CN111853775A - 具有内部再循环的燃烧头和包含这种燃烧头的燃烧器 - Google Patents

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CN111853775A CN202010350903.8A CN202010350903A CN111853775A CN 111853775 A CN111853775 A CN 111853775A CN 202010350903 A CN202010350903 A CN 202010350903A CN 111853775 A CN111853775 A CN 111853775A
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Abstract

本发明涉及用于燃烧室的燃烧器的具有内部再循环的燃烧头,燃烧头包括喷嘴,喷嘴包括:包含第一进入孔以及第一排出孔的、形成为具有对第一初级供应气体和/或第二初级供应气体进行干涉的至少第一干涉表面或第二干涉表面的第一初级内部再循环室或第二初级内部再循环室,第一干涉表面或第二干涉表面适于产生用于初级供应气体和/或第二初级供应气体的第一低压分离区域;和/或包含第二进入孔和第二排出孔的、形成为具有对第一次级供应气体和/或第二次级供应气体进行干涉的至少第三干涉表面的次级内部再循环室,第三干涉表面适于产生用于第一次级供应气体和/或第二次级供应气体的第二低压分离区域,以产生初级和/或次级内部排气的内部再循环。

Description

具有内部再循环的燃烧头和包含这种燃烧头的燃烧器
技术领域
本发明涉及一种用于燃烧器的具有内部再循环的燃烧头和包含这种燃烧头的燃烧器。
背景技术
众所周知,在使用以化石燃料供应的锅炉领域,会产生对环境有害的特别是呈氮氧化物(例如,NO、NO2)的形式,通常使用缩写NOx来表示的污染物的排放。通过燃烧设备的设计,特别是通过所使用的燃烧器的设计,可以影响或减少所述污染物的排放。
就燃烧器而言,众所周知,燃烧产生的NOx污染物量与火焰温度成正比,为了降低火焰温度,提出了此类燃烧器的设计方案。
在一般意义上,减少或降低工业燃烧器中的NOx一直是一个理想的目标。过去,通过使用分阶段与气体燃料分配相连接的稀初级空气/气体混合物来降低NOx。在某些应用中,由于过量的空气会产生用来降低火焰温度的充气,从而减少氮氧化物,因此稀初级燃料混合物可能是理想的。然后,气体可以通过设置在燃烧器周围的喷嘴或通过从中央气体管的最后部分突出的中央喷嘴进入燃烧区域。在存在燃烧烟气并且燃烧烟气起稀释作用的环境中,使用过量空气来燃烧次级燃料。这项技术并不总是能够确保现有法律所要求或规定的氮氧化物水平。
在特定情况下,由于额外量的过量空气,初级稀混合气以相对较高的速度被引入通过燃烧室。这种速度有时会很高,超过火焰速度,从而导致火焰状态不稳定。当火焰变得不稳定时,就不再能够继续进行。
例如,文献DE 3811477A1描述了一种气体燃烧器,其中在燃烧室的入口端通过各种混合管供应空气/气体混合物。气体通过各自的喷嘴被引导到混合管的入口端,使得空气被气体带入。入口管的入口端位于不同的平面上,例如,混合管相对于燃烧室径向地定向。
发明内容
本发明的范围是提供一种用于燃烧器的具有内部再循环的燃烧头或者包括上述燃烧头的燃烧器,所述燃烧头或燃烧器在结构和功能上被配置为至少部分克服所引用现有技术的至少一个缺点。
在此范围内,目标是改进燃烧头(或燃烧器或与其相关的锅炉)的操作,从而确保高的性能水平。
该目标由于具有内部再循环的用于燃烧室的燃烧器的燃烧头而得以至少部分地实现,所述燃烧头包括:
-壳体,所述壳体至少部分地朝向燃烧室的内侧伸出,并且壳体具有围绕纵向轴线呈基本上筒形的主延伸部,
