柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器的制作方法

本发明为一种柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，属于燃烧技术、低品位能源利用、强化传热领域。

背景技术：

1、目前，我国正处于经济快速发展、工业化进程不断推进的过程中，然而，环境遭到严重污染、生态系统不断恶化，发展高效、经济与环境友好型的能源利用技术势在必行。为了改变我国能源利用现状、优化能源利用结构、缓解环境保护压力，国家大力倡导发展低热值气体燃烧技术。多孔介质燃烧技术作为一种可行的燃烧方式之一，从技术、经济前景很大程度上可以解决上述问题。

2、多孔介质燃烧技术具有高燃烧效率、极贫燃极限，低co、nox污染物排放等优点，可被广泛应用于石油、采矿、冶金、化工等行业的低热值气体利用方面。对于辐射式多孔介质燃烧器利用红外加热原理，可被应用于工业生产加工、发电装置等。红外加热器的传热率主要由热源温度和被加热物体的吸收率决定的，热源温度决定着设备的生产运行效率，因此，辐射式多孔介质燃烧器应用于工业生产时可以减小燃烧器尺寸、提高生产效率。

3、目前，多孔介质燃烧技术相关的燃烧器设备研发形式和种类比较广泛，公开号为cn102287819b的“一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器”发明专利，该发明为匀分配器、小孔多孔介质段、大孔多孔介质段三段式结构，多孔介质为蜂窝状介质，燃烧器外侧设置同轴二次风管，燃烧传热属于预混气体燃烧，柱形截面式对流辐射传热，传热面积比较有限，传热速率有受到一定限制。公开号为cn103528060b的“多引射切圆预混多孔介质燃气灶的燃烧辐射器及燃烧方法”发明专利，该燃烧器燃烧区的多孔介质结构与cn102287819b发明专利比较类似，采用多层多孔介质材料结构，而气体预混室结构有所不同，cn103528060b专利进气结构采用切圆式结构，空气通过引射作用进去预混室，也属于表面对流辐射式燃烧过程，然而，该发明燃气管段较短，存在回火的危险。

4、为此，提出一种柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，，包括燃气管、空气引流管、电子点火装置、刚玉管、固定板、耐高温泡沫陶瓷筒、燃气流扩散区；燃气通过燃气管进入燃气流扩散区，空气通过空气引流管被引流到燃气管出口，与燃气快速混合进入燃气流扩散区，电子点火装置点火，在多孔介质内进行扩散燃烧，其特征在于：所述多孔介质燃烧器形状为u型结构套筒，多孔介质材料为耐高温泡沫陶瓷材料，气流导管与耐高温泡沫陶瓷筒通过一段耐高温刚玉管连接，套筒与空气引流管连接处加装金属固定挡板，固定板与套筒间内衬耐高温保温棉，一方面缓冲多孔介质套筒燃烧时所受的热应力作用，另一方面可大大降低套筒对固定挡板的传热。燃烧器点燃通过高压脉冲电子点火装置来完成。该燃烧器与自由式火焰燃烧器相比，能大大提高燃烧器辐射传热性能，传热更均匀，且燃料贫燃极限更低。

3、优选的，所述燃气管与空气管为同心圆管，空气通过引射作用进去的燃气流扩散区与燃气进行快速混合，这种设计可以使空气和燃气混合更加均匀，提高燃烧效率。

4、优选的，所述耐高温泡沫陶瓷筒形状为u型结构套筒，扩散燃烧火焰控制在多孔介质内燃烧，一方面可以燃烧低热值气体，另一方面可以提高该燃烧器的辐射热流率。

5、优选的，所述耐高温泡沫陶瓷筒通过一小段耐高温刚玉管与气流导管衔接，刚玉管的作用可极大缓解燃烧器高温区对空气引流管的高温作用。

6、优选的，所述固定板为圆环形状，且其外径尺寸大于u型泡沫陶瓷套筒的外径尺寸，降低燃烧器对空气引流管侧的辐射传热，保护电子点火装置等关键部件，提高燃烧器的可靠性和稳定性。

7、优选的，所述多孔介质燃烧器中的耐高温泡沫陶瓷筒具有优良的隔热性能和耐高温性能，能够有效地保护燃烧器内部结构不受高温影响，同时还能够减少能量的损失，提高燃烧效率。

8、优选的，所述耐高温泡沫陶瓷筒与空气引流管之间加装的金属固挡板和耐高温保温棉，不仅可以缓解套筒燃烧时受到的热应力作用，还可以降低套筒对固定板的传热，保护了固定板不受高温影响，延长了燃烧器的使用寿命。

