燃烧器以及锅炉-燃烧器组件的制作方法

文档序号:22069245发布日期:2020-09-01 18:37阅读:192来源:国知局
燃烧器以及锅炉-燃烧器组件的制作方法

本实用新型涉及一种能够安装在锅炉中的燃烧器,该燃烧器用于使预混合的空气-燃料混合物燃烧。

该实用新型还涉及一种用于使预混合的空气-燃料混合物燃烧的锅炉-燃烧器组件。



背景技术:

所谓的预混合燃烧器用于使预混合的燃料和空气的混合物进行燃烧。这些燃烧器用于实现低nox排放水平。在现有技术即在出版物us-6,238,206中公开了一种特别地带有长燃烧头的预混合燃烧器,该预混合燃烧器用于在没有大量残留氧的情况下实现低nox排放(烟道气中的nox排放低于9ppm)。该现有技术已知的燃烧器模型设置有燃烧头,该燃烧头与框架相关联并且延伸较长距离到锅炉内部中。然而,已发现该燃烧器的最大缺点是连续相对较高的nox排放水平,没有完全满足例如美国的某些州规定的燃烧器将有效运行的换句话说具有少于3%的残留氧的严格排放标准。与所讨论的现有已知的预混合燃烧器相关的另一个缺点是其与市售锅炉的有限兼容性。



技术实现要素:

该实用新型旨在提供关于前述现有技术的改进或至少减轻上述现有技术中存在的缺陷。因此,该实用新型的第一目的是提供一种可安装在锅炉上的高效燃烧器,以及一种锅炉-燃烧器组件,在锅炉-燃烧器组件中预混合的空气-燃料混合物可以由燃烧器燃烧具有少于3%的低残留氧,使得烟道气中的平均nox排放保持在15ppm以下,以及该预混合的空气-燃料混合物可以由燃烧器燃烧具有少于6%的低残留氧,使得烟道气中的平均nox排放保持在5ppm以下。该实用新型的第二目的是提供一种更容易安装至市售锅炉的燃烧器,以及由此可获得的锅炉-燃烧器组件。

利用能够安装至锅炉以使预混合的空气-燃料混合物燃烧的燃烧器、以及利用使预混合的空气-燃料混合物燃烧的锅炉-燃烧器组件,将能够实现以上目的。

更具体地,该实用新型涉及一种可安装至锅炉以使预混合的空气-燃料混合物燃烧的燃烧器。燃烧器包括框架构件,该框架构件设置有从框架构件突出的长型燃烧头。从框架构件观察时所见的燃烧头的远端端部设置有顶端板,并且燃烧头包括用于燃烧空气与燃料的混合物的较大直径的外管以及用于燃烧空气的较小直径的内管。燃烧头的外管形成有环绕外管的所述本体的至少一列孔口排,并且此外,外管的从燃烧器的框架构件观察时所见的远端端部开口即外管的顶端开口通到顶端板的下方。所述外管设置有用于经由包括在外管的本体中的孔口以及经由外管的顶端开口将预混合的空气-燃料混合物向燃烧头的外部输送的来自燃烧器的框架构件的预混合的空气-燃料混合物的供应,以及燃烧头的内管是连续的且从框架构件延伸至顶端板的前面。顶端板具有与外管的顶端开口的直径近似相等的宽度,并且由顶端板限定的平面的方向横向于燃烧头的纵向方向。在该实用新型中,

-在顶端板的侧边缘与顶端板的平面之间具有倾斜的入射角,该倾斜的入射角用于将输送至顶端板前向的气体引导成背离燃烧头的纵向中心轴线,以及

-燃烧头的顶端板设置有延伸穿过顶端板的多个空气开口,并且为了冷却该顶端板,内管另外地设置有用于输送该燃烧空气穿过顶端板的空气开口的燃烧空气的供应。

另一方面,在该实用新型的用于以在锅炉内部生成的火焰使预混合的空气-燃料混合物燃烧的锅炉-燃烧器组件中,燃烧器包括保持位于锅炉外部的框架构件,并且该燃烧器具有与该框架构件相关联的从所述框架构件突出的长型的燃烧头。燃烧头具有第一部分以及第二部分,该第一部分保持位于在锅炉外部或连接至锅炉的结构,该第二部分延伸到锅炉的内部。燃烧头的从燃烧器的框架构件观察时所见的远端端部设置有顶端板,所述燃烧头包括用于燃烧空气与燃料的混合物的较大直径的外管以及较小直径的内管。因此,