-相对于所述壳体是同轴的并且被容纳在所述壳体内的第一部分,所述第一部分包括:
ο第一管道,所述第一管道包括用于初级火焰的第一初级供应气体的初级喷口和/或用于次级火焰的第一次级供应气体的次级喷口,
ο用于初级火焰的第二初级供应气体(例如初级空气)的收集器,
ο扩散器元件,所述扩散器元件位于所述第一管道的下游,并且所述扩散器元件就流体动力而言与第一管道相互作用,
ο用于第二次级供应气体、次级空气的喷嘴。
在这种情况下,术语“扩散器元件”表示执行在初级空气与初级气体之间产生湍流和混合的功能的元件。优选地,该扩散器元件是具有或不具有孔的不同形状的盘或元件,或者包括为中心气体流提供旋转的叶片的涡轮元件。
优选地,所述壳体、包括所述初级喷口的第一管道、所述收集器和所述扩散器元件被形成或设置成能够在所述扩散器元件的下游产生初级火焰,从而产生初级内部排气,以及所述壳体、包括次级喷口的第一管道和喷嘴形成或设置成能够在喷嘴的下游产生次级火焰,从而产生次级内部排气。
根据一个实施例,燃烧头包括:
-喷嘴,所述喷嘴优选地与第一部分同轴地对准,所述喷嘴包括:
ο第一初级内部再循环室或第二初级内部再循环室,所述第一初级内部再循环室或第二初级内部再循环室包括:第一进入孔,所述第一进入孔就流体动力而言连接在所述扩散器元件或所述初级火焰的下游;以及第一排出孔,所述第一排出孔就流体动力而言连接在所述扩散器元件的上游或下游,以用于所述初级内部排气和/或所述次级内部排气,所述第一初级内部再循环室或第二初级内部再循环室形成为具有对所述第一初级供应气体和/或第二初级供应气体进行干涉的至少第一干涉表面或第二干涉表面,所述第一干涉表面或第二干涉表面适于产生用于初级供应气体和/或用于所述第二初级供应气体(空气)的第一低压分离区域,以及/或者
ο次级内部再循环室,所述次级内部再循环室包括:第二进入孔,所述第二进入孔被连接在所述扩散器元件或所述次级火焰的下游;以及第二排出孔,所述第二排出孔连接在所述次级火焰的上游,以用于所述次级内部排气,所述次级内部再循环室形成为具有对第一次级供应气体和/或第二次级供应气体进行干涉的至少第三干涉表面,所述第三干涉表面适于产生用于所述第一次级供应气体和/或用于所述第二次级供应气体的第二低压分离区域,从而产生所述初级内部排气和/或次级内部排气的内部再循环。
因此,可以产生如下燃烧头:该燃烧头能够产生相对于燃烧室中存在的较大压力值而减小压力的区域,该减小压力的区域定位于初级火焰或扩散器元件的上游、初级火焰或扩散器元件处或初级火焰或扩散器元件的下游。
类似地,该技术解决方案也可在次级火焰的上游、次级火焰处或次级火焰的下游实施。
优选地,通过从特定表面分离空气脉路来产生压力差。在本上下文中,该表面被认为是对第一和/或第二初级或次级供应气体进行干涉的第一干涉表面、第二干涉表面或第三干涉表面。
值得注意的是,这种减小的压力不是由于基于文丘里效应的现象而形成的,而是由于插入在流中的特定干涉表面而产生的湍流(以及由此产生的压力减小)而形成的。
在这方面,术语“燃烧器”意指包括通风扇、燃烧头和专用于此的电子系统的整体。因此,这种情况允许对内部烟气(尤其是未耗尽的内部烟气)实施有效诱导的再循环,从而允许增加氮氧化物烟气的降低量。
根据一实施例,第二初级供应气体和/或第二次级供应气体是空气。
这种情况有利地在产生所需的气体燃烧混合物方面并且因此在燃烧头本身的最终操作方面是有效的。
优选地,第一管道与纵向轴线一致并且被就流体动力而言连接到至少第二管道,所述第二管道与第一管道在径向上间隔开并且具有基本上与第一管道平行的主延伸部。
由于该技术解决方案,可以在燃烧室内以完全均匀的方式分布第一初级供应气体和/或第二初级供应气体,从而进一步提高燃烧头本身的效率。
优选地,燃烧头包括四个在周向上彼此等距的第二管道,也就是说,它们在周向上彼此间隔开的设置。
