[发明专利]高稳定性燃烧器

说明书

本发明涉及一种高稳定性燃烧器。特别地，本发明涉及一种用于燃气锅炉的高稳定性燃烧器。

现有技术燃气锅炉包括：用于对燃烧器供应预混合的燃气-空气混合物的管道、通过所述混合物在燃烧室中的燃烧来产生热量的燃烧器、以及可选地可与热交换器和/或馈送管道连接以确保燃烧室的锁定和/或相对于此燃烧室定位燃烧器的支撑元件。

燃烧器进一步包括扩散器，扩散器用于燃料和空气的预混合气体，该预混合气体通过扩散器传送，扩散器限定用于产生热量的火焰图案。

扩散器通常包括设置有多个开口的壁部，壁部具有与馈送管道流体连接（并由此与未燃混合物接触）的内表面，和在其上执行燃烧的外表面。这些表面在这里叫做馈送表面和燃烧表面。

在扩散器的上游（参考燃气-空气混合物的流动方向），可进一步设置分配装置或分配器。

分配器通常包括设置有多个开口的壁部，例如，将开口构造为，以基本上均匀的方式，或者，在任何情况中，根据需要朝着扩散器壁而分配燃气-空气混合物。

在已知的燃烧器中，将扩散器开口和分配器开口定位在这样的部分，其在操作位置中导致彼此匹配。在大多数情况中，这些部分是分配器和扩散器的中心部分。

如众所周知的是，通过热的燃烧气体，将由燃烧表面的燃烧产生的热量携带至热交换器，以加热流体（例如水），然后将热量传递至居住环境等和/或洁净水的使用设备（例如，用于工业过程的加热系统）。

由于受控和差异的加热的特殊需求的原因，基本的是，可改变燃烧器的加热功率。

可通过改变供应至扩散器的燃料或混合物的流速，来控制燃烧器的加热功率。然而，现有技术燃烧器的加热功率范围的幅度（即所谓的调制（最小功率与最大功率的比值））是有限的。这是由于这样的事实的原因，当混合物流速不包括在取决于材料、通道比面积（通道面积与壁部面积的比值）和扩散器流阻的最佳范围内时，出现火焰不稳定性问题，这防止燃烧器的正常操作。

特别地，当增加加热功率时，燃烧区域（以及由此火焰）趋向于远离扩散器，从安全性和发出污染物（例如一氧化碳（CO））的观点来看，具有严重后果。

为了解决此不稳定性问题，已知可在扩散器处使用额外的分配器，或者，使用通过模制来适当成形的扩散器。然而，这两个解决方案都难以执行，并且会大量增加燃烧器的制造成本。

因此，本发明的目的是，提供一种高稳定性燃烧器，其在克服火焰吹灭和由此产生的污染排放的所述问题的同时实现了高功率调制。

通过一种用于燃气锅炉的燃烧器来实现此目的和其他目的，该燃烧器包括：

-扩散器，适合于使预混合燃烧气体扩散至燃烧室中，包括设置有多个扩散开口的壁部；以及

-分配器，适合于在扩散器上分配燃烧气体，包括设置有多个分配开口的壁部；

其中，将扩散开口定位在扩散器部分处，并将分配开口定位在分配部分处，这样构造所述部分，使得在操作位置中，分配开口相对于混合物流动方向与扩散开口交替。

换句话说，每条与混合物流动方向平行（即，与燃烧器基本上正交）的直线，与分配开口或扩散开口单一地（univocally）相交。

更精确地，每条与燃烧器基本上正交的直线，仅与设置有分配开口的分配器部分或设置有扩散开口的扩散器部分相交。

因此，当增加加热功率时，也可实现火焰稳定性，从而获得高稳定性燃烧器并减少污染排放。

此燃烧器实现燃烧器最大工作功率的增加，不会被火焰吹灭问题所影响。因此，其实现扩散器的每个表面单位的最大功率（最大比功率）的增加。这意味着调制范围的增加。

除了最大比功率的增加以外，本发明的燃烧器进一步获得扩散器表面的减小（功率是相同的），并由此获得成本的减小。

此外，扩散表面的减小意味着燃烧器体积的减小，在燃烧器的制造和运输方面具有明显的优点。

此外，可用本发明的燃烧器获得的火焰稳定性使得CO的排放减少，因为燃烧器的较少吹灭火焰使得污染更少。

在这里，术语“开口”表示通孔。

优选地，扩散开口定位于其中的所述扩散器部分相当于扩散器的中心部分，并且分配开口定位于其中的所述分配器部分相当于分配器的周缘部分。

通过这种结构，可减小扩散器周缘部分处的混合物流动，因此，甚至是对于非常高的功率调制，也可防止出现火焰吹灭。

为了更好地理解本发明并理解其优点，下面将参考附图，提供本发明的燃烧器的几个非限制性示例性实施方式的描述，其中：

-图1是锅炉部分的纵向截面图，该锅炉部分包括根据本发明的高稳定性燃烧器；