本發(fā)明為一種柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，屬于燃燒技術(shù)、低品位能源利用、強化傳熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、目前，我國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展、工業(yè)化進程不斷推進的過程中，然而，環(huán)境遭到嚴重污染、生態(tài)系統(tǒng)不斷惡化，發(fā)展高效、經(jīng)濟與環(huán)境友好型的能源利用技術(shù)勢在必行。為了改變我國能源利用現(xiàn)狀、優(yōu)化能源利用結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境保護壓力，國家大力倡導(dǎo)發(fā)展低熱值氣體燃燒技術(shù)。多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)作為一種可行的燃燒方式之一，從技術(shù)、經(jīng)濟前景很大程度上可以解決上述問題。

2、多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)具有高燃燒效率、極貧燃極限，低co、nox污染物排放等優(yōu)點，可被廣泛應(yīng)用于石油、采礦、冶金、化工等行業(yè)的低熱值氣體利用方面。對于輻射式多孔介質(zhì)燃燒器利用紅外加熱原理，可被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)加工、發(fā)電裝置等。紅外加熱器的傳熱率主要由熱源溫度和被加熱物體的吸收率決定的，熱源溫度決定著設(shè)備的生產(chǎn)運行效率，因此，輻射式多孔介質(zhì)燃燒器應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)時可以減小燃燒器尺寸、提高生產(chǎn)效率。

3、目前，多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)相關(guān)的燃燒器設(shè)備研發(fā)形式和種類比較廣泛，公開號為cn102287819b的“一種燃用低熱值氣體燃料的多孔介質(zhì)燃燒器”發(fā)明專利，該發(fā)明為勻分配器、小孔多孔介質(zhì)段、大孔多孔介質(zhì)段三段式結(jié)構(gòu)，多孔介質(zhì)為蜂窩狀介質(zhì)，燃燒器外側(cè)設(shè)置同軸二次風管，燃燒傳熱屬于預(yù)混氣體燃燒，柱形截面式對流輻射傳熱，傳熱面積比較有限，傳熱速率有受到一定限制。公開號為cn103528060b的“多引射切圓預(yù)混多孔介質(zhì)燃氣灶的燃燒輻射器及燃燒方法”發(fā)明專利，該燃燒器燃燒區(qū)的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)與cn102287819b發(fā)明專利比較類似，采用多層多孔介質(zhì)材料結(jié)構(gòu)，而氣體預(yù)混室結(jié)構(gòu)有所不同，cn103528060b專利進氣結(jié)構(gòu)采用切圓式結(jié)構(gòu)，空氣通過引射作用進去預(yù)混室，也屬于表面對流輻射式燃燒過程，然而，該發(fā)明燃氣管段較短，存在回火的危險。

4、為此，提出一種柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，，包括燃氣管、空氣引流管、電子點火裝置、剛玉管、固定板、耐高溫泡沫陶瓷筒、燃氣流擴散區(qū)；燃氣通過燃氣管進入燃氣流擴散區(qū)，空氣通過空氣引流管被引流到燃氣管出口，與燃氣快速混合進入燃氣流擴散區(qū)，電子點火裝置點火，在多孔介質(zhì)內(nèi)進行擴散燃燒，其特征在于：所述多孔介質(zhì)燃燒器形狀為u型結(jié)構(gòu)套筒，多孔介質(zhì)材料為耐高溫泡沫陶瓷材料，氣流導(dǎo)管與耐高溫泡沫陶瓷筒通過一段耐高溫剛玉管連接，套筒與空氣引流管連接處加裝金屬固定擋板，固定板與套筒間內(nèi)襯耐高溫保溫棉，一方面緩沖多孔介質(zhì)套筒燃燒時所受的熱應(yīng)力作用，另一方面可大大降低套筒對固定擋板的傳熱。燃燒器點燃通過高壓脈沖電子點火裝置來完成。該燃燒器與自由式火焰燃燒器相比，能大大提高燃燒器輻射傳熱性能，傳熱更均勻，且燃料貧燃極限更低。

