使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置转让专利

申请号 : CN201380024490.2

文献号 : CN105209825B

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相似专利:

发明人 : 沈成勋丁相铉金汉锡

申请人 : 韩国机械研究院

摘要 :

提供了一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。产生于燃烧室中的燃烧气体被回收并且和空气流进行混合以作为混合气体被再次注入到燃烧室中,以使得燃料或空气流可被迅速地加热至燃点温度。另外,氧气浓度被稀释以减少NOx,CO和CO2。其次,康达喷嘴引导高温燃烧气体,并且空气通过康达喷嘴的一端部被注入。因此,足够的高温燃烧气体被注入以形成空气流和高温燃烧气体的混合气体。此外,简化了燃烧室的结构,并且减少了制造成本和安装面积。因此,大幅度地降低了成本。

权利要求 :

1.一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置,所述燃烧装置包括:

燃烧室(10),用于燃烧的材料在所述燃烧室(10)中燃烧,多个空气供给孔(11)穿过所述燃烧室(10)的外表面;

外壳(20),所述外壳(20)安装在所述燃烧室(10)的外表面上,所述外壳(20)通过气体流道(21)与所述燃烧室(10)相联接,以便来自燃烧室(10)中燃烧的高温燃烧气体流过气体流道(21);

康达喷嘴(40),所述康达喷嘴(40)与所述空气供给孔(11)的内表面间隔开而被安装在所述空气供给孔(11)上,辅助引导混合器孔(43)形成在所述康达喷嘴(40)和所述空气供给孔(11)之间,所述康达喷嘴(40)通过注入到所述康达喷嘴(40)中的空气来引导一部分高温燃烧气体,以将所述高温燃烧气体和所述空气进行混合从而被再次注入到所述燃烧室(10)中;以及空气供给部分(50),其将空气排入到康达喷嘴(40)中,

其中,所述康达喷嘴(40)穿孔以具有流道,所述流道具有沿纵向方向的平缓坡度,并且具有狭窄宽度的突出部形成在所述流道中。

2.一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置,所述燃烧装置包括:

燃烧室(10),用于燃烧的材料在所述燃烧室(10)中燃烧,多个空气供给孔(11)穿过所述燃烧室(10)的外表面;

外壳(20),所述外壳(20)安装在所述燃烧室(10)的外表面上,所述外壳(20)与所述燃烧室(10)相联接以形成气体流道(21);

旁路(30),所述旁路(30)将所述气体流道(21)和所述燃烧室(10)的排出部分(60)相联接;

康达喷嘴(40),所述康达喷嘴(40)安装在旁路(30)的内表面上,辅助引导混合器孔(43)形成在所述康达喷嘴(40)和所述旁路(30)之间,所述康达喷嘴(40)通过注入到所述康达喷嘴(40)中的空气来引导一部分高温燃烧气体,以将所述高温燃烧气体和所述空气进行混合从而被再次注入到燃烧室(10)中;以及空气供给部分(50),其将空气排入到康达喷嘴(40)中,

其中,所述康达喷嘴(40)穿孔以具有流道,所述流道具有沿纵向方向的平缓坡度,并且具有狭窄宽度的突出部形成在所述流道中。

3.一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置,所述燃烧装置包括:

燃烧室(10),用于燃烧的材料在所述燃烧室(10)中燃烧;

外壳(20),所述外壳(20)安装在所述燃烧室(10)的外表面上,所述外壳(20)通过气体流道(21)与所述燃烧室(10)相联接,以便来自燃烧室(10)中燃烧的高温燃烧气体流过气体流道(21);

康达喷嘴(40),所述康达喷嘴(40)与所述气体流道(21)的内表面间隔开而被安装在所述气体流道(21)上,辅助引导混合器孔(43)形成在康达喷嘴(40)和气体流道(21)之间,康达喷嘴(40)通过注入到所述康达喷嘴(40)中的空气来引导一部分高温燃烧气体,以将所述高温燃烧气体和所述空气进行混合从而被再次注入到燃烧室(10)中;以及空气供给部分(50),其将空气排入到康达喷嘴(40)中,其中,所述康达喷嘴(40)穿孔以具有流道,所述流道具有沿纵向方向的平缓坡度,并且具有狭窄宽度的突出部形成在所述流道中。

4.权利要求1-3之一所述的燃烧装置,其中空气供给部分(50)将空气沿着所述流道(41)的突出部(42)中的混合气体的排出方向排出,以使得排出的空气沿着所述流道(41)的内表面流动,由此将所述高温燃烧气体朝向所述排出方向注入。

