[发明专利]一种用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置

权利要求书

1.一种用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，包括由外向内依次嵌套设置的热风旋流混合器、火焰长度控制器和内燃烧器；

所述热风旋流混合器包括第一筒体，所述第一筒体的头端具有开口、末端封闭，所述第一筒体的筒壁上设置有空气入口；

所述火焰长度控制器包括第二筒体，所述第二筒体的头端具有开口、末端封闭，所述第二筒体的筒壁上设置有多个第一控风孔，所述第二筒体与第一筒体之间形成第一空气通道；

所述内燃烧器包括第三筒体，所述第三筒体的头端具有开口、末端具有与燃料入口相连通的开口，所述第三筒体的筒壁上设置有多个第二控风孔，所述第三筒体与所述第二筒体之间形成第二空气通道，所述第三筒体的内部形成燃气和空气混合通道；

还提供一电池空气导入管路，其用于将SOFC系统电池阴极侧排出的空气导入到所述空气入口；

还提供一外部燃料支路，其用于将外部燃料供给到所述燃料入口；

还提供一电池尾气燃料支路，其用于将SOFC系统电池阳极侧排出的尾气供给到所述燃料入口；

还包括用于建立火焰的自动点火装置、用于监控火焰是否存在的火焰检测单元、用于检测腔内流体温度的温度监控单元以及主控制器，所述自动点火装置的点火端位于所述内燃烧器内，

所述主控制器与所述自动点火装置、火焰检测单元、温度监控单元信号连接，所述主控制器接收所述火焰检测单元检测的火焰有无信号、以及温度监控单元检测的温度值数据，处理后发出控制所述自动点火装置动作的指令信号。

2.根据权利要求1所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，以进入所述第一筒体筒壁上空气入口的总空气量为Q，则，进入到所述第一空气通道内的空气量Q1＝60％Q-75％Q；进入到所述第二空气通道内的空气量Q2＝20％Q-30％Q；进入到所述内燃烧器内的空气量Q3＝5％Q-10％Q。

3.根据权利要求1所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，所述热风旋流混合器、火焰长度控制器、内燃烧器的根部基本平齐，以所述热风旋流混合器的内腔轴向深度为L，则，所述火焰长度控制器的轴向深度L1＝50％L-70％L，所述内燃烧器的轴向深度L2＝50％L1-70％L1。

4.根据权利要求3所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，所述第一控风孔在所述第二筒体筒壁上的开孔率为10％-20％；所述第二控风孔在所述第三筒体筒壁上的开孔率为5％-10％。

5.根据权利要求4所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，所述第一控风孔的数量为6-15个，单个第一控风孔的孔径为5-10mm；所述第二控风孔的数量为8-20个，单个第二控风孔的孔径为1-5mm。

6.根据权利要求1所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，所述第一筒体包括从根部向前延伸的第一圆柱部、以及从所述第一圆柱部头端向前逐渐收缩的第一缩口部，所述第一缩口部的头端口径为根端口径的60％-80％，所述空气入口位于所述第一圆柱部的根部位置。

7.根据权利要求6所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，所述第二筒体包括从根部向前延伸的第二圆柱部、以及从所述第二圆柱部头端向前逐渐收缩的第二缩口部，所述第一控风孔都分布在所述第二圆柱部的筒壁上；所述第三筒体包括从根部向前延伸的第三圆柱部、以及从所述第三圆柱部头端向前逐渐收缩的第三缩口部，所述第二控风孔都分布在所述第三圆柱部的筒壁上。

8.根据权利要求1所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，所述热风旋流混合器上的空气入口为一个或多个，从所述空气入口通入第一筒体内腔的气流方向与所述空气入口处的切线方向平行。

9.根据权利要求8所述的用于SOFC系统的高调节比燃烧集成装置，其特征在于，在所述内燃烧器的根部位置还设有一个燃料旋流器，所述燃料旋流器的内腔与所述第三筒体内腔相连通，所述燃料旋流器的内腔直径大于第三筒体内腔直径，所述燃料旋流器壁体上设有一个或多个燃料入口，从所述燃料入口通入所述燃料旋流器内腔的气流方向与所述燃料入口处的切线方向平行。