3、優(yōu)選的，所述燃氣管與空氣管為同心圓管，空氣通過引射作用進去的燃氣流擴散區(qū)與燃氣進行快速混合，這種設(shè)計可以使空氣和燃氣混合更加均勻，提高燃燒效率。

4、優(yōu)選的，所述耐高溫泡沫陶瓷筒形狀為u型結(jié)構(gòu)套筒，擴散燃燒火焰控制在多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒，一方面可以燃燒低熱值氣體，另一方面可以提高該燃燒器的輻射熱流率。

5、優(yōu)選的，所述耐高溫泡沫陶瓷筒通過一小段耐高溫剛玉管與氣流導(dǎo)管銜接，剛玉管的作用可極大緩解燃燒器高溫區(qū)對空氣引流管的高溫作用。

6、優(yōu)選的，所述固定板為圓環(huán)形狀，且其外徑尺寸大于u型泡沫陶瓷套筒的外徑尺寸，降低燃燒器對空氣引流管側(cè)的輻射傳熱，保護電子點火裝置等關(guān)鍵部件，提高燃燒器的可靠性和穩(wěn)定性。

7、優(yōu)選的，所述多孔介質(zhì)燃燒器中的耐高溫泡沫陶瓷筒具有優(yōu)良的隔熱性能和耐高溫性能，能夠有效地保護燃燒器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受高溫影響，同時還能夠減少能量的損失，提高燃燒效率。

8、優(yōu)選的，所述耐高溫泡沫陶瓷筒與空氣引流管之間加裝的金屬固擋板和耐高溫保溫棉，不僅可以緩解套筒燃燒時受到的熱應(yīng)力作用，還可以降低套筒對固定板的傳熱，保護了固定板不受高溫影響，延長了燃燒器的使用壽命。

9、優(yōu)選的，所述燃燒器采用高壓脈沖電火花點火方式進行點火。這種點火方式可以保證點火的快速、穩(wěn)定，提高了燃燒器的點火成功率，保證了燃燒器的正常運行。

10、本發(fā)明為擴散式低熱值氣體多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，燃燒區(qū)的多孔介質(zhì)材料為耐高溫泡沫陶瓷材料。該多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)為u型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將燃燒火焰面控制在多孔介質(zhì)內(nèi)，不僅可提高燃燒器的輻射傳熱率，而且還可降低燃料的貧燃極限。此外該燃燒器的空氣管與燃料管為同心圓結(jié)構(gòu)，空氣通過引流作用進入擴散區(qū)，燃料與空氣在擴散區(qū)進行快速混合燃燒，不再需要專門的燃料和空氣預(yù)混室。u型泡沫陶瓷套筒與金屬管之間通過一段耐高溫剛玉管進行銜接連接，該措施可以大大降低高溫燃燒區(qū)對金屬管的傳熱。此外，多孔介質(zhì)套筒與固定板內(nèi)加襯耐高溫保溫棉材料，減少燃燒區(qū)對金屬固定板的傳熱。該種燃燒器可以燃燒煤礦瓦斯、化工廢氣、生物質(zhì)氣等低熱值氣體。該種燃燒器可應(yīng)用于食品加工、造紙、木材加工、牧草加工、輻射采暖等方面。

11、綜上所述，擴散式低熱值氣體多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器是多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)、低熱值氣體燃燒利用領(lǐng)域的一種新技術(shù)。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、本發(fā)明提供的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，在燃燒技術(shù)、低品位能源利用、強化傳熱等領(lǐng)域具有重要意義。多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)具有高效、環(huán)保等優(yōu)點，可被廣泛應(yīng)用于低熱值氣體利用。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，能夠提高燃燒效率，減少能源損失，降低環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