燃烧头的外管形成有环绕外管的所述本体的至少一列孔口排,并且此外,外管的从燃烧器的框架构件观察时所见的远端端部开口即外管的顶端开口通向顶端板的前面。该外管设置有用于经由包括在外管的本体中的孔口以及经由外管的顶端开口将预混合的空气-燃料混合物向燃烧头的外部输送的来自燃烧器的框架构件的预混合的空气-燃料混合物的供应,以及,

燃烧头的内管是连续的并且从框架构件延伸至顶端板的前面,所述顶端板的宽度大致等于外管的顶端开口的直径,并且由顶端板限定的平面(r)的方向横向于燃烧头的纵向方向(p)。在该实用新型中,

-设置有从燃烧器的框架构件到燃烧头的内管中的燃烧空气的供应,以用于经由所述内管将燃烧空气输送至顶端板的从燃烧器的框架构件观察时所见的前向侧且进一步穿过包括在顶端板中的空气开口以冷却所述顶端板。因此,在锅炉的内部生成的火焰部分的、在锅炉的内部中紧邻顶端板在顶端板后面形成的温度低于围绕该火焰部分的主火焰的温度,

-燃烧头的顶端板位于距外管的口部的一距离处,该距离使得到达顶端板前向侧的气体具有从顶端板的前向侧到锅炉的内部的流动连接,并且此外,在顶端板的侧边缘与顶端板的后表面之间具有入射角,由于该入射角,供应至顶端板的前向侧的气体被成角度地引导成背离燃烧头的纵向中心轴线。

其中限定“顶端板的宽度大致等于外管的顶端开口的直径”意味着在该连接中,顶端板的宽度可以与外管的顶端开口的宽度大致相同,或略大或略小于外管的顶端开口的宽度。

顶端板的平面r被理解为跨越顶端板的中心轴线延伸并在顶端板的纵向方向上延伸的平面。

在该实用新型的一个优选实施方式中,顶端板的侧边缘相对于由从燃烧器的框架构件观察时所见的顶端板限定的平面成呈大约40-80度的角度,特别地呈60度的角度。

结果,从燃烧器的框架构件观察流时,从外管的口部排出的空气-燃料混合物被引导成以大约40-80度的角度特别地以60度的角度背离燃烧头的纵向中心轴线。

在该实用新型的另一优选实施方式中,燃烧头的其外管形成有第一组孔口,例如具有圆形截面的一组孔口。该组孔口构成孔口排,并且包括在其中的这些孔口环绕外管且靠近外管的从燃烧器的框架观察时所见的远端端部。此外,燃烧头形成有第二组孔口,该第二组孔口由具有长型或长圆形截面的孔口诸如具有卵形或椭圆形状的截面的孔口组成,所述第二组孔口组成孔口排,包括在其中的这些孔口环绕外管且优选地位于外管的中段。

因此,优选地提供与燃烧头的外管相连的用来调节包括在外管的壁中的孔口的尺寸的机械调节元件。

本实用新型首先基于由两个同心管构造的燃烧头,并且内管供应有冷却空气,该冷却空气从内管流到顶端板的前向并且进一步流过包括在顶端板中的空气开口。这使顶端板冷却,同时在顶端板的后侧形成侧火焰c(后面也叫火焰部分),所述侧火焰的温度低于与所述侧火焰c相邻的主火焰b的温度。