5.权利要求1-3之一所述的燃烧装置,其中混合气体由所述康达喷嘴(40)排出,所述辅助引导混合器孔(43)增加所述高温燃烧气体的注入量以与所述空气进行混合。

6.权利要求1-3之一所述的燃烧装置,其中空气供给孔(11)相对于所述燃烧室(10)的内表面倾斜预定的角度。

7.权利要求2所述的燃烧装置,其中多个康达喷嘴(40)安装在所述旁路(30)中,并且所述空气和所述高温燃烧气体在所述旁路(30)中进行混合,以作为混合气体被供给到所述燃烧室(10)中。

8.权利要求1-3之一所述的燃烧装置,其中第一控制阀(51)安装在每个空气供给部分(50)上以单独地控制注入或排出空气的空气供给量和流速,由此来控制由空气注入和引导的高温燃烧气体的注入量。

9.权利要求1-3之一所述的燃烧装置,还包括安装在所述康达喷嘴(40)的一端部上的多个辅助空气供给部分(70),高温燃烧气体被分别注入所述多个辅助空气供给部分(70),所述辅助空气供给部分(70)和所述空气供给部分(50)一起增加了高温燃烧气体的注入量。

10.权利要求9所述的燃烧装置,其中第二控制阀(71)安装在每个所述辅助空气供给部分(70)上以单独地控制注入或排出空气的空气供给量和流速,由此来控制由空气注入和引导的高温燃烧气体的注入量。

说明书 :

使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置

技术领域

[0001] 本发明公开涉及使用高温FGR(烟气再循环)和康达效应的超低NOx燃烧装置,该燃烧装置具有能够对空气和高温燃烧气体进行两次引导和混合的结构,由此减少NOx和CO。

背景技术

[0002] 在传统的使用空气作为氧化剂的燃烧器中,沿着如图1所示的燃烧器的中心轴检测到的温度上升到2000K以形成图1中所示的高温区域“热斑”。氮氧化物NOx快速地生成(以毫秒计算)并集中在该高温区域中。因此,降低高温区域的温度对减少NOx的燃烧来说非常重要。
[0003] 另外,近来使用热交换器来提高能效。燃烧气体的热量被热交换器收集来预热空气。然而,热交换器增加了火焰的峰值温度,以至于NOx的生成增加了。因此需要一种用于在预热空气期间防止火焰的峰值温度增加的方法。
[0004] 参考图2,在传统的燃烧方法的燃烧器中,当氧气浓度高的时候,例如7%,火焰的峰值温度在空气的预热温度达到1200K和1600K时大幅度地增加。因此NOx的生成也大幅度地增加了。
[0005] 然而,当氧气的浓度降低时,虽然空气的预热温度达到1600K,但是火焰的峰值温度大幅度地降低。而且,具有低温的尾部的温度增加以使得温度被整体上平滑了。因此,可以通过上述方法来实现超低NOx燃烧。
[0006] 为了降低氧气的浓度,对燃料燃烧之后剩余的燃烧气体进行回收以与空气混合。然而,当燃烧气体在图3的冷却之后被回收时,火焰的稳定火焰模式变窄。另外,当回收的燃烧气体的量增加时,火焰会不稳定或者熄灭。因此,当燃烧气体在高温被回收时,在如图3所示的区域MILD模式中显示高度稳定的火焰模式。
[0007] 也就是说,用于燃烧的空气在高于燃料的燃点温度的温度处被加热,并且燃烧气体被回收和混合以被稀释,由此来降低氧气的浓度并且保持高温。因此,火焰是稳定的。上述燃烧方法是中度和强烈的低氧稀释(MILD)方法。
[0008] MILD燃烧方法有各种名称。在日本,燃烧气体如图4所示的那样被回收,并且热交换器被用于增加空气的温度。然而,当温度增加为大于燃料的燃点温度,例如高于1000度时,不能再使用传统的热交换器,而需要如图5所示的热累积再生式热交换器。热累积再生式热交换器引导高温燃烧气体通过陶瓷制品的蓄热材料以在高温处被加热。随后,空气流向蓄热材料以在高温处被加热。4路开关阀用于耐受燃烧气体和空气交替的高温。(因为空气在高温处被加热,所以上述方法在日本被称之为高温气体燃烧(HiTAC))。因此,该装置更为复杂并且价格也更高。
[0009] 另外,在减少一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的低污染燃烧装置中,一种文丘里类型空气喷嘴的混合器管被使用。
[0010] 但是,在文丘里类型的空气喷嘴中,空气喷嘴的中心线和文丘里类型的混合器管沿相同的线对齐,并且需要适当长度的文丘里混合器管以便阻止用于引导高温燃烧气体的负压。因此,燃烧室壁的厚度增加。当燃烧室壁的厚度增加时,整个燃烧室的宽度增加,因此增加了安装面积。因此成本增加。

