[实用新型]具有自由扩散预混燃烧层的低氮燃烧装置及其燃烧头

权利要求书

1.一种具有自由扩散预混燃烧层的低氮燃烧头，包括燃烧头本体，所述燃烧头本体包括有一个中心管道、若干第一环层管道、若干第二环层管道、自由扩散预混燃烧层；其中：

所述的中心管道，沿着燃烧头本体的中心线设置；

若干第一环层管道中的每一个第一环层管道，均设置在中心管道外围的第一环层；若干第二环层管道中的每一个第二环层管道，均设置在中心管道外围的第二环层；

每一个第一环层管道均外切于中心管道，而每一个第一环层管道均外切一个第二环层管道；且每一个第一环层管道的圆心、外切于第一环层管道的第二环层管道的圆心、中心管道的圆心共线；

圆心共线的第一环层管道、第二环层管道与相邻的另一组圆心共线的第一环层管道、第二环层管道，同中心管道的外壁之间，形成一个独立的预混区域；

中心管道、第一环层管道、第二环层管道均具有能够向预混区域射流的喷射孔；

所述的自由扩散预混燃烧层，为具有若干无序透气孔、整体呈环状设置；自由扩散预混燃烧层的内环能够与各第二环层管道外切，并在与预混区域对应的位置处设置有匹配的类锥形块体，类锥形块体的两侧与预混区域的侧壁之间相贴合。

2.根据权利要求1所述的具有自由扩散预混燃烧层的低氮燃烧头，其特征在于，所述的自由扩散预混燃烧层由若干个预混填块拼接而成，每一个预混填块均包括内环扇面、外环扇面以及位于内环扇面、外环扇面之间的类锥形块体；

当内环扇面相对于中心管道的外壁面之间的间距D1/4R1时，R1为第一环层管道的内径；类锥形块体的两侧部，在与第一环层管道贴合的部位均设置有第一嵌合面，在与第二环层管道贴合的部位设置第二嵌合面；中心管道在与内环扇面邻近的部位设置有第一孔喷射区；第一环层管道在与第一嵌合面贴合的部位设置有第二孔喷射区；第二环层管道在与第二嵌合面贴合的部位设置有第三孔喷射区；从第一孔喷射区喷射出的第一种气体、从第二孔喷射区喷射出的第二种气体、从第三孔喷射区喷射出的第三种气体均能够经预混填块的无序透气孔朝向预混填块的外环扇面流动，并在预混填块的类锥形块体中预混，直至抵达外环扇面的混合气能够燃烧；

当内环扇面相对于中心管道的外壁面之间的间距D满足1/4 R1≤DR1时，类锥形块体的两侧部，在与第一环层管道贴合的部位均设置有第一嵌合面，在与第二环层管道贴合的部位设置第二嵌合面；所述中心管道在与各第一环层管道相切位置处的两侧，均设置有孔喷射区a；各第一环层管道则在对应位置处设置孔喷射区b；第二环层管道在与第二嵌合面贴合的部位设置有第三孔喷射区；从孔喷射区a喷射出的第一种气体能够与从孔喷射区b喷射出的第二种气体对撞预混，形成能够朝向预混填块流动的一次混合气；流入预混填块的一次混合气能够与从第三孔喷射区喷射出的第三种气体在预混填块中自由扩散混合，并最终在自由扩散预混燃烧层的外环扇面燃烧；

当内环扇面相对于中心管道的外壁面之间的间距满足R1≤D1/4R2+R1时，R2为第二环层管道的内径；类锥形块体的两侧部，仅能够与邻近的第二环层管道相嵌合，且类锥形块体的两侧部，在与第二环层管道贴合的部位均设置有第二嵌合面；所述中心管道在与各第一环层管道相切位置处的两侧，均设置有孔喷射区a；各第一环层管道则在对应位置处设置孔喷射区b；第二环层管道在与第二嵌合面贴合的部位设置有第三孔喷射区；从孔喷射区a喷射出的第一种气体能够与从孔喷射区b喷射出的第二种气体对撞预混，形成能够朝向预混填块表面流动的一次混合气；流入预混填块的一次混合气能够与从第三孔喷射区喷射出的第三种气体在预混填块中自由扩散混合，并最终在自由扩散预混燃烧层的外环扇面燃烧；

当内环扇面相对于中心管道的外壁面之间的间距D≥1/4R2+R1时，类锥形块体的两侧部，仅能够与邻近的第二环层管道相嵌合，且类锥形块体的两侧部，在与第二环层管道贴合的部位均设置有第二嵌合面；所述中心管道在与各第一环层管道相切位置处的两侧，均设置有孔喷射区a；各第一环层管道则在对应位置处设置孔喷射区b；各第二环层管道在与第一环层管道相切的位置处的两侧，均设置孔喷射区c；孔喷射区a、孔喷射区b、孔喷射区c均具有若干喷射孔；从孔喷射区a喷射出的第一种气体能够与从孔喷射区b喷射出的第二种气体对撞预混，形成能够朝向预混填块表面流动的一次混合气；朝向预混填块表面流动的一次混合气能够与从孔喷射区c喷射出的第三种气体对撞预混，形成能够继续朝向自由扩散预混燃烧层流动的二次混合气；二次混合气能够在自由扩散预混燃烧层的各透气孔中自由扩散混合并最终在自由扩散预混燃烧层的外环扇面燃烧。