在内管供应有电线的情况下,顶端板的冷却还在保护了内管内延伸的电线免受过度加热的意义上实现了显著的益处。

其次,该实用新型基于在顶端板的侧边缘与顶端板的前表面之间具有尤其是40-80度的角度的倾斜入射角。因此,从燃烧器的框架构件观察气流时,经由外管输送至顶端板的前向侧的空气-燃料混合物被引导以一角度优选地以大约60度的角度背离燃烧头的纵向中心轴线。

通过以这样的方式引导该空气-燃料混合物:使得燃烧头的顶端(近似地由顶端板限定的平面r的后向)设置有空心锥形形状的有利的大体积的主火焰b。大体积的主火焰b使主火焰达到低的温度并显著降低nox排放。另外,它是锥形形状的主火焰,增强了锅炉内部的回流,这进一步使主火焰体积膨胀并降低nox排放。

如果锅炉在由顶端板限定的平面的从燃烧器的框架构件观察时所见的后向侧设置有烟道气的出口端口,则在紧邻顶端板的后侧的火焰部分c在顶端板的后侧的火焰部分c后面生成的火焰部分d利用强大的烟道气的回流从其被引导例如进入主火焰b和侧火焰c的区域。所讨论的烟道气的回流是由火焰的形状以及由火焰板的侧边缘相对于火焰板的前表面的倾斜位置来生成的。正是由于烟道气的回流,火焰部分d的区域内的一氧化碳排放高效地被燃烧掉。

第三,该实用新型基于具有形成有第一列孔口例如具有圆形截面的孔口的燃烧头的外管。此外,燃烧头形成有第二列孔口,该第二列孔口优选地包括具有长型截面的孔口,诸如具有卵形或椭圆形状的截面的孔口。从围绕燃烧头的第一孔口排和第二孔口排输送的空气-燃料混合物增加了在燃烧头周围生成的火焰部分a的温度,同时使该特定火焰部分稳定。

在该实用新型的优选实施方式中,外管设置有能够用于构造包括在外管的壁中的长型孔口的尺寸的机械调节元件,从而提供构造燃烧头周围火焰部分a的温度的能力以使其适合于每个锅炉。

附图说明

现在将参考随附附图更详细地说明该实用新型以及由此获得的益处。

图1以透视图示出了燃烧器的框架构件以及与燃烧器的框架构件相关联的燃烧头。

图2以略微倾斜的正面和侧面视图示出了用于图1的燃烧器的燃烧头。

图3a以示意性纵向截面图示出了用于该实用新型的燃烧器的燃烧头以及与燃烧器的燃烧头相关联的燃烧器框架构件。

图3b以更详细的方式示出了图3a中可见的顶端板区域。

图4a以纵向截面图示出了该实用新型的安装至锅炉的燃烧器的第一实施方式。

图4b示意性地示出了在图4a中可见的且装配有该实用新型的燃烧器的锅炉中生成的火焰。

图5a以纵向截面图示出了用于该实用新型的燃烧器的第二实施方式,该实用新型的燃烧器安装至配备有所谓的回燃式锅炉的锅炉。

图5b以纵向截面图示出了在配备有回燃式锅炉的锅炉中生成的火焰,该锅炉在图5a中可见并带有该实用新型的安装至该锅炉的燃烧器。

图6a以直接的侧视图示出了根据该实用新型的第二实施方式的用于燃烧器的燃烧头,该燃烧头具有其框架,该框架设置有与图1-图5中可见的燃烧器的燃烧头中的孔口模式略微不同的孔口模式。

图6b以直接的侧视图示出了根据该实用新型的又一实施方式的用于燃烧器的燃烧头,该燃烧器的顶端板具有成直角的边缘,并且该燃烧头的框架具有与图1-图5、图6a中所示的燃烧器的燃烧头中使用的孔口模式进一步略微不同的孔口模式。

通过对用于该实用新型的燃烧器的在附图中可见的结构和功能细节进行描述,在下文中将简要回顾在图1-图6中所示的该实用新型的燃烧器以及锅炉-燃烧器组件的各方面。

具体实施方式

在图1-图5中描绘了燃烧器1的一般构造。

在这些图中,图1以其整体的形式示出了从外部观察时的该实用新型的能够安装至锅炉9的燃烧器1。

图2公开了用于燃烧器的燃烧头2的外管3的细节,当燃烧器被安装时,这些细节保留在锅炉内部。燃烧头2具有其外管3的本体,该外管3的本体设置有两列孔口排31、33,这两列孔口排31、33环绕外管3的所述本体30且在图1、图3a、图4和图5中也是可见的。

