一种燃烧器及SOFC系统的制作方法

本申请涉及燃料电池，特别涉及一种燃烧器及sofc系统。

背景技术：

1、在大部分时间里，燃烧器是处理电堆排放的低热值气体实现清洁排放的部件。但为降低成本，节省空间，燃烧器应同时兼具为sofc系统启动升温的功能。这就要求燃烧器要在超宽的燃气流量、超宽的可燃气浓度范围内稳定燃烧。目前应用于sofc系统的燃烧器主要采用催化燃烧和火焰燃烧两种方式。其中催化燃烧具有燃烧稳定、燃烧范围广、体积小等特点，但其采用昂贵的贵金属作为催化剂，并容易受到毒性气体的污染导致寿命下降等特点也越来越限制了其应用。火焰燃烧器具有结构稳定、寿命长等优势，但常规燃烧器调节比无法满足电池系统的升温到发电的大范围调节的要求，且火焰长度限制了燃烧器体积的缩减，这无疑增加了火焰燃烧器的设计难度。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本申请实施例提供一种燃烧器，对结构进行了优化，能够提高燃烧器从升温到发电的大范围燃烧负荷调节，同时还能够强化燃烧效果。

2、本申请实施例还提供一种sofc系统。

3、根据本申请第一方面的实施例，提供一种燃烧器，包括第一管件，所述第一管件配置有第一腔室；第二管件，所述第二管件进入到所述第一腔室中的一端配置有用于燃气分发的释放件；以及整流件，设置于所述第一腔室内且对接所述第二管件，以限定出用于燃气燃烧的第二腔室，所述释放件位于所述第二腔室，所述第二腔室连通所述第一腔室。

4、上述燃烧器，至少具有如下有益效果：通过增设的释放件与整流件来进行sofc系统的大范围燃气流量调节。传统燃烧器未对燃气进口进行针对性的优化，导致在低流量情况下容易造成回火，而若简单地减小燃气进口通流面积，将导致燃烧器的火焰大幅度延长，同时燃烧器的压损无法满足电池系统的要求。本申请的燃烧器使用时，通过释放件将气体均匀分发到第二腔室内，因第一腔室与第二腔室连通，点火后，燃气在第二腔室内燃烧，在大流量燃气释放的情况下，整流件能够限制燃烧时出现的回火现象，在小流量燃气释放的情况下，通过释放件的燃气流速得到增加，进一步防止回火，保持燃烧器在低流量下燃烧稳定，降低火焰对电池的热冲击。

5、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述释放件包括圆筒段和锥台段，所述圆筒段设置有第一释放孔，所述锥台段设置有第二释放孔，所述第一释放孔与所述第二释放孔交错布置。

6、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述锥台段的圆锥锥角为100°～160°。

7、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述第一释放孔的数量为4～12个，所述第二释放孔的数量在6～12个，所述第一释放孔的孔径与所述圆筒段的直径的比值为0.15～0.4，所述第二释放孔的孔径与所述第一释放孔的孔径的比值为0.5～0.9。

8、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述整流件包括第一整流段和第二整流段，所述第一整流段对接所述第二管件，所述第一整流段围设于所述圆筒段外，所述锥台段位于所述第二整流段，所述第二整流段的内部空间沿所述第一管件的轴向方向呈渐扩结构。

9、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述第二整流段的扩张角为20°～40°。

10、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述第二整流段沿轴向方向布置有多层将所述第一腔室和所述第二腔室连通的分配孔，所述分配孔包括若干个一级孔、二级孔以及三级孔，所述一级孔靠近所述第一整流段，所述一级孔占所述分配孔总开孔面积的10～20％，所述二级孔占所述分配孔总开孔面积的5～15％，所述三级孔占所述分配孔总开孔面积的65～85％。

11、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述一级孔的孔径与所述第一整流段的直径的比值为0.05～0.2，所述二级孔的孔径与所述第一整流段的直径的比值为0.1～0.25，所述三级孔的孔径与所述第一整流段的直径的比值为0.1～0.35。

12、根据本申请第一方面实施例所述的燃烧器，所述第一整流段的直径与所述圆筒段的直径的比值为1.5～2。

13、根据本申请第二方面的实施例，提供一种sofc系统，包括上述所述的燃烧器。

14、上述sofc系统，至少具有如下有益效果：使用了上述的燃烧器的sofc系统，改良的结构设计能够提高燃烧器的调节范围，能够覆盖电池系统升温到发电全时段要求，能够抑制回火，保持燃烧器在低流量下燃烧稳定，降低火焰对电池的热冲击，进一步的，还能够抑制高温尾气的回流，控制释放件及燃气进口材料的温度范围。

技术特征：

1.一种燃烧器，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：所述释放件(400)包括圆筒段(410)和锥台段(420)，所述圆筒段(410)设置有第一释放孔(411)，所述锥台段(420)设置有第二释放孔(421)，所述第一释放孔(411)与所述第二释放孔(421)交错布置。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：所述锥台段(420)的圆锥锥角(a)为100°～160°。

4.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：所述第一释放孔(411)的数量为4～12个，所述第二释放孔(421)的数量在6～12个，所述第一释放孔(411)的孔径与所述圆筒段(410)的直径的比值为0.15～0.4，所述第二释放孔(421)的孔径与所述第一释放孔(411)的孔径的比值为0.5～0.9。

5.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：所述整流件(300)包括第一整流段(310)和第二整流段(320)，所述第一整流段(310)对接所述第二管件(200)，所述第一整流段(310)围设于所述圆筒段(410)外，所述锥台段(420)位于所述第二整流段(320)，所述第二整流段(320)的内部空间沿所述第一管件(100)的轴向方向呈渐扩结构。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于：所述第二整流段(320)的扩张角(b)为20°～40°。

7.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于：所述第二整流段(320)沿轴向方向布置有多层将所述第一腔室(101)和所述第二腔室(301)连通的分配孔，所述分配孔包括若干个一级孔(321)、二级孔(322)以及三级孔(323)，所述一级孔(321)靠近所述第一整流段(310)，所述一级孔(321)占所述分配孔总开孔面积的10～20％，所述二级孔(322)占所述分配孔总开孔面积的5～15％，所述三级孔(323)占所述分配孔总开孔面积的65～85％。

8.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于：所述一级孔(321)的孔径与所述第一整流段(310)的直径的比值为0.05～0.2，所述二级孔(322)的孔径与所述第一整流段(310)的直径的比值为0.1～0.25，所述三级孔(323)的孔径与所述第一整流段(310)的直径的比值为0.1～0.35。

9.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于：所述第一整流段(310)的直径与所述圆筒段(410)的直径的比值为1.5～2。

10.一种sofc系统，其特征在于：包括权利要求1至9中任一所述的燃烧器。

技术总结本申请公开了一种燃烧器及SOFC系统，燃料电池技术领域，包括第一管件，所述第一管件配置有第一腔室；第二管件，所述第二管件进入到所述第一腔室中的一端配置有用于燃气分发的释放件；以及整流件，设置于所述第一腔室内且对接所述第二管件，以限定出用于燃气燃烧的第二腔室，所述释放件位于所述第二腔室，所述第二腔室连通所述第一腔室。本申请实施例提供的燃烧器，对结构进行了优化，应用于SOFC系统能够提高燃烧器从升温到发电的大范围燃烧负荷调节，同时还能够强化燃烧效果。技术研发人员：陈烁烁,张东羽受保护的技术使用者：深圳三环电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/27