一种单层多孔介质燃烧器

1.本发明涉及燃烧器领域，具体涉及一种单层多孔介质燃烧器。


背景技术：

2.随着中国经济的迅猛发展，能源和环境问题越来越成为人们关注的重点。我国面临着能源供需矛盾突出、环境污染日趋严重和生态遭到持续破坏等一系列问题。因此，开发使用各种低热值的燃气，以使燃烧更高效清洁。常规燃烧技术不能满足低污染物排放，然而多孔介质燃烧技术集节能、减排、环保于一身。
3.传统的单层多孔介质燃烧器不利于火焰注定在多孔介质内，燃烧不完全、不稳定。除此之外，在实践探究出现燃烧器的回火和脱火现象，还造成多孔介质内部压力过大降低了多孔介质材料的使用寿命，甚至破坏了燃烧器结构。
4.因此，亟需开发一种解决燃烧器回火、脱火的不稳定现象，使燃烧区域温度分布更均匀，燃烧更充分，燃烧效率更高且使用寿命更长，更低污染物排放的单层多孔介质燃烧器。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本发明设计了一种解决燃烧器回火和脱火的不稳定问题，使燃烧层温度分布更均匀，燃烧更充分，燃烧效率更高，更低污染物排放且使用寿命更长。
6.本技术提供了一种单层多孔介质燃烧器，包括：空气进气管、燃气进气管、预混室和预燃室；
7.所述空气进气管设置在所述预混室的上部，所述燃气进气管设置在所述预混室的侧壁，所述空气进气管中通入的气体与所述燃气进气管通入的气体在所述预混室内混合；
8.所述预混室和预燃室固定连接，所述预混室中的混合气体通入所述预燃室内。
9.在一个可能的实现方式中，所述预混室为圆柱结构，所述预混室内设有螺旋式肋片，所述螺旋式肋片与所述预混室的内壁固定连接。
10.在一个可能的实现方式中，所述预混室内侧壁设置的螺旋式肋片的螺距可变，所述螺距沿着气流方向逐渐减少。
11.在一个可能的实现方式中，所述预燃室包括：预燃室外壳、预燃室腔体、多孔介质板及耐热钢支架；
12.所述预燃室外壳为长方台结构，所述预燃室外壳内为预燃室腔体；
13.所述多孔介质板为单层，通过耐热钢支架固定在预燃室外壳的出气端，所述多孔介质板中的孔为渐扩一定角度的圆台结构。
14.在一个可能的实现方式中，所述多孔介质板中气孔为直通排列，且沿着气流方向逐渐扩大；
15.进气孔的孔径为2mm，出气孔的孔径为3mm，孔隙率大于80％。
16.在一个可能的实现方式中，所述多孔介质板采用碳化硅陶瓷材料，所述预燃室外
壳采用耐高温的镍铬合金材料，耐热钢支架为可拆卸结构。
17.在一个可能的实现方式中，所述预燃室外壳的进气端与所述预混室通过法兰连接。
18.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：本发明提供的单层多孔介质燃烧器，当燃气与空气进入预混室，由于预混室内设置有可变螺距的螺旋式肋片，增加来流气体的流速，使得燃气和空气更有效混合，从而使燃烧更加充分，预燃室腔体内的预混气体也不易回流至预混室。同时，螺旋式肋片的螺距沿着进气方向逐渐减少，到预混室末端时螺距最小，在增加流速的同时一定程度上对预混气体起到了缓冲的效果；预燃室外壳为长方台结构，截面是向下渐扩的等腰梯形，达到减缓预混气体速度的缓冲作用；铝制法兰用来连接预混室和预燃室外壳，同时一定程度上起到了散热作用，降低预燃室腔体入口温度，防止回火；多孔介质板中的孔是向外渐扩的结构，渐扩式结构对温度分布的改善而使得污染物排放更低，孔内压力小且火焰易驻定在燃烧层，不容易回火；单层多孔介质板容易拆卸清理，增长了使用寿命；可变螺距的螺旋式肋片和预燃室外壳截面的渐扩式结构起到了控制气体流速作用，使得燃烧器不易脱火，燃烧层在较低的气流速度下形成湍流燃烧，温度分布更均匀，燃烧更充分。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术一示例性实施例的单层多孔介质燃烧器的结构示意图；
21.图2为本技术一示例性实施例的预混室结构示意图；
22.图3为图2的前视结构示意图；
23.图4为图2的剖面结构示意图；
24.图5为本技术一示例性实施例的单层多孔介质板结构示意图；
