CN108844061A - 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器 - Google Patents

一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器 Download PDF

Info

Publication number
CN108844061A
CN108844061A CN201810995229.1A CN201810995229A CN108844061A CN 108844061 A CN108844061 A CN 108844061A CN 201810995229 A CN201810995229 A CN 201810995229A CN 108844061 A CN108844061 A CN 108844061A
Authority
CN
China
Prior art keywords
burner
liquid fuel
combustion
zone
type liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810995229.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李楠
马金凤
李凡
王黎明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Institute of Engineering
Original Assignee
Shenyang Institute of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Institute of Engineering filed Critical Shenyang Institute of Engineering
Priority to CN201810995229.1A priority Critical patent/CN108844061A/zh
Publication of CN108844061A publication Critical patent/CN108844061A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441Vaporising devices incorporated with burners
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,包括燃烧器内筒、外筒、液体燃料喷管、燃气进口和空气进口。所述的燃烧器按照气流流向依次设置预混区、预热区和燃烧区。所述的预热区和燃烧区填充不同规格的多孔介质。本发明利用尾气余热对空气进行预热,减少了散热损失,提高了燃烧效率,通过设置多孔介质,使燃烧更加稳定,温度分布均匀。

Description

一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器
技术领域
本发明涉及一种燃烧器,特别涉及一种适用于液体燃料的回热型多孔介质燃烧器,属于燃烧设备技术领域。
背景技术
多孔介质燃烧技术作为一种新兴的燃烧技术,利用其自身的蓄热功能和辐射特性,相较于自由空间燃烧技术,有燃烧效率高、燃烧强度大,温度分布均匀,燃烧稳定,拓宽贫然极限,降低污染物排放等优点,广泛应用于汽车加热器、干燥机、燃烧器等众多领域,受到研究者的广泛关注。
目前,应用气体燃料的多孔介质预混燃烧技术发展已比较成熟,可以大幅度提高燃烧效率和热利用率,使燃烧更加稳定,污染物排放量也大大降低。因此,将多孔介质燃烧技术应用于液体燃料燃烧也受到越来越多的关注。国内外学者的研究证明,利用多孔介质的蓄热和辐射作用,可以使液体燃料得到充分的雾化,提高燃烧效率,降低NOx和CO排放量,减小设备体积,因此为液体燃料高效清洁燃烧提供了一种新途径。公开号CN101556040A的“一种燃用液体燃料的多孔介质燃烧装置”,通过气体燃料燃烧对泡沫陶瓷预热,而后向泡沫陶瓷上喷射液体燃料,实现液体燃料的汽化、燃烧,具有燃烧效率高、污染物排放低等特点,但存在一定的尾气散热损失。公开号CN1018325544A“一种液体燃料多孔介质燃烧装置及其燃烧方法”,集多孔介质蒸发、预混、燃烧蓄热于一体,可广泛应用于汽油、柴油等液体燃料,使其烧效率高,负荷调节范围广。公开号CN1025563639A“一种液体燃料用多孔介质-热管燃烧器”,采用耐高温热管和金属多孔介质结合共同回热,液体燃料能更充分蒸发,预热混合燃烧效果更好,可以有效的降低燃料的消耗。但由于空气段的存在,使温度梯度较大,温度分布不均。