该解决方案允许产生第一初级供应气体和/或第二初级供应气体的额外优化的分布。
根据一实施例,对第一初级供应气体和/或第二初级供应气体进行干涉的第一干涉表面是靠近第一再循环室的径向外表面,或者第二干涉表面是第一再循环室的径向内表面。此外,优选地,该第二干涉表面被包含在与燃烧头同轴的筒形主体中,该筒形主体还包括从主体径向伸出直至与喷嘴相交的多个贯穿管。
根据一实施例,第一干涉表面或第二干涉表面相对于纵向轴线大体上以约90°的第一角度倾斜。
因此,可以获得流体脉路的有效分离,从而在第一干涉表面、第二干涉表面或第三干涉表面的下游产生期望的压力减小。
优选地,第一再循环室包括:
-第一中心体或主体,所述第一中心体或主体被限定在结构的近侧表面与远侧表面之间,所述结构在结构上基本上类似于与纵向轴线平行的中空筒体,
-从第一中心体径向地伸出并且与第一喷嘴相交的臂。
由于该技术解决方案,产生了设置成与纵向轴线在径向上间隔开的再循环室。以这种方式,防止再循环气体通过纵向轴线的区域中的头部的中心部分。
优选地,燃烧头包括四个彼此等距的第一再循环室。
因此,这些第一再循环室产生或确定基本上围绕周向设置且与纵向轴线在径向上间隔开的一种多个筒形扇区。申请人发现,四个第一再循环室的数量对应于介于再循环室本身所占空间和为其他气态流体的通过和/或便于维修或更换而接近机械部件所留出的空间之间的理想折衷解决方案。
优选地,第二再循环室包括:
-具有与纵向轴线同轴的筒形延伸部的中心体,
-从中心体径向地伸出并且与喷嘴相交的多个臂。
由于该技术解决方案,可以提供如下的再循环室:所述再循环室具有与纵向轴线对准的单个中心体,并且单个中心体仅包括能够与喷嘴相交的突出部分,从而限定再循环排气(初级和/或次级)行进的路线。
根据一实施例,多个臂为四个臂。
优选地,第一初级内部再循环室包括:第一孔,该第一孔就流体动力而言定位于第一干涉表面的上游;以及阻塞板,所述阻塞板固定至第一初级内部再循环室,并且该阻塞板被允许进行相对于第一孔的平移运动。
由于该技术解决方案,可以通过平移来阻流,并因此以选择性预定的方式使第二初级供应气体或次级供应气体的量与第一初级供应气体或次级供应气体的量成比例。
以这种方式,还可以通过根据需要限定引入火焰本身的再循环排气量来优化初级火焰和/或次级火焰的分布和稳定性。
根据一个实施例,第二初级内部再循环室包括:第二孔,该第二孔就流体动力而言位于第二干涉表面的上游;以及阻塞盘,所述阻塞盘固定到第二初级内部再循环室,且该阻塞盘被允许进行相对于第二孔的转动。以这种方式,产生了如下技术解决方案:该技术解决方案允许通过旋转所述盘来实施与第一初级供应气体量或次级供应气体量相关的第二初级或次级供应气体量的阻塞动作。
优选地,燃烧头包括一个可移动的筒形带状部,可移动的筒形带状部被定位成与喷嘴的外表面是同轴的,并且可移动的筒形带状部在被允许进行平移运动的情况下固定至所述喷嘴,以封闭或阻塞次级内部再循环室的第二进入孔。
因此,可以以精确的方式进一步限定到达初级火焰和/或次级火焰的再循环排气(初级和/或次级)的量。
该技术解决方案还可以优选地在喷嘴中的孔的区域中转化或复制,该孔的区域确定喷嘴与第一再循环室之间的交点。
附图说明
通过参照附图对以非限制性示例示出的优选实施例的详细描述,将更好地理解本发明的特征和优点,在附图中:
图1是根据本发明的燃烧室的一部分和燃烧头的示意性侧视图,
图2是图1的燃烧室部分和燃烧头的示意性侧视图,
图2a是图2的燃烧头的详细侧视图,
图3a和3a’分别是根据本发明的燃烧头的实施例的侧视图和前视图,
图3b和3b’分别是根据本发明的燃烧头的附加实施例的侧视图和前视图,
图4a是图3a的实施例的透视图,
图4b是图3b的实施例的透视图,
图5a是图4a的燃烧头的第一初级内部再循环室的示意性透视图,
