一种带有冷却组件的燃烧器的制作方法

本技术属于燃料电池用燃烧器，具体涉及一种带有冷却组件的燃烧器。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、燃料电池用燃烧器利用燃料电池的原理,将燃料和氧气转化为电能和热能,从而实现高效、环保的燃烧过程。燃烧器产生的高温尾气需要经过冷却处理。

3、现有技术中通常采用燃烧器和尾气冷却器构成的组件，实现燃烧尾气的冷却，目前存在两种组件，一种是单独燃烧器和尾气冷却器构成的组件，存在以下问题：(1)部件通过管道连接，不够紧凑；(2)热部件外表面多暴露在空气中，不利于保温；(3)部件之间连接管道长，带来了更大的压力损失；(4)单独部件往往需要现场安装，不利于装配等问题；二是燃烧器和单级尾气冷却器构成的组件，存在以下问题：(1)单一冷却器中温度梯度及热应力过大，可能会降低组件寿命；(2)对工况变化的适应性较差，难以满足宽温域工况。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种带有冷却组件的燃烧器，能够对燃烧器产生的尾气进行两级冷却，减少了管路连接，并且存在结构紧凑，组件集成度高的优点。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本实用新型的实施例提供了一种带有冷却组件的燃烧器，包括以套筒形式从内向外布置的燃烧器、高温换热器和低温换热器，所述燃烧器设置在高温换热器内，且燃烧器的尾气出口与高温换热器的尾气入口相连，所述高温换热器的尾气出口与低温换热器的尾气入口相连。

4、作为进一步的技术方案，所述燃烧器为中空的圆柱体结构，燃烧器的顶部设置有燃气入口管和空气入口管，燃烧器的底部设置尾气出口管。

5、作为进一步的技术方案，所述尾气出口管内设置第一温度传感器。

6、作为进一步的技术方案，所述高温换热器的上部为圆环形结构，下部为圆柱形结构，所述圆环形结构内设置冷流体腔体，圆柱形结构内设置冷流体通道和尾气通道，所述冷流体腔体和冷流体通道相连通。

7、作为进一步的技术方案，所述燃烧器设置在高温换热器的圆环形结构内，燃烧器的底部设置冷流体出口和尾气出口，所述尾气出口处设置第二温度传感器。

8、作为进一步的技术方案，所述低温换热器为圆环形结构，低温换热器的顶部设置冷流体入口管和尾气出口管。

9、作为进一步的技术方案，所述圆环形结构中空设置，所述圆环形结构内设置冷流体通道和尾气通道，所述圆环形结构内侧壁的底部设置尾气进口和冷流体进口。

10、作为进一步的技术方案，所述低温换热器的底部设置冷流体出口管，所述冷流体出口管上设置第三温度传感器。

11、作为进一步的技术方案，还包括流体分流管，所述流体分流管上设置一个冷流体入口和两个冷流体出口，冷流体入口处设置有第四温度传感器。

12、作为进一步的技术方案，所述两个冷流体入口分别连接高温换热器和低温换热器。

13、上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

14、本实用新型提供的带有冷却组件的燃烧器，将冷却组件和燃烧器集成为一体，各部件之间无外露连接管，具有结构紧凑，功率密度大，集成度高的优点。

15、本实用新型提供的带有冷却组件的燃烧器，通过分级冷却的布置设计及套筒式结构可以减缓单一换热器中温度梯度及热应力过大的问题，有助于提高换热效率以及组件寿命。

16、本实用新型提供的带有冷却组件的燃烧器，部件内设置有多个温度传感器，通过设置温度传感器对多点温度进行监测，基于温度监测数据可以实现对流量及温度的精确调节，满足工况变化需求。

17、本实用新型提供的带有冷却组件的燃烧器中，高温换热器采用套管式结构，该换热器可承受高温燃烧尾气并对燃烧尾气进行一级冷却，低温换热器为一次表面结构，该换热器换热能力更强，适用于温度较低的燃烧尾气的二级冷却，通过二级冷却提高了燃烧器尾气的冷却效率。

技术特征：

1.一种带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，包括以套筒形式从内向外布置的燃烧器、高温换热器和低温换热器，所述燃烧器设置在高温换热器内，且燃烧器的尾气出口与高温换热器的尾气入口相连，所述高温换热器的尾气出口与低温换热器的尾气入口相连。

2.如权利要求1所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器为中空的圆柱体结构，燃烧器的顶部设置有燃气入口管和空气入口管，燃烧器的底部设置尾气出口管。

3.如权利要求2所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述尾气出口管内设置第一温度传感器。

4.如权利要求1所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述高温换热器的上部为圆环形结构，下部为圆柱形结构，所述圆环形结构内设置冷流体腔体，圆柱形结构内设置冷流体通道和尾气通道，所述冷流体腔体和冷流体通道相连通。

5.如权利要求4所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器设置在高温换热器的圆环形结构内，燃烧器的底部设置冷流体出口和尾气出口，所述尾气出口处设置第二温度传感器。

6.如权利要求1所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述低温换热器为圆环形结构，低温换热器的顶部设置冷流体入口管和尾气出口管。

7.如权利要求6所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述圆环形结构中空设置，所述圆环形结构内设置冷流体通道和尾气通道，所述圆环形结构内侧壁的底部设置尾气进口和冷流体进口。

8.如权利要求6所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述低温换热器的底部设置冷流体出口管，所述冷流体出口管上设置第三温度传感器。

9.如权利要求1所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，还包括流体分流管，所述流体分流管上设置一个冷流体入口和两个冷流体出口，冷流体入口处设置有第四温度传感器。

10.如权利要求9所述的带有冷却组件的燃烧器，其特征在于，所述两个冷流体入口分别连接高温换热器和低温换热器。

技术总结本技术公开了一种带有冷却组件的燃烧器，包括以套筒形式从内向外布置的燃烧器、高温换热器和低温换热器，所述燃烧器设置在高温换热器内，且燃烧器的尾气出口与高温换热器的尾气入口相连，所述高温换热器的尾气出口与低温换热器的尾气入口相连；该带有冷却组件的燃烧器具有体积小，集成度高，功率密度大，装配便利的特点，分级冷却的布置设计及套筒式结构可以减缓单一换热器中温度梯度及热应力过大的问题，有助于提高换热效率以及组件寿命，并能够满足工况变化需求。技术研发人员：段志宁,沈雪松受保护的技术使用者：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司技术研发日：20230927技术公布日：2024/6/18