因此,目前亟需一种同时具有降低尾气散热损失,实现液体燃料均匀、稳定燃烧的多孔介质燃烧器,本发明就是在这种背景下提出的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,该燃烧器通过设置不同规格的多孔介质和利用尾气余热回热,使液体燃料燃烧充分稳定,温度分布更加均匀,燃烧效率大大提高。
为了实现上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,包括燃烧器内筒、外筒、液体燃料喷管、燃气进口和空气进口。按照气流流向依次设置预混区、预热区和燃烧区。所述预热区和燃烧区填充不同规格的多孔介质,在燃烧区的底部设置电子点火装置。内筒和外筒之间的环形空间底部与预混室相通,燃气和空气能够通过内筒底部进入预混室。
所述的燃烧器内筒采用导热系数高、耐高温性能的不锈钢材料。
所述的燃烧器外筒采用导热系数低的耐火陶瓷材料。
所述的燃烧区的多孔介质,孔隙密度为30ppi,孔隙率为80-90%,其材质为氧化铝泡沫陶瓷。
所述的预热区的多孔介质,孔隙密度为50ppi,孔隙率为40-50%,其材质为氧化铝泡沫陶瓷。
所述的空气进口对称布置于燃烧器外筒的两侧,燃气进口对称布置于燃烧器外筒的另外两侧,燃气进口和空气进口的夹角为90°。
所述的燃烧器内筒、燃烧器外筒、空气进口、燃气进口和液体燃料喷管截面都为圆形。
本发明的原理是:首先,燃气和空气流经燃烧器环形通道进入预混区,充分混合后,进入预热区和燃烧区,预热区和燃烧区填充不同孔隙密度和孔隙率的氧化铝泡沫陶瓷。混合气体在燃烧区燃烧后形成热回流,对下游泡沫陶瓷进行预热。关闭燃气阀门,启动液体燃料喷管喷入燃料,燃料在预热区汽化后,与空气在燃烧区进行预混燃烧。燃烧释放的热量可以对进入环形通道的空气预热。
与现有技术相比,本发明具有的优点及效果是:(1)本发明的燃烧器可以利用燃烧产物携带的余热对环形空间的燃气和空气进行预热,减少了散热损失,提高了燃烧效率,同时燃气和空气得到了预热,有助于稳定燃烧。(2)通过设置多孔介质,液体燃料能够快速充分的雾化和汽化,提高了燃烧温度,使燃烧效率更高,降低污染物的排放量。(3)本发明不仅适用于烃类液体燃料的燃烧,也可用于柴油、煤油等液体燃料的燃烧,具有广阔的市场应用前景。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1为一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器的结构示意图。
图2为一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器的燃气和空气进口示意图。
图中,1、液体燃料喷管,2、燃烧器外筒,3、燃烧器内筒,4、空气进口,5、预混区,6、预热区, 7、燃烧区,8、电子点火装置,9、燃气进口。
具体实施方式
根据图1和图2详细说明本发明的具体结构。本发明的燃烧器包括燃烧器内筒、外筒、液体燃料喷管、燃气进口和空气进口。按照气流流向依次设置预混区、预热区和燃烧区。所述预热区和燃烧区填充不同规格的多孔介质材料,预热区采用孔隙密度为50ppi,孔隙率为40-50%的氧化铝泡沫陶瓷,有助于液体燃料在多孔介质内部快速汽化。燃烧区采用孔隙密度为30ppi,孔隙率为80-90%的氧化铝泡沫陶瓷,流动性好,有助于燃料在多孔介质内部稳定燃烧。在燃烧区的底部设置电子点火装置。内筒和外筒之间的环形空间底部与预混室相通,燃气和空气能够通过内筒底部进入预混室。燃烧器内筒和外筒之间采用钎焊方式进行连接。
本发明的工作过程如下:燃气和空气分别从燃气进口和空气进口经过环形通道进入预混室,在预混室进行充分混合之后,进入预热区和燃烧区,电子点火装置点火之后,混合物在燃烧区进行燃烧。同时,利用多孔介质的辐射和导热性能,形成热回流,对预热区的多孔介质进行预热。当预热区的温度大于液体燃料的汽化温度之后,关闭燃气进口阀门,开启液体燃料喷管喷入液体燃料,液体燃料进入预热区,与已预热的多孔介质固体骨架进行碰撞,快速吸热进行汽化和雾化,并与空气进行混合,液体和空气充分混合之后,进入燃烧区稳定燃烧。由于燃烧器内筒采用导热性强的材料,燃烧产物的余热通过内筒对进入环形通道的空气进行预热,使燃烧更易发生,燃烧稳定,温度分布均匀。

