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一种渐扩式多孔介质燃烧器制造技术

技术编号:20092346 阅读:35 留言:0更新日期:2019-01-15 11:43
一种渐扩式多孔介质燃烧器,包括外壳、多孔介质及挡板砖,外壳燃烧端为圆锥结构或四方锥结构,外壳进气端为圆柱结构或四方柱结构;多孔介质填充在外壳的燃烧端壳体内部,挡板砖位于多孔介质与外壳进气端之间;在外壳进气端壳体侧壁上开设有空气进气口,在外壳进气端壳体轴端壁面上开设有燃气进气口,燃气进气口与空气进气口的进气方向相垂直;外壳燃烧端的锥度范围为0~45°;多孔介质具有四种填充方式,分别为均一式填充方式、轴向阶跃式填充方式、径向阶跃式填充方式和轴向渐变式填充方式。本发明专利技术的渐扩式多孔介质燃烧器,能够有效解决火焰分布不均和火焰不稳定现象,具有功率调节范围大、燃烧更加充分及燃烧效率更高的特点。

A Gradually Expanded Porous Medium Burner

A progressively expanding porous medium burner includes a shell, porous medium and baffle brick. The burning end of the shell is conical or quadrangular conical, and the air inlet end of the shell is cylindrical or quadrangular. The porous medium is filled in the shell of the burning end, and the baffle brick is located between the porous medium and the air inlet end of the shell; an air inlet is arranged on the side wall of the shell of the air inlet end. A gas inlet is arranged on the wall of the axle end of the shell inlet, and the direction of the gas inlet is perpendicular to the direction of the air inlet; the taper of the combustion end of the shell is in the range of 0-45 degrees; the porous media has four filling modes, namely, uniform filling mode, axial step filling mode, radial step filling mode and axial gradual filling mode. The progressively expanded porous medium burner of the invention can effectively solve the phenomenon of uneven flame distribution and flame instability, and has the characteristics of large power regulation range, more full combustion and higher combustion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种渐扩式多孔介质燃烧器
本专利技术属于燃烧器
,特别是涉及一种渐扩式多孔介质燃烧器。
技术介绍
