保持器輻 射出去以充分冷卻燃燒以使混合物在2000 7或2000 以下燃燒。在一些實(shí)施例中，多孔火 焰保持器將熱量從燃燒反應(yīng)輻射出去以使混合物在1700 7或1700 7以下燃燒。
[0066] 任選地，步驟502和504可包括操作燃料預(yù)混合器。操作燃料預(yù)混合器可包括使用 預(yù)混合室來均勻地混合燃料和氧化劑混合物以及將阻焰器設(shè)置在混合室和多孔火焰保持 器之間。
[0067]雖然本文已經(jīng)公開了各個(gè)方面和實(shí)施例，但也可設(shè)想其他方面和實(shí)施例。本文所 公開的各個(gè)方面和實(shí)施例出于說明性目的，而并非旨在進(jìn)行限制，其具有由以下權(quán)利要求 書所指示的真實(shí)范圍和精神。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種燃燒器，所述燃燒器包括： 燃料噴嘴組件，所述燃料噴嘴組件被構(gòu)造為輸出包括燃料和氧化劑的氣體混合物；以 及 多孔火焰保持器，所述多孔火焰保持器限定被對準(zhǔn)以接收所述氣體混合物的氣體通 道，每個(gè)氣體通道具有等于或大于燃料淬熄距離的最小尺寸，所述氣體通道被構(gòu)造為經(jīng)過 由所述氣體混合物支持的燃燒反應(yīng)； 其中所述氣體通道包括壁，所述壁被構(gòu)造為接收來自所述氣體混合物的反應(yīng)部分的熱 量，朝向所述氣體混合物的未反應(yīng)部分輻射所述熱量，以及接收與所述氣體混合物的所述 未反應(yīng)部分相鄰的所述輻射熱量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述氣體通道進(jìn)一步被構(gòu)造為將所述燃燒反應(yīng) 的位置固定在所述氣體混合物的流中。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述燃料噴嘴組件被構(gòu)造為充分混合所述氣體 混合物以基本上破壞純?nèi)剂虾蛿y帶所述氧化劑的空氣之間的Tay lor層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述燃料噴嘴組件被構(gòu)造為用足夠的空氣或煙 道氣將所述氣體混合物輸出到所述多孔火焰保持器以使所述燃料處于貧乏化學(xué)計(jì)量混合 物的情況下。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒器，其中所述燃料噴嘴組件被構(gòu)造為基本上以所述燃料 的貧可燃極限輸出所述氣體混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器被構(gòu)造為將熱量從所述氣 體混合物的所述反應(yīng)部分輻射出去。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器被構(gòu)造為將熱量從由所述 氣體混合物支持的所述燃燒反應(yīng)輻射出去。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器被構(gòu)造為將熱量從所述燃 燒反應(yīng)充分輻射出去以使所述氣體混合物在2000 7或2000 7以下燃燒，其中所述氣體混合 物實(shí)質(zhì)上由來自所述燃燒反應(yīng)的空氣、甲烷和煙道氣組成。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器被構(gòu)造為將熱量從所述燃 燒反應(yīng)充分輻射出去以使所述氣體混合物在約1700 7下燃燒，其中所述氣體混合物實(shí)質(zhì)上 由來自所述燃燒反應(yīng)的空氣、甲烷和煙道氣組成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述氣體通道具有基本上恒定的橫截面積。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述氣體通道以每英寸10個(gè)或更小的間距在所 述多孔火焰保持器的兩個(gè)維度上形成。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述氣體通道以每英寸4個(gè)或每英寸多于4個(gè)的 間距在所述多孔火焰保持器的兩個(gè)維度上形成。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器由耐火材料形成。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器由包括氧化鋁的材料形 成。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，所述燃燒器還包括： 啟動(dòng)火焰保持器，所述啟動(dòng)火焰保持器被構(gòu)造為保持具有比所述多孔火焰保持器更富 集的燃料混合物的所述燃燒反應(yīng)，其中所述啟動(dòng)火焰保持器被構(gòu)造為在這樣的位置處支持 所述燃燒反應(yīng)，所述位置被構(gòu)造為預(yù)熱所述多孔火焰保持器。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述燃料噴嘴組件包括多個(gè)噴嘴，所述多個(gè)噴 嘴被構(gòu)造為輸出基本上純的燃料。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的燃燒器， 其中所述燃料噴嘴組件包括空氣源，所述空氣源被構(gòu)造為輸出基本上純的空氣;并且 其中所述燃料噴嘴組件限定混合區(qū)，所述混合區(qū)被構(gòu)造為允許所述基本上純的燃料與 所述基本上純的空氣混合以在所述多孔火焰保持器處產(chǎn)生均勻的氣體混合物。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述燃料噴嘴組件包括預(yù)混合室，所述預(yù)混合 室被構(gòu)造為均勻地混合所述氣體混合物；以及 阻焰器，所述阻焰器設(shè)置在所述混合室和所述多孔火焰保持器之間。19. 一種降低燃燒NOx的方法，所述方法包括： 將燃料和氧化劑輸出到燃燒器;然后 允許一定的時(shí)間以使所述混合物發(fā)展到更好的混合狀態(tài)；以及然后 在多孔火焰保持器內(nèi)燃燒所述混合物； 其中所述多孔火焰保持器被構(gòu)造為將熱量充分傳導(dǎo)到所述混合物以使燃燒在所述多 孔火焰保持器內(nèi)得到支持。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中燃燒所述混合物的所述步驟還包括使所述混合 物經(jīng)過所述多孔火焰保持器的氣體通道，所述氣體通道具有等于或大于所述混合物的燃料 淬熄距離的最小尺寸。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述氣體通道具有基本上恒定的橫截面積。