專利名稱：預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器及包括它的燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器，還涉及具有這種混合器的燃燒系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及在空氣/氣體燃料混合器中給預(yù)混燃燒器準(zhǔn)備空氣/氣體混合物的方法。
背景技術(shù)：
因此本發(fā)明使用氣體燃料，這些氣體燃料可以是甲烷或液化石油氣體。
在燃燒工程中，所謂的“預(yù)混”燃燒器是已知的，其中空氣和燃料在實際燃燒頭上游的混合器中混合，它除了其它的特征外，還能夠?qū)θ紵^中產(chǎn)生的熱進(jìn)行充分的控制。
在第一個投入市場的解決方案中，在把混合物送入實際燃燒器的燃燒頭之前，首先使從混合室流出的混合物從渦流裝置的葉片間流過，從而提高空氣/氣體燃料的混合效果。
對于動力較低的預(yù)混燃燒器來講，還有第二種解決辦法，就是直接把空氣/氣體燃料混合物送入鼓風(fēng)機(jī)中，使得兩種組分在那里完全混合。
但是如上所述，這種解決方案只適用于動力較低的情況，如果動力大于100kW，制造適用于空氣/氣體燃料混合物的密封鼓風(fēng)機(jī)是很困難的。
但是已經(jīng)證明只在混合物中產(chǎn)生渦流的第一種解決方案也是不令人滿意的，這是由于它不能對所有的空氣/氣體燃料比都提供徹底的混合。
另一方面，考慮到把燃燒空氣管和渦流裝置裝配在一起會產(chǎn)生流阻，這就排除了這種裝配的可能。
但是，令人驚奇地是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)把空氣饋送管和渦流裝置裝配在一起也能大幅改善從混合室流到燃燒頭的混合物質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目的是給預(yù)混燃燒器提供一種空氣/氣體燃料混合器，通過設(shè)計使得它能夠消除上述缺點，并且使得空氣/氣體燃料混合室具有這樣一個特征，即空氣饋送管中具有渦流裝置。
根據(jù)本發(fā)明，給預(yù)混燃燒器提供一種空氣/氣體燃料混合器，它包括-用來把燃燒空氣饋送到混合室中的燃燒空氣饋送裝置；-用來把氣體燃料饋送到所述的混合室中以形成理想的空氣/氣體燃料混合物的氣體燃料饋送裝置；和-在從所述的混合室中流出的空氣/氣體燃料混合物中產(chǎn)生渦流的渦流裝置；混合器的特征在于還包括只在從所述的燃燒空氣饋送裝置流出的空氣中產(chǎn)生渦流的另外的渦流裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個燃燒系統(tǒng)，它的特征在于給預(yù)混燃燒器提供這種空氣/氣體燃料混合器。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個方法，它在空氣/氣體燃料混合器中給預(yù)混燃燒器準(zhǔn)備空氣/氣體燃料混合物。


將利用示例參考附圖描述本發(fā)明的一個非限制性實施例，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器的第一個實施例；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器的第二個實施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器的第三個實施例；圖4示出了在圖1和圖2中的混合器中所使用的第一渦流裝置的放大前視圖；圖5示出了在圖3中的混合器中所使用的第二渦流裝置的放大前視圖。
具體實施例方式
圖1中的標(biāo)號10表示根據(jù)本發(fā)明的預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器的第一個實施例。
混合器10包括圓形管道11，它把燃燒空氣饋送到優(yōu)選具有圓形橫截面的混合室12中，當(dāng)然混合室12不必一定具有圓形橫截面。管道11和混合室12順序布置，它們具有公共的對稱縱軸線(a)；并且混合室12包括圓柱形壁12c。
一部分氣體燃料饋送裝置13伸入到混合室12中。
