CN108844061A - 一种回热型液体燃料多孔介质燃烧器 - Google Patents
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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
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。
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Application publication date: 20181120 |