本發(fā)明涉及一種燃燒器，具體涉及一種氣體燃料用多孔介質燃燒器，特別是氮氧化物排放特別低的燃燒器。

背景技術：

目前，自由火焰燃燒仍然是氣體燃料燃燒的一個主要方式，這種燃燒方式火焰面附近溫度梯度大，溫度分布不均勻，局部高溫造成大量熱力NO_X生成，燃燒不充分造成大量的CO生成，且燃燒不穩(wěn)定，燃燒效率低。針對這些問題，國內外學者提出了多孔介質燃燒概念，與自由火焰燃燒相比，多孔介質燃燒火焰穩(wěn)定性增強，燃燒速率增大，燃燒區(qū)域溫度均勻，燃燒污染物排放特別是NO_X低，同時多孔介質作為一種熱量回流的有效媒介，能夠有效的拓展氣體的貧燃極限，因此也是低熱值氣體燃燒的一個重要方式。

在燃燒器空腔加入耐高溫多孔介質，增強燃燒器的預熱效果，提高燃燒器的性能，目前有很多文獻和專利對此進行了研究。德克薩斯大學的Barra等通過一維數學模型計算分析了不同材料物性對雙層多孔介質燃燒器穩(wěn)定燃燒范圍的影響；浙江大學的張俊春等研究了低熱值氣體多孔介質穩(wěn)定燃燒特性以及低熱值氣體多孔介質燃燒器的選型；專利CN201110183845.5提出了一種燃用低熱值氣體燃料的多孔介質燃燒器，通過采用分段式多孔介質，能夠顯著提高低熱值氣體的燃燒穩(wěn)定性，增強燃燒強度，縮小燃燒體積，減少污染物排放；專利CN200710157963.2提出了一種分段式多孔陶瓷介質氣體燃料燃燒器，在燃燒器中裝配有一層多孔板，能夠有效的防止回火和爆炸。但是都存在多孔介質分層導致燃燒器內溫度分布不均，產生較多NO_X，從而影響燃燒效率的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對目前的多孔介質燃燒器存在燃燒器內腔溫度分布不均，產生較多NO_X、降低燃燒效率的問題，提出了一種溫度分布更加均勻，能夠進一步較少NO_X的生成，提高燃燒效率的氣體燃料用多孔介質燃燒器。

本發(fā)明所述的一種氣體燃料用多孔介質燃燒器，包括燃燒器外殼和點火電極，所述的燃燒器外殼的上部分為用于填充多孔介質的多孔介質燃燒室，所述的燃燒器外殼的下部分減縮形成用于氣體混合的預混室；所述的點火電極伸入所述的多孔介質燃燒室內腔頂部，其特征在于：所述多孔介質燃燒室從外向內依次貼覆保溫層和耐火層，所述的多孔介質燃燒室的內腔填充至少一層多孔介質層；所述的預混室的內腔設有增混件，所述的預混室的底部向下延伸形成用于與外界燃氣管道以及助燃氣管道連通的開口；所述的預混室與所述的開口之間填充擾流件。

所述的多孔介質層填充均勻多孔介質或漸變型多孔介質，多孔介質總厚度小于50cm。

所述多孔介質為均勻多孔介質，多孔介質的孔隙率為50～88％，孔徑為10～50PPI，孔的排列方式為直通或者無序。

所述多孔介質為漸變型多孔介質，多孔介質層總厚度小于50cm；多孔介質孔隙率為50～88％，多孔介質孔徑按燃氣上游至下游順序從50PPI逐漸過渡到5PPI，孔的排列方式為直通或者無序，其中定義燃氣上游為進氣端，下游為出氣端。

所述多孔介質燃燒室的內腔填充至少兩層多孔介質層，相鄰多孔介質層之間留有間隙，每層的多孔介質的孔隙率為50～88％，多孔介質孔徑按燃氣上游至下游順序遞減，孔徑范圍為5～50PPI，相鄰多孔介質層之間的間隙寬度為0～10cm，孔的排列方式為直通或者無序，其中定義燃氣上游為進氣端，下游為出氣端。

所述多孔介質燃燒室的內腔填充2～4層多孔介質層。

所述的擾流件為均流板、多孔介質層或葉片式結構。

所述的多孔介質燃燒室的橫截面為圓形、方形或多邊形。

所述開口包括燃氣進口和助燃氣進口，其中所述的燃氣進口與外界燃氣管道管路連通，所述的助燃氣進口與外界的助燃氣管道管路連通，所述的燃氣進口與所述的助燃氣進口平行或者垂直。