如图1和图2所示,燃烧器1包括与框架构件5相关联的燃烧头2。燃烧器1能够借助于凸缘91安装至锅炉。从燃烧器1的框架构件5观察时所见的燃烧头2的外端端部设置有顶端板7。

在图3a的纵向截面图中可见的是用于燃烧器1的燃烧头2,以及如纵向截面图中所示的燃烧器的框架构件5的一些部分。该图显示了燃烧头2的外管3以及完全位于外管3的内部的较小直径的内管4。

实际的燃烧头2包括较大直径的外管3和在图3a-图5的截面中是更清楚地可见的较小直径的内管4,该内管4以其整体的形式在外管3的内部延伸。燃烧头2的内管4具有这样的本体:该本体是连续的、均匀的,并且该内管4的本体延伸至顶端板7的从框架构件5观察时所见的前向侧7d;7d2并且一直连接至顶端板的前表面7c。因此,在内管、外管和顶端板的接合处,在顶端板7的从框架构件5观察时所见的前向侧7d形成了第一空间7d2。

内管4旨在用于燃烧空气并且以随后描述的方式(参见图3a和图3b)用于防止安装至锅炉1的顶端板7的温度以及位于顶端板后面的火焰部分c的温度变得过高。

外管还具有其口部35,该口部35通向顶端板7的前向侧7d的第二空间7d1。由于内管4一直延伸至顶端板的前表面7c,因此防止了到达第一空间7d2和到达第二空间7d1的气流55、80在顶端板7的前向侧7d上混合。

顶端板7具有与外管3的顶端开口35在由顶端板7限定的平面r的方向上的直径大致相等的宽度t。顶端板的r平面的方向横向于燃烧头的纵向方向p。

燃烧头2具有其外管3的本体,该外管3的本体设置有两列孔口排31、33,这两列孔口排31、33环绕外管3的所述本体30,其中包括在孔口排31中的各孔口在形状上是长型的,也参见图1、图2、图4a和图5a。

在燃烧头2中形成的第二列孔口包括具有长型截面的孔口,诸如具有呈卵形和/或呈椭圆形截面的孔口,孔口延伸穿过管3的本体30。该组孔口构成孔口排31,从燃烧器的框架构件5观察时,包括在该孔口排31中的孔口在管3的中间区段或中间区域中在距外管3的远端端部3a相等的距离处环绕管3。

图3a还示出了提供的与燃烧头2的外管3相连的机械调节元件10,用于调节包括在外管3的壁中的椭圆形孔口31的开口尺寸。在这种情况下,机械调节元件包括设置于外管的内表面上的凸缘件,特别是衬圈10a,该凸缘件是可移位的以部分地或完全地覆盖孔口排31中的长型孔口。衬圈10a使得能够适应从孔口排31的孔口流出的燃料-空气混合物40以变得适于每个锅炉尺寸和形状,从而能够以随后描述的方式来优化在燃烧头2周围形成的火焰部分a的温度。

图3b同样以纵向截面图并且更详细地示出了在图3a中可见的在燃烧头2的顶端板7周围的区域。由于顶端板7的结构特征,产生了主火焰b以及在紧邻顶端板7在顶端板7的后面的后向侧7c上的侧火焰c。

顶端板7代表所谓的火焰板,该火焰板用于将从较大的管3的顶端3a到达的燃烧空气与燃料的混合物80散布到锅炉9中。此外,顶端板7可以用于保护在内管4内延伸的电线免于过度加热。

因此,顶端板7首先设置有延伸穿过顶端板7的多个空气开口71,此外,内管4具有其口部,该口部通到紧邻沿燃烧空气55的行进方向的顶端板7的前向侧7;7d2并通到与延伸穿过顶端板7的空气开口71对准。内管4的内部是例如用于电气化的空间。

