CN208349289U - 一种附带换热功能的多孔介质燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种附带换热功能的多孔介质燃烧器,可分为三部分：防回火空腔区，预热区和燃烧区。燃烧器主要包括：多孔钢板、小孔径泡沫陶瓷、大孔径泡沫陶瓷、保温层、刚玉板、换热管和电子点火装置。螺旋状的换热管布置在保温层和刚玉板之间。预热区内填充小孔径泡沫陶瓷，燃烧区填充大孔径泡沫陶瓷。燃气/空气混合气体通过防回火空腔区进入燃烧器，经过预热区，在燃烧区进行燃烧。冷水从燃烧器下侧流进，被加热后从上侧流出。本实用新型将单独的燃烧器和换热器合成为一体，这样使设备节约空间，降低成本。同时，多孔介质的存在拓展了贫可燃极限，可以燃烧低热值气体，降低污染物排放量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃烧器，特别涉及一种附带换热功能的多孔介质燃烧器，属于燃烧设备技术领域。
背景技术
人类社会的生存和发展离不开能源，当今世界人类利用的能源以化石能源为主，燃烧是人类利用化石能源的主要途径，成为人类文明发展的重要推动力。然而化石能源为不可再生能源，同时化石能源燃烧带来的环境污染问题引起了人们的极大担忧。因此，拓宽能源供给渠道的多样化、挖掘和开发使用低热值的能源、同时寻求有利于环境保护的高效洁净燃烧技术，将成为解决上述问题的有力支持。
近年来，多孔介质燃烧作为一种新兴的燃烧技术逐渐被人们广泛重视起来，与自由空间燃烧相比，不仅能够提高能源利用率，拓展贫富燃极限，还能降低环境污染，在很大程度上解决了上述问题。
目前，与多孔介质燃烧技术相关的燃烧器研发种类非常广泛， 其中针对孔径变化的多孔介质燃烧器种类繁多。孔径相对较小时，多孔介质流通性差，具有较好的蓄热能力。孔径相对较大时，有助于持续燃烧，辐射作用传播深远，提高燃烧温度。公开号为CN101158469B的发明专利“一种分段式多孔陶瓷介质气体燃料燃烧器”，其燃烧器由上至下依次设置大孔区域多孔介质和小孔区域多孔介质，形成燃烧器和预热区，可以燃烧低热值气体或劣质气体燃料。公开号CN2484481Y的实用新型“渐变型多孔介质燃烧器”，其燃烧器中的多孔介质孔隙率或/和孔径是逐渐变化的，下层的多孔介质孔隙率小，然后逐渐增加，使燃烧稳定，燃烧效率高，负荷调节范围广。公开号为CN106907711A的发明专利“一种径向分层带相变蓄热的多孔介质燃烧器”，其燃烧器中心设置中心筒，中心筒内填充变相材料层，小陶瓷球层和大陶瓷球层按径向间隔布置，使火焰传播更加稳定，提高燃烧稳定性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种附带换热功能的多孔介质燃烧器，该燃烧器将单独的燃烧器和换热器合成为一体，这样使设备结构简化，节约空间，减少初投资。同时在燃烧器内设置不同孔径的多孔介质材料，具有燃烧效率高，功率调节范围大，污染物排放量低等优点。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：沿气流方向，依次为防回火空腔区，预热区和燃烧区。防回火区域为扩口锥形结构，倾斜角度为20-40°，通过增加通流面积来降低气体流速，达到防回火的目的；在防回火空腔区和预热区之间设有多孔钢板；预热区和燃烧区为圆柱形结构，内侧为耐高温刚玉板，换热管包裹于刚玉板外侧，采用螺旋状进行布置，被加热水从燃烧器下侧流进，上侧流出；外侧为保温层。预热区内填充小孔径多孔介质材料，燃烧区填充大孔径多孔介质材料；小孔径和大孔径多孔介质材料交界面处设有电子点火装置。
所述的防回火空腔区为扩口锥形结构，空腔倾斜角度20~40°。
所述的小孔径的多孔介质材料，孔径为0.5-1mm，孔隙率为20%-30%，其材质为耐高温泡沫陶瓷。
所述的大孔径的多孔介质材料，孔径为2.5-5mm，孔隙率为85%-90%，其材质为耐高温泡沫陶瓷。