Claims (7)

1.一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,包括燃烧器内筒、外筒、液体燃料喷管、燃气进口和空气进口,所述的燃烧器按照气流流向依次设置预混区、预热区和燃烧区,所述预热区和燃烧区填充不同规格的多孔介质,在燃烧区的底部设置电子点火装置,内筒和外筒之间的环形空间底部与预混室相通,燃气和空气能够通过内筒底部进入预混室,燃烧器内筒和外筒之间采用钎焊方式进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,其特征在于,所述的燃烧器内筒采用导热系数高、耐高温性能的不锈钢材料。
3.根据权利要求1所述的一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,其特征在于,所述的燃烧器外筒采用导热系数低的耐火陶瓷材料。
4.根据权利要求1所述的一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,其特征在于,所述的燃烧区的多孔介质,孔隙密度为30ppi,孔隙率为80-90%,其材质为氧化铝泡沫陶瓷。
5.根据权利要求1所述的一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,其特征在于,所述的预热区的多孔介质,孔隙密度为50ppi,孔隙率为40-50%,其材质为氧化铝泡沫陶瓷。
6.根据权利要求1所述的一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,其特征在于,所述的空气进口对称布置于燃烧器外筒的两侧,燃气进口对称布置于燃烧器外筒的另外两侧,燃气进口和空气进口的夹角为90°。
7.根据权利要求1所述的一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器,其特征在于,所述的燃烧器内筒、燃烧器外筒、空气进口、燃气进口和液体燃料喷管截面都为圆形。
CN201810995229.1A 2018-08-29 2018-08-29 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器 Pending CN108844061A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810995229.1A CN108844061A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810995229.1A CN108844061A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108844061A true CN108844061A (zh) 2018-11-20