发明内容

[0011] 技术问题
[0012] 本发明被开发用于解决相关领域的上述问题。本发明提供了一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置,其不包括用于加热空气的热交换器,但是具有用于回收高温燃烧气体的结构,以使得热量和惰性燃烧气体被回收以在高温处稀释空气流和加热空气流,由此执行MILD燃烧。
[0013] 另外,为了实现沿着曲面流动的康达效应,形成了康达喷嘴和空气供给部分。因此,可以注入足以与空气混合的高温燃烧气体,并且减小燃烧室的壁的厚度。因此,减少了安装面积并且降低了制造成本。因此,提供了一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。
[0014] 此外,辅助引导混合器孔形成在康达效应的喷嘴的外表面上,以将高温燃烧气体和空气混合。因此,所引导入的高温燃烧气体额外携带高温燃烧气体。并且,如果需要更多的空气,额外的第二空气能够通过与外部空气连接的管道被携带。因此,提供了一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。
[0015] 解决方案
[0016] 根据一个示例性实施例,提供了一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。该燃烧装置包括燃烧室10,外壳20,康达喷嘴40和空气供给部分50。用于燃烧的材料在燃烧室10中燃烧。多个空气供给孔11穿过燃烧室10的外表面。外壳20安装在燃烧室10的外表面上。外壳20通过气体流道21与燃烧室10联接,以使得来自于燃烧室10中燃烧的高温燃烧气体流过气体流道21。康达喷嘴40与空气供给孔11的内表面间隔开而被安装在空气供给孔11上。辅助引导混合器孔43形成在康达喷嘴40和空气供给孔11之间。康达喷嘴40通过注入康达喷嘴40的空气来引导一部分高温燃烧气体,以将空气和高温燃烧气体混合从而被再次注入燃烧室10。空气供给部分50将空气排到康达喷嘴40中。
[0017] 发明效果
[0018] 根据本发明,虽然省略了传统的燃烧装置的文丘里混合器管和空气喷嘴的长度,但却可以引导足够的高温燃烧气体。
[0019] 另外,本发明包括康达喷嘴和与康达喷嘴相联接的空气供给结构,以使得燃烧室壁的厚度减小30%以上。因此,制造成本、安装成本和安装面积可以减少。
[0020] 此外,与传统的燃烧装置相比,可以引导更大量的燃烧气体。因此,可以通过稀释来降低氧气浓度,并且可以将空气流的温度保持在高温。
[0021] 另外,注入燃烧气体的量可以通过控制空气流的速度而容易地被控制。
[0022] 而且,NOx减少了,火焰稳定了,并且CO减少了。
[0023] 此外,虽然供给至康达喷嘴的第一空气的量减少了,但可以引导第二空气。因此,可以供给充足的用于燃烧的空气。所以,可以减小用于第一空气的鼓风装置的尺寸。
[0024] 另外,高温燃烧气体通过所引导入的高温燃烧气体被额外地携带。并且,如果需要更多的空气,额外的第二空气可以通过与外部空气连接的管道被携带。因此,火焰是稳定的,并且CO减少了。而且,空气中氧气的浓度被稀释,并且火焰的峰值温度被降低了。所以,NOx可以大幅度地减少。
[0025] 另外,第一空气和第二空气的量可被控制以使得燃烧条件可以被优化。
[0026] 附图简要说明
[0027] 图1是示出超低NOx MILD燃烧的基本概念的曲线图。
[0028] 图2是示出沿着燃烧器的中心线在峰值温度处的氧气浓度和温度分布的曲线图。
[0029] 图3是示出用于超低NOx MILD燃烧的区域的曲线图。
[0030] 图4是示出用于MILD燃烧的燃烧气体和热量的回收结构的横断面视图。
[0031] 图5是示出使用热累积再生式高温热交换器的高温空气类型的低NOx燃烧装置的横断面视图。
[0032] 图6是根据本发明的一个示例性实施例示出的康达喷嘴和空气供给部分的横断面视图。
[0033] 图7是根据本发明的一个示例性实施例示出的使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置的横断面视图。
[0034] 图8是根据本发明的一个示例性实施例示出的使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置的横断面视图。
[0035] 图9A和9B是根据本发明的一个示例性实施例示出的使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置的横断面视图。
[0036] 图10是根据本发明的一个示例性实施例示出的使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置的横断面视图。
[0037] 标记说明
[0038] 10:燃烧室 11:空气供给孔
[0039] 12:燃料供给部分 13:燃烧器
[0040] 20:外壳 21:气体流道
[0041] 22:烟筒 23:杆式推进器
[0042] 30:旁路 40:喷嘴
[0043] 41:流道 42:突出部
[0044] 43:辅助引导混合器孔 50:空气供给部分
[0045] 51:第一控制阀 52:空气盖
[0046] 60:排出部分 61:排出管路
[0047] 62:窗口 70:辅助空气供给部分
[0048] 71:第二控制阀

