CN108302539B - 一种往复式多孔介质燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种往复式多孔介质燃烧器,涉及一种燃烧设备。燃烧器采用金属外壳，整体为对称结构，分为蓄热区和燃烧区。蓄热区和燃烧区内分别填充不同规格的多孔介质材料。同时，在燃烧区沿径向填充两种不同孔密度的多孔介质材料，孔隙密度较大的在外侧，孔隙密度较小的在内侧。通过换向阀，实现燃料/空气混合物周期性的通过燃烧器，在燃烧器内稳定燃烧。本发明通过对称设置不同规格的多孔介质，使燃烧更完全，解决火焰分布不均、温度梯度陡和局部高温的问题，具有扩宽贫可燃极限，功率调节范围大，不回火，污染物排放量低等优点。

Description

一种往复式多孔介质燃烧器
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别涉及一种往复式多孔介质燃烧器，属于燃烧设备技术领域。
背景技术
传统的以自由火焰为特征的空间燃烧方式由于气体的导热和辐射性能较差，使得火焰面附近温度梯度很陡、分布不均匀，形成局部高温区，造成大量热力NOx生成，并且燃烧稳定性较差。针对这些问题，国内外学者提出了单向多孔介质燃烧方式，在一定程度上扩展了贫可燃极限。而往复式多孔介质燃烧技术比单项流通多孔介质燃烧在扩展燃烧极限方面更有优势，使得燃烧温度均匀，污染物排放量低，功率调节范围大。因此，往复式多孔介质燃烧技术在现实应用有很大的发展空间。
目前，与往复式多孔介质燃烧技术相关的应用非常广泛。公开号为CN1740639A的“往复式多孔介质燃烧高温空气发生系统及其方法”，主要是通过周期换向，实现多孔介质燃烧与多孔介质蓄热相结合产生高温空气。但由于其燃烧段截面积较小，不利于火焰形成与稳定，在扩展低热值气体燃烧极限方面受到限制。公开号为CN1848657A的“往复流动下多孔介质超绝热燃烧温差发电方法及其装置”，利用瓦斯气体进行温差发电，但由于燃烧器内的多孔介质单一，燃烧器工作范围小。公开号为CN102937292A的“周期换向的浸没火焰多孔介质燃烧器”，其燃烧器内填充不同规格、不同长度的多孔介质，并且在多孔介质之间留有空气段，通过周期换向在燃烧器内燃烧。但由于空气段的存在，使温度梯度较大，温度分布不均，燃烧不完全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种往复式多孔介质燃烧器，该燃烧器通过对称设置不同规格的多孔介质，使燃烧更完全，解决火焰分布不均、温度梯度陡和局部高温的问题，具有扩宽贫可燃极限，功率调节范围大，不回火，污染物排放量低等优点。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种往复式多孔介质燃烧器，燃烧器采用金属外壳，整体为对称结构，分为蓄热区和燃烧区。蓄热区为锥形结构，倾斜角度为10-30°，当气体燃料流入蓄热区时，通过增加通流面积降低流速，达到防回火的目的；燃烧区为圆柱形结构。蓄热区和燃烧区内分别填充规格不同的多孔介质材料。蓄热区内填充孔隙率较小的多孔介质材料，流通性差，可以将火焰定位于燃烧区燃烧；燃烧区填充孔隙率较大的多孔介质材料，有助于持续燃烧，提高燃烧温度。同时，为了使温度分布均匀，火焰稳定，在燃烧区内沿径向填充两种不同孔隙密度的多孔介质材料，孔隙密度较大的在外侧，孔隙密度较小的在内侧。在燃烧器的中心对称处设有电子点火装置。
所述的蓄热区为锥形结构，倾斜角度10~30°。
所述的蓄热区的多孔介质材料，孔隙密度为50ppi，孔隙率为20%-30%，其材质为耐高温泡沫陶瓷。
所述的燃烧区的多孔介质材料，孔隙密度为10-35ppi，孔隙率为80%-90%，其材质为耐高温泡沫陶瓷。
与现有技术相比，本发明具有的优点及效果是：本发明燃烧器的蓄热区采用锥形结构，当气体燃料流入蓄热区时，通流面积增加降低流速，达到防回火的目的；而当燃烧产物流出蓄热区时，通流面积减小增加流速，增强对流换热作用，降低排烟温度损失。同时，燃烧器燃烧区沿径向填充不同孔隙密度多孔介质材料，这样可以避免火焰面附近温度梯度陡，温度分布不均，局部高温区的存在，解决了火焰不稳定的问题，使燃烧更充分，扩宽了贫可燃极限，降低了热力NOx的生成。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1为一种往复式多孔介质燃烧器的整体图。
图中，1、燃料/空气混合物，2、燃烧产物，3、金属外壳，4、蓄热区泡沫陶瓷，5、燃烧区泡沫陶瓷Ⅰ，6、燃烧区泡沫陶瓷Ⅱ，7、电子点火装置。
具体实施方式
根据图1详细说明本发明的具体结构。燃烧器为左右对称结构，通过周期性换向，实现气体燃料交替从左右两侧进入到燃烧器中进行燃烧。以上半周期为例，燃气/空气混合气从左侧进入燃烧器，首先通过蓄热区泡沫陶瓷4，在该处燃料得到预热，然后进入燃烧区泡沫陶瓷Ⅰ5和泡沫陶瓷Ⅱ6，电子点火装置7点燃气体进行燃烧。随后，燃烧产物2通过蓄热区泡沫陶瓷4进行热交换，将热量储蓄在多孔介质中。通过换向，燃料/空气混合物从右侧流进，燃烧产物从左侧流出。
本发明的燃烧器整体为对称结构，包括蓄热区和燃烧区。蓄热区为锥形结构，倾斜角度为10-30°，燃烧区为圆柱形结构。蓄热区和燃烧区内分别填充不同规格的多孔介质材料，所起的作用也不同。在蓄热区填充孔隙密度为50ppi，孔隙率为20%-30%的泡沫陶瓷。当气体燃料流入蓄热区时，通流面积增加，从而降低流速，可以将火焰定位于燃烧区燃烧，达到防回火的目的；而当燃烧产物流出蓄热区时，通流面积减小，流速增加，增强对流换热作用，降低排烟温度损失，提高蓄热区温度。在燃烧区沿径向填充两种不同孔密度的泡沫陶瓷，孔隙密度较大的在外侧，孔隙密度较小的在内侧，其孔隙密度为10-35ppi，孔隙率为80%-90%。
由于孔隙率较大，有助于支持燃烧，提高燃烧温度。同时，不同的孔隙密度可以避免火焰面附近温度梯度陡，温度分布不均，局部高温区的存在，解决了火焰不稳定的问题，使燃烧更充分，扩宽了贫可燃极限，实现低热值气体的稳定燃烧。通过换向阀，实现燃料/空气混合物周期性的通过燃烧器，在燃烧器内稳定燃烧。