Family

ID=64188783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810995229.1A Pending CN108844061A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108844061A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109681864A (zh) * 2019-01-10 2019-04-26 浙江大学 基于燃料多效预处理和无焰燃烧的燃油燃烧装置及方法
CN109737395A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 新冶高科技集团有限公司 一种醇基燃料蓄热式燃烧器
CN109855098A (zh) * 2019-02-22 2019-06-07 西京学院 多孔介质燃烧系统及燃烧方法
CN109869719A (zh) * 2019-03-05 2019-06-11 山东理工大学 一种高温高压多孔介质燃烧器
CN110594730A (zh) * 2019-09-30 2019-12-20 西安科技大学 一种基于液体燃料燃烧的热电转换装置
CN112555818A (zh) * 2020-11-25 2021-03-26 江苏大学 一种应用于微热光电系统的燃用液态燃料的微燃烧器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338614A (ja) * 1995-06-14 1996-12-24 Miura Kenkyusho:Kk 液体燃料気化装置
CN101556040A (zh) * 2009-05-15 2009-10-14 大连理工大学 一种燃用液体燃料的多孔介质燃烧装置
CN101832554A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 杭州电子科技大学 一种液体燃料多孔介质燃烧装置及其燃烧方法
CN101852432A (zh) * 2010-06-08 2010-10-06 华南理工大学 一种回热型液体燃料微燃烧器
CN101975397A (zh) * 2010-09-30 2011-02-16 北京理工大学 一种液体燃料微燃烧器及其设计方法
CN205717189U (zh) * 2016-03-17 2016-11-23 华南理工大学 一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器
CN208886764U (zh) * 2018-08-29 2019-05-21 沈阳工程学院 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338614A (ja) * 1995-06-14 1996-12-24 Miura Kenkyusho:Kk 液体燃料気化装置
CN101556040A (zh) * 2009-05-15 2009-10-14 大连理工大学 一种燃用液体燃料的多孔介质燃烧装置
CN101832554A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 杭州电子科技大学 一种液体燃料多孔介质燃烧装置及其燃烧方法
CN101852432A (zh) * 2010-06-08 2010-10-06 华南理工大学 一种回热型液体燃料微燃烧器
CN101975397A (zh) * 2010-09-30 2011-02-16 北京理工大学 一种液体燃料微燃烧器及其设计方法
CN205717189U (zh) * 2016-03-17 2016-11-23 华南理工大学 一种具有二重预热结构的微型液体燃烧器
CN208886764U (zh) * 2018-08-29 2019-05-21 沈阳工程学院 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘宏升;解茂昭;: "多孔介质中液体喷雾燃烧的实验研究" *
叶拥拥;吕田;梁鹏飞;金永星;: "基于液体燃料的多孔介质燃烧技术研究现状" *
周磊;解茂昭;史俊瑞;: "回热式多孔介质发动机的排放特性分析" *
宋蓬武;陈威;何浩;: "甲烷/空气预混回热循环微多孔燃烧数值分析" *
秦朝葵;郑璐;: "多孔介质燃烧技术现状" *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109681864A (zh) * 2019-01-10 2019-04-26 浙江大学 基于燃料多效预处理和无焰燃烧的燃油燃烧装置及方法
CN109681864B (zh) * 2019-01-10 2020-08-21 浙江大学 基于燃料多效预处理和无焰燃烧的燃油燃烧装置及方法
CN109737395A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 新冶高科技集团有限公司 一种醇基燃料蓄热式燃烧器
CN109737395B (zh) * 2019-01-25 2020-12-11 新冶高科技集团有限公司 一种醇基燃料蓄热式燃烧器
CN109855098A (zh) * 2019-02-22 2019-06-07 西京学院 多孔介质燃烧系统及燃烧方法
CN109855098B (zh) * 2019-02-22 2020-04-21 西京学院 多孔介质燃烧系统及燃烧方法
CN109869719A (zh) * 2019-03-05 2019-06-11 山东理工大学 一种高温高压多孔介质燃烧器
CN110594730A (zh) * 2019-09-30 2019-12-20 西安科技大学 一种基于液体燃料燃烧的热电转换装置
CN110594730B (zh) * 2019-09-30 2021-06-25 西安科技大学 一种基于液体燃料燃烧的热电转换装置
CN112555818A (zh) * 2020-11-25 2021-03-26 江苏大学 一种应用于微热光电系统的燃用液态燃料的微燃烧器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108844061A (zh) 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器
CN101832554B (zh) 一种液体燃料多孔介质燃烧装置及其燃烧方法
CN101556040A (zh) 一种燃用液体燃料的多孔介质燃烧装置
CN107084390B (zh) 一种清洁的气液双燃料双旋流燃烧器
CN107702146B (zh) 用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管
CN201652342U (zh) 一种液体燃料多孔介质燃烧装置
CN108592020B (zh) 一种分级反旋气流促进液体燃料蒸发的燃烧器
CN108180475A (zh) 一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器
CN208886764U (zh) 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器
CN104315514A (zh) 双层多孔泡沫陶瓷板部分预混气体燃料燃烧器
CN207716416U (zh) 空气/燃气双预热的连续式自身蓄热无焰燃烧器
CN207716414U (zh) 一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器
CN201652349U (zh) 双气体燃料燃烧器
CN207716464U (zh) 一种部分预混气体多孔介质燃气灶
CN109838786B (zh) 燃气混合装置及燃气热水器
CN109855098A (zh) 多孔介质燃烧系统及燃烧方法
CN201184609Y (zh) 微油长火焰点火燃烧器
US20040177611A1 (en) Evaporative burner
CN202141052U (zh) 一种辐射管燃烧器
JP6152417B2 (ja) 液体燃料の触媒燃焼を行うための触媒加熱器と反応器とに使用される燃料噴射システム
CN102410533A (zh) 一种旋流三重管燃烧器
CN110186043A (zh) 阵列多孔表面火焰燃烧器
CN109899786A (zh) 无焰低氮燃烧器及无焰低氮燃烧方法
CN206037042U (zh) 一种高温气体发生装置
CN203820822U (zh) 一种煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181120