为了冷却该顶端板7,内管4设置有来自燃烧器1的框架构件5的燃烧空气55的供应,以用于将燃烧空气55输送到顶端板7的前向侧7;7d2并进一步穿过空气开口71到顶端板的后向侧7e。通过冷却该顶端板7,可以在内管内安装例如电线(图中未示出)。在先前已知的燃烧器中不能以这种方式实施电气化。

顶端板7设置成沿燃烧头2的纵向p的距外管3的口部35的一距离处,该距离使得经由外管3而到达设置于顶端板7的前表面7c的前向侧7d的第二空间7d;7d1中的空气-燃料混合物80以与顶端板的侧边缘7a同向的流动从位于顶端板7的前向侧的空间7d;7d1流过到顶端板的平面r的另一侧。在顶端板7的侧边缘7a与顶端板7的后表面7b之间具有入射角a。从外管输送到顶端板7的前向侧的空间7d1中的燃料和气体的混合物优选燃料和空气混合物60沿着顶端板7的侧边缘7a行进。由于在顶端板的侧边缘7与顶端板的后表面7b之间存在入射角a,所以燃料和空气混合物60也以倾斜的取向越过顶端板的后表面7b。由此,当从框架构件5的方向看时,燃料和空气混合物60以大约60度的角向外并且从燃烧器的燃烧头2的中心线p向前被引导到锅炉的内部,如在图3b、图4b和图5b中更清楚地示出的。

在该坐标系中,从燃烧头的纵向轴线直奔侧向的角度为90度。燃烧头的纵向方向也就是中心线p的方向被认为角度为0度。

在该实用新型的锅炉-燃烧器组件中,主要生成氮氧化物排放,因为大气氮由于高温而被氧化(所谓的热nox排放)。通过降低锅炉中的火焰温度,可以有效地减少nox排放。

通过如从燃烧器1的燃烧头2的纵向中心线观察,将空气-燃料混合物的流60以恰当的角度向外引导,可以在锅炉的内部产生主火焰b,该主火焰b以低于常规的温度燃烧,并且在该温度下生成低于正常量的nox排放,仍参见下面的图4b和图5b的描述。

在该实用新型中,空气-燃料混合物的流60以大约650度的角度被引导成背离燃烧头的中心线p,从而在燃烧头2的顶端处(在近似地由顶端板限定的平面r的后面)产生呈空心锥形的有利的大体积的主火焰b。该大体积的主火焰b实现了对于主火焰的低的温度并显著地降低了热的nox排放。此外,主火焰的锥形形状增强了锅炉9内部的回流,锅炉9内部的回流进一步使主火焰b的体积膨胀并减少了nox排放。

在图4a中示出了该实用新型的一个实施方式,其中图3a-图3b中可见的燃烧器1借助于凸缘91安装至锅炉9;9',锅炉9;9'中的烟道气从顶端板7的从框架构件5观察时所见的后面从锅炉排出。

在图4b中描绘了借助于该实用新型的燃烧器在这样的锅炉9;9'中生成的火焰a、b、c、d。在图4b中可见的锅炉9;9'在由燃烧头的顶端板限定的平面r的当从燃烧器的框架构件5观察时所见的后面设置有用于烟道气的出口端口。在这样的锅炉中,在紧邻顶端板7后面的火焰部分c在顶端板7后面的火焰部分c的后面生成有火焰部分d,该火焰部分d的温度高于所述火焰部分c的温度。在火焰部分d的区域内,实际上所有的燃料都已经完全烧掉,但一氧化碳排放(co排放)的燃烧仍在继续。在火焰部分d的区域内有生成强回流,这些回流进入火焰部分c并从那里进一步进入火焰部分b。这些回流增强了一氧化碳的完全燃烧,并且在实践中,在该实用新型的燃烧器-锅炉组件的一氧化碳排放确实非常低,为0-50ppm,使用该实用新型的燃烧器-锅炉组件可达到甚至为0ppm的一氧化碳排放。