图5b是图4b的燃烧头的第二初级内部再循环室的示意性透视图,
图6是图4a的燃烧头的第一初级内部再循环室的示意性透视图,
图7a、图7b和图7c涉及图5a的第一初级内部再循环室,
图8a是图5a的第一初级内部再循环室的透视图,
图8b是图5b的第一初级内部再循环室的透视图,
图9a是根据现有技术构造的燃烧头的前视图,
图9b是根据本发明构造的燃烧头的前视图。
具体实施方式
在图中,用1表示带有内部再循环的燃烧头,该燃烧头用于燃烧室26的燃烧器100,该燃烧头包括:
-壳体1’,所述壳体1’至少部分地朝向燃烧室26的内侧伸出,并且所述壳体1’具有围绕纵向轴线L基本上呈筒形的主延伸部。
根据一实施例,燃烧头1由陶瓷或金属材料制成,优选由钢制成,所属钢更优选为奥氏体钢。
优选地,燃烧头1被应用于已存在的燃烧室26。如果有必要,可以确定燃烧室26的孔的尺寸,以便能够以简单且有效的方式将燃烧头1至少部分地接纳在燃烧室26内部。
可选择地,可以定位第二喷嘴23,该第二喷嘴23相对于喷嘴8在径向上位于远端,并且该第二喷嘴23形成为被插入到燃烧室的孔中,从而限定再循环排气所需的流体路径。
根据一个实施例,壳体1’具有底部为六边形、八边形等的棱柱形状。
优选地,燃烧头1包括:
-与壳体1’同轴并且被容纳在壳体1’内的第一部分K,所述第一部分K包括:
ο第一管道20,所述第一管道20包括用于初级火焰17的第一初级供应气体11’的初级喷口6a、6a’和/或用于次级火焰18的第一次级供应气体12’的次级喷口6b,
ο收集器5,所述收集器5用于初级火焰17的第二初级供应气体(初级空气)14,
ο扩散器元件7,所述扩散器元件7位于第一管道20的下游,并且与第一管道20就流体动力而言相互作用,
ο喷嘴8,所述喷嘴8用于第二次级供应气体(次级空气)15。
参照图2,扩散器元件7优选地由奥氏体钢构成,扩散器元件7包括中心体,该中心体具有基本上圆形的形状或者该中心体具有带有预定凹部的圆形对称性,也呈圆形并且优选地相对于纵向轴线L倾斜的部分从所述中心体延伸。
根据一个实施例,燃烧头1包括:
-壳体1’、包括初级喷口6a、6a’的第一管道20、收集器5和扩散器元件7,它们形成或设置为能够在扩散器元件7的下游产生初级火焰17,从而产生初级内部排气I1。
-壳体1’、包括次级喷口6b的第一管道20和喷嘴8,它们形成或设置成能够在喷嘴8的下游产生次级火焰18,从而产生次级内部排气I2。
必须注意的是,在燃烧室26内,上述初级内部排气I1和次级内部排气I2(分别由初级火焰17和次级火焰18产生)可以自由混合,以便在可进入的空间内循环。
下面将针对第一初级内部再循环室9a或第二初级内部再循环室9b以及次级内部再循环室10更详细地讨论该概念。
根据一个实施例,第一管道20是具有介于25mm与35mm之间的直径的钢管,对于要提供类似于2500kW的功率的燃烧头,第一管道20的直径优选地等于30mm。当然,一种结构类型具有的尺寸会根据所使用的功率按比例增大。
优选地,并且参考图2、图3a、图3a’、图3b、图3b’,初级喷口6a和6a’是专用喷口,初级喷口6a和6a’被优化以便用于引入初级火焰17的第一初级供应气体11’,并且次级喷口6b是专用的且被优化以便用于引入次级火焰18的第一次级供应气体12’。
这些初级喷口6a、6a’和次级喷口6b优选地以筒形的形式形成,且具有沿筒体的轴线的或者在筒体的壁内的通孔,以确保第一初级供应气体和第一次级供应气体的定向喷射。
优选地,燃烧头1包括:
-与第一部分K同轴地对准的喷嘴8,该喷嘴8包括:
