一种应用于SOFC系统中的燃烧器技术方案

本实用新型专利技术涉及燃烧器技术领域，具体公开了一种应用于SOFC系统中的燃烧器，包括第一管体和第二管体，所述第一管体的管壁上设置有第一腔体；所述第二管体安装于所述第一管体内部，且所述第二管体的管壁上设置有第二腔体；其中，所述第一管体的管壁和第二管体的管壁之间设置有混合腔体；所述第一腔体上分别开设有多个第一进气孔和多个第一出气孔，所述第一出气孔与所述混合腔体连通；所述第二腔体上开设有多个第二进气孔和多个第二出气孔，所述第二出气孔与所述混合腔体连通。本实用新型专利技术的燃烧器能够保证燃气和空气的流量稳定、混合均匀。混合均匀。混合均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于SOFC系统中的燃烧器


[0001]本技术涉及燃烧器
，特别是涉及一种应用于SOFC系统中的燃烧器。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能源转换效率不受卡诺循环限制的发电方式，具有高效，安全，适用范围广的优点，目前受到越来越广泛的关注。固体燃料电池的电转换效率可以达到65％以上，在分布式能源船舶，车辆动力能源领域具有广阔的应用前景。
[0003]燃烧器作为固体氧化物燃料电池中热平衡系统的核心部件是固体氧化物燃料电池系统设计的难点。燃烧器在系统升温阶段作为系统的热源实现系统的整体升温，使得电堆满足发电工况条件的要求；在系统的发电工况，燃烧器将电堆的尾气进行燃烧，实现系统的燃料利用率达到85％以上。SOFC系统在升温阶段的气体成分多变，不同升温阶段具有不同的过量空气系数，工况之间的切换导致燃烧因为燃气成分波动出现不稳定的现象，影响系统的整体运行；在系统的发电运行阶段，由于进入燃烧器的气体成分是电堆中未反应充分的尾气，阳极气体的热值很低，阴极气体中的氧气成分低于16％，因此如何实现气体成分均匀、稳定，流量波动小，保证燃烧器中气体的充分燃烧是燃烧器系统结构设计的难点。
[0004]但是在现有适用于SOFC系统的燃烧器的结构中，空气和燃气两种气体是从进气口通过管道直接进入混合腔室，于此，两种气体会在混合腔室入口处以及腔室内出现互相扰动等不稳定现象，使得气体流量的波动大，稳定性变差并且还会使得两种气体在腔室内混合不均匀，从而在后续的燃烧过程中出现因为局部燃气浓度过高导致的部件局部超温现象，壁面超温问题会导致燃烧器结构失效。因此，实现燃烧器的燃气和空气分配均匀是保证燃烧稳定的前提条件。
[0005]并且由于SOFC系统对于燃烧器结构压损的要求，对于燃烧器燃气部分分配的压损和空气部分分配的压损均不能超过1000pa，燃烧器结构压损的限制条件影响到气流的分配均匀性设计要求，因此在燃烧器的流量分配结构设置和燃气以及空气混合结构设计方面造成一定困难。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种应用于SOFC系统中的燃烧器，能够保证燃气和空气的流量稳定、混合均匀。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术提供一种应用于SOFC系统中的燃烧器，包括第一管体和第二管体，所述第一管体的管壁上设置有第一腔体；所述第二管体安装于所述第一管体内部，且所述第二管体的管壁上设置有第二腔体；其中，所述第一管体的管壁和第二管体的管壁之间设置有混合腔体；所述第一腔体上分别开设有多个第一进气孔和多个第一出气孔，所述第一出气孔与所述混合腔体连通；所述第二腔体上开设有多个第二进气孔和多个第二出气孔，所述第二出气孔与所述混合腔体连通。
[0008]优选地，所述第一腔体包括第一顶板和第一腔板，所述第一顶板安装于所述第一
腔板上，所述第一腔板、第一顶板与所述第一管体的管壁形成密封的第一腔体；所述第一进气孔开设于所述第一顶板上。
[0009]优选地，所述第一腔板套设在所述第一管体外，所述第一出气孔开设于所述第一管体上。
[0010]优选地，所述第一腔板设置在所述第一管体内，所述第一出气孔开设于所述第一腔板上。
[0011]优选地，所述第二腔体包括第二顶板和第二腔板，所述第二顶板安装于所述第二腔板上，所述第二腔板、第二顶板与所述第二管体的管壁形成密封的第二腔体，所述第二进气孔开设于所述第二顶板上。
[0012]优选地，所述第二腔板套设在所述第二管体外，所述第二出气孔开设于所述第二腔板上。
[0013]优选地，所述第二腔板设置在所述第二管体内，所述第二出气孔开设于所述第二管体上。