22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述氣體通道以每英寸10個(gè)或更小的間距在所 述多孔火焰保持器的兩個(gè)維度上形成。23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述氣體通道以每英寸4個(gè)或更大的間距在所述 多孔火焰保持器的兩個(gè)維度上形成。24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述氣體通道包括壁，所述壁被構(gòu)造為接收來自 所述混合物的反應(yīng)部分的熱量，朝向所述混合物的未反應(yīng)部分福射所述熱量，以及接收與 所述混合物的所述未反應(yīng)部分相鄰的所述輻射熱量。25. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中允許一定時(shí)間的所述步驟還包括允許足夠的時(shí) 間以基本上破壞純?nèi)剂虾蛿y帶所述氧化劑的空氣之間的Taylor層。26. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃燒器，其中輸出燃料和氧化劑的所述步驟還包括提供足 夠的空氣或煙道氣以使所述燃料處于貧乏化學(xué)計(jì)量混合物的情況下。27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的燃燒器，還包括形成所述混合物以基本上處于所述燃料的 貧可燃極限。28. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將所述多孔火焰保持器的輻射特性構(gòu)造為當(dāng) 所述氣體混合物實(shí)質(zhì)上由來自燃燒反應(yīng)的空氣、甲烷和煙道氣組成時(shí)，將熱量從所述燃燒 充分輻射出去以使所述混合物在2000 7或2000 7以下燃燒。29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括將所述多孔火焰保持器的所述輻射特性構(gòu)造 為當(dāng)所述氣體混合物實(shí)質(zhì)上由來自所述燃燒反應(yīng)的所述空氣、所述甲烷和所述煙道氣組成 時(shí)，將所述熱量從所述燃燒充分輻射出去以使所述混合物在1700 7或1700 7以下燃燒。30. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，所述方法還包括： 使用啟動(dòng)火焰保持器以保持具有比多孔火焰保持器的所述混合物更富集的啟動(dòng)混合 物的所述燃燒反應(yīng)，以及 使用所述啟動(dòng)火焰保持器來預(yù)熱所述多孔火焰保持器。31. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中輸出燃料和氧化劑的所述步驟還包括采用包括 多個(gè)噴嘴的燃料噴嘴組件，所述噴嘴被構(gòu)造為輸出基本上純的燃料。32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法， 其中所述燃料噴嘴組件包括空氣源，所述空氣源被構(gòu)造為輸出基本上純的空氣;并且 其中所述燃料噴嘴組件限定混合區(qū)，所述混合區(qū)被構(gòu)造為允許所述基本上純的燃料與 所述基本上純的空氣混合以在所述多孔火焰保持器處產(chǎn)生均勻的氣體混合物。33. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中輸出燃料和氧化劑的所述步驟包括將所述燃料 和氧化劑輸出到預(yù)混合室，所述預(yù)混合室被構(gòu)造為均勻地混合所述混合物；其中所述方法 還包括： 將阻焰器支撐在所述混合室和所述多孔火焰保持器之間。34. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器由耐火材料形成。35. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃燒器，其中所述多孔火焰保持器由包括氧化鋁的材料形 成。36. -種稀釋燃料燃燒器，所述稀釋燃料燃燒器包括： 燃料噴嘴組件，所述燃料噴嘴組件被構(gòu)造為輸出包括燃料和氧化劑的氣體混合物； 多孔火焰保持器，所述多孔火焰保持器限定被對準(zhǔn)以接收所述氣體混合物的氣體通 道，所述氣體通道被構(gòu)造為承載由所述氣體混合物支持的燃燒反應(yīng);以及 多孔火焰保持器支撐結(jié)構(gòu)，所述多孔火焰保持器支撐結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為將所述多孔火焰保 持器保持在遠(yuǎn)離所述燃料噴嘴組件的一定稀釋距離處，所述稀釋距離被選擇為允許所述氣 體混合物的稀釋。37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的稀釋燃料燃燒器，其中所述氣體通道包括相應(yīng)的壁，所述壁 被構(gòu)造為接收來自所述氣體混合物的反應(yīng)部分的熱量，朝向所述氣體混合物的未反應(yīng)部分 轉(zhuǎn)移所述熱量，接收與所述氣體混合物的所述未反應(yīng)部分相鄰的所述轉(zhuǎn)移熱量，以及將所 述熱量傳導(dǎo)入所述氣體混合物的所述未反應(yīng)部分中。38. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的稀釋燃料燃燒器，所述稀釋燃料燃燒器還包括： 多孔火焰保持器支撐結(jié)構(gòu)，所述多孔火焰保持器支撐結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為將所述多孔火焰保 持器支撐在距一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴的所述稀釋距離處，所述一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴被構(gòu)造為 輸出基本上純的燃料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃燒器，所述燃燒器包括多孔火焰保持器，所述多孔火焰保持器被構(gòu)造為支持燃燒反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)氮氧化物(NOx)的非常低的輸出。
【IPC分類】F23D14/70, F23D14/62
【公開號】CN105556210
【申請?zhí)枴緾N201480047833
【發(fā)明人】道格拉斯·W·卡爾科夫, 約瑟夫·科蘭尼諾, 羅伯特·E·布賴登塔爾, 克里斯多佛·A·威克洛夫
【申請人】克利爾賽恩燃燒公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2014年9月23日
【公告號】CA2922014A1, US20150330625, WO2015042613A1, WO2015042615A1