專利名稱：一種液體燃料蓄熱式燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃燒器，具體涉及一種液體燃料蓄熱式燃燒器。
背景技術：
目前，大多數(shù)燃燒器仍以空間燃燒為主要方式，其存在以下缺點1、低溫空氣助燃，燃燒室溫度較低且分布不均勻，存在局部高溫區(qū)，影響鍋爐的使用壽命。局部溫度過高產(chǎn)生NOx和治癌有機物，其易冒黑煙，造成環(huán)境污染。2、燃料和空氣混合不夠均勻，不完全燃燒產(chǎn)生大量的CO且燃燒效率降低。3、排煙溫度較高，帶走大量的熱能，燃燒效率偏低。針對上述問題，國內(nèi)外學者對燃燒器內(nèi)加入多孔介質的技術已經(jīng)做了大量的研究。多孔介質中預混燃燒有很多優(yōu)點較高的燃燒效率和穩(wěn)定性、負荷調節(jié)范圍廣、燃燒器結構緊湊、燃燒極限擴大等，而且燃燒產(chǎn)物中氮氧化物和硫化物等污染物的含量減少。因此，多孔介質中的預混燃燒具有很大的發(fā)展前景。通過在燃燒器空腔內(nèi)加入耐高溫多孔介質，增強燃氣的預熱效果，提高燃燒器的性能，至今有許多文獻和專利進行了研究。專利012^080. 0提出了漸變型多孔介質燃燒器，通過設置孔隙率和/或孔徑逐漸變化的多孔介質提高燃燒的穩(wěn)定性和降低污染物排放。專利200610045688. 0,200610135085. X分別提出了一種多孔金屬-陶瓷介質氣體燃料燃燒器和多孔纖維-多孔陶瓷介質氣體燃料燃燒器，通過金屬多孔介質或者金屬纖維良好的導熱性有效預熱預混氣體，提高燃燒穩(wěn)定性，擴大貧燃極限，降低污染物排放。上述研究都局限于氣體燃料的燃燒。有關液體燃料在多孔介質中的燃燒機理與特性，國外學者(主要有美國Oklahoma 大學和泰國King Mongkut理工大學的學者們)在汽化、燃燒、輻射以及污染物的排放等方面進行了一些研究，討論了多孔介質物性和結構對液體蒸發(fā)和燃燒的影響，研究了液體汽化、燃燒一體燃燒器的機理和優(yōu)點。與傳統(tǒng)的燃燒器相比，他們所研究的燃燒器仍采用噴嘴初步汽化液體，適應性和穩(wěn)定性不夠好。國內(nèi)關于多孔介質中的預混燃燒機理的研究主要集中在氣體的預混燃燒，液體蒸發(fā)預混燃燒研究幾乎是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種液體燃料蓄熱式燃燒器，該燃燒器利用相變堆積蓄熱小球蓄積煙氣余熱預熱燃燒時所需空氣和汽化液體燃料，使之與空氣混合更加充分，溫度升高， 提高了燃燒溫度，提高了燃燒效率，消除了燃燒室內(nèi)局部高溫區(qū)，使燃燒室內(nèi)溫度分布更均勻，提高了燃燒的熱穩(wěn)定性和燃燒器的壽命。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是包括兩套結構相同的蓄熱燃燒室，蓄熱燃燒室包括自上而下的空氣-燃料預混室和堆積相變蓄熱小球的小球蓄熱室，兩個蓄熱室分別與其下端的燃燒室相連通，在兩個蓄熱室下端的燃燒室內(nèi)均設置有點火器，兩相同的蓄熱室上端分別與液體燃料供應管、帶有空氣入口及煙氣出口的空氣煙氣兩位四通閥相連通，且在液體燃料供應管分別設置有電磁閥。所述的蓄熱燃燒室及燃燒室外側均設置有保溫層。所述的相變蓄熱小球內(nèi)部填充有相變材料，相變材料的相變溫度高于液體燃料沸點的 20-200 0C ο所述的相變蓄熱小球采用帶有腔體的不銹鋼球殼，小球直徑為30-200mm，內(nèi)部填充有相變材料，相變材料的體積為不銹鋼球殼容積的2/3-3/4，不銹鋼球殼外孔封口處采用涂有耐高溫膠的不銹鋼塞填入外孔密封。與傳統(tǒng)的液體燃燒器相比，本發(fā)明相變蓄熱小球堆積多孔介質燃燒器可以省去噴嘴，液體燃料可以注射進入燃燒器，經(jīng)蓄熱室蒸發(fā)，進入燃燒室，使得燃燒器結構得以簡化。 此外，煙氣排出時，經(jīng)過空氣/燃料蓄熱室進行余熱回收，降低了熱能損失，提高了燃燒效率；另一方面，常溫助燃空氣和低溫燃料分別經(jīng)過空氣蓄熱室和燃料蓄熱室預熱后混合燃燒，可以提高燃燒溫度；第三，兩個燃燒器周期性地換向燃燒，消除了燃燒室內(nèi)局部高溫區(qū)， 使燃燒室內(nèi)溫度分別更均勻。