技術(shù)特征：

1.一種柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，包括燃氣管(1)、空氣引流管(2)、電子點火裝置(3)、剛玉管(4)、固定板(5)、耐高溫泡沫陶瓷筒(6)、燃氣流擴散區(qū)(7)；燃氣通過燃氣管(1)進入燃氣流擴散區(qū)(7)，空氣通過空氣引流管(2)被引流到燃氣管(1)出口，與燃氣快速混合進入燃氣流擴散區(qū)(7)，電子點火裝置(3)點火，在多孔介質(zhì)內(nèi)進行擴散燃燒，其特征在于：所述多孔介質(zhì)燃燒器形狀為u型結(jié)構(gòu)套筒，多孔介質(zhì)材料為耐高溫泡沫陶瓷材料，氣流導(dǎo)管與耐高溫泡沫陶瓷筒(6)通過一段耐高溫剛玉管(4)連接，套筒與空氣引流管(2)連接處加裝金屬固定擋板，固定板(5)與套筒間內(nèi)襯耐高溫保溫棉，一方面緩沖多孔介質(zhì)套筒燃燒時所受的熱應(yīng)力作用，另一方面可大大降低套筒對固定擋板的傳熱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述燃氣管(1)與空氣管為同心圓管，空氣通過引射作用進去的燃氣流擴散區(qū)(7)與燃氣進行快速混合，這種設(shè)計可以使空氣和燃氣混合更加均勻，提高燃燒效率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述耐高溫泡沫陶瓷筒(6)形狀為u型結(jié)構(gòu)套筒，擴散燃燒火焰控制在多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒，一方面可以燃燒低熱值氣體，另一方面可以提高該燃燒器的輻射熱流率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述耐高溫泡沫陶瓷筒(6)通過一小段耐高溫剛玉管(4)與氣流導(dǎo)管銜接，剛玉管(4)的作用可極大緩解燃燒器高溫區(qū)對空氣引流管(2)的高溫作用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述固定板(5)為圓環(huán)形狀，且其外徑尺寸大于u型泡沫陶瓷套筒的外徑尺寸，降低燃燒器對空氣引流管(2)側(cè)的輻射傳熱，保護電子點火裝置等關(guān)鍵部件，提高燃燒器的可靠性和穩(wěn)定性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述多孔介質(zhì)燃燒器中的耐高溫泡沫陶瓷筒(6)具有優(yōu)良的隔熱性能和耐高溫性能，能夠有效地保護燃燒器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受高溫影響，同時還能夠減少能量的損失，提高燃燒效率。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述耐高溫泡沫陶瓷筒(6)與空氣引流管(2)之間加裝的金屬固擋板(5)和耐高溫保溫棉，不僅可以緩解套筒燃燒時受到的熱應(yīng)力作用，還可以降低套筒對固定板(5)的傳熱，保護了固定板(5)不受高溫影響，延長了燃燒器的使用壽命。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，其特征在于：所述燃燒器采用高壓脈沖電火花點火方式進行點火。這種點火方式可以保證點火的快速、穩(wěn)定，提高了燃燒器的點火成功率，保證了燃燒器的正常運行。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種柱形壁輻射式多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒燃燒器，包括燃氣管、空氣引流管、剛玉管、擴散燃燒段、電子點火裝置等，燃氣通過燃氣管進入燃氣流擴散區(qū)，空氣通過空氣引流管被引流到燃氣管出口，與燃氣快速混合進入燃氣流擴散區(qū)，在多孔介質(zhì)內(nèi)進行擴散燃燒，多孔介質(zhì)燃燒器結(jié)構(gòu)為U型封裝的耐高溫陶瓷泡沫筒，空氣引流管與套筒通過一段耐高溫剛玉管連接，起到避免擴散燃燒區(qū)直接向空氣引流管傳熱，避免空氣引流管受高溫影響，套筒與空氣引流管連接外側(cè)加裝金屬固定板，固定板與套筒內(nèi)襯耐高溫保溫棉，一方面緩沖多孔介質(zhì)套筒燃燒時所受的熱應(yīng)力作用，另一方面降低套筒對固定板的傳熱，有效提高了燃燒器輻射傳熱性能，傳熱更均勻。

技術(shù)研發(fā)人員：苗常盛,鄭曉亮,楊俊輝,薛生,張繼達,楊君廷,王孝敏
受保護的技術(shù)使用者：中煤（天津）地下工程智能研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23