具体实施方式

[0049] 本发明的示例性实施例不被限制为下面描述中阐述的元件或布置。另外,装置或元件的方向,诸如前、后、下、上、顶、底、左、右、侧面等,仅仅用于阐述本发明的示例性实施例并且并不限于所表述的方向的语意。
[0050] 下文将参照附图详细阐述本发明的示例性实施例。
[0051] 应该理解的是,以下描述的本发明的示例实施例在不脱离本文公开的发明原理的情况下可以在多个不同的方面被多样地修改,并且因此本发明的范围不限于以下这些特定的实施例。
[0052] 更确切地说,这些实施例通过示例而非限制的方式被提供,以使得对本领域的技术人员来说,此公开将是彻底和完整的,并且将充分表达本发明的原理。
[0053] 本发明的示例性实施例如下:
[0054] 根据一示例性实施例,提供了一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。该燃烧装置包括燃烧室10,外壳20,康达喷嘴40和空气供给部分50。用于燃烧的材料在燃烧室10中燃烧。多个空气供给孔11穿过燃烧室10的外表面。外壳20安装在燃烧室10的外表面上。外壳20通过气体流道21与燃烧室10相联接,以便来自燃烧室10中燃烧的高温燃烧气体流过气体流道21。康达喷嘴40与空气供给孔11的内表面间隔开而被安装在空气供给孔11上。辅助引导混合器孔43形成在康达喷嘴40和空气供给孔11之间。康达喷嘴40通过注入康达喷嘴40的空气来引导一部分高温燃烧气体,以使得高温燃烧气体和空气混合,从而被再次注入燃烧室10中。空气供给部分50将空气排入到康达喷嘴40中。
[0055] 根据一个示例性实施例,提供如下一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。该燃烧装置包括燃烧室10,外壳20,旁路30,康达喷嘴40和空气供给部分50。用于燃烧的材料在燃烧室10中燃烧。多个空气供给孔11穿过燃烧室10的外表面。外壳20安装在燃烧室10的外表面上。外壳20与燃烧室10相联接以形成气体流道21。旁路30将气体流道21与燃烧室10的排出部分60相联接。康达喷嘴40安装在旁路30的内表面上。辅助引导孔43形成在康达喷嘴40和旁路30之间。康达喷嘴40通过注入康达喷嘴40的空气来引导一部分高温燃烧气体,以使得高温燃烧气体和空气混合,从而被再次注入到燃烧室10中。空气供给部分50将空气排入到康达喷嘴40中。
[0056] 根据一个示例性实施例,提供如下一种使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。该燃烧装置包括燃烧室10,外壳20,康达喷嘴40和空气供给部分50。用于燃烧的材料在燃烧室10中燃烧。外壳20安装在燃烧室10的外表面上。外壳20通过气体流道21与燃烧室10相联接,以便来自燃烧室10中燃烧的高温燃烧气体流过气体流道21。康达喷嘴40与气体流道21的内表面间隔开而被安装在气体流道21上。辅助引导混合器孔43形成在康达喷嘴40和气体流道21之间。康达喷嘴40通过注入康达喷嘴40的空气来引导一部分高温燃烧气体,以使得高温燃烧气体和空气混合,从而被再次注入燃烧室10中。空气供给部分50将空气排入到康达喷嘴40中。
[0057] 在一个示例性实施例中,康达喷嘴40被穿孔以产生具有沿纵向的平缓坡度的流道41,并且具有狭窄宽度的突出部42在流道41中形成。
[0058] 在示例性实施例中,空气供给部分50将空气沿着流道41的突出部42中混合气体的排出方向排出,以使得所排出的空气沿着流道41的内表面流动,由此将高温燃烧气体向排出方向注入。
[0059] 在示例性实施例中,当混合气体从康达喷嘴40排出时,辅助引导混合器孔43可增加高温燃烧气体的注入量以与空气混合。
[0060] 在示例性实施例中,空气供给孔11可相对于燃烧室10的内表面倾斜预定的角度。
[0061] 在示例性实施例中,多个康达喷嘴40可安装在旁路30中,并且空气和高温燃烧气体可以在旁路30中混合以作为混合气体被供给到燃烧室10。
[0062] 在示例性实施例中,第一控制阀51可安装在每个空气供给部分50上以单独地控制流速和注入或排出空气的空气供给量,由此控制由空气注入和引导的高温燃烧气体的注入量。