圖1是本發(fā)明蓄熱式燃氣鍋爐的結構原理圖；圖2是封裝相變材料的相變蓄熱小球的結構示意圖；其中，1煙氣出口，2空氣煙氣兩位四通閥，3、16電磁閥，4空氣入口，5、15保溫層， 6、14空氣-燃料預混室，7、13堆積小球蓄熱室，8、12相變蓄熱小球，9、11點火器，10燃燒室、17液體燃料供應管，I-I不銹鋼球殼，1-2相變材料，1-3外孔封口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。參見圖1，本發(fā)明包括兩套結構相同的蓄熱燃燒室，蓄熱燃燒室包括自上而下的空氣-燃料預混室6、14和堆積相變蓄熱小球8、12的小球蓄熱室7、13，兩個蓄熱室分別與其下端的燃燒室10相連通，蓄熱室及燃燒室10外側均設置有保溫層5、15，在兩個蓄熱室下端的燃燒室10內(nèi)均設置有點火器9、11，兩相同的蓄熱燃燒室上端分別與液體燃料供應管17、 帶有空氣入口 4及煙氣出口的空氣煙氣兩位四通閥2相連通，且在液體燃料供應管17分別設置有電磁閥3、16。參見圖2，本發(fā)明的相變蓄熱小球8、12采用帶有腔體的不銹鋼球殼1-1，小球直徑為30-200mm，內(nèi)部填充有相變材料1_2，相變材料的體積為不銹鋼球殼容積的2/3-3/4，相變材料的相變溫度高于液體燃料沸點的20-200°C，不銹鋼球殼外孔封口 1-3處采用涂有耐高溫膠的不銹鋼塞填入外孔密封。本發(fā)明提供一種燃燒溫度高、燃燒室內(nèi)溫度分布均勻，燃燒效率高的液體燃料蓄熱式燃燒器。燃燒器內(nèi)設置相變堆積相變蓄熱小球蓄積煙氣余熱預熱燃燒時所需空氣和汽化液體燃料。燃燒器設有助燃空氣入口和液體燃料入口。燃燒開始時，由助燃空氣入口通入空氣/天然氣混合氣體，經(jīng)點火器點燃在燃燒室內(nèi)燃燒，待蓄熱燃燒室相變材料熔化且燃燒穩(wěn)定時，停止供應氣體燃料。此時，打開液體燃料電磁閥，液體燃料進入小球蓄熱室蒸發(fā)和經(jīng)小球蓄熱室預熱的助燃空氣充分混合，在燃燒室內(nèi)燃燒。煙氣排出時，經(jīng)過蓄熱燃燒室進行余熱回收，降低熱能損失，提高了燃燒效率；燃燒器燃燒時，液體燃料經(jīng)過蓄熱室汽化和經(jīng)蓄熱室預熱的助燃空氣充分混合，可以提高燃燒溫度。燃燒過程中，與其中一燃燒器連接的助燃空氣入口打開，同時與該燃燒器連接的煙氣出口關閉；燃燒器停止燃燒過程中，與該燃燒器連接的煙氣出口打開，同時與該燃燒器連接的助燃空氣入口關閉，兩個燃燒器周期性輪換燃燒和排煙，消除了燃燒室內(nèi)局部高溫區(qū)，使溫度分布更均勻，提高了爐膛壽命。
權利要求
1.一種液體燃料蓄熱式燃燒器，其特征在于包括兩套結構相同的蓄熱燃燒室，蓄熱燃燒室包括自上而下的空氣-燃料預混室(6、14)和堆積相變蓄熱小球(8、1幻的小球蓄熱室(7、13)，兩個蓄熱室分別與其下端的燃燒室(10)相連通，在兩個蓄熱室下端的燃燒室 (10)內(nèi)均設置有點火器(9、11)，兩相同的蓄熱室上端分別與液體燃料供應管(17)、帶有空氣入口(4)及煙氣出口的空氣/煙氣兩位四通閥( 相連通，且在液體燃料供應管(17)分別設置有電磁閥(3、16)。
2.根據(jù)權利要求1所述的液體燃料蓄熱式燃燒器，其特征在于所述的蓄熱室及燃燒室(10)外側均設置有保溫層(5)。
3.根據(jù)權利要求1所述的液體燃料蓄熱式燃燒器，其特征在于所述的相變蓄熱小球 (8,12)內(nèi)部填充有相變材料，相變材料的相變溫度高于液體燃料沸點的20-200°C。
4.根據(jù)權利要求1所述的液體燃料蓄熱式燃燒器，其特征在于所述的相變蓄熱小球(8、1幻采用帶有腔體的不銹鋼球殼(1-1)，小球直徑為30-200mm，內(nèi)部填充有相變材料 (1-2)，相變材料的體積為陶瓷球殼容積的2/3-3/4，不銹鋼球殼外孔封口(1- 處采用涂有耐高溫膠的不銹鋼塞填入外孔密封。
全文摘要
一種液體燃料蓄熱式燃燒器，包括兩套結構相同的蓄熱燃燒室和空氣/煙氣四通換向閥。蓄熱燃燒室包括空氣-燃料預混室、堆積小球蓄熱室、燃燒室、點火器、空氣供氣管和液體燃料供應管。燃燒器設有助燃空氣入口和液體燃料入口，助燃空氣和液體燃料在混合室混合經(jīng)過堆積小球蓄熱室，在燃燒室內(nèi)點燃，兩個燃燒器周期性輪換燃燒和排煙。蓄熱室的堆積小球為內(nèi)部填充相變溫度高于液體燃料沸點的相變材料的陶瓷小球。本燃燒器的特點是液體燃料經(jīng)過蓄熱室汽化，與空氣混合更加充分，提高了燃燒溫度和燃燒效率。兩個燃燒器換向燃燒，消除了燃燒室內(nèi)局部高溫區(qū)，使燃燒室內(nèi)溫度分布更均勻，提高了燃燒的熱穩(wěn)定性和燃燒器的壽命。
文檔編號F23D11/44GK102563641SQ20111045525
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者盧天健, 屈治國, 陶文銓, 高懷斌 申請人:西安交通大學