25.图6为图5的剖面结构示意图；
26.图7为图5的俯视结构示意图(进气方向)；
27.图8为图5的俯视图(出气方向)。
28.图中，1-空气进气管，2-燃气进气管，3-预混室，4-螺旋式肋片，5-法兰，6-预燃室外壳，7-预燃室腔体，8-多孔介质板，9-耐热钢支架。
具体实施方式
29.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
30.为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。
31.如图1所示，一种单层多孔介质燃烧器，包括空气进气管1、燃气进气管2、预混室3、
螺旋式肋片4、法兰5、预燃室外壳6、预燃室腔体7、多孔介质板8及耐热钢支架9，所述预混室3上端设有空气进气管1，侧端设有燃气进气管2；所述预混室3为圆柱结构，室内侧壁端设有螺旋式肋片4；所述预燃室外壳6为长方台结构，壳内为预燃室腔体，外壳进气端与预混室3通过法兰5连接；所述多孔介质板8为单层，通过耐热钢支架9固定在预燃室外壳6的出气端，多孔介质板7中的孔为渐扩一定角度的圆台结构。
32.如图2～4所示，所述预混室3为圆柱结构，室内侧壁设有可变螺距的螺旋式肋片4，肋片厚度为3mm，螺距是可变的且沿着进气方向有序减少。螺旋式肋片4增加来流气体的流速，使得燃气和空气更有效混合，从而使燃烧更加充分，预燃室腔体7内的预混气体也不易回流至预混室3。同时，螺旋式肋片的螺距沿着进气方向逐渐减小，到预混室3末端时螺距最小，在增加流速的同时一定程度上对预混气体起到了缓冲的效果。
33.如图1所示，所述法兰5是铝制的，用来连接预混室3和预燃室外壳6，同时一定程度上起到了散热作用，降低预燃室腔体7入口温度，防止回火。
34.如图1～4所示，所述可变螺距的螺旋式肋片4和预燃室外壳6截面的渐扩式结构起到了控制气体流速作用，使得燃烧器不易脱火，燃烧层在较低的气流速度下形成湍流燃烧，温度分布更均匀，燃烧更充分。
35.如图5～8所示，所述的多孔介质板8中孔的排列方式均为直通的，且沿着进气方向渐扩。进气孔的孔径为2mm，出气孔的孔径为3mm，孔隙率均大于80％。渐扩式结构对温度分布的改善而使得污染物排放更低，孔内压力小且火焰易驻定在燃烧层，不容易回火。单层多孔介质板容易拆卸清理，增长了使用寿命。
36.下面结合附图说明本发明的使用过程：
37.本实施例中，多孔介质板材料8采用碳化硅陶瓷材料，预燃室外壳6采用耐高温的镍铬合金材料，耐热钢支架9可以拆卸。
38.如图1所示，首先，空气和燃气分别由空气管1和燃气管2进入预混室3，来流空气和燃气在预混室3中充分混合，与传统预混室相比，在增加流速的同时一定程度上对预混气体起到了缓冲的效果，同时使预燃室腔体7内的预混气体不易回流至预混室3，从而导致回火现象的产生；经过混合后的气体进入预燃室腔体7进一步混合，同时预燃室外壳6的渐扩结构达到减缓预混气体速度的作用；预混好的气体均匀地进入多孔介质板8的进气孔面进行预热，经过预热后的预混气体进入渐扩式孔径内燃烧，渐扩式结构对温度分布的改善而使得污染物排放更低，孔内压力小且火焰易驻定在燃烧层，不容易回火。
39.本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
40.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性地，本技术的真正范围和精神由上述的权利要求指出。
41.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
42.应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
43.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
44.以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。