[0014]优选地，所述第一顶板和第二顶板通过第三顶板连接成顶板，所述顶板为一体成型结构，所述第一管体管壁、第二管体管壁和第三顶板形成混合腔体。
[0015]优选地，所述第二出气孔的高度大于所述第一出气孔的高度。
[0016]优选地，所述第一出气孔的孔径为1～6mm；所述第二出气孔的孔径为2～8mm。更优选地，所述第一出气孔的孔径为4～6mm，可以是4mm、5mm和6mm；所述第二出气孔的孔径为6～8mm，可以是6mm、7mm和8mm。
[0017]优选地，所述第一出气孔设置有两行，两行所述第一出气孔交错布置；所述第二出气孔设置有多行。
[0018]优选地，两行所述第一出气孔的间距为4～12mm；同一行上的相邻两个所述第一出气孔的间距为8～14mm。更优选地，两行所述第一出气孔的间距为10～12mm，可以是10mm、11mm和12mm；所述同一行上的相邻两个所述第一出气孔的间距为12～14mm，可以是12mm、13mm和14mm。
[0019]优选地，相邻两行所述第二出气孔的间距为4～16mm；同一行上的相邻两个所述第二出气孔的间距为4～16mm。更优选地，相邻两行所述第二出气孔的间距为14～16mm，可以是14mm、15mm和16mm，同一行上的相邻两个所述第二出气孔的间距为12～14mm，可以是12mm、13mm和14mm。
[0020]优选地，两行所述第一出气孔的间距与所述第一出气孔的孔径比值为(1～5)：1，同一行上相邻两个所述第一出气孔的间距与所述第一出气孔的孔径比值为(1～4)：1；相邻两行所述第二出气孔的间距与所述第二出气孔的孔径比值为(1～4)：1，同一行上相邻两个所述第二出气孔的间距与所述第二出气孔的孔径比值为(1～5)：1。
[0021]本技术具有以下有益效果：
[0022]本技术的应用于SOFC系统中的燃烧器通过设置第一腔体和第二腔体，第一腔体设置有第一进气孔和第一出气孔，用于通入燃气，并将燃气均匀通入到混合腔体内，而第二腔体同样设置有第二进气孔和第二出气孔，用于通入空气，将空气均匀通入到混合腔体内，使得燃气和空气流量稳定，且混合均匀；燃气和空气的流量波动控制在10％以内，燃气部分压损和空气部分压损均不能超过1000pa，保证燃气和空气的均匀混合，避免了在后续
的燃烧过程中出现因为局部燃气浓度过高导致的部件局部超温现象以及燃烧器结构失效的情况发生。
附图说明
[0023]图1是本技术实施例提供的应用于SOFC系统中的燃烧器的结构示意图；
[0024]图2是本技术实施例提供的应用于SOFC系统中的燃烧器的爆炸图；
[0025]图3是本技术实施例提供的应用于SOFC系统中的燃烧器的内部结构示意图；
[0026]图4是本技术实施例提供的应用于SOFC系统中的燃烧器的顶板的结构示意图；
[0027]图5是本技术实施例提供的应用于SOFC系统中的燃烧器的剖面图。
[0028]附图标记：1、第一管体；101、第一出气孔；2、第一腔体；201、第一腔板；3、第二管体；4、第二腔体；401、第二腔板；402、第二出气孔；5、顶板；501、第一进气孔；502、第二进气孔；503、第一顶板；504、第二顶板；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于SOFC系统中的燃烧器，其特征在于：包括：第一管体，所述第一管体的管壁上设置有第一腔体；第二管体，所述第二管体安装于所述第一管体内部，且所述第二管体的管壁上设置有第二腔体；其中，所述第一管体的管壁和第二管体的管壁之间设置有混合腔体；所述第一腔体上分别开设有多个第一进气孔和多个第一出气孔，所述第一出气孔与所述混合腔体连通；所述第二腔体上开设有多个第二进气孔和多个第二出气孔，所述第二出气孔与所述混合腔体连通。2.如权利要求1所述的应用于SOFC系统中的燃烧器，其特征在于：所述第一腔体包括第一顶板和第一腔板，所述第一顶板安装于所述第一腔板上，所述第一腔板、第一顶板与所述第一管体的管壁形成密封的第一腔体；所述第一进气孔开设于所述第一顶板上。3.如权利要求2所述的应用于SOFC系统中的燃烧器，其特征在于：所述第一腔板套设在所述第一管体外，所述第一出气孔开设于所述第一管体上。4.如权利要求2所述的应用于SOFC系统中的燃烧器，其特征在于：所述第一腔板设置在所述第一管体内，所述第一出气孔开设于所述第一腔板上。5.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烁烁，刘杰鹏，邱基华，
申请(专利权)人：深圳三环电子有限公司，
类型：新型
国别省市：