随着经济的发展,能源和环境问题越来越成为人们关注的重点,由于化石燃料的不断减少,为了建立可持续发展的经济模式、改善能源结构和能源消费方式及提高能源有效利用率,必须充分利用工业生产及能源生产中的各种低热值燃气,以实现常规能源的高效清洁利用。但是,低热值燃气的可燃成分稀薄,使用常规燃烧技术难以有效利用,而如何实现低热值燃气的有效燃烧并减缓直接排放造成的环境问题一直都是亟待解决的难题。近年来,寻找更为高效和低排放的燃烧技术的过程一直在持续进行,而在诸多强化燃烧和控制排放的新技术中,多孔介质燃烧器以其独特的优势越来越受到人们的关注。多孔介质本身具有热能积累和反馈效应,其比表面积大,气体和固体之间可进行充分的热交换,同时由于固体本身的比热容远大于气体的比热容,可燃气体燃烧时释放的热量经对流换热存储在固体内,其中的一部分再以热福射的形式反馈到上游,并可用来预热未燃的可燃气体。现有的多孔介质燃烧器种类已有不少,但基本上都是轴向等宽的圆柱形或长方体形结构的燃烧器,而实践探究中出现,此类结构的燃烧器存在火焰分布不均和火焰不稳定的现象,会造成火焰面附近温度梯度陡、温度分布不均、局部温度过高及燃烧不完全,同时会导致燃烧器的壁面热损失严重,从而降低了燃烧效率,也缩短了燃烧器的使用寿命。因此,开发一种能够有效解决火焰分布不均和火焰不稳定现象、功率调节范围大、燃烧更加充分、燃烧效率更高的新型多孔介质燃烧器势在必行。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题,本专利技术提供一种渐扩式多孔介质燃烧器,能够有效解决火焰分布不均和火焰不稳定现象,具有功率调节范围大、燃烧更加充分及燃烧效率更高的特点。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种渐扩式多孔介质燃烧器,包括外壳、多孔介质及挡板砖,所述外壳的燃烧端为圆锥结构或四方锥结构,外壳的进气端为圆柱结构或四方柱结构;所述多孔介质填充在外壳的燃烧端壳体内部,所述挡板砖位于多孔介质与外壳进气端之间;在所述外壳进气端的壳体侧壁上开设有空气进气口,在外壳进气端的壳体轴端壁面上开设有燃气进气口,燃气进气口与空气进气口的进气方向相垂直。所述外壳燃烧端的锥度范围为0~45°。所述多孔介质具有四种填充方式,分别为均一式填充方式、轴向阶跃式填充方式、径向阶跃式填充方式和轴向渐变式填充方式。当所述多孔介质采用均一式填充方式时,多孔介质的孔隙率为50%~90%,多孔介质的孔径为10PPI~60PPI,多孔介质中孔的排列方式为直通或无序。当所述多孔介质采用轴向阶跃式填充方式时,多孔介质在轴向方向上设为两层,第一层为预热层,第二层为燃烧层,且预热层与挡板砖相邻;所述预热层多孔介质及燃烧层多孔介质的孔隙率均大于80%,预热层多孔介质的孔径为50PPI~60PPI,燃烧层多孔介质的孔径为8PPI~30PPI;所述多孔介质中孔的排列方式为直通或无序。当所述多孔介质采用径向阶跃式填充方式时,多孔介质在轴向方向上设为两层,第一层为预热层,第二层为燃烧层,且预热层与挡板砖相邻;所述燃烧层多孔介质沿径向方向又分为中心层和若干环层;所述预热层多孔介质及燃烧层多孔介质的孔隙率均大于80%,预热层多孔介质的孔径为50PPI~60PPI,燃烧层多孔介质的孔径为8PPI~30PPI;所述多孔介质中孔的排列方式为直通或无序;所述燃烧层多孔介质的孔径由中心层至环层方向逐级增加或递减。当所述多孔介质采用轴向渐变式填充方式时,多孔介质在轴向方向上设为至少三层,且分为挡板砖相邻层或若干挡板砖间隔层;所述多孔介质的孔隙率为50%~90%,多孔介质中孔的排列方式为直通或无序;所述多孔介质的孔径由挡板砖相邻层至挡板砖间隔层方向逐级递减。在所述挡板砖上开设有若干通孔,挡板砖上通孔的平均孔径为2~4mm,挡板砖上通孔的孔隙率为80%~90%,挡板砖的厚度为10~50mm,挡板砖上通孔的排布方式为正交排列方式、环形排布方式或平行外壳轴线方向排布方式。本专利技术的有益效果:本专利技术的渐扩式多孔介质燃烧器,能够有效解决火焰分布不均和火焰不稳定现象,具有功率调节范围大、燃烧更加充分及燃烧效率更高的特点。附图说明图1为本专利技术的一种渐扩式多孔介质燃烧器(多孔介质采用均一式填充方式)的结构示意图;图2为图1的俯视图(外壳的燃烧端为圆锥结构);图3为图1的俯视图(外壳的燃烧端为四方锥结构);图4为本专利技术的一种渐扩式多孔介质燃烧器(多孔介质采用轴向阶跃式填充方式)的结构示意图;图5为本专利技术的一种渐扩式多孔介质燃烧器(多孔介质采用径向阶跃式填充方式且燃烧层多孔介质的孔径由中心层至环层方向逐级增加)的结构示意图;图6为图5的俯视图(外壳的燃烧端为圆锥结构);图7为本专利技术的一种渐扩式多孔介质燃烧器(多孔介质采用径向阶跃式填充方式且燃烧层多孔介质的孔径由中心层至环层方向逐级递减)的结构示意图;图8为图7的俯视图(外壳的燃烧端为圆锥结构);图9为本专利技术的一种渐扩式多孔介质燃烧器(多孔介质采用轴向渐变式填充方式)的结