[發(fā)明專利]自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器及燃燒方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011449548.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112443839A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方楠;王關(guān)晴;羅丹;陳翔翔;徐江榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F23D14/02
• 分類號(hào): F23D14/02;F23D14/26;F23D14/46;F23D14/60;F23D14/62;F23D14/84;F23L9/00
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：包括空氣燃?xì)庑D(zhuǎn)預(yù)混器，在空氣燃?xì)忸A(yù)混器外側(cè)底部，設(shè)有切圓均布的文丘里引射器，文丘里引射器入口端設(shè)有燃?xì)馊肷淦鳎豢諝馊細(xì)忸A(yù)混器上端設(shè)有氣流均勻分配器，氣流均勻分配器上端設(shè)有多孔介質(zhì)燃燒輻射器，多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器上端設(shè)有放射狀輻射環(huán)；空氣燃?xì)忸A(yù)混器底面中心，設(shè)有二次風(fēng)入口，二次風(fēng)管為文丘里管結(jié)構(gòu)，設(shè)置于空氣燃?xì)庑D(zhuǎn)預(yù)混器、氣流均勻分配器、多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器中心軸線；所述多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器軸截面為由下往上漸擴(kuò)，放射狀輻射環(huán)軸向截面倒梯形結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述二次風(fēng)管采用文丘里管，文丘里管的喉部與所述氣流均勻分配器位于同一標(biāo)高，二次風(fēng)管入口端與所述空氣燃?xì)庑D(zhuǎn)預(yù)混器底部位于同一標(biāo)高，二次風(fēng)管出口端與所述多孔介質(zhì)燃燒輻射器表面位于同一標(biāo)高。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述二次風(fēng)管出口端上方設(shè)有二次風(fēng)壓蓋，二次風(fēng)壓蓋柱面設(shè)有周向均布的二次風(fēng)出口，二次風(fēng)出口須具有設(shè)定流速，形成一定射流卷吸效應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述二次風(fēng)出口的軸線方向垂直于二次風(fēng)壓蓋柱面軸線方向或在同一水平面成統(tǒng)一方向最大旋轉(zhuǎn)偏心角為20°之內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述文丘里引射器為文丘里管，數(shù)量為2個(gè)或3個(gè)，軸線入射方向?yàn)榍邢颍D(zhuǎn)偏心角為0°-20°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器軸向截面采用“梯形褲腿”結(jié)構(gòu)，且每條“褲腿”同樣設(shè)計(jì)為倒梯形截面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器中的多孔介質(zhì)下部采用孔徑和/或孔隙率較小的多孔介質(zhì)填充，上部采用孔徑和/或孔隙率較大的多孔介質(zhì)填充；所述多孔介質(zhì)孔隙率為0.25～0.95；所述多孔介質(zhì)應(yīng)為孔隙率、孔徑均勻的蜂窩結(jié)構(gòu)、泡沫結(jié)構(gòu)或堆積顆粒結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述氣流均勻分配器采用孔密度高的陶瓷板，金屬板、泡沫陶瓷、泡沫金屬板中的一種或多種；各板中的小孔軸線與板面法線平行或成統(tǒng)一方向偏轉(zhuǎn)角，偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)小于10°。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器，其特征在于：所述放射狀輻射環(huán)整體為陶瓷板、金屬板、泡沫陶瓷、泡沫金屬板中的一種，或以金屬框架為基體，當(dāng)中以蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷、泡沫金屬等按2、4、6數(shù)量以圓周方向均布的嵌入金屬框架基體。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自卷吸二次風(fēng)多引射預(yù)混多孔介質(zhì)燃燒輻射器進(jìn)行低氮分級(jí)燃燒的方法，其特征在于：

燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)馊肷淦鞲咚賴娙胛那鹄镆淦鲀?nèi)，利用燃?xì)飧咚偕淞鳟a(chǎn)生的吸卷效應(yīng)將周圍空氣吸入文丘里引射器內(nèi)，形成一次風(fēng)，與燃?xì)饨?jīng)文丘里引射器流動(dòng)混合后，以射流方式切向旋轉(zhuǎn)進(jìn)入空氣燃?xì)庑D(zhuǎn)預(yù)混器，并在空氣燃?xì)庑D(zhuǎn)預(yù)混器內(nèi)利用切向射流引起的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行再次旋轉(zhuǎn)預(yù)混，形成混合燃?xì)猓?/p>

混合燃?xì)饨?jīng)氣流均勻分配器整流后，進(jìn)入軸向截面漸擴(kuò)的“梯形褲腿”式多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器燃燒，同時(shí)利用多孔介質(zhì)孔隙分層界面與多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器軸向截面漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定燃燒火焰，在多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器上層多孔介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行還原性氣氛燃燒，抑制NOx生成，甚至能將生成氮氧化物繼續(xù)還原為氮?dú)猓?/p>

位于多孔介質(zhì)燃?xì)馊紵椛淦鲀?nèi)的二次風(fēng)管段受到燃燒加熱后，管內(nèi)二次風(fēng)受熱膨脹，在二次風(fēng)管喉部上方形成負(fù)壓區(qū)域，自動(dòng)卷吸喉管下方二次風(fēng)入口的新鮮空氣，形成二次風(fēng)進(jìn)入喉管上方，繼續(xù)受熱膨脹后，利用喉管結(jié)構(gòu)控制二次風(fēng)向上流動(dòng)，經(jīng)所述二次風(fēng)壓蓋的二次風(fēng)出口射入燃燒區(qū)域，形成卷吸效應(yīng)，及時(shí)補(bǔ)充燃燒所需要的氧氣，在多孔介質(zhì)燃燒輻射器表面上方空間形成氧化性氣氛；這樣就在多孔介質(zhì)燃燒表面輻射器軸向方向上先后形成明顯還原性與氧化性氣氛的兩級(jí)穩(wěn)定燃燒區(qū)域，抑制NOx生成，直接實(shí)現(xiàn)NOx超低排放；同時(shí)，所述放射狀輻射環(huán)能及時(shí)回收煙氣余熱，并通過輻射方式直接輻射給鍋底，這樣燃燒熱量能夠通過燃燒多孔介質(zhì)輻射、高溫?zé)煔鈱?duì)流換熱、放射輻射環(huán)輻射方式實(shí)現(xiàn)燃燒熱的高效傳熱。