[发明专利]一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器

权利要求书

1.一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器，包括燃烧器主体(1)、连接管(2)，燃烧器主体(1)与连接管(2)同心安装；其特征在于：所述燃烧器主体(1)为双层环状套筒结构，定义密封一侧为左侧底部，与连接管(2)紧密连接轴向开口侧为右侧；内层环状套筒与外层环状套筒之间形成环形腔；内层环状套筒即为旋流框，内层环状套筒内侧空间为燃烧室，旋流框上开有用于使燃烧室内气体形成旋流的切向内孔；在外层环状套筒上开有与切向内孔相应数量的、用于使空气从导管流入的外孔，所述的外孔直径小于切向内孔直径；燃烧器主体(1)与连接管(2)紧密连接，导管通过减压阀接气瓶或空气压缩机，空气从导管流入外层环状套筒上开的外孔，首先从外孔喷入环形腔，由于喷入气体流速高于周围环境气体流速，在环形腔形成低压区，随后，切向射入气流进入圆柱形空腔，随着弧形壁面不断旋转，产生旋流，点火器点着后形成均匀稳定的旋流火焰；气流到达燃烧室主体(1)出口时，主要成分为燃烧完成的燃气，由于旋流的流动特性和燃烧器主体(1)入口处低压区的作用，部分燃烧器主体(1)出口处的气体从环形腔回流至燃烧器主体(1)入口处，再次进入燃烧室，循环往复，从而达到燃气循环的目的，即组成完整的自循环低氮氧化物排放的旋流燃烧器。

2.如权利要求1所述的一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器，其特征在于：采用固体燃料时，使用伴随流将固体燃料颗粒轴向喷入旋流燃烧室；采用液体燃料时，液体燃料经出口处的雾化装置后，细小液滴同伴随流轴向喷入燃烧室；采用气体燃料时，气体燃料喷入燃烧室有两种方式：(一)从导管流入外层环状套筒上开的外孔，从外孔切向喷入孔径较大内孔进而切向注入燃烧室内；(二)通过轴向入口通道喷入。

3.如权利要求1或2所述的一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器，其特征在于：调节切向内孔直径或者增加外孔和切向内孔的数量能够调节燃料与氧化剂的混合效果，使燃烧更加充分。

4.如权利要求3所述的一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器，其特征在于：所述的燃烧器适用于固、液、气态燃料，获得均匀稳定的旋流火焰，稳定性好，温度和热效率高，能广泛用于工业锅炉应用中，具有较高价值。

5.如权利要求4所述的一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器，其特征在于：工作方法为，

使用气体燃料时，将分别装有燃料和氧化剂的高压气瓶通过减压阀和导管连接至燃烧器主体(1)入口处，根据燃烧方式选择切向、轴向入口或混合方式；使用液体或者固体颗粒燃料时，将雾化后的液体燃料液滴或者固体燃料颗粒通过伴随气流从轴向入口注入燃烧室，氧化剂从切向入口注入；非预混合燃烧时，将燃料和氧化剂分别通入燃烧器主体(1)即可；预混合燃烧时，将气体燃料和氧化剂混合充分后再通入燃烧器主体(1)；液体或者固体颗粒燃料预混燃烧时，将部分氧化剂当作伴随流与燃料共同从轴向入口注入，气体流量由质量流量计控制；从切向入口进入的气体通过气管后，首先喷入环形腔，由于流速高于周围环境气体流速，形成低压区；随后，切向射入气流进入圆柱形空腔，随着弧形壁面不断旋转，产生旋流，点火器点着后形成均匀稳定的旋流火焰；气流到达燃烧室主体(1)出口时，主要成分为燃烧完成的燃气，由于旋流的流动特性和入口处低压区的作用，部分燃烧器主体(1)出口处的气体从环形腔回流至入口处，再次进入燃烧室，循环往复，从而达到燃气循环的目的，混合气的氧气浓度和当量比降低，温度降低，有利于减少氮氧化物的生成，同时具有预热未燃气的作用，提高燃烧效率。