[发明专利]自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器及燃烧方法

权利要求书

1.自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：包括空气燃气旋转预混器，在空气燃气预混器外侧底部，设有切圆均布的文丘里引射器，文丘里引射器入口端设有燃气入射器；空气燃气预混器上端设有气流均匀分配器，气流均匀分配器上端设有多孔介质燃烧辐射器，多孔介质燃烧表面辐射器上端设有放射状辐射环；空气燃气预混器底面中心，设有二次风入口，二次风管为文丘里管结构，设置于空气燃气旋转预混器、气流均匀分配器、多孔介质燃烧表面辐射器中心轴线；所述多孔介质燃烧表面辐射器轴截面为由下往上渐扩，放射状辐射环轴向截面倒梯形结构。

2.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述二次风管采用文丘里管，文丘里管的喉部与所述气流均匀分配器位于同一标高，二次风管入口端与所述空气燃气旋转预混器底部位于同一标高，二次风管出口端与所述多孔介质燃烧辐射器表面位于同一标高。

3.根据权利要求2所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述二次风管出口端上方设有二次风压盖，二次风压盖柱面设有周向均布的二次风出口，二次风出口须具有设定流速，形成一定射流卷吸效应。

4.根据权利要求3所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述二次风出口的轴线方向垂直于二次风压盖柱面轴线方向或在同一水平面成统一方向最大旋转偏心角为20°之内。

5.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述文丘里引射器为文丘里管，数量为2个或3个，轴线入射方向为切向，旋转偏心角为0°-20°。

6.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述多孔介质燃烧表面辐射器轴向截面采用“梯形裤腿”结构，且每条“裤腿”同样设计为倒梯形截面。

7.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述多孔介质燃烧表面辐射器中的多孔介质下部采用孔径和/或孔隙率较小的多孔介质填充，上部采用孔径和/或孔隙率较大的多孔介质填充；所述多孔介质孔隙率为0.25～0.95；所述多孔介质应为孔隙率、孔径均匀的蜂窝结构、泡沫结构或堆积颗粒结构。

8.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述气流均匀分配器采用孔密度高的陶瓷板，金属板、泡沫陶瓷、泡沫金属板中的一种或多种；各板中的小孔轴线与板面法线平行或成统一方向偏转角，偏转角度应小于10°。

9.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器，其特征在于：所述放射状辐射环整体为陶瓷板、金属板、泡沫陶瓷、泡沫金属板中的一种，或以金属框架为基体，当中以蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、泡沫金属等按2、4、6数量以圆周方向均布的嵌入金属框架基体。

10.根据权利要求1所述的自卷吸二次风多引射预混多孔介质燃烧辐射器进行低氮分级燃烧的方法，其特征在于：

燃气通过燃气入射器高速喷入文丘里引射器内，利用燃气高速射流产生的吸卷效应将周围空气吸入文丘里引射器内，形成一次风，与燃气经文丘里引射器流动混合后，以射流方式切向旋转进入空气燃气旋转预混器，并在空气燃气旋转预混器内利用切向射流引起的旋转效应进行再次旋转预混，形成混合燃气；

混合燃气经气流均匀分配器整流后，进入轴向截面渐扩的“梯形裤腿”式多孔介质燃烧表面辐射器燃烧，同时利用多孔介质孔隙分层界面与多孔介质燃烧表面辐射器轴向截面渐扩结构稳定燃烧火焰，在多孔介质燃烧表面辐射器上层多孔介质内进行还原性气氛燃烧，抑制NOx生成，甚至能将生成氮氧化物继续还原为氮气；

位于多孔介质燃气燃烧辐射器内的二次风管段受到燃烧加热后，管内二次风受热膨胀，在二次风管喉部上方形成负压区域，自动卷吸喉管下方二次风入口的新鲜空气，形成二次风进入喉管上方，继续受热膨胀后，利用喉管结构控制二次风向上流动，经所述二次风压盖的二次风出口射入燃烧区域，形成卷吸效应，及时补充燃烧所需要的氧气，在多孔介质燃烧辐射器表面上方空间形成氧化性气氛；这样就在多孔介质燃烧表面辐射器轴向方向上先后形成明显还原性与氧化性气氛的两级稳定燃烧区域，抑制NOx生成，直接实现NOx超低排放；同时，所述放射状辐射环能及时回收烟气余热，并通过辐射方式直接辐射给锅底，这样燃烧热量能够通过燃烧多孔介质辐射、高温烟气对流换热、放射辐射环辐射方式实现燃烧热的高效传热。