[发明专利]增强燃烧的液体燃料雾化和蒸发的方法和装置

权利要求书

1、一种含氧液体燃料的燃烧系统，包括以下部分的组合：

一个含氧液体燃料的燃烧器，它有一个基本为圆筒形的有一个第一端部和一个第二端部或火焰端的壳体，该壳体适于将一种氧化剂流体从该壳体的第一端部传送到第二端部，一个与壳体相间地且同心设置在该壳体中的液体燃料导管，该燃料导管基本上是圆筒形的并且有一个可将液体燃料引入该燃料导管中的第一端部或燃料端和一个封闭的第二端部或火焰端，燃料导管可以相对壳体沿其纵轴线移动，至少设置了两个相互之间和距燃料导管的第二端部等距相间的燃料孔，该燃料孔从燃料导管的内部延伸到导管的外表面，该燃料孔具有一个基本上为圆柱形的横截面，每个孔的纵轴线与导管的纵轴线相交成一个60°或更小的角度，

使燃料导管相对于壳体能移动地定位的部件，以使导管和壳体的纵轴线与可以相对于壳体第二端部移动的导管的第二端部的位置一致，

安装在燃烧器上的一个预燃烧室，它有一个基本上为圆筒形的中央通道，该通道的一端相对于壳体的火焰端是流体密封的，其第二端可以对在工业环境中用于加热的火焰导向，圆筒形中央通道的纵轴线是燃烧器壳体的纵轴线的延伸，该预燃烧室构造和布置得使其中央通道的长度与直径之比(L/d)为2.0至6.0，而燃烧器用于在0.25至20×10⁶BTU/小时之间的一个燃烧速率下传播火焰，使该系统很理想地适用于采用低压雾化介质的燃烧。

2、按权利要求1的系统，其中每个燃料孔的纵轴线与燃料导管的纵轴线成的角度在10°至60°之间。

3、按权利要求1的系统，其中燃料导管中有2至12个燃料孔。

4、按权利要求1的系统，其中燃料孔的直径为0.01英寸至0.20英寸。

5、按权利要求1的系统，其中预燃烧室由一种耐火材料制成，其外形适合于等待投入使用的炉子的壁的一部分。

6、按权利要求1的系统，其中含氧燃料燃烧器由从一组由不锈钢，合金钢，高温合金和高级合金或其组合等材料中的选择的一种材料制成。

7、一种用于加热一个腔室使之温度升高的系统，包括以下部分的组合：

一个适合于接在或安装在所述腔室壁中的预燃烧室，该预燃烧室有至少两个基本平行的端面，其中一个面暴露在腔室的内部空间中，预燃烧室含有一个基本上为圆筒形的在基本上平行的两个面之间穿过该预燃烧室的通道，该通道适合于对一个具有一纵轴线的含氧液体燃料燃烧器进行定位，燃烧器的轴线与通道的纵轴线相一致，

一个基本上为圆筒形的含氧液体燃料燃烧器，它具有一个至少含有两个燃料孔的中央液体燃料导管，所述燃料孔设置得与燃料导管轴线成一角度，燃料导管由一个流体环绕通道包围住，从而引入该流体环绕通道的流体就会包围从燃料导管的燃料孔出来的液体燃料，使燃料雾化并在从燃烧器出去之前与液体燃料混合，燃烧器设置在预燃烧室中的通道内，使通道延伸超出燃烧器前端一定距离，该距离由值为2至6的一个比值来固定，该比值是由燃烧器前端到预燃烧室中的通道端部之间的长度除以燃烧器前端直径确定的，其中所选取的燃烧器具有0.25～20×10⁶BTU/小时的燃烧速率。

8、按权利要求7的系统，其中预燃烧室中的通道基本上是圆筒形的，它在暴露给腔室的那个端面处具有最大的会聚或扩张形状，相对于通道纵轴所测量的角度为15度。

9、一种产生用于加热腔室使其温度升高的低NO_x含氧燃料火焰的方法，包含以下步骤：

产生一种含氧液体燃料火焰，其中心为一个富燃料相，周围由一个贫燃料相层包围住，

以一种圆柱形的形状限制并引导该火焰，限制和引导的距离为从产生火焰的一点到可将火焰引入加热装置中的一点，该距离（或长度）由通过的长度与火焰在其源点处的直径之比值来确定，当产热率为0.25～20×10⁶BTU/小时时，该比值为2至6。

10、一种在分级燃烧中产生低NO_x的含氧燃料火焰以将腔室加热到一个升高的温度的方法，包括以下步骤：

产生一种含氧液体燃料火焰，其中心是一富燃料的相，周围由一贫燃料的相层包围住，

以一种圆柱形的形状限制和引导该火焰，其引导的距离为从产生火焰的一点到可将火焰引入加热装置中的一点，该距离（或长度）由通过的长度与火焰在其源点处的直径之比值来确定，当产热率为0.25～20×10⁶BTU/小时时，该比值为2～6。