ο第一初级内部再循环室9a或第二初级内部再循环室9b,所述第一初级内部再循环室9a或第二初级内部再循环室9b包括:第一进入孔31a,该第一进入孔31a就流体动力而言连接在扩散器元件7或初级火焰17的下游;以及第一排出孔31b,该第一排出孔31b就流体动力而言连接在扩散器元件7的上游或下游,以用于初级内部排气l1和/或次级内部排气l2,第一初级内部再循环室9a或第二初级内部再循环室9b被形成为具有对第一初级供应气体11’和/或第二初级供应气体14进行干涉的至少第一干涉表面X1a或第二干涉表面X1b,所述第一干涉表面X1a或第二干涉表面X1b适于产生用于初级供应气体11’和/或用于第二初级供应气体14的第一低压分离区域28a,以及/或者
ο次级内部再循环室10,所述次级内部再循环室10包括:第二进入孔32a,所述第二进入孔32a连接在扩散器元件7或次级火焰18的下游;以及第二排出孔32b,所述第二排出孔32b连接在次级火焰18的上游,以用于次级内部排气I2,所述次级内部再循环室10形成为具有对第一次级供应气体12’和/或第二次级供应气体15进行干涉的至少第三干涉表面X3,所述第三干涉表面X3适于产生用于第一次级供应气体12’和/或用于第二次级供应气体15的第二低压分离区域28b,从而产生初级内部排气I1和/或次级内部排气I2的内部再循环。
如上所述且如图2所示的,初级内部排气I1和次级内部排气I2可以被混合或者相互混合、并且可以通过第一初级内部再循环室9a或第二初级内部再循环室9b和/或次级内部再循环室10被重新引入。
应当认识到,当这些初级内部排气I1和次级内部排气I2分别由初级火焰和次级火焰产生为排气排放时,这些初级内部排气I1和次级内部排气I2可以容易地被识别。值得注意的是,排气的这种成分并不意图以必要的恒定方式保持,事实上,这些烟气的内部再循环的目的本身是降低或显著降低其在NOx方面的含量,以便使燃烧过程更清洁和更有效率。
对于每个内部再循环,初级排气I1和次级排气I2可以彼此重新混合,然后在随后的火焰燃烧步骤中限定新的初级排气I1和次级排气I2。
值得注意的是,第一干涉表面X1a、第二干涉表面X1b和第三干涉表面X3被设置成产生:在第二初级供应气体14和/或第二次级供应气体15(优选空气)的流的方向上的偏离(优选急剧地);以及流本身的压力损失,以产生足以使流通过第一进入孔31a和/或第二进入孔32a而从燃烧头26的外侧移动到燃烧头26的内侧的压力差。
为了获得所述流的偏离,这些干涉表面的一部分优选地相对于空气流的主要纵向前进方向(基本上与纵向轴线L平行)横向地或垂直地设置。
以这种方式,产生的充气损失和再循环的初级排气流I1和次级排气流I2的量与这些干涉表面的垂直分量的尺寸成正比。
申请人发现,通过具有至少一个与纵向轴线L相垂直的轴线的表面,可以获得这种流的偏离。
换言之,在上述干涉表面为平面的简化实例中,该平面可以具有垂直于纵向轴线L的两个组成轴,或者两个组成轴中的仅一个轴相对于上述纵向轴线在竖向或水平方向上是横向的。
通过仅示例性而非限制性的参考,可以认为希望获得初级排气和次级排气的再循环流,初级排气和次级排气的再循环流足够强以将燃烧的NOx值降低到正常的低NOx燃烧头的性能以下。
在这一点上,考虑到相对于就流体动力而言连接的空气通道的纵向轴线L正交的截面,现在存在空气通道表面与干涉表面之间的比率的比较。
对于根据现有技术构造的没有再循环室和干涉表面的燃烧头,空气通道表面(即第二初级供应气体14和/或第二次级供应气体15,通过管道或燃烧室的这些部分的流体)与喷嘴的总截面的比率通常在40%以上,对于低充气损失的燃烧头(参见图9a),还可达65%。为了使这些论点更加清楚,图9a和9b中用平行的实线示出了第二初级供应气体14和/或第二次级供应气体15的通道表面。
对于具有内部再循环且设置有再循环室的燃烧头,为了获取足以获得再循环流的充气损失,空气通道表面与喷嘴的总截面之间的比率的值优选地大约在12%与30%之间。更优选地,初级排气I1和次级排气I2的第一排出孔31b和第二排出孔32b的表面(与垂直于纵向流L的平面上的投影相对应)与喷嘴(8)的总截面之间的比率的值在30%到45%之间(见图9b)。