在图5a中示出了该实用新型的另一实施方式,其中图3a-图3b中可见的燃烧器1借助于凸缘91安装至锅炉9;9',锅炉9;9'中的烟道气从顶端板7的从框架构件5观察时所见的前向侧离开锅炉(这是配备有所谓的回燃式锅炉的锅炉)。能够使用该实用新型的燃烧器在这样的锅炉9;9'中获得的火焰a、b、c、d在图5b中是可见的。

现在将参考前面对图1-图5的简要描述来更详细地回顾该实用新型的最重要方面。

在图4a-图4b和图5a-图5b中示出了该实用新型的锅炉-燃烧器组件以及在锅炉9的内部产生火焰。图1和图3a示出了凸缘91,该凸缘91环绕燃烧头2,并且燃烧器1的燃烧头2借助于该凸缘91耦接至锅炉9的壁。在由此构造的锅炉-燃烧器组件中,燃烧器1包括框架构件5,该框架构件5保持位于锅炉9的外部并且从所述框架构件5突出的长型的燃烧头2连接至该框架构件5。燃烧头2具有其第一部分22,该第一部分22保持在锅炉9外或者该第一部分22借助于凸缘91连接至锅炉9的结构。在图4a和图4b以及图5a和图5b中所示的该实用新型的实施方式中,类似于已经在上面描述的,燃烧头的部分2;21保持在锅炉9内。

如上所述,外管3的从燃烧器1的框架构件观察时所见的远端端部处的开口即外管3的顶端3a处的开口35通到位于顶端板7的前向侧7d的空间7d1中。顶端板7用于散布火焰、用于降低锅炉内部可获得的主火焰b的温度以及用于在顶端板后面生成火焰部分c。

为了产生火焰部分c,设置有从燃烧器1的框架构件5到燃烧头2的内管4中的内管燃烧空气55的供应,燃烧空气55的流借助于所述内管沿着该内管4行进到设置于顶端板7的从燃烧器1的框架构件5观察时所见的前向侧7d的第一空间7d2并进一步流动穿过包括在顶端板中的空气开口71流到顶端板的后向侧。通过将内管燃烧空气55经由内管4穿过顶端板7供应到在顶端板的后向侧7e的锅炉9的内部90中而产生火焰部分c,该火焰部分c在其每侧都与锥形的主火焰b相邻。火焰部分c具有的温度低于主火焰b的温度,由此火焰部分c使该主火焰b冷却并且,此外,火焰部分c冷却该顶端板7以及在下文中出现的在管4内延伸的空气管道。位于管4内的空气管道的冷却使例如电线能够被带入管4内。顶端板7后面的火焰部分c的温度取决于锅炉尺寸,由此,火焰部分c通常可以在紧邻顶端板在顶端板的后面具有例如900-1200℃的温度,但这显然取决于实际锅炉的形状和体积。在该锅炉9的内部90中生成的火焰部分c的温度低于围绕该火焰部分c的主火焰b的温度。

外管3设置有外管燃烧空气50。外管燃烧空气50从燃烧器1的框架构件5到达,该外管燃烧空气50与混合器8预混合,并且然后该经混合的外管燃烧空气50经由用于燃料的孔口排72补充燃料(参见图3a、图4a、图5a)。所述孔口排72的孔口在沿燃烧头2的纵向方向p距混合器8短的距离处环绕外管3。由此产生的预混合的空气-燃料混合物80进一步朝向外管3的从框架构件观察时所见的远端端部3a行进。预混合的空气-燃料混合物80通过包括在外管3的本体中的孔口排31、33的孔口、以及通过外管3的口部(顶端开口)35而找到在燃烧头2的外部的它的路径,该外管3的口部(顶端开口)35通向位于顶端板7的前向侧7d的且由顶端板7的前表面7c和侧边缘7a限定的空间7d1。空间7d1在燃烧头2的纵向方向上由内管4的外表面限定,并且外管的口部35通向所述空间。空间7d1在背离燃烧头2的中心线的方向上敞开。