在圖1的實施例中，裝置13包括沿大致與軸線(a)垂直的軸線(b)對稱延伸的圓柱形管第一部分13a；第一部分13a與一端封閉的第二部分13b連接在一起；并且第二部分13b也大致為管狀，它與軸線(a)對齊，因此大致與第一部分13a垂直。
換言之，裝置13的部分13a、13b大致形成L形，并且彼此連接，第一部分13a用未示出的已知方法固定到混合室12的壁12c上。
多個管14固定到第二部分13b上并且從第二部分13b呈放射狀伸出，它們具有與軸線(a)垂直的軸線(c)。
如圖1所示，通過開口13c把氣體燃料饋送到裝置13中，氣體燃料在箭頭F1的方向沿部分13a流動，然后轉(zhuǎn)到部分13b中沿箭頭F2的方向流動，隨后利用管14在箭頭F3示出的方向上饋送到混合室12中。
在箭頭F4的方向用圖1中未示出的鼓風(fēng)機(jī)沿管道11饋送燃燒空氣，使之與上述用管14饋送的氣體燃料在混合室12中混合。
在未示出的實施例中，可以用直通孔代替管14。
空氣的力和鼓風(fēng)機(jī)(未示出)所提供的力把這樣形成的空氣/氣體燃料混合物饋送到燃燒頭15(在圖1中部分示出)。
在混合室12和燃燒頭15之間放置第一渦流裝置16，在圖4中更詳細(xì)地示出了第一渦流裝置16。
渦流裝置16包括一個板16a，板16a具有用來裝配(用未示出的螺栓)到混合室12的第一端12a(圖1)上的孔16b。
如圖4所示，板16a還包括一個中心孔16c，多個開口16d從孔16c呈放射狀伸出，每個開口16d具有一個傾斜板16e。
我們知道，主要由于板16e的存在，通過裝置16流向頭15的空氣/氣體燃料混合物中產(chǎn)生渦流，這樣在把它們饋送到燃燒頭15前能夠提高它們的混合質(zhì)量。
在混合室12的第二端12b上創(chuàng)造性地安裝了與裝置16(圖4)一樣的第二渦流裝置17。
在空氣與裝置13噴出的氣體燃料在混合室13中混合之前，裝置17在空氣中產(chǎn)生一定量的湍流。
理論計算表明把已經(jīng)處于湍流狀態(tài)的空氣噴入混合室12能夠使得空氣與氣體燃料實現(xiàn)更徹底地混合，并且能夠改善頭15中的燃燒，這已經(jīng)通過有目的的試驗得到驗證。
在示于圖2中的本發(fā)明的第二個實施例中，用同樣的參考標(biāo)號表示已經(jīng)參考圖1的實施例描述過的部件，而燃料饋送裝置13則是個例外，用類似的裝置130代替它。
裝置130包括圓柱形管部分130a，它沿大致與軸線(a)垂直的軸線(b)對稱地伸出；部分130a與大致為螺旋形的管道130b連接，管道130b靠在混合室12的壁12c上。
更具體地說，管道130b包括曲壁131，在曲壁中形成了多個的通孔132，燃料通過通孔饋送到室12的中心區(qū)域133，在這里它遇到來自管道11的燃燒空氣并且與之混合。
更具體地說，通過開口130c把氣體燃料饋送到裝置130中，氣體燃料在箭頭F1的方向沿部分130a流動，在箭頭F5的方向流入管道130b中，隨后通過通孔132在各個箭頭F6示出的方向上噴入中心區(qū)域133。
在圖3示出的第三個實施例中，用分別位于混合室12的第一和第二端12a和12b處的各個推進(jìn)器160和170代替渦流裝置16和17。
如圖3和圖5所示，每個推進(jìn)器160、170包括多個固定在輪轂162一端的葉片161，輪轂162能夠自由繞各個軸163轉(zhuǎn)動；并且在每個輪轂162和相應(yīng)軸163之間放置軸承(在圖3中未示出)。
軸163都固定在裝置13的第二部分13b上并且與軸線(a)對齊。
推進(jìn)器170利用來自管道11的壓縮空氣的流動而轉(zhuǎn)動，推進(jìn)器160利用經(jīng)過混合室12流向燃燒頭15的空氣/氣體燃料混合物的流動而轉(zhuǎn)動。
在這種情況下，推進(jìn)器160和170也能夠改善任何空氣/燃料比的混合質(zhì)量，并且在燃燒頭15中實現(xiàn)最佳燃燒。
在未示出的其它實施例中，可以用兩個推進(jìn)器取代圖2的實施例中的裝置16和17。
在另外的實施例中，推進(jìn)器160、170可以和各個裝置16、17聯(lián)合使用。
也就是說，在圖1和圖2的實施例中，不僅提供圖3的第三實施例的各個推進(jìn)器160和170，還提供與之相應(yīng)的裝置16和17。