[0063] 在示例性实施例中,燃烧装置可进一步包括安装在康达喷嘴40的一端部的多个辅助空气供给部分70,高温燃烧气体被分别注入该多个辅助空气供给部分70。该辅助空气供给部分70可以和空气供给部分50一起增加高温燃烧气体的注入量。
[0064] 在示例性实施例中,第二控制阀71可安装在每个辅助空气供给部分70上以单独地控制和注入或排出空气的流速和空气供给量,由此控制由空气引导和注入的高温燃烧气体的注入量。
[0065] 将参照图6-10来阐述根据本发明的一个示例性实施例的使用高温FGR和康达效应的超低NOx燃烧装置。
[0066] 使用高温烟气再循环(FGR)和康达效应的超低NOx燃烧装置包括燃烧装置100、200、300和400这四个示例,这些示例包括康达喷嘴40和空气供给部分50以具有空气供给的康达效应并且在高温处注入燃烧气体。
[0067] 首先,将阐述康达喷嘴40和空气供给部分50。
[0068] 康达喷嘴40具有沿纵向穿孔的流道41,从而具有管状的空的内部空间。而且,流道41具有用于沿着高温燃烧气体(废气)的注入方向的康达效应的形状,该高温燃烧气体来自空气供给部分50的空气流或者从燃烧室10排出。也就是说,在康达喷嘴40中的流道41的直径在朝向空气流向的相对端的方向上增加。
[0069] 例如,流道41从一端朝向相对端迅速地变窄,并且随后可缓慢地变宽以具有沿纵向的平缓坡度。流道41的最窄部分被称为突出部42。
[0070] 空气供给部分50将空气供给到康达喷嘴40的内部,以便于空气可沿着康达喷嘴40的方向流动。空气供给部分50可安装在康达喷嘴40的厚部的内部,并且空气供给部分50的一端可与康达喷嘴40的流道41相联接,由此将空气供给到流道41中。
[0071] 空气供给部分50的一端与康达喷嘴40的流道41的突出部42相联接。突出部42突出以使流道41的直径变窄为最小的尺寸。空气供给部分50在空气流的流动方向上(例如,在朝着直径平缓增加的平缓坡度的方向上,在从流道41的一端朝向其相对端的方向上)与突出部42相联接。
[0072] 也就是说,当空气供给部分50注入空气时,空气从流道41的突出部42向着流道41的相对端被供给。空气与流道41平缓坡度的内表面相接触以在一方向上流动。
[0073] “康达效应”表示在表面附近注入的空气流会与该表面接触。在图6的康达喷嘴40中,所供应空气的小部分空气流过康达喷嘴40的流道41的弯曲内表面以形成负压。因此,在康达喷嘴40的空气流的不同的方向上流动的高温燃烧气体可在康达喷嘴40的一端朝向康达喷嘴40被引导。也就是说,包括康达喷嘴40和空气供给部分50的结构使得高温燃烧气体的量增加到空气注入的量的5倍。因此空气可以被迅速地加热,并且燃烧气体中的惰性氮和二氧化碳可被稀释以降低燃烧中的氧气浓度。因此,高温火焰区域可被消除,并且可使火焰的温度分布均匀,从而减少了NOx。而且,空气在高于燃料燃点的温度处被加热以使火焰稳定并减少一氧化碳。
[0074] 而且,空气供给部分50的数量可以正比于康达喷嘴40的数量。第一控制阀51可被安装到每个空气供给部分50上,由此单独地控制空气注入或空气排出的流速和空气供给的量。所以,流动以由空气注入所供给的高温燃烧气体的供给量也可以被控制。
[0075] 当第一控制阀51不是单独地安装在空气供给部分50上并且空气供给是被一个阀(未示出)控制以将小部分空气供给到空气供给部分50时,通过空气供给部分50和康达喷嘴40的空气流在缓慢的流速处被中断。当通过空气供给部分50和康达喷嘴40的空气流减少时,在与空气注入方向不同的方向上流动的燃烧气体可在康达喷嘴40的一端被注入康达喷嘴40中。虽然燃烧气体被注入康达喷嘴40,但是所注入的燃烧气体可依据排出燃烧气体的流速而通过烟筒22排出。燃烧气体由烟筒22排出。因此,第一控制阀51在本发明中被安装到每个空气供给部分50上,由此来防止出现上述问题。
[0076] 将在下文阐述四种类型的燃烧装置100(图7中所示),200(图8中所示),300(图9A和9B中示出)和400(图10中所示),这四种类型的燃烧装置包括康达喷嘴40和空气供给部分50以具有康达效应。
[0077] 在本示例性实施例中,将参照图7来阐述燃烧装置。