优选地,第二初级供应气体14和/或第二次级供应气体15是空气。优选地,这种气体包含氧气。
根据一个实施例,第一喷嘴8具有大致筒形的延伸部。
优选地,在第一喷嘴8中限定第一初级内部再循环室9a或第二初级内部再循环室9b的第一进入孔31a以及次级内部再循环室10的第二进入孔32a。
根据通过图2中的示例所示的实施例,第一管道20与纵向轴线L一致,并且第一管道20就流体动力而言连接到至少一个第二管道21,所述第二管道21与第一管道20在径向上间隔开,并且第二管道21具有基本上与第一管道20平行的主延伸部。
根据一个实施例并再次参考图2,燃烧头1包括四个在周向上彼此等距的第二管道21。
优选地,第一管道20通过进入管19连接在燃烧头1的上游。
优选地并且参照图2和图3a,对第一初级供应气体11’和/或第二初级供应气体14进行干涉的第一干涉表面X1a是相对于第一再循环室9a位于近端的径向外表面。
根据一个实施例并参照图3b,第二干涉表面X1b是第一再循环室9b的径向内表面。
更优选地,该第二干涉表面X1b被包含在主体60中,主体60基本上是筒形的、并且相对于燃烧头1是同轴的,主体60还包括从主体径向伸出直到与喷嘴8相交的多个横向管道61。
根据一个实施例,第一干涉表面X1a或第二干涉表面X1b或第三干涉表面X3相对于纵向轴线L以等于约90°的第一角度α1倾斜。
优选地,并且再次参考图2、图3a、图4a、图5a、图7a、图7b和图7c,第一再循环室9a包括:
-第一中心体9a1,第一中心体9a1被限定在与纵向轴线L平行的中空筒体的近端表面与远端表面之间,
-臂9a2,所述臂9a2从第一中心体9a1径向地伸出,并且所述臂9a2与喷嘴8相交。
更优选地,燃烧头1包括彼此等距的四个第一再循环室9a。
根据一个实施例并参考图3b、图4b和图5b,第二再循环室9b包括:
-中心体9b1,所述中心体9b1具有与纵向轴线L同轴的筒形延伸部,
-多个臂9b2,所述多个臂9b2从中心体9b1径向地伸出,并且所述多个臂9b2与喷嘴8相交。
优选地,所述多个臂9b2为4个臂9b2。
根据一个实施例并参考图3a、图7a、图7b和图7c,第一初级内部再循环室9a包括:第一孔16a,该第一孔16a就流体动力而言定位在第一干涉表面X1a的上游;以及阻塞板34a,该阻塞板34a固定至第一初级内部再循环室9a、并且该阻塞板34a被允许进行相对于第一孔16a的平移运动。
阻塞板34a例如通过螺钉被固定,所述螺钉允许以牢固的方式将阻塞板34a固定到第一再循环室9a,并允许所述阻塞板34a根据需要或要求进行可逆地移动。
优选地,第一孔具有大体上矩形的形状,并且第一孔被定位在大体上垂直于或横向于纵向轴线L的后表面上。
优选地,第二初级内部再循环室9b包括:第二孔16b,第二孔16b就流体动力而言定位在第二干涉表面X1b的上游;以及阻塞盘34b,阻塞盘34b固定到第二初级内部再循环室9b,并且阻塞盘34b被允许进行相对于第二孔16b的转动。
阻塞盘34b例如通过螺钉被固定,所述螺钉允许将阻塞盘34b固定至第二再循环室9b,并且允许所述阻塞盘34b根据需要或需求进行可逆地移动。
优选地,第二孔16b具有类似于扇形或弓形的形状,并且第二孔16b被定位在大体上垂直于或横向于纵向轴线L的后表面上。
根据替代实施例,第一孔16a可以构造在第二初级内部再循环室9b内,而第二孔16b可以构造在第一初级内部再循环室9a内。
优选地,燃烧头1包括可移动的筒形带状部30,可移动的筒形带状部30被定位成与喷嘴8的外表面是同轴的、并且所述可移动的筒形带状部30在被允许进行平移运动的情况下固定至所述喷嘴8,以封闭或阻塞次级内部再循环室10的第二进入孔32a。

