[发明专利]一种预混式防回火无焰式燃烧器

说明书

本发明属于燃烧器领域，并具体公开了一种预混式防回火无焰燃烧器，其中：预混单元用于将燃料和空气预混后获得预混燃料并送入防回火单元；防回火单元用于将预混燃料送入喷射单元并防止回火现象的发生，其包括沿气体流动方向依次连接的渐缩管、防回火通道和文丘里管；喷射单元用于喷射预混燃料，其包括喷射通道和第一钝体。本发明通过设置预混单元，能够将燃料与空气混合均匀获得预混燃料，并利用防回火单元的渐缩管、扩缩栅板和文丘里管等结构有效地防止回火现象的发生，同时通过在喷射单元中设置可收缩的旋流叶片和第一钝体，能够实现预热阶段与无焰燃烧阶段的快速切换，保证燃烧的稳定性，同时还能够实现超低NO_x排放。

技术领域

本发明属于燃烧器领域，更具体地，涉及一种预混式防回火无焰燃烧器。

背景技术

随着环境污染问题日益严重，针对污染物的排放标准也日渐严苛。因燃料高温燃烧可以产生大量的热力型NO_x，为了解决这个问题，提出了一种新的燃烧模式-无焰燃烧模式，该燃烧模式下燃烧区域不存在局部高温区，可大大降低热力型NO_x的生成量，同时由于燃烧区域温度的均匀性，燃烧效率并未降低。无焰燃烧同时兼顾了污染物低排放和燃烧效率两方面的考虑，因此，国内外有不少专利均将无焰燃烧其应用到燃烧器上，但是大多为非预混燃烧器，预混燃烧器上该项技术应用较少，且多存在无焰燃烧效果不够好、燃烧稳定性较低、回火风险较大、熄火风险大、对燃烧环境适应性较差、结构复杂等问题。

CN104990078B提出了一种可快速实现无焰燃烧的燃烧器，该专利即是通过在燃烧的不同阶段改变燃料和空气的流速大小来获得稳定的无焰燃烧，但是该燃烧器只能应用于非预混燃烧，不能实现预混无焰燃烧；CN105953219B提出了一种无焰燃烧装置，该装置通过在多个助燃风喷出口分别设置回流引射器来引射高温烟气实现无焰燃烧，但是，该装置效率较低，需要设置多个回流引射器，并且这种燃烧装置并不能直接应用在现有炉膛上，需要对炉膛进行较大改造，造成很大的不便；CN104266190B提出了一种富氧无焰燃气燃烧器及其控制方法，该燃烧器为非一体式装置，并且采用燃烧初期预混有焰燃烧，后期转为非预混无焰燃烧的模式，但是该燃烧器不同燃烧阶段的燃烧控制较为复杂，存在一个预混与非预混燃烧同时存在的阶段，并且两者之间存在较高的配合要求，若两个配合度不够高，就会发生燃烧不稳定、无焰燃烧无法实现甚至熄火现象，应用较为困难，同时在预混燃烧阶段也存在很大的回火风险。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种预混式防回火无焰燃烧器，其中对其关键组件如防回火单元、喷射单元的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决燃烧阶段回火风险大的问题，同时还具备燃烧模式切换快捷的优势，因而尤其适用于预混燃烧的应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种预混式防回火无焰燃烧器，包括沿气体流动方向依次连接的预混单元、防回火单元和喷射单元，其中：

所述预混单元用于将燃料和空气预混后获得预混燃料并送入所述防回火单元；

所述防回火单元用于将所述预混燃料送入所述喷射单元并防止回火现象的发生，其包括沿气体流动方向依次连接的渐缩管、防回火通道和文丘里管，所述渐缩管用于加速所述预混燃料，从而防止回火现象的发生，所述防回火通道内设置有扩缩栅板，所述扩缩栅板在所述防回火通道内形成预设数量的文丘里管通道，用于增强防回火效果，所述文丘里管中渐扩段的侧壁上设置有预设数量的空气喷孔，用于在该渐扩段的管壁内形成空气膜，从而进一步防止回火现象的发生；

所述喷射单元用于喷射所述预混燃料，其包括喷射通道和第一钝体，所述喷射通道与所述文丘里管的出口连接，用于输送和喷射所述预混燃料，所述第一钝体可收缩地设置在所述喷射通道的外侧，用于在预热阶段形成稳定火焰，并利用所述第一钝体的收缩实现预热阶段和无焰燃烧阶段的切换。