[發(fā)明專利]低NOx燃燒器和操作低NOx燃燒器的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380027411.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104395673B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約瑟夫·科蘭尼諾
• 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;F23D14/42;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: 高瑜;鄭霞

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求2012年7月9日提交的名稱為“LOW?NOX?BURNER?AND?METHOD?OF?OPERATING?A?LOW?NOX?BURNER”(低NOx燃燒器和操作低NOx燃燒器的方法)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/669,634和2012年5月31日提交的名稱為“LOW?NOX?LIFTED?FLAME?BURNER”(低NOx離焰燃燒器)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/653,722的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)?jiān)诓慌c本文公開(kāi)內(nèi)容相矛盾的程度內(nèi)以引用方式并入。

背景技術(shù)

各種氮氧化物統(tǒng)稱為NOx，并且通常主要以單氧化物形式NO存在，其形成包含有毒的光化學(xué)煙霧的空氣污染的主要成分。NOx通常在空氣中的氮和氧在燃料燃燒過(guò)程的高溫下結(jié)合時(shí)產(chǎn)生，所述燃燒過(guò)程發(fā)生在如下裝置中：內(nèi)燃機(jī)；燃?xì)鉁u輪；工業(yè)、商業(yè)和住宅燃燒器；工業(yè)、商業(yè)和住宅鍋爐；和/或其他燃燒應(yīng)用裝置。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了低NOx燃燒器，但其可能存在相對(duì)較高的復(fù)雜性和成本的缺點(diǎn)。低NOx燃燒器可能還存在火焰穩(wěn)定性相對(duì)較差并且火焰易于吹熄的缺點(diǎn)。為了克服發(fā)生火焰吹熄的傾向，低NOx燃燒器通常可在相對(duì)較窄的調(diào)節(jié)比范圍內(nèi)運(yùn)行。由于減小的調(diào)節(jié)比的影響，低NOx燃燒器通常可相對(duì)于可以表示為BTU/小時(shí)的功率輸出或熱量輸出在相對(duì)有限的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)運(yùn)行。

所需要的是相比于之前的低NOx燃燒器更簡(jiǎn)單和/或成本更低的低NOx燃燒器。除此之外或作為另外一種選擇，所需要的是具有改善的火焰穩(wěn)定性和/或適于在相對(duì)較寬的動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)行以便提供負(fù)載匹配的低NOx燃燒器。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)實(shí)施例，減少得自燃燒反應(yīng)的氮氧化物(NOx)的形成的方法包括通過(guò)在燃料稀釋極限附近運(yùn)行來(lái)降低燃燒溫度。

根據(jù)實(shí)施例，低NOx燃燒器包括導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器，所述導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器被支撐在發(fā)散燃料流附近沿著發(fā)散燃料流的一定距離處，所述距離對(duì)應(yīng)于所需的燃料濃度、氧氣濃度、燃料/氧氣化學(xué)計(jì)量或其組合。電荷源被配置成傳遞給由導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器保持的火焰表面一定的電荷濃度。所傳遞的電荷濃度可被選擇成保持火焰點(diǎn)燃并且與導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器接觸。

根據(jù)實(shí)施例，操作低NOx燃燒器的方法包括將導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器支撐在發(fā)散燃料流附近且沿著發(fā)散燃料流的一定距離處，并將電荷傳遞到由導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器保持并由發(fā)散燃料流支持的火焰上。發(fā)散燃料流由噴嘴提供。火焰穩(wěn)定和火焰點(diǎn)火隨著火焰上的傳遞電荷和導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器之間的共同作用而得到維持。

根據(jù)實(shí)施例，在低NOx燃燒器中，導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器被支撐在距發(fā)射發(fā)散燃料流的燃料噴嘴的一定距離處。所述距離可被選擇成對(duì)應(yīng)于燃料/空氣混合物的所需特性，例如混合物的可燃性極限。將電荷傳遞給火焰表面的電荷源與導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器協(xié)同操作，以使火焰保持點(diǎn)燃并且與導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器接觸。這允許使用較稀薄的燃料/空氣混合物，從而降低火焰溫度并減少NOx生成。可增加燃料和空氣的混合，從而進(jìn)一步減少NOx生成。任選地，使用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)火焰狀態(tài)。任選地，自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器的位置或構(gòu)型以維持所需的火焰狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)實(shí)施例的低氮氧化物(NOx)燃燒器的示意圖。

圖2是根據(jù)實(shí)施例的示出了通過(guò)稀釋劑的燃料流的發(fā)散的示意圖。

圖3是根據(jù)實(shí)施例的一體化導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器的透視圖。

圖4是根據(jù)實(shí)施例的示出了用于操作低NOx燃燒器的方法的流程圖。

圖5是根據(jù)實(shí)施例的示出了用于結(jié)合圖1至圖4所述的火焰穩(wěn)定現(xiàn)象的機(jī)制說(shuō)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。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可采用其他實(shí)施例和/或可進(jìn)行其他更改。

圖1是根據(jù)實(shí)施例的低氮氧化物(NOx)燃燒器101的一部分的剖面圖。低NOx燃燒器101包括導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器102，其被支撐在發(fā)散燃料流104附近沿著發(fā)散燃料流104的距離X處。該距離X對(duì)應(yīng)于所需的燃料濃度、氧氣濃度、燃料和氧氣化學(xué)計(jì)量或它們的組合。電荷源106被配置成可將一定的電荷濃度傳遞到由導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器102保持的火焰表面108上。所傳遞的電荷濃度被選擇成可使火焰保持點(diǎn)燃并且與導(dǎo)電火焰穩(wěn)定器102接觸。