[發(fā)明專利]低NOx離焰燃燒器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380026121.7
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN104350332B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約瑟夫·科蘭尼諾;羅伯特·E·布賴登塔爾;伊戈·A·克里克塔弗維奇;克里斯多佛·A·威克洛夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 克利爾賽恩燃燒公司
• 主分類號(hào): F23N5/12
• 分類號(hào): F23N5/12;F23D14/46;F23D99/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 孫靜;鄭霞

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求提交于2012年5月31日的名稱為“LOW?NO_XLIFTED?FLAME?BURNER”(低NO_X離焰燃燒器)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/653,722、提交于2012年7月9日的名稱為“LOW?NO_X?BURNER?AND?METHOD?OF?OPERATING?A?LOW?NO_X?BURNER”(低NO_X燃燒器及低NO_X燃燒器的操作方法)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/669,634的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)?jiān)诓慌c本文公開內(nèi)容相矛盾的程度內(nèi)以引用方式并入。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，離焰燃燒器包括燃料噴嘴和電極，所述燃料噴嘴被配置成提供燃料，所述電極被配置成承載電壓并在離焰燃燒器工作時(shí)對(duì)燃料支持的火焰施加電壓或相應(yīng)的電荷。電極可以為任何導(dǎo)電介質(zhì)，包括但不限于固體、液體、蒸汽、等離子體、氣態(tài)懸浮物或漿液。導(dǎo)電性火焰錨定器被設(shè)置在由燃料噴嘴噴射的燃料射流附近，且不與電極接觸。施加于火焰的電壓即電荷起到將火焰錨定于導(dǎo)電性火焰錨定器的作用。燃料噴嘴與導(dǎo)電性火焰錨定器之間的提升距離充當(dāng)挾帶空氣或煙氣進(jìn)入、或增強(qiáng)空氣混合、或削弱燃料射流的混合區(qū)，其繼而可以降低火焰溫度和/或提供反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量比，從而減少燃燒器產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，低NOx燃燒器的操作方法包括從燃料噴嘴噴射燃料，通過噴射的燃料支持火焰，通過電極向火焰施加電壓即多出電荷，并且通過設(shè)置在燃料噴嘴與電極之間的導(dǎo)電性火焰錨定器錨定火焰。燃料噴嘴與導(dǎo)電性火焰錨定器之間的提升距離提供了將空氣或煙氣與噴射的燃料混合的區(qū)域。空氣或煙氣與噴射的燃料的混合可降低火焰溫度和/或提供反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量比，從而減少燃燒器的NOx輸出。

附圖說明

圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的離焰燃燒器的示意圖。

圖2為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的離焰燃燒器的細(xì)節(jié)圖，其中火焰錨定器包括設(shè)置在燃料噴嘴軸向和周向的環(huán)。

圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的離焰燃燒器的細(xì)節(jié)圖，其中火焰錨定器包括一個(gè)或多個(gè)從燃料噴嘴伸出的突出件。

圖4為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的離焰燃燒器的示意圖，其包括火焰錨定器定位機(jī)構(gòu)，所述火焰錨定器定位機(jī)構(gòu)用來在兩種或更多種與燃料噴嘴相隔距離之間致動(dòng)火焰錨定器的位置。

圖5為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的低氮氧化物(NOx)燃燒器操作方法的流程圖。

圖6為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例并結(jié)合圖1-5所示的火焰錨定現(xiàn)象的機(jī)制說明示意圖。

具體實(shí)施方式

在以下具體實(shí)施方式中，參考形成本文一部分的附圖。除非在上下文中另外指明，否則在附圖中類似的符號(hào)通常表示類似的部件。在具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求中所述的示例性實(shí)施例并不用來進(jìn)行限制。在不脫離本文所述主題的精神或范圍的前提下，可采用其他實(shí)施例并且可作出其他改變。

圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的離焰燃燒器101的示意圖。離焰燃燒器101包括用來提供燃料的燃料噴嘴102、用來承載電壓并被設(shè)置成遠(yuǎn)離燃料噴嘴102的電極104以及定位在燃料噴嘴102與電極104之間的導(dǎo)電性火焰錨定器108。導(dǎo)電性火焰錨定器108通常被支撐成遠(yuǎn)離電極104而不與其接觸。當(dāng)離焰燃燒器101工作時(shí)，電極104至少間歇性地與燃料噴嘴102支持的火焰106接觸。在其他實(shí)施例中，電極104可在火焰106附近，但不與火焰106直接接觸。

電極104和火焰錨定器108可在結(jié)構(gòu)上相似或者甚至相同，如圖1所示，或者它們可在形狀或結(jié)構(gòu)上具有顯著差異。一般來講，電極104與火焰錨定器108之間的原則性區(qū)別在于電極104向燃燒流體施加電荷(例如，向火焰106施加電壓)，而火焰錨定器108將電流從火焰106傳導(dǎo)至保持電壓節(jié)點(diǎn)(例如傳導(dǎo)至地)。電極104可被設(shè)置成與火焰106接觸以施加電壓。或者，電極104可被設(shè)置在火焰106的上游，以將供挾帶的電荷輸出到燃料射流110、助燃空氣或煙氣112中，繼而被挾帶進(jìn)火焰106。

電壓源109用來向電極104施加電壓。

燃料噴嘴102可用來提供氣態(tài)液體燃料或粉狀固體燃料。設(shè)想本文所公開的方法可適用于可通過噴嘴輸送的多種燃料。例如，其他燃料可包括各種烴類氣體，諸如甲烷(天然氣)、乙烷、丙烷和乙炔；液態(tài)烴類燃料，諸如各種等級(jí)的油品、煤油和汽油；和/或固態(tài)烴類燃料，諸如粉煤。部分反應(yīng)的燃料能夠攜帶正電荷，如(舉例來說)碳正離子將比不能形成離子的燃料更好用。