[0078] 参见图7,MILD燃烧炉可以燃烧液体燃料和固体燃料。高温燃烧气体流向燃烧室10的周边。空气和(由空气流引导的)高温燃烧气体的混合气体通过多个康达喷嘴40在燃烧室10的内部进行循环,该多个康达喷嘴40沿着燃烧室10的垂直方向布置。
[0079] 燃烧室10布置在燃料供给部分12的一侧上,通过燃料供给部分12来供给可燃材料。所供给的可燃材料在燃烧室10中由燃烧器13进行加热和燃烧。多个空气注入孔11围绕燃烧室10的外表面沿纵向穿孔。空气注入孔11联接燃烧室10的内部和气体流道21。
[0080] 而且,燃烧室10的空气注入孔11在不同的示例性实施例中可具有不同的尺寸。空气注入孔11的直径可沿着燃烧室10的纵向逐渐减小或者增大。空气注入孔11可相对于燃烧室10的内表面倾斜预定的角度。空气注入孔11可大体上垂直于燃烧室10的内表面。
[0081] (而且,沿着燃烧室10的纵向方向供给同样量的空气,该空气可从燃烧室10的一端部燃烧。因此,空气注入孔11的尺寸从燃料供给部分12开始沿着燃烧室10的纵向逐渐增大。而且,空气通过空气注入孔11的流速由(第一控制阀51)控制,由此来控制在燃烧室10中的燃烧速度。)
[0082] 具有耐火材料的外壳20布置在燃烧室10的外面,并且外壳20与燃烧室10的外侧间隔开预定的距离,并且因此气体流道21形成在外壳20和燃烧室10的外侧之间。
[0083] 另外,窗口62和排出部分60可进一步布置在外壳20的一侧,并且排出部分60的内部连接到燃烧室10和外壳20。燃烧室10的内部可通过窗口62进行观察。排出管路61布置在排出部分60中,燃烧室10内部所产生的剩余材料(灰烬,碳)通过排出管路61被排出。
[0084] 因此,燃烧室10中产生的高温燃烧气体通过排出部分60从燃烧室10的一端流到气体流道21,并且随后该高温燃烧气体通过与气体流道21相连接的外壳20的烟筒22被排出到外部。
[0085] 相应地,康达喷嘴40和空气供给部分50被配备在形成于外壳20外面的空气注入孔11的内部。
[0086] 安装在空气注入孔11中的康达喷嘴40的尺寸相对小于该空气注入孔的尺寸。康达喷嘴40沿着空气注入孔11的纵向安装,并且空气注入孔11的内表面与康达喷嘴40的外表面间隔开。
[0087] 也就是说,康达喷嘴40并不完全适配空气注入孔11,而是安装在空气注入孔11的内部以与空气注入孔11间隔开。因此,辅助引导混合器孔43围绕康达喷嘴40形成。辅助引导混合器孔43可布置在空气注入孔11的内表面和康达喷嘴40的外表面之间。
[0088] 因此,在燃烧室10的燃烧之后排出的高温燃烧气体流过气体流道21。流入气体流道21的气体被引导以被注入到每个空气注入孔11中的康达喷嘴40的内部,该引导通过朝向燃烧室10将空气排入或供给在安装于每个空气注入孔11内部的康达喷嘴40中来实现。随后,高温燃烧气体与空气进行混合,以作为混合气体再次流入到燃烧室10中。
[0089] 而且,当空气与高温燃烧气体混合以通过康达喷嘴40的相对端部被排出时,高温燃烧气体借助于混合气体的排出而通过邻近康达喷嘴40的辅助引导混合器孔43被注入。高温燃烧气体在康达喷嘴40中被混合从而与排出的混合气体进行混合。也就是说,排入到康达喷嘴40中的空气被称为第一空气。第一空气流向康达喷嘴40的相对端部并且被引导以进行混合从而形成被称为第一燃烧气体的高温燃烧气体。第一空气和第一燃烧气体通过康达喷嘴进行混合以形成第一混合部分(或第一混合气体)。当第一混合部分(混合气体)通过康达喷嘴40的相对端部被排出时,高温燃烧气体被所引导入的高温燃烧气体额外地携带。并且,如果需要更多的空气,额外的第二空气可通过邻近康达喷嘴40的辅助引导孔43被携带。由此,形成了第二混合部分。因此,空气中的氧气浓度更加被稀释了,并且空气在较高的温度被加热以用于燃烧。而且,NOx和CO同时减少以使火焰稳定。也就是说,第二高温燃烧气体被引导接近康达喷嘴40,以便大幅度地增加混合气体(混合部分)的温度。因此,火焰稳定了,并且CO减少了。