Claims (15)

1.一种用于燃烧室(26)的燃烧器(100)的具有内部再循环的燃烧头(1),所述燃烧头(1)包括:
-壳体(1’),所述壳体(1’)至少部分地朝向所述燃烧室(26)的内侧突出,并且所述壳体(1’)具有围绕纵向轴线(L)呈基本上筒形的主延伸部,
-第一部分(K),所述第一部分(K)与所述壳体(1’)同轴并且被容纳在所述壳体中,所述第一部分(K)包括:
o第一管道(20),所述第一管道(20)包括用于初级火焰(17)的第一初级供应气体(I1’)的初级喷口(6a、6a’)和用于次级火焰(18)的第一次级供应气体(12’)的次级喷口(6b),
o用于所述初级火焰(17)的第二初级供应气体(14)的收集器(5),
o扩散器元件(7),所述扩散器元件(7)被定位在所述第一管道(20)的下游,并且所述扩散器元件(7)与所述第一管道(20)就流体动力而言相互作用,
o用于第二次级供应气体(15)的喷嘴(8),
-所述壳体(1’)、包括所述初级喷口(6a、6a’)的所述第一管道(20)、所述收集器(5)和所述扩散器元件(7)被形成或设置为能够在所述扩散器元件(7)的下游产生所述初级火焰(17),从而产生初级内部排气(I1),
-所述壳体(1’)、包括次级喷口(6b)的所述第一管道(20)和所述喷嘴(8)被形成或设置为能够在所述喷嘴(8)的下游产生所述次级火焰(18),从而产生次级内部排气(I2),
所述燃烧头(1)的特征在于,所述燃烧头(1)包括:
-所述喷嘴(8),所述喷嘴(8)与所述第一部分(K)同轴地对准,所述喷嘴(8)包括:
o第一初级内部再循环室(9a)或第二初级内部再循环室(9b),所述第一初级内部再循环室或第二初级内部再循环室包括:第一进入孔(31a),所述第一进入孔(31a)就流体动力而言连接在所述扩散器元件(7)或所述初级火焰(17)的下游;以及第一排出孔(31b),所述第一排出孔(31b)就流体动力而言连接在所述扩散器元件(7)的上游或下游,以用于所述初级内部排气(I1)和/或所述次级内部排气(I2),所述第一初级内部再循环室(9a)或第二初级内部再循环室(9b)形成为具有对所述第一初级供应气体(11’)和/或第二初级供应气体(14)进行干涉的至少第一干涉表面(X1a)或第二干涉表面(X1b),所述第一干涉表面(X1a)或第二干涉表面(X1b)适于产生用于初级供应气体(11’)和/或用于所述第二初级供应气体(14)的第一低压分离区域(28a),以及/或者
o次级内部再循环室(10),所述次级内部再循环室(10)包括:第二进入孔(32a),所述第二进入孔(32a)被连接在所述扩散器元件(7)或所述次级火焰(18)的下游;以及第二排出孔(32b),所述第二排出孔(32b)连接在所述次级火焰(18)的上游,以用于所述次级内部排气(I2),所述次级内部再循环室(10)形成为具有对第一次级供应气体(12’)和/或第二次级供应气体(15)进行干涉的至少第三干涉表面(X3),所述第三干涉表面(X3)适于产生用于所述第一次级供应气体(12’)和/或用于所述第二次级供应气体(15)的第二低压分离区域(28b),从而产生所述初级内部排气(I1)和/或次级内部排气(I2)的内部再循环。
2.根据权利要求1所述的燃烧头(1),其中,所述第二初级供应气体(14)和/或所述第二次级供应气体(15)为空气。
3.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第一喷嘴(8)具有呈基本上筒形的延伸部。
4.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第一管道(20)与所述纵向轴线(L)一致,并且所述第一管道(20)就流体动力而言连接到至少一个第二管道(21),所述第二管道(21)与所述第一管道(20)在径向上间隔开,并且所述第二管道(21)具有与所述第一管道(20)基本平行的主延伸部。
