興的研究熱點正受到越來越廣泛的研究和關(guān)注。利用多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)還可以實現(xiàn)熱值極低的有機或工業(yè)廢氣的穩(wěn)定燃燒、燃料重整、煤的氣化和超絕熱發(fā)動機的開發(fā)等，具有廣闊的應用范圍和發(fā)展前景。研究多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)，將有助于我國節(jié)約能源、提高用能水平，緩解能源供需的矛盾，同時可以減輕環(huán)境污染。

目前市場上多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)應用很多，公開號為101929676A的發(fā)明專利“一種催化多孔介質(zhì)燃燒器”，其燃燒室布置泡沫陶瓷和催化金屬纖維氈，預混氣體通過金屬纖維氈催化燃燒，能夠降低燃燒溫度，減少污染物排放。公開號為101158469的發(fā)明專利“一種分段式多孔陶瓷介質(zhì)氣體燃料燃燒器”， 其燃燒器由上至下依次設置大孔多孔介質(zhì)和小孔多孔介質(zhì)，預混氣體可以在兩種孔隙率材料交界面附近燃燒。公開號CN2484481Y的發(fā)明專利“漸變型多孔介質(zhì)燃燒器”，其燃燒器沿軸向依次布置不同孔隙率多孔介質(zhì)材料，提高了燃燒器的燃燒效率，降低了污染物的排放。

以上多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)的應用中，均面臨多孔介質(zhì)中火焰燃燒出現(xiàn)的不穩(wěn)定問題。由于多孔介質(zhì)特有的結(jié)構(gòu)不均的問題，導致可燃氣體在多孔介質(zhì)燃燒過程中發(fā)生傾斜和破裂，造成燃燒器內(nèi)部負荷分配不均，燃燒不穩(wěn)定，污染物排放增加，最終導致熄火，這些不穩(wěn)定問題嚴重制約多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)的推廣。近年來，相變材料以其相變潛熱的特點得到了廣泛推廣，但將高溫相變材料應用到多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)中，還沒有相關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種徑向分層帶相變蓄熱的多孔介質(zhì)燃燒器，該燃燒器通過改變?nèi)紵齾^(qū)多孔介質(zhì)徑向孔隙率分布和增加燃燒器中心筒相變蓄熱的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中多孔介質(zhì)火焰傾斜和破裂的問題，降低了多孔介質(zhì)燃燒器燃燒效率，降低了污染物排放量。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

1.本發(fā)明燃燒區(qū)徑向的多孔介質(zhì)孔隙率分布，小陶瓷球?qū)涌紫堵市∮诖筇沾汕驅(qū)樱瑥亩龃罅舜筇沾汕驅(qū)尤紵齾^(qū)燃燒負荷，降低了小陶瓷球?qū)尤紵齾^(qū)燃燒負荷，進而減少了燃燒器壁面的散熱，提高了多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒效率。

2、本發(fā)明在燃燒器中心布置了中心筒，內(nèi)部填充相變材料層，通過相變蓄熱強化了燃燒器蓄熱能力。當多孔介質(zhì)燃燒器中火焰鋒面發(fā)生傾斜和破裂現(xiàn)象時，中心筒內(nèi)相變材料層能夠吸收傾斜或破裂火焰的高溫燃燒區(qū)熱量轉(zhuǎn)化為相變熱，同時釋放相變熱給低溫燃燒區(qū)，抑制了火焰?zhèn)鞑ミ^程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象，降低了污染物排放量，增強了燃燒穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的示意圖。

其中：1、保溫層，2、小陶瓷球?qū)樱?、大陶瓷球?qū)樱?、中心筒，5、相變材料層，6、泡沫陶瓷層，7、均流板，8、燃氣入口，9、空氣入口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例

根據(jù)圖1詳細說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用燃氣和空氣預混燃燒的方式，包括保溫層、小陶瓷球?qū)?、大陶瓷球?qū)?、中心筒、相變材料層、泡沫陶瓷層、均流板、燃氣入口和空氣入口。燃燒器由壁面向中心依次布置保溫?、小陶瓷球?qū)?、大陶瓷球?qū)?、中心筒4、相變材料層5。燃燒器內(nèi)小陶瓷球?qū)雍痛筇沾汕驅(qū)酉蛳乱来尾贾门菽沾蓪?、均流板7、燃氣入口8和空氣入口9。中心筒4底部封閉，頂部開口。

具體工作原理如下：

大陶瓷球?qū)雍托√沾汕驅(qū)友厝紵鲝较蜷g隔布置，大陶瓷球在內(nèi)，小陶瓷球在外，燃燒區(qū)多孔介質(zhì)中孔隙率外小內(nèi)大，小陶瓷球?qū)託饬髯枇Ω哂诖筇沾汕驅(qū)託饬髯枇?，燃燒過程中增加了大陶瓷球?qū)尤細饬髁?，減少了小陶瓷球?qū)尤細饬髁?，因此增大了大陶瓷球?qū)尤紵齾^(qū)域燃燒負荷，降低了小陶瓷球燃燒區(qū)域燃燒負荷，進而減少了燃燒器外部的散熱，提高了燃燒器燃燒效率。中心筒底部封閉，頂部開口，能夠適應內(nèi)部相變材料相變過程中的容積變化。相變材質(zhì)采用高溫相變材料，相變材料通過中心筒壁面進行換熱。當燃燒器內(nèi)多孔介質(zhì)中火焰鋒面發(fā)生傾斜或破裂的不穩(wěn)定現(xiàn)象時，燃燒器內(nèi)部燃燒負荷分配不均，燃燒區(qū)域局部溫度高，局部溫度低，中心筒內(nèi)相變材料熱吸收高溫燃燒區(qū)域熱量，加熱低溫燃燒區(qū)域，提高燃燒區(qū)域負荷分配均勻性，從而提高了燃燒器火焰的穩(wěn)定性，降低了污染物的排放。

燃氣和空氣混合后通過均流板及泡沫陶瓷在陶瓷球孔隙間燃燒。布置的大陶瓷球?qū)雍托√沾汕驅(qū)痈淖兞藦较蚩紫堵史植?，增大了大陶瓷球?qū)尤紵摵?；中心筒?nèi)相變材料通過相變作用吸收和釋放相變潛熱，燃燒器內(nèi)部負荷分配不均時，中心筒內(nèi)的相變材料吸收高溫燃燒區(qū)熱量，同時加熱低溫燃燒區(qū)。該燃燒器抑制了多孔介質(zhì)火焰?zhèn)鞑ゲ环€(wěn)定現(xiàn)象，提高燃燒穩(wěn)定性。該燃燒器可以燃燒石油液化氣和天然氣等普通燃料，還可以燃燒熱值接近于4000kJ/m³的低熱值氣體燃料。