[0090] 此外,辅助空气供给部分70形成在康达喷嘴40的一端部(混合气体通过康达喷嘴40的相对端部排出)上。当空气(第一空气)首先通过空气供给部分50被供给到康达喷嘴40时,高温燃烧气体被引导从而沿着第一空气的排出方向在康达喷嘴的一端部被注入。高温燃烧气体被注入从而在康达喷嘴40的一端部处被引导进入康达喷嘴40的内部。而且,外部提供的空气(外部空气)被引导从而被注入到康达喷嘴40的内部(由于此原因,辅助空气供给部分70的一端部与燃烧室10的外部联接)。此外,第二控制阀71单独地安装在每个辅助空气供给部分70上,辅助空气供给部分70安装在康达喷嘴40的一端部上。因此,所引导的第二空气的量被控制以和第一控制阀50一起形成有效的燃烧条件。也就是说,由空气供给部分
50供给的第一空气是由鼓风机器供给的。而且,仅仅通过空气供给部分50的空气供给,辅助空气(第二空气)被辅助引导混合器孔43更多地引导。因此,虽然由空气供给部分50供给的空气量小,但是在空气供给部分50供给空气期间,辅助空气被辅助引导混合器孔43引导。因此,足够的空气被供给用于燃烧。所以,用于空气供给部分50的鼓风机器(例如,鼓风机)的能力可有所降低。
[0091] 根据本发明的燃烧装置,燃料被供给到燃烧室10中,该燃烧室10在高于燃料燃点的温度处被预热,并且高温燃烧气体被回收和混合以通过小部分空气(氧化剂)进行燃烧。因此,集中在火焰区域上的高温部分在没有热交换器的情况下被阻止了,并且形成了MILD燃烧。在MILD燃烧中,温度在整个燃烧室10中均匀分布。因此,CO和NOx的生成被最小化了,并且提高了热效率。而且,二氧化碳的排出量减少了。足够的高温燃烧气体可通过康达喷嘴
40、辅助引导混合器孔43和空气供给部分50被注入燃烧室10。所以,燃烧室10的尺寸和其壁的厚度可被大幅度地减小。上述效果同样适于下面的第二至第四个示例性实施例。
[0092] 在本示例性实施例中,将参照图8阐述燃烧装置。
[0093] 参考图8,元件大体上与如图7中所示的相同。但是,烟筒22形成在燃烧室10的排出部分60的上部。烟筒22通过旁路30与引导流道21相联接。
[0094] 排出部分60与燃烧室10相联接,并且不与气体流道21联接。而且,形成在外壳20和燃烧室10之间的气体流道21与排出部分60(更具体地,通过旁路30与排出部分60的烟筒22)相联接。
[0095] 上述康达喷嘴40安装在旁路30的内部(更具体地,安装在旁路30的端部(旁路30和烟筒22之间的连接部))。康达喷嘴40的外表面与旁路30的内表面间隔开从而被安装在旁路30的内部。辅助引导混合器孔43在旁路30的内部邻近康达喷嘴40处形成。辅助空气供给部分70形成在康达喷嘴40的一端部。
[0096] 因此,从燃烧室10燃烧过和排出的高温燃烧气体通过排出部分60和烟筒22向外排出。当空气被注入或供给到安装在旁路30上的康达喷嘴40中的旁路30的内部时,高温燃烧气体(第一燃烧气体)被所供给的空气(第一空气)引导从而被注入到旁路30的内部中,高温燃烧气体可通过烟筒22被排出。而且,当第一空气引导第一燃烧气体以进行混合和排出时,第二空气由辅助空气供给部分70引导以和第一混合部分(混合气体)进行混合从而被排入燃烧室10。当混合气体被排入燃烧室10中时,高温燃烧气体(第二燃烧气体)被引导以通过辅助引导混合孔43被注入和进行混合。因此,混合的气体作为第二混合部分被排到燃烧室10中。
[0097] 在本示例性实施例中,供给到燃烧室10中的空气不和高温燃烧气体同时混合,而是,混合气体(即,空气和高温燃烧气体的混合物)在旁路30中进行混合,并且混合气体通过在燃烧室10的外表面上的气体流道21和空气注入孔11被供给到燃烧室10。
[0098] 在本示例性实施例中,可安装多个康达喷嘴40。康达喷嘴40可形成在联接烟筒22和气体流道21的每个旁路30处,或多个康达喷嘴40可沿着宽度方向在旁路30内形成。
[0099] 将参照图9A和9B阐述本示例性实施例。
[0100] 图7的燃烧装置是废物燃烧炉的变形。图9A和9B的燃烧装置也包括具有燃料供给部分12的燃烧室10,与燃烧室10的外表面间隔开的外壳20,和与燃烧室10和外壳20联接的排出部分60。
[0101] 也就是说,燃烧气体的流道形成在燃烧室10的一侧上。由空气流引导的高温燃烧气体(高温排出气体)通过形成在燃烧炉侧壁上的多个康达喷嘴40被排入到燃烧室(例如,燃烧炉)中,由此形成MILD燃烧。
[0102] 下面将给出更具体地阐述。
[0103] 当用于燃烧的材料(或用于点火的材料)通过燃料供给部分12被供给到外壳20的一端部时,用于燃烧的材料通过杆式推进器23被推进从而被提供在燃烧室10中。因此,用于燃烧的材料由安装在燃烧室10中的燃烧器13进行燃烧。