Claims (4)

1.一种往复式多孔介质燃烧器，其特征在于，燃烧器整体为对称结构，分为蓄热区和燃烧区；蓄热区和燃烧区内分别填充不同规格的多孔介质材料；同时，在燃烧区沿径向填充两种不同孔密度的多孔介质材料，孔隙密度较大的在外侧，孔隙密度较小的在内侧；通过换向阀，实现燃料/空气混合物周期性的通过燃烧器，在燃烧器内稳定燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种往复式多孔介质燃烧器，其特征在于，所述的蓄热区为锥形结构，倾斜角度10~30°。
3.根据权利要求1所述的一种往复式多孔介质燃烧器，其特征在于，所述的蓄热区的多孔介质材料，孔隙密度为50ppi，孔隙率为20%-30%，其材质为耐高温泡沫陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种往复式多孔介质燃烧器，其特征在于，所述的燃烧区的多孔介质材料，孔隙密度为10-35ppi，孔隙率为80%-90%，其材质为耐高温泡沫陶瓷。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1740639A (zh) * 2005-09-21 2006-03-01 浙江大学 往复式多孔介质燃烧高温空气发生系统及其方法
DE102010012945A1 (de) * 2010-03-26 2011-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Verdampfung von flüssigen Kraftstoffen und brennbaren Flüssigkeiten, Verfahren zum Betreiben sowie Verwendungszwecke
CN102937292A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 沈阳工程学院 周期换向的浸没火焰多孔介质燃烧器
CN104456560A (zh) * 2014-10-22 2015-03-25 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 多孔介质辐射管
CN106907711A (zh) * 2017-03-09 2017-06-30 沈阳工程学院 一种径向分层带相变蓄热的多孔介质燃烧器
CN107166387A (zh) * 2017-06-08 2017-09-15 东北大学 一种燃烧区孔隙阶跃式多孔介质燃烧器
CN208058844U (zh) * 2018-03-19 2018-11-06 沈阳工程学院 一种往复式多孔介质燃烧器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1740639A (zh) * 2005-09-21 2006-03-01 浙江大学 往复式多孔介质燃烧高温空气发生系统及其方法
DE102010012945A1 (de) * 2010-03-26 2011-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Verdampfung von flüssigen Kraftstoffen und brennbaren Flüssigkeiten, Verfahren zum Betreiben sowie Verwendungszwecke
CN102937292A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 沈阳工程学院 周期换向的浸没火焰多孔介质燃烧器
CN104456560A (zh) * 2014-10-22 2015-03-25 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 多孔介质辐射管
CN106907711A (zh) * 2017-03-09 2017-06-30 沈阳工程学院 一种径向分层带相变蓄热的多孔介质燃烧器
CN107166387A (zh) * 2017-06-08 2017-09-15 东北大学 一种燃烧区孔隙阶跃式多孔介质燃烧器
CN208058844U (zh) * 2018-03-19 2018-11-06 沈阳工程学院 一种往复式多孔介质燃烧器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史俊瑞 ; 解茂昭 ; 周磊 ; .往复流多孔介质燃烧器的二维数值模拟与结构改进.燃烧科学与技术.2007,(03),全文. *
王恩宇,程乐鸣,吴学成,骆仲泱,岑可法.渐变型多孔介质中预混燃烧试验研究.浙江大学学报(工学版).2002,(06),全文. *

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