總之，根據(jù)本發(fā)明的混合器的優(yōu)點在于能夠提供更好的空氣/燃料混合，這樣就提高了燃燒頭15的效率，并且能夠大幅度減少有害燃燒產(chǎn)物(如Nox)的形成。
本發(fā)明所提出的解決方案特別適用于大于100kw的系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及至少具有一個混合器10的燃燒系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器(10)，包括-用來把燃燒空氣饋送到混合室(12)中的燃燒空氣饋送裝置(11)；-用來把氣體燃料饋送到所述的混合室(12)中以形成理想的空氣/氣體燃料混合物的氣體燃料饋送裝置(13；130)；和-在從所述的混合室(12)中流出的空氣/氣體燃料混合物中產(chǎn)生渦流的渦流裝置(16；160)；混合器(10)的特征在于還包括只在從所述的燃燒空氣饋送裝置(11)流出的空氣中進(jìn)一步產(chǎn)生渦流的另外的渦流裝置(17；170)。
2.如權(quán)利要求1所述的混合器(10)，其特征在于所述的氣體燃料饋送裝置(13)包括圓柱形管第一部分(13a)，它和與所述第一部分(13a)垂直的大致圓柱形管第二部分(13b)連接在一起。
3.如權(quán)利要求2所述的混合器(10)，其特征在于管(14)從所述第二部分(13b)呈放射狀伸出，把氣體燃料饋送至所述混合室(12)。
4.如權(quán)利要求2所述的混合器(10)，其特征在于所述的第二部分(13b)具有多個通孔，用來把氣體燃料饋送到所述的混合室(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的混合器(10)，其特征在于所述的氣體燃料饋送裝置(130)包括圓柱形管部分(130a)，它和大致為螺旋形的管道(130b)連接在一起。
6.如權(quán)利要求5所述的混合器(10)，其特征在于所述的管道(130b)包括曲壁(131)，在曲壁中形成了多個通孔(132)，氣體燃料通過這些通孔饋送到所述的混合室(12)的中心區(qū)域(133)中。
7.如權(quán)利要求1所述的混合器(10)，其特征在于所述的渦流裝置(16)和所述的另外的渦流裝置(17)都包括板(16a)，所述板具有中心孔(16c)，多個開口(16d)從中心孔(16c)呈放射狀伸出，每個開口(16d)具有一個傾斜板(16e)。
8.如權(quán)利要求1所述的混合器(10)，其特征在于包括分別位于所述的混合室(12)的第一端(12a)和第二端(12b)處的推進(jìn)器(160、170)。
9.如權(quán)利要求8所述的混合器(10)，其特征在于每個推進(jìn)器(160、170)包括多個固定在輪轂(162)一端的葉片(161)，輪轂(162)自由繞相應(yīng)軸(163)轉(zhuǎn)動。
10.一種燃燒系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個如權(quán)利要求1所要求的混合器(10)。
11.一個在空氣/氣體燃料混合器中給預(yù)混燃燒器準(zhǔn)備空氣/氣體燃料混合物的方法；該方法的特征在于以下步驟-將其中已經(jīng)產(chǎn)生了渦流的空氣饋送進(jìn)入混合室；-饋送氣體燃料進(jìn)入所述的混合室；-在所述的混合室中混合空氣和氣體燃料，從而得到空氣/氣體燃料混合物；-在所述的混合物中產(chǎn)生進(jìn)一步的渦流；和-把呈湍流狀態(tài)的所述混合物饋送到燃燒頭中。
全文摘要
一種用于預(yù)混燃燒器的空氣/氣體燃料混合器(10)，具有用來把燃燒空氣饋送到混合室(12)中的饋送管(11)；把氣體燃料饋送到混合室(12)中以形成空氣/氣體燃料混合物的裝置(13)；和在從混合室(12)中流出的空氣/氣體燃料混合物中產(chǎn)生渦流的裝置(16；160)。混合室(10)還至少具有另外一個裝置(17；170)，用來只在來自饋送管道(11)的空氣中產(chǎn)生渦流。
文檔編號F23D14/02GK1752519SQ200410011900
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者安德烈亞·洛納爾迪, 安德烈亞·洛瓦托, 西爾瓦諾·帕萬, 朱塞佩·托尼亞托 申請人:列洛公開有限公司