[發明專利]一種用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置

在審

• 申請號: 202110155421.1
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112820897A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 任轉波;阮西科;代森偉;孫仁權;李衛紅
• 申請（專利權）人: 安德森熱能科技（蘇州）有限責任公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/0662
• 代理公司: 蘇州所術專利商標代理事務所(普通合伙) 32473
• 代理人: 孫兵

1.一種用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，包括由外向內依次嵌套設置的熱風旋流混合器、火焰長度控制器和內燃燒器；

所述熱風旋流混合器包括第一筒體，所述第一筒體的頭端具有開口、末端封閉，所述第一筒體的筒壁上設置有空氣入口；

所述火焰長度控制器包括第二筒體，所述第二筒體的頭端具有開口、末端封閉，所述第二筒體的筒壁上設置有多個第一控風孔，所述第二筒體與第一筒體之間形成第一空氣通道；

所述內燃燒器包括第三筒體，所述第三筒體的頭端具有開口、末端具有與燃料入口相連通的開口，所述第三筒體的筒壁上設置有多個第二控風孔，所述第三筒體與所述第二筒體之間形成第二空氣通道，所述第三筒體的內部形成燃氣和空氣混合通道；

還提供一電池空氣導入管路，其用于將SOFC系統電池陰極側排出的空氣導入到所述空氣入口；

還提供一外部燃料支路，其用于將外部燃料供給到所述燃料入口；

還提供一電池尾氣燃料支路，其用于將SOFC系統電池陽極側排出的尾氣供給到所述燃料入口；

還包括用于建立火焰的自動點火裝置、用于監控火焰是否存在的火焰檢測單元、用于檢測腔內流體溫度的溫度監控單元以及主控制器，所述自動點火裝置的點火端位于所述內燃燒器內，

所述主控制器與所述自動點火裝置、火焰檢測單元、溫度監控單元信號連接，所述主控制器接收所述火焰檢測單元檢測的火焰有無信號、以及溫度監控單元檢測的溫度值數據，處理后發出控制所述自動點火裝置動作的指令信號。

2.根據權利要求1所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，以進入所述第一筒體筒壁上空氣入口的總空氣量為Q，則，進入到所述第一空氣通道內的空氣量Q1＝60％Q-75％Q；進入到所述第二空氣通道內的空氣量Q2＝20％Q-30％Q；進入到所述內燃燒器內的空氣量Q3＝5％Q-10％Q。

3.根據權利要求1所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，所述熱風旋流混合器、火焰長度控制器、內燃燒器的根部基本平齊，以所述熱風旋流混合器的內腔軸向深度為L，則，所述火焰長度控制器的軸向深度L1＝50％L-70％L，所述內燃燒器的軸向深度L2＝50％L1-70％L1。

4.根據權利要求3所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，所述第一控風孔在所述第二筒體筒壁上的開孔率為10％-20％；所述第二控風孔在所述第三筒體筒壁上的開孔率為5％-10％。

5.根據權利要求4所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，所述第一控風孔的數量為6-15個，單個第一控風孔的孔徑為5-10mm；所述第二控風孔的數量為8-20個，單個第二控風孔的孔徑為1-5mm。

6.根據權利要求1所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，所述第一筒體包括從根部向前延伸的第一圓柱部、以及從所述第一圓柱部頭端向前逐漸收縮的第一縮口部，所述第一縮口部的頭端口徑為根端口徑的60％-80％，所述空氣入口位于所述第一圓柱部的根部位置。

7.根據權利要求6所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，所述第二筒體包括從根部向前延伸的第二圓柱部、以及從所述第二圓柱部頭端向前逐漸收縮的第二縮口部，所述第一控風孔都分布在所述第二圓柱部的筒壁上；所述第三筒體包括從根部向前延伸的第三圓柱部、以及從所述第三圓柱部頭端向前逐漸收縮的第三縮口部，所述第二控風孔都分布在所述第三圓柱部的筒壁上。

8.根據權利要求1所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，所述熱風旋流混合器上的空氣入口為一個或多個，從所述空氣入口通入第一筒體內腔的氣流方向與所述空氣入口處的切線方向平行。

9.根據權利要求8所述的用于SOFC系統的高調節比燃燒集成裝置，其特征在于，在所述內燃燒器的根部位置還設有一個燃料旋流器，所述燃料旋流器的內腔與所述第三筒體內腔相連通，所述燃料旋流器的內腔直徑大于第三筒體內腔直徑，所述燃料旋流器壁體上設有一個或多個燃料入口，從所述燃料入口通入所述燃料旋流器內腔的氣流方向與所述燃料入口處的切線方向平行。