[發(fā)明專利]一種液體燃料蓄熱式燃燒器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110455255.3
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102563641A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高懷斌;屈治國;盧天健;陶文銓
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23D11/02
• 分類號: F23D11/02;F23D11/40;F23D11/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃燒器，具體涉及一種液體燃料蓄熱式燃燒器。

背景技術(shù)

目前，大多數(shù)燃燒器仍以空間燃燒為主要方式，其存在以下缺點：1、低溫空氣助燃，燃燒室溫度較低且分布不均勻，存在局部高溫區(qū)，影響鍋爐的使用壽命。局部溫度過高產(chǎn)生NOx和治癌有機物，其易冒黑煙，造成環(huán)境污染。2、燃料和空氣混合不夠均勻，不完全燃燒產(chǎn)生大量的CO且燃燒效率降低。3、排煙溫度較高，帶走大量的熱能，燃燒效率偏低。針對上述問題，國內(nèi)外學者對燃燒器內(nèi)加入多孔介質(zhì)的技術(shù)已經(jīng)做了大量的研究。多孔介質(zhì)中預(yù)混燃燒有很多優(yōu)點：較高的燃燒效率和穩(wěn)定性、負荷調(diào)節(jié)范圍廣、燃燒器結(jié)構(gòu)緊湊、燃燒極限擴大等，而且燃燒產(chǎn)物中氮氧化物和硫化物等污染物的含量減少。因此，多孔介質(zhì)中的預(yù)混燃燒具有很大的發(fā)展前景。

通過在燃燒器空腔內(nèi)加入耐高溫多孔介質(zhì)，增強燃氣的預(yù)熱效果，提高燃燒器的性能，至今有許多文獻和專利進行了研究。專利01226080.0提出了漸變型多孔介質(zhì)燃燒器，通過設(shè)置孔隙率和/或孔徑逐漸變化的多孔介質(zhì)提高燃燒的穩(wěn)定性和降低污染物排放。專利200610045688.0、200610135085.X分別提出了一種多孔金屬-陶瓷介質(zhì)氣體燃料燃燒器和多孔纖維-多孔陶瓷介質(zhì)氣體燃料燃燒器，通過金屬多孔介質(zhì)或者金屬纖維良好的導熱性有效預(yù)熱預(yù)混氣體，提高燃燒穩(wěn)定性，擴大貧燃極限，降低污染物排放。上述研究都局限于氣體燃料的燃燒。

有關(guān)液體燃料在多孔介質(zhì)中的燃燒機理與特性，國外學者(主要有美國Oklahoma大學和泰國King?Mongkut理工大學的學者們)在汽化、燃燒、輻射以及污染物的排放等方面進行了一些研究，討論了多孔介質(zhì)物性和結(jié)構(gòu)對液體蒸發(fā)和燃燒的影響，研究了液體汽化、燃燒一體燃燒器的機理和優(yōu)點。與傳統(tǒng)的燃燒器相比，他們所研究的燃燒器仍采用噴嘴初步汽化液體，適應(yīng)性和穩(wěn)定性不夠好。

國內(nèi)關(guān)于多孔介質(zhì)中的預(yù)混燃燒機理的研究主要集中在氣體的預(yù)混燃燒，液體蒸發(fā)預(yù)混燃燒研究幾乎是空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種液體燃料蓄熱式燃燒器，該燃燒器利用相變堆積蓄熱小球蓄積煙氣余熱預(yù)熱燃燒時所需空氣和汽化液體燃料，使之與空氣混合更加充分，溫度升高，提高了燃燒溫度，提高了燃燒效率，消除了燃燒室內(nèi)局部高溫區(qū)，使燃燒室內(nèi)溫度分布更均勻，提高了燃燒的熱穩(wěn)定性和燃燒器的壽命。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：包括兩套結(jié)構(gòu)相同的蓄熱燃燒室，蓄熱燃燒室包括自上而下的空氣-燃料預(yù)混室和堆積相變蓄熱小球的小球蓄熱室，兩個蓄熱室分別與其下端的燃燒室相連通，在兩個蓄熱室下端的燃燒室內(nèi)均設(shè)置有點火器，兩相同的蓄熱室上端分別與液體燃料供應(yīng)管、帶有空氣入口及煙氣出口的空氣煙氣兩位四通閥相連通，且在液體燃料供應(yīng)管分別設(shè)置有電磁閥。

所述的蓄熱燃燒室及燃燒室外側(cè)均設(shè)置有保溫層。

所述的相變蓄熱小球內(nèi)部填充有相變材料，相變材料的相變溫度高于液體燃料沸點的20-200℃。

所述的相變蓄熱小球采用帶有腔體的不銹鋼球殼，小球直徑為30-200mm，內(nèi)部填充有相變材料，相變材料的體積為不銹鋼球殼容積的2/3-3/4，不銹鋼球殼外孔封口處采用涂有耐高溫膠的不銹鋼塞填入外孔密封。

與傳統(tǒng)的液體燃燒器相比，本發(fā)明相變蓄熱小球堆積多孔介質(zhì)燃燒器可以省去噴嘴，液體燃料可以注射進入燃燒器，經(jīng)蓄熱室蒸發(fā)，進入燃燒室，使得燃燒器結(jié)構(gòu)得以簡化。此外，煙氣排出時，經(jīng)過空氣/燃料蓄熱室進行余熱回收，降低了熱能損失，提高了燃燒效率；另一方面，常溫助燃空氣和低溫燃料分別經(jīng)過空氣蓄熱室和燃料蓄熱室預(yù)熱后混合燃燒，可以提高燃燒溫度；第三，兩個燃燒器周期性地換向燃燒，消除了燃燒室內(nèi)局部高溫區(qū)，使燃燒室內(nèi)溫度分別更均勻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明蓄熱式燃氣鍋爐的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是封裝相變材料的相變蓄熱小球的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1煙氣出口，2空氣煙氣兩位四通閥，3、16電磁閥，4空氣入口，5、15保溫層，6、14空氣-燃料預(yù)混室，7、13堆積小球蓄熱室，8、12相變蓄熱小球，9、11點火器，10燃燒室、17液體燃料供應(yīng)管，I-1不銹鋼球殼，I-2相變材料，I-3外孔封口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。