构示意图;图中,1—外壳,2—多孔介质,3—挡板砖,4—空气进气口,5—燃气进气口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1~9所示,一种渐扩式多孔介质燃烧器,包括外壳1、多孔介质2及挡板砖3,所述外壳1的燃烧端为圆锥结构或四方锥结构,外壳1的进气端为圆柱结构或四方柱结构;所述多孔介质2填充在外壳1的燃烧端壳体1内部,所述挡板砖3位于多孔介质2与外壳1进气端之间;在所述外壳1进气端的壳体侧壁上开设有空气进气口4,在外壳1进气端的壳体轴端壁面上开设有燃气进气口5,燃气进气口5与空气进气口4的进气方向相垂直。由于挡板砖3与空气进气口4存在一定的距离差,并且燃气进气口5与空气进气口4的进气方向相垂直,能够使低热值燃气和空气在进入挡板砖3之前就进行充分混合,经初步混合后才会经过一段距离再进入挡板砖3内,并可保证气流能够稳定流动。所述外壳1燃烧端的锥度范围为0~45°。所述多孔介质2具有四种填充方式,分别为均一式填充方式、轴向阶跃式填充方式、径向阶跃式填充方式和轴向渐变式填充方式。当所述多孔介质2采用均一式填充方式时,多孔介质2的孔隙率为50%~90%,多孔介质2的孔径为10PPI~60PPI,多孔介质2中孔的排列方式为直通或无序。当所述多孔介质2采用轴向阶跃式填充方式时,多孔介质2在轴向方向上设为两层,第一层为预热层,第二层为燃烧层,且预热层与挡板砖3相邻;所述预热层多孔介质2及燃烧层多孔介质2的孔隙率均大于80%,预热层多孔介质2的孔径为50PPI~60PPI,燃烧层多孔介质2的孔径为8PPI~30PPI;所述多孔介质2中孔的排列方式为直通或无序。由于预热层多孔介质2的孔径小于燃烧层多孔介质2的孔径,有利于混合气的充分预热,也有利于火焰的驻定。当所述多孔介质2采用径向阶跃式填充方式时,多孔介质2在轴向方向上设为两层,第一层为预热层,第二层为燃烧层,且预热层与挡板砖3相邻;所述燃烧层多孔介质2沿径向方向又分为中心层和若干环层;所述预热层多孔介质2及燃烧层多孔介质2的孔隙率均大于80%,预热层多孔介质2的孔径为50PPI~60PPI,燃烧层多孔介质2的孔径为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渐扩式多孔介质燃烧器,其特征在于:包括外壳、多孔介质及挡板砖,所述外壳的燃烧端为圆锥结构或四方锥结构,外壳的进气端为圆柱结构或四方柱结构;所述多孔介质填充在外壳的燃烧端壳体内部,所述挡板砖位于多孔介质与外壳进气端之间;在所述外壳进气端的壳体侧壁上开设有空气进气口,在外壳进气端的壳体轴端壁面上开设有燃气进气口,燃气进气口与空气进气口的进气方向相垂直。

【技术特征摘要】
1.一种渐扩式多孔介质燃烧器,其特征在于:包括外壳、多孔介质及挡板砖,所述外壳的燃烧端为圆锥结构或四方锥结构,外壳的进气端为圆柱结构或四方柱结构;所述多孔介质填充在外壳的燃烧端壳体内部,所述挡板砖位于多孔介质与外壳进气端之间;在所述外壳进气端的壳体侧壁上开设有空气进气口,在外壳进气端的壳体轴端壁面上开设有燃气进气口,燃气进气口与空气进气口的进气方向相垂直。2.根据权利要求1所述的一种渐扩式多孔介质燃烧器,其特征在于:所述外壳燃烧端的锥度范围为0~45°。3.根据权利要求1所述的一种渐扩式多孔介质燃烧器,其特征在于:所述多孔介质具有四种填充方式,分别为均一式填充方式、轴向阶跃式填充方式、径向阶跃式填充方式和轴向渐变式填充方式。4.根据权利要求3所述的一种渐扩式多孔介质燃烧器,其特征在于:当所述多孔介质采用均一式填充方式时,多孔介质的孔隙率为50%~90%,多孔介质的孔径为10PPI~60PPI,多孔介质中孔的排列方式为直通或无序。5.根据权利要求3所述的一种渐扩式多孔介质燃烧器,其特征在于:当所述多孔介质采用轴向阶跃式填充方式时,多孔介质在轴向方向上设为两层,第一层为预热层,第二层为燃烧层,且预热层与挡板砖相邻;所述预热层多孔介质及燃烧层多孔介质的孔隙率均大于80%,预热层多孔介质的孔径为50PPI~60PPI,燃烧层多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘慧王越康刘胜吴智勇
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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