[0104] 剩余材料被排出在排出部分60的下面,并且由在燃烧室10中的燃烧所产生的高温燃烧气体从排出部分60流动通过形成在燃烧室10和外壳20之间的气体流道21。
[0105] 在图9A和9B的燃烧装置中,辅助引导混合器孔43如图7中所示那样沿着燃烧室10的外表面的纵向方向在康达喷嘴40的一端部形成。辅助引导混合器孔43可形成在每个空气注入孔11处,并且与空气注入孔11的内表面不接触。因此,辅助空气供给部分70通过排入到燃烧室10中的空气而增加了注入到康达喷嘴40中的空气的量。流过气体流道21的高温燃烧气体由排出空气引导从而被注入到康达喷嘴40中,所述排出空气是在康达喷嘴40中被排入到燃烧室10中的。空气和高温燃烧气体在康达喷嘴40中被混合以形成第一混合气体。第一混合气体被引导到燃烧室10中。而且,空气和(通过康达喷嘴40排出的)高温排出气体的混合物形成混合气体(第一混合部分),该混合气体(第一混合部分)被排出以通过辅助引导混合器孔43在邻近康达喷嘴40处引导和注入高温燃烧气体,从而作为第二混合部分(由第一混合气体和高温燃烧气体进行第二次混合而形成)被排出。
[0106] 另外,图9A和9B的本示例性实施例,安装在外壳20上的烟筒22形成在排出部分60处,并且旁路30将外壳20的气体流道21与烟筒22联接在一起,该旁路30也可以如图8中所示地形成。一个或多个康达喷嘴40可形成在旁路30中,以便空气和高温燃烧气体进行混合而被供给到燃烧室10中。
[0107] 在本示例性实施例中,将参照图10来阐述燃烧装置。
[0108] 燃烧室10中所产生的高温燃烧气体被再次引导到燃烧室10中并且与空气进行混合以进行燃烧。燃烧室10是一种燃烧器类型。在该燃烧器类型中,康达喷嘴40和空气供给部分50安装在气体流道21的一侧中。
[0109] 下面将进行更具体的阐述。
[0110] 燃烧装置包括燃烧室10(例如,燃烧器室)和外壳20。燃烧室10具有两个敞开的端部和空的内部空间。外壳20只有一个端部是敞开的。该外壳围绕燃烧室10并且与燃烧室10的外表面间隔开。气体流道21形成在燃烧室10和外壳20之间。
[0111] 在本示例性实施例中,燃料通过燃料供给管被供给到燃烧室10和外壳20之间的隔开部的一端部,并且燃烧器13安装在供给燃料的部分上。因此,由燃料供给部分12供给的燃料,通过气体流道21供给的空气,和来自燃烧器13的高温燃烧气体和燃烧火焰被排入到燃烧室10中。
[0112] 一个或多个康达喷嘴40和空气供给部分50可安装在气体流道21的一侧部上,火焰在该侧部处生成并且形成在外壳20和燃烧室10的外表面上。
[0113] 康达喷嘴40还可以包括如图7至9B所示的康达喷嘴40的外表面上的辅助引导混合器孔43。也就是说,辅助引导混合器孔43形成在气体流道21中。气体流道21的内表面与康达喷嘴40的外表面不接触。另外,辅助空气供给部分70形成在康达喷嘴40的一端部。
[0114] 因此,当高温燃烧气体随着来自燃烧部分的火焰被排出并且空气供给部分50将空气朝向康达喷嘴40中的燃料供给管供给空气时,辅助空气随着所供给的空气而通过辅助空气供给部分70流入并被注入到康达喷嘴40中。因此,高温燃烧气体通过空气供给部分50和辅助空气供给部分70供给的空气而被引导到气体流道21中。空气和高温燃烧气体在气体流道21中被混合为混合气体类型,从而被供给到燃料供给部分12。当混合气体被供给到燃料供给部分12时,额外的高温燃烧气体由辅助引导混合器孔注入和混合而被排出。
[0115] 上述空气供给部分50要求额外的用于供给空气的空气供给设备(例如,空气压缩罐,空气泵,空气盖52等)。在本示例性实施例中,燃烧装置可进一步包括用于产生火花的火花塞。
[0116] 上述是本发明的教导的说明并且不视为其限制。尽管只是描述了一些示例性实施例,但本领域技术人员从上述将容易地意识到,在实质上不脱离本发明公开的新颖教导和优势的情况下,在示例性实施例中的多种变形例是可能的。因此,所有这些变形例意在被包括在本发明教导的范围内。在权利要求书中,装置和功能性的句子意在覆盖本文描述为执行所记载的功能的结构,并且不仅是结构等同物,而且是功能等同的结构。