所述的燃燒器外殼為金屬外殼。

本發(fā)明的有益效果：

1)本發(fā)明在預混室中布置有增混構件，可以增強燃氣與助燃氣的混合效果。使燃燒更加穩(wěn)定；

2)本發(fā)明在采用多層多孔介質間隔布置時，可以增強對上游預混氣體的預熱效果，使得溫度分布更加均勻，從而進一步減少熱力NOx的生成；同時由于上游多孔介質的孔徑大于下游，在增加參加燃燒氣體預熱能力下可以有效防止回火，保證燃燒器安全工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的的多孔介質燃燒室填充漸變多孔介質時的預混室和燃燒段的示意圖；

圖2是氣體燃料用多孔介質燃燒器填充多層多孔介質時的預混室和燃燒段的示意圖

圖3是本發(fā)明的增混構件其中一種結構的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發(fā)明

參照附圖：

實施例1本發(fā)明所述的一種氣體燃料用多孔介質燃燒器，包括燃燒器外殼1和點火電極2，所述的燃燒器外殼1的上部分為用于填充多孔介質的多孔介質燃燒室11，所述的燃燒器外殼1的下部分減縮形成用于氣體混合的預混室12；所述的點火電極2伸入所述的多孔介質燃燒室11內腔頂部，所述多孔介質燃燒室11從外向內依次貼覆保溫層111和耐火層112，所述的多孔介質燃燒室11的內腔填充一層多孔介質層113；所述的預混室12的內腔設有增混件121，所述的預混12的底部向下延伸形成用于與外界燃氣管道以及助燃氣管道連通的開口；所述的預混室12與所述的開口之間填充擾流件122。

所述的多孔介質層113填充均勻多孔介質或漸變型多孔介質，多孔介質總厚度為50cm。

所述多孔介質為均勻多孔介質，多孔介質的孔隙率為50％，孔徑為10PPI，孔的排列方式為直通或者無序。

所述多孔介質為漸變型多孔介質，多孔介質層總厚度為50cm；多孔介質孔隙率為50％，多孔介質孔徑按燃氣上游至下游順序從50PPI逐漸過渡到5PPI，孔的排列方式為直通或者無序，其中定義燃氣上游為進氣端，下游為出氣端。

所述的擾流件122為均流板。

所述的多孔介質燃燒室11的橫截面為圓形、方形或多邊形。

所述開口包括燃氣進口123和助燃氣進口124，其中所述的燃氣進口123與外界燃氣管道管路連通，所述的助燃氣進口124與外界的助燃氣管道管路連通，所述的燃氣進口123與所述的助燃氣124進口垂直。

如圖1所示：本發(fā)明中燃氣與助燃氣通入方式相互垂直通入。

本發(fā)明具體工作過程如下：

多孔介質燃燒室內填充漸變型多孔介質，厚度為50cm，孔隙率均為50％，多孔介質孔徑按燃氣上游至下游順序從50PPI逐漸過渡到5PPI。經過均流板擾流后，助燃氣和燃氣沿預混室軸線方向進入預混室，在增混件的作用下，助燃氣與燃氣在預混室內進一步混合。經點火電極點火后，混合氣體進入多孔介質燃燒室中點燃，當燃燒穩(wěn)定后，關閉點火電極。

實施例2本實施例與實施例1的區(qū)別之處在于(如圖2所示)：所述的燃氣進口123與所述的助燃氣124進口平行，本發(fā)明燃氣與助燃氣通入方式沿預混室軸線方向通入，預混室12前填充的擾流件122為多孔介質，燃燒室內填充4層多孔介質，總厚度為50cm。按預混氣體上游至下游順序，孔徑分別為50PPI，35PPI，20PPI，5PPI，孔隙率均為88％，多孔介質等間距分布，間距為10cm。孔的排列方式為直通或者無序，其中定義燃氣上游為進氣端，下游為出氣端，其余結構均與實施例相同。

實施例3本實施例與實施例1的區(qū)別之處在于(如圖3所示)：預混室中預混構件可為葉片式，其余結構均與實施例相同。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發(fā)明構思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也包括本領域技術人員根據本發(fā)明構思所能夠想到的等同技術手段。