5.根据权利要求4所述的燃烧头(1),包括在周向上彼此等距的四个所述第二管道(21)。
6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,对所述第一初级供应气体(11’)和/或第二初级供应气体(14)进行干涉的所述第一干涉表面(X1a)是靠近所述第一再循环室(9a)的径向外表面,或者,所述第二干涉表面(X1b)是所述第一再循环室(9b)的径向内表面。
7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第一干涉表面(X1a)或第二干涉表面(X1b)相对于所述纵向轴线(L)以第一角度(α1)倾斜,优选地,所述第一角度(α1)等于约90°。
8.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第一再循环室(9a)包括:
-第一中心体(9a1),所述第一中心体(9a1)被限定在与所述纵向轴线(L)平行的中空筒体的近端表面与远端表面之间,
-臂(9a2),所述臂(9a2)从所述第一中心体(9a1)径向地伸出,并且所述臂(9a2)与所述第一喷嘴(8)相交。
9.根据权利要求8所述的燃烧头(1),包括彼此等距的四个第一再循环室(9a)。
10.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第二再循环室(9b)包括:
-中心体(9b1),所述中心体(9b1)具有与所述纵向轴线(L)同轴的筒形延伸部,
-多个臂(9b2),所述多个臂(9b2)从所述中心体(9b1)径向地伸出,并且所述多个臂(9b2)与所述喷嘴(8)相交。
11.根据权利要求10所述的燃烧头(1),其中,所述多个臂(9b2)为4个臂。
12.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第一初级内部再循环室(9a)包括:第一孔(16a),所述第一孔(16a)就流体动力而言定位在所述第一干涉表面(X1a)的上游;以及阻塞板(34a),所述阻塞板(34a)被固定至所述第一初级内部再循环室(9a),并且所述阻塞板(34a)被允许进行相对于所述第一孔(16a)的平移运动。
13.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第二初级内部再循环室(9b)包括:第二孔(16b),所述第二孔(16b)就流体动力而言定位在所述第二干涉表面(X1b)的上游,以及阻塞盘(34b),所述阻塞盘(34b)固定至所述第二初级内部再循环室(9b),并且所述阻塞盘(34b)被允许进行相对于所述第二孔(16b)的转动。
14.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),包括可移动的筒形带状部(30),所述可移动的筒形带状部(30)被定位成与所述喷嘴(8)的外表面是同轴的,并且所述可移动的筒形带状部(30)在被允许进行平移运动的情况下固定至所述喷嘴(8),从而封闭或阻塞所述次级内部再循环室(10)的所述第二进入孔(32a)。
15.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的燃烧头(1),其中,所述第二初级供应气体(14)和/或所述第二次级供应气体(15)的通道表面与所述喷嘴(8)的总截面之间的比率的值优选地介于约12%与30%之间。
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