9、优选的，所述燃烧器采用高压脉冲电火花点火方式进行点火。这种点火方式可以保证点火的快速、稳定，提高了燃烧器的点火成功率，保证了燃烧器的正常运行。

10、本发明为扩散式低热值气体多孔介质内扩散燃烧燃烧器，燃烧区的多孔介质材料为耐高温泡沫陶瓷材料。该多孔介质结构为u型结构，该结构将燃烧火焰面控制在多孔介质内，不仅可提高燃烧器的辐射传热率，而且还可降低燃料的贫燃极限。此外该燃烧器的空气管与燃料管为同心圆结构，空气通过引流作用进入扩散区，燃料与空气在扩散区进行快速混合燃烧，不再需要专门的燃料和空气预混室。u型泡沫陶瓷套筒与金属管之间通过一段耐高温刚玉管进行衔接连接，该措施可以大大降低高温燃烧区对金属管的传热。此外，多孔介质套筒与固定板内加衬耐高温保温棉材料，减少燃烧区对金属固定板的传热。该种燃烧器可以燃烧煤矿瓦斯、化工废气、生物质气等低热值气体。该种燃烧器可应用于食品加工、造纸、木材加工、牧草加工、辐射采暖等方面。

11、综上所述，扩散式低热值气体多孔介质内扩散燃烧燃烧器是多孔介质燃烧技术、低热值气体燃烧利用领域的一种新技术。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明提供的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，在燃烧技术、低品位能源利用、强化传热等领域具有重要意义。多孔介质燃烧技术具有高效、环保等优点，可被广泛应用于低热值气体利用。本发明相比现有技术，能够提高燃烧效率，减少能源损失，降低环境污染，具有良好的经济和社会效益。

技术特征：

1.一种柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，包括燃气管(1)、空气引流管(2)、电子点火装置(3)、刚玉管(4)、固定板(5)、耐高温泡沫陶瓷筒(6)、燃气流扩散区(7)；燃气通过燃气管(1)进入燃气流扩散区(7)，空气通过空气引流管(2)被引流到燃气管(1)出口，与燃气快速混合进入燃气流扩散区(7)，电子点火装置(3)点火，在多孔介质内进行扩散燃烧，其特征在于：所述多孔介质燃烧器形状为u型结构套筒，多孔介质材料为耐高温泡沫陶瓷材料，气流导管与耐高温泡沫陶瓷筒(6)通过一段耐高温刚玉管(4)连接，套筒与空气引流管(2)连接处加装金属固定挡板，固定板(5)与套筒间内衬耐高温保温棉，一方面缓冲多孔介质套筒燃烧时所受的热应力作用，另一方面可大大降低套筒对固定挡板的传热。

2.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述燃气管(1)与空气管为同心圆管，空气通过引射作用进去的燃气流扩散区(7)与燃气进行快速混合，这种设计可以使空气和燃气混合更加均匀，提高燃烧效率。

3.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述耐高温泡沫陶瓷筒(6)形状为u型结构套筒，扩散燃烧火焰控制在多孔介质内燃烧，一方面可以燃烧低热值气体，另一方面可以提高该燃烧器的辐射热流率。

4.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述耐高温泡沫陶瓷筒(6)通过一小段耐高温刚玉管(4)与气流导管衔接，刚玉管(4)的作用可极大缓解燃烧器高温区对空气引流管(2)的高温作用。

5.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述固定板(5)为圆环形状，且其外径尺寸大于u型泡沫陶瓷套筒的外径尺寸，降低燃烧器对空气引流管(2)侧的辐射传热，保护电子点火装置等关键部件，提高燃烧器的可靠性和稳定性。

6.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述多孔介质燃烧器中的耐高温泡沫陶瓷筒(6)具有优良的隔热性能和耐高温性能，能够有效地保护燃烧器内部结构不受高温影响，同时还能够减少能量的损失，提高燃烧效率。

7.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述耐高温泡沫陶瓷筒(6)与空气引流管(2)之间加装的金属固挡板(5)和耐高温保温棉，不仅可以缓解套筒燃烧时受到的热应力作用，还可以降低套筒对固定板(5)的传热，保护了固定板(5)不受高温影响，延长了燃烧器的使用寿命。

8.根据权利要求1所述的柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，其特征在于：所述燃烧器采用高压脉冲电火花点火方式进行点火。这种点火方式可以保证点火的快速、稳定，提高了燃烧器的点火成功率，保证了燃烧器的正常运行。

技术总结本申请公开了一种柱形壁辐射式多孔介质内扩散燃烧燃烧器，包括燃气管、空气引流管、刚玉管、扩散燃烧段、电子点火装置等，燃气通过燃气管进入燃气流扩散区，空气通过空气引流管被引流到燃气管出口，与燃气快速混合进入燃气流扩散区，在多孔介质内进行扩散燃烧，多孔介质燃烧器结构为U型封装的耐高温陶瓷泡沫筒，空气引流管与套筒通过一段耐高温刚玉管连接，起到避免扩散燃烧区直接向空气引流管传热，避免空气引流管受高温影响，套筒与空气引流管连接外侧加装金属固定板，固定板与套筒内衬耐高温保温棉，一方面缓冲多孔介质套筒燃烧时所受的热应力作用，另一方面降低套筒对固定板的传热，有效提高了燃烧器辐射传热性能，传热更均匀。技术研发人员：苗常盛,郑晓亮,杨俊辉,薛生,张继达,杨君廷,王孝敏受保护的技术使用者：中煤（天津）地下工程智能研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23