所述的换热管为螺旋状布置，被加热水从下侧流进，上侧流出。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点及效果是：（1）本实用新型将单独的燃烧器和换热器合成为一体，这样使设备结构简化，节约空间，降低成本。（2）燃烧区的高温区域，当温度达到1500℃以上时，将会产生热力型氮氧化物NOx，使污染物排放量相对增加，通过设置换热管将水加热，既可以提供热水，又可以降低燃烧温度，减少NOx排放量。（3）由于多孔介质的存在，燃气/空气混合物得到预热，因此可以扩展贫可燃极限，燃烧低热值气体（如生物质气，工业废气等），提高能源利用率。
附图说明
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1为一种附带换热功能的多孔介质燃烧器整体图。
图中，1、多孔钢板，2、小孔径泡沫陶瓷，3、大孔径泡沫陶瓷，4、保温层，5、刚玉板，6、换热管，7、电子点火装置。
具体实施方式
根据图1详细说明本实用新型的具体结构。燃烧器包括三部分：防回火空腔区，预热区和燃烧区。防回火空腔区为扩口锥形结构，倾斜角度为20-40°，采用刚玉板制作而成。预热区和燃烧区为圆柱形结构，最外层为保温层，用于减少通过壁面的热损失；内层为耐高温的刚玉板，在保温层和刚玉板之间，设置螺旋状上升的换热管。在预热区设置孔径为0.5-1mm，孔隙率为20%-30%的小孔径泡沫陶瓷，由于孔径较小，流通性差，可以将火焰定位于燃烧区燃烧，可以防止回火。同时可以通过辐射传热形成热回流，对燃气进行预热，减少着火热，扩展贫可燃极限，实现低热值燃料燃烧。在燃烧区设置孔径为2.5-5mm，孔隙率为85%-90%的大孔径泡沫陶瓷，由于孔径较大，有助于支持燃烧，提高燃烧温度。在预热区和燃烧区交界面处设置电子点火装置。
本实用新型的工作过程如下：燃气/空气混合气体通过防回火空腔区进入燃烧器，经过多孔钢板进入小孔径多孔介质区域，电子点火装置点燃气体进行预热。随后，燃气在燃烧区进行充分燃烧。当燃烧温度超过1500℃时，将会产生热力型NOx，氮氧化物排放量相对增加。在燃烧器中设置螺旋上升的换热管，加热冷水，既可以作为换热器使用，为热用户提供热水，也可以降低燃烧温度，减少氮氧化物排放量。小孔径和大孔径泡沫陶瓷之间通过辐射换热进行热交换，形成向上游流动的热回流，因此可以对混合气体进行预热，形成超绝热燃烧，扩宽贫可燃极限，实现低热值气体稳定燃烧。
Claims (5)
1.一种附带换热功能的多孔介质燃烧器,其特征在于,所述燃烧器分为三部分：防回火空腔区，预热区和燃烧区；燃烧器包括：多孔钢板、小孔径泡沫陶瓷、大孔径泡沫陶瓷、保温层、刚玉板、换热管和电子点火装置；螺旋状的换热管布置在保温层和刚玉板之间；预热区内填充小孔径泡沫陶瓷，燃烧区填充大孔径泡沫陶瓷；小孔径和大孔径泡沫陶瓷交界面处设有电子点火装置。
2.根据权利要求1所述的一种附带换热功能的多孔介质燃烧器,其特征在于，所述的防回火空腔区为扩口锥形结构，空腔倾斜角度20~40°。
3.根据权利要求1所述的一种附带换热功能的多孔介质燃烧器,其特征在于，所述的小孔径的多孔介质材料，孔径为0.5-1mm，孔隙率为20%-30%，其材质为耐高温氧化铝泡沫陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种附带换热功能的多孔介质燃烧器,其特征在于，所述的大孔径的多孔介质材料，孔径为2.5-5mm，孔隙率为85%-90%，其材质为耐高温氧化铝泡沫陶瓷。
5.根据权利要求1所述的一种附带换热功能的多孔介质燃烧器,其特征在于，所述的换热管为螺旋状布置，被加热水从下侧流进，上侧流出。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108266726A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-07-10 | 沈阳工程学院 | 一种附带换热功能的多孔介质燃烧器 |
| CN112468060A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-09 | 武汉理工大学 | 一种基于液体燃料多孔介质燃烧的热光伏发电系统及方法 |
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2018
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