[发明专利]具有内部再循环的燃烧头和包含这种燃烧头的燃烧器

说明书

本发明涉及用于燃烧室的燃烧器的具有内部再循环的燃烧头，燃烧头包括喷嘴，喷嘴包括：包含第一进入孔以及第一排出孔的、形成为具有对第一初级供应气体和/或第二初级供应气体进行干涉的至少第一干涉表面或第二干涉表面的第一初级内部再循环室或第二初级内部再循环室，第一干涉表面或第二干涉表面适于产生用于初级供应气体和/或第二初级供应气体的第一低压分离区域；和/或包含第二进入孔和第二排出孔的、形成为具有对第一次级供应气体和/或第二次级供应气体进行干涉的至少第三干涉表面的次级内部再循环室，第三干涉表面适于产生用于第一次级供应气体和/或第二次级供应气体的第二低压分离区域，以产生初级和/或次级内部排气的内部再循环。

技术领域

本发明涉及一种用于燃烧器的具有内部再循环的燃烧头和包含这种燃烧头的燃烧器。

背景技术

众所周知，在使用以化石燃料供应的锅炉领域，会产生对环境有害的特别是呈氮氧化物(例如，NO、NO₂)的形式，通常使用缩写NOx来表示的污染物的排放。通过燃烧设备的设计，特别是通过所使用的燃烧器的设计，可以影响或减少所述污染物的排放。

就燃烧器而言，众所周知，燃烧产生的NOx污染物量与火焰温度成正比，为了降低火焰温度，提出了此类燃烧器的设计方案。

在一般意义上，减少或降低工业燃烧器中的NOx一直是一个理想的目标。过去，通过使用分阶段与气体燃料分配相连接的稀初级空气/气体混合物来降低NOx。在某些应用中，由于过量的空气会产生用来降低火焰温度的充气，从而减少氮氧化物，因此稀初级燃料混合物可能是理想的。然后，气体可以通过设置在燃烧器周围的喷嘴或通过从中央气体管的最后部分突出的中央喷嘴进入燃烧区域。在存在燃烧烟气并且燃烧烟气起稀释作用的环境中，使用过量空气来燃烧次级燃料。这项技术并不总是能够确保现有法律所要求或规定的氮氧化物水平。

在特定情况下，由于额外量的过量空气，初级稀混合气以相对较高的速度被引入通过燃烧室。这种速度有时会很高，超过火焰速度，从而导致火焰状态不稳定。当火焰变得不稳定时，就不再能够继续进行。

例如，文献DE 3811477A1描述了一种气体燃烧器，其中在燃烧室的入口端通过各种混合管供应空气/气体混合物。气体通过各自的喷嘴被引导到混合管的入口端，使得空气被气体带入。入口管的入口端位于不同的平面上，例如，混合管相对于燃烧室径向地定向。

发明内容

本发明的范围是提供一种用于燃烧器的具有内部再循环的燃烧头或者包括上述燃烧头的燃烧器，所述燃烧头或燃烧器在结构和功能上被配置为至少部分克服所引用现有技术的至少一个缺点。

在此范围内，目标是改进燃烧头(或燃烧器或与其相关的锅炉)的操作，从而确保高的性能水平。

该目标由于具有内部再循环的用于燃烧室的燃烧器的燃烧头而得以至少部分地实现，所述燃烧头包括：

-壳体，所述壳体至少部分地朝向燃烧室的内侧伸出，并且壳体具有围绕纵向轴线呈基本上筒形的主延伸部，

-相对于所述壳体是同轴的并且被容纳在所述壳体内的第一部分，所述第一部分包括：

ο第一管道，所述第一管道包括用于初级火焰的第一初级供应气体的初级喷口和/或用于次级火焰的第一次级供应气体的次级喷口，

ο用于初级火焰的第二初级供应气体(例如初级空气)的收集器，

ο扩散器元件，所述扩散器元件位于所述第一管道的下游，并且所述扩散器元件就流体动力而言与第一管道相互作用，

ο用于第二次级供应气体、次级空气的喷嘴。

在这种情况下，术语“扩散器元件”表示执行在初级空气与初级气体之间产生湍流和混合的功能的元件。优选地，该扩散器元件是具有或不具有孔的不同形状的盘或元件，或者包括为中心气体流提供旋转的叶片的涡轮元件。