燃烧头2具有其顶端板7,该顶端板7位于距外管3的口部35的一距离处,该距离使得到达位于顶端板7的前向侧7d的空间7d1中的空气与燃料的气体混合物80具有从顶端板7的前向侧7d的空间7d1到锅炉9的内部90中的流动连接。

如图3a、图3b、图4a和图5a所示,在顶端板7的侧边缘7a与顶端板的后表面7b(或由顶端板限定的平面r)之间具有倾斜的入射角a。当从燃烧器1的框架构件所在处观察顶端板7时,入射角a大约为40-80度,特别地为大约60度。优选地,从燃烧器的框架构件5观察顶端板时,入射角为大约60度。在侧边缘与顶端板的平面r之间的该入射角a具有这样的结果:使得顶端板的侧边缘7a将供应到位于顶端板7的前向侧7d的空间7d1中的空气-燃料混合物80引导为沿所述侧边缘7a行进,由此使空气-燃料混合物80的流60被引导成背离燃烧头的纵向中心线p;以及当从燃烧头2的纵向中心线p以及框架构件5观察时,流60被引导为成从框架构件5观察时所见的大约40-80度的角度、成从框架构件5观察时所见的大约60度的角度背离和向前。坐标系与前面提到的相同。

空气-燃料混合物80的这种流60有助于主火焰b在形状上呈锥形并具有扩大的燃烧区域。由于大范围的锥形燃烧区域实现了大燃烧体积和低功率密度。低功率密度导致低燃烧温度并且从而导致低nox排放。在燃烧头2的顶端周围的主火焰b的锥形形状也增强了回流,该回流使主火焰b稳定并将烟道气混合到主火焰b中,这进一步使锥形燃烧区域膨胀并且从而降低了主火焰区域内的燃烧温度。

主火焰b部分地由在顶端板c的后向侧生成的火焰部分c来稳定,但是主火焰b主要通过使用火焰部分a来稳定,该火焰部分a发展成围绕燃烧头2并邻近于主火焰(参见图4b和图5b)。为了生成适当类型的烟道气的回流,燃烧头2的外管3优选地形成有第一组孔口,该第一组孔口由具有圆形截面的孔口组成,所述第一组孔口构成孔口排33,包括在该其中的这些孔口在距外管3的从燃烧器的框架构件5观察时所见的远端端部3a相等的第一距离处环绕外管3的本体30(参见图3a、图3b、图4a、图4b、图5a、图5b)。

燃烧头2的外管3也形成有第二组孔口,该第二组孔口构成孔口排31,包括在其中的这些孔口环绕外管3且以距外管3的从燃烧器的框架构件5观察时所见的远端端部3a相等的第二距离位于在外管3的中段或中间区域。

优选地,第一孔口排33的孔口定位成比第二孔口排31的孔口更靠近燃烧头2的顶端。

第二孔口排31的孔口是具有长型截面的孔口,诸如具有长圆形、卵形或椭圆形的截面的孔口,这些孔口延伸穿过外管3的本体30。从框架5引导到外管3中并且进一步引导到管的端3a的气流,诸如空气-燃料混合物80的流40,行进穿过孔口排31和孔口排33两者的孔口。穿过这些孔口的空气-燃料混合物80的流40具有其穿过孔口排31、33的孔口的速率,该速率尤其取决于空气-燃料混合物80的流40的流速,以及孔口排31、33中的孔口的尺寸。

如从图4a和图5a中可见,燃料-空气混合物80经由孔口排31和孔口排33以流40的形式排出,该流40的方向相对于燃烧头的纵向中心线p成大约90度的角度,从而在燃烧头2周围生成火焰部分a。在燃烧头2周围存在很多涡流和烟道气回流。当该区域从孔口排31、33的孔口供应有以气流40形式的空气-燃料混合物时,该空气-燃料混合物由于其燃烧而产生火焰部分a,火焰部分a增加了燃烧头附近的温度并使与火焰部分a邻接的主火焰b稳定。该火焰部分的温度强烈地取决于例如锅炉9的直径,以及在较大的锅炉中,除此之外,火焰部分a具有较大的燃烧区域且烟道气回流具有较大的质量流率。如前面已经指出的那样,借助于机械调节元件10;10'能够对包括在由长型孔口组成的孔口排31中的孔口的尺寸进行调节,从而能够针对每种锅炉类型来对火焰部分a的温度进行适当地调节。

