[发明专利]一种带燃烧稳定装置的无焰燃烧器

权利要求书

1.一种带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，该燃烧器包括燃烧稳定腔体(7)和氧化剂无焰燃烧喷嘴(12)，其中：

所述燃烧稳定腔体(7)包括燃料喷管(1)、腔体底部氧化剂开口(2)、腔体内开缝钝体(3)、腔体预混反应物出口(4)和腔体顶部环形凹槽结构(6)，所述燃料喷管(1)沿所述燃烧稳定腔体(7)的中心线布置，与燃烧稳定腔体(7)的底部连接，用于向燃烧稳定腔体(7)喷射燃料，所述腔体底部氧化剂开口(2)设置多个矩形开口，相对于燃烧稳定腔体(7)中心线环形分布，用于向燃烧稳定腔体(7)内提供一部分氧化剂，该氧化剂来自氧化剂上游管路(13)，所述腔体内开缝钝体(3)用于在腔体内形成低速混合区，保证腔体内燃烧稳定，所述腔体预混反应物出口(4)，由沿腔体中心线布置的圆形开口(5)和呈环形布置的多个腔体顶部矩形开口(14)组成，用于将烟气及未燃反应物喷入炉膛，所述腔体顶部环形凹槽结构(6)用于在腔体顶部进一步促进燃烧稳定；

所述氧化剂无焰燃烧喷嘴(12)包括渐缩管(8)、沿氧化剂无焰燃烧喷嘴中心线布置的直管(9)、带烟气卷吸口(11)的环形喷管(10)，所述氧化剂上游管路(13)提供氧化剂，除一部分氧化剂由腔体底部氧化剂开口(2)进入燃烧稳定腔体(7)外，其余大部分氧化剂经由渐缩管(8)，由沿氧化剂无焰燃烧喷嘴中心线布置的直管(9)和带烟气卷吸口(11)的环形喷管(10)喷入炉膛，渐缩管(8)用于实现射流提速，环形喷管(10)的烟气卷吸口(11)用于卷吸炉内烟气，实现对环形射流氧化剂的稀释，同时环形喷嘴(10)形成环形射流，用于减少环形射流内直管(9)氧化剂主射流的动量消耗，获得强射流卷吸效果。

2.如权利要求1所述的带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，所述燃烧稳定腔体(7)优选为圆柱体，所述燃烧稳定腔体(7)的高度优选为所述燃烧稳定腔体(7)直径的1.5～3.5倍，所述燃烧稳定腔体(7)直径为燃料喷管(1)直径的2～5倍。

3.如权利要求1或2所述的带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，所述燃烧稳定腔体(7)内部开缝钝体(3)的开缝内径为所述燃料喷管(1)直径的0.3～0.8倍，所述开缝钝体(3)顶部直径为所述开缝钝体(3)开缝内径的1.5～3倍，所述开缝钝体(3)自身高度为所述开缝钝体(3)顶部直径的1～2倍，所述开缝钝体(3)底部距离燃烧稳定腔体(7)的高度为燃料喷管(1)直径的1～6倍。

4.如权利要求1所述的带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，所述腔体底部氧化剂开口(2)优选为3～5个，长宽比为1～5，所述腔体预混反应物出口(4)，其中心圆形开口(5)直径为所述开缝钝体(3)开缝内径的0.4～0.8倍，腔体顶部矩形开口(14)数量为3～5个，长宽比为1～5。

5.如权利要求1所述的带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，所述腔体顶部环形凹槽结构(6)所围成的环形结构内径为燃烧稳定腔体(7)直径的0.5～0.8倍，所述腔体顶部环形凹槽结构(6)为矩形，凹槽深度为燃料喷管(1)直径的1.5～4倍，所述腔体顶部环形凹槽结构(6)的凹槽高度为凹槽深度的1～3倍。

6.如权利要求1所述的带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，所述渐缩管(8)的进口面积为腔体底部氧化剂开口(2)的3～30倍。所述沿氧化剂无焰燃烧喷嘴中心线布置的直管(9)直径为所述燃料喷管(1)直径的1～8倍。

7.如权利要求1所述的带燃烧稳定装置的无焰燃烧器，其特征在于，所述环形喷管(10)的烟气卷吸口(11)设置为2～4层，所述烟气卷吸口(11)开口与射流轴线的角度为10～45度。环形喷管(10)当量直径为直管(9)的0.2～0.5倍，所述环形喷管(10)和直管(9)的高度为直管(9)直径的5～20倍。