在图5b中所示的锅炉-燃烧器组件中,锅炉9;9'即所谓的回燃式锅炉在由燃烧头2的顶端板7限定的平面r的从燃烧器1的框架构件5观察时所见的后面具有用于烟道气的出口端口。这种类型的锅炉产生基本相似的主火焰b、位于顶端板后面的火焰部分c以及火焰部分a,该火焰部分a环绕燃烧头并升高燃烧头的附近的温度以及使主火焰b稳定,由此火焰部分a以与图4a-图4b的锅炉-燃烧器组件相同的方式来限界。然而,在这种情况下,来自主火焰b的烟道气的回流朝向烟道气的出口端口转移,由此主火焰通常较小。火焰部分d在这种类型的锅炉-燃烧器组件中没有太大的意义。

对于本领域技术人员显而易见的是,本实用新型也可以以各种其他方式实现。因此,在图6a和图6b中示出了该实用新型的燃烧器的几个可选的实现方式。

图6a显示了用于该实用新型的燃烧器1的燃烧头2;2'的一个可选的构造。该燃烧头2;2'设置有与包括在图1-图5中所示的燃烧器1中的顶端板类似的顶端板,但在这种情况下,外管3仅形成有单组孔口,该单组孔口构成孔口排31,包括在其中的这些孔口是具有长型的、长圆形的诸如卵形或椭圆形截面的孔口。该孔口排围绕外管3的本体30且近似地位于本体的中段。还可以提供这种方式的锅炉-燃烧器组件,在这种方式的锅炉-燃烧器组件中主火焰b具有相对大的体积。

图6b显示了用于该实用新型的燃烧器1的燃烧头2;2”的另一种可能的构造,该构造提供了根据该实用新型的燃烧器的一些优点。在图6b的燃烧头2;2”中,由顶端板7的侧边缘7a与由顶端板限定的平面r一起形成的虚拟入射角a与燃烧头2的中心线p是同向的。因此,将从外管3的顶端3a排出的空气燃料混合物引导成以90度的角度且背离燃烧头2的纵向中心线p。另外,燃烧头2的外管3形成有连续三列孔口,所述三列孔口中的每列孔口组成孔口排37;37'、37”、37”',包括在其中的这些孔口截面为圆形,并且每个孔口排环绕该外管3且优选地位于外管3的本体的中段。

标记列举

燃烧器1

燃烧头2

保持位于锅炉内部的部分21

保持位于锅炉外部的部分22

较大直径的管、外管3

本体30

长型孔口排31

第一孔口排33

一列或多列第二孔口排37

管的远端端部、管的顶端3a

口部、顶端开口35

管的近端3b

内管、较小直径的管4

燃烧器的框架构件5

顶端板7

侧边缘7a

后表面7b

前表面7c

前向侧7d

前向侧的空间7d1、7d2

后向侧7e

空气开口71

燃料开口线72

混合装置8

锅炉9

内部90

用于锅炉与燃烧器之间接合的凸缘91

机械调节元件10

预混合空气-燃料混合物的流(进入锅炉)40

外管燃烧空气的供应50

内管燃烧空气的供应55

从顶端板的一侧(进入锅炉)的气体混合物的流60

穿过顶端板(进入锅炉)的燃烧空气的流65

预混合的空气-燃料混合物80

火焰a、b、c、d

围绕燃烧头的侧火焰a

主火焰b

紧邻顶端板在顶端板后面的侧火焰c

在顶端板后面的更远的侧火焰d

顶端板的平面r与侧边缘7a之间的角度a

供应的空气i

燃烧头的纵向方向p

由顶端板限定的平面r

顶端板的宽度t。

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