專利名稱：氣體燃燒器的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)多個(gè)噴嘴分配由壓力燃?xì)庠诳諝庵腥紵a(chǎn)生火焰的氣體燃燒器，所用的燃?xì)鉃橄铝兄换蛉舾商烊粴?、丁烷或丙烷?br> 這種燃燒器可裝備于熱水器，浴水加熱器，民用或工業(yè)用中央加熱鍋爐，炊具等。
本發(fā)明更具體地與下列燃燒器有關(guān)，即包括一個(gè)空氣箱，其外壁上有許多密排的孔，一個(gè)與壓力氣源連接的燃?xì)夤┙o箱，燃?xì)夤┙o箱上，與空氣箱孔壁相對(duì)，有一個(gè)有多個(gè)孔的隔壁，它與空氣箱的孔壁距離足夠遠(yuǎn)，以便空氣可在孔壁和隔壁之間自由流通，許多中空的針?lè)謩e密封地連接在隔壁上孔的邊緣處，并且開口在孔壁上的孔的入口的中央?yún)^(qū)內(nèi)，以便在它們之間確定一個(gè)分配空氣-燃?xì)馊剂匣旌衔锏男纬梢粋€(gè)火焰區(qū)的噴嘴。
已公知的燃燒器(稱為“大氣”式燃燒器)中，空氣箱與大氣相通，用于形成產(chǎn)生火焰的燃料混合物的空氣被離開針的壓力燃?xì)饬鲙?dòng)穿過(guò)孔，該孔有一個(gè)輪廓收斂的下游部。
這樣很難在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)燃燒器的加熱功率，因?yàn)樵诘凸β是闆r下，要避免某些火焰在上游退回而熄滅，以及在高功率時(shí)，要避免某些火焰在下游因脫離而熄滅。
此外，產(chǎn)生火焰的燃?xì)饣旌衔锊痪鶆颍诮咏總€(gè)針的出口軸線的區(qū)域內(nèi)燃?xì)鈱?duì)空氣的比率較高，與在分配噴嘴的周圍區(qū)域相比在這個(gè)區(qū)域內(nèi)燃?xì)饬鞑皇苋魏巫璧K，其結(jié)果是該混合物不充分燃燒，并且在燃燒生成物中產(chǎn)生不想要的有毒氣體，特別是一氧化碳和氧化氮。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服以上缺點(diǎn)。
為此，按照本發(fā)明的燃燒器的基本特征是，空氣箱與壓力空氣源相連，其中，每個(gè)孔至少是圓柱形的，跨越每個(gè)孔的中央?yún)^(qū)且在相應(yīng)針的軸向延長(zhǎng)線上有一個(gè)機(jī)械式障礙物，以便使從針中噴向包圍著它的空氣流的燃?xì)獍l(fā)生偏轉(zhuǎn)。
在最佳實(shí)施例中，還有如下一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)機(jī)械式障礙物是把相應(yīng)孔分成相等的兩部分的橋。
箱的孔壁的孔區(qū)的邊緣至少被一組壁上的小通孔限定，這些小通孔開口于從壁上向外突出的臺(tái)階的根部。
空氣箱的孔壁上，在上述孔之間均勻分布著截面小于孔截面的補(bǔ)充孔。
空氣箱孔壁上的孔是圓形的，并且被壁外側(cè)的锪孔所限定。
空氣箱孔壁上的孔被壁外表面上的槽連在一起。
機(jī)械式障礙物是裝在上述槽內(nèi)的細(xì)線。
空氣箱的孔壁和燃?xì)夤┙o箱的隔壁相隔距離為厘米級(jí)，孔壁上的孔的直徑為4毫米級(jí)，針的內(nèi)徑為0.6-0.7毫米級(jí)，外徑為1.2-1.4毫米級(jí)，相鄰針的軸線間距為6-8毫米級(jí)，補(bǔ)充孔(若有的話)的直徑為2-3毫米，邊緣小通孔(若有的話)直徑為2-3毫米。
空氣箱的孔壁由兩個(gè)面對(duì)面連接的壁組成，其中一個(gè)在里面，另一個(gè)在外面，其上有在相偏置的孔，以便使外壁(與內(nèi)壁上孔的中央?yún)^(qū)相對(duì))上的橋形成機(jī)械式障礙物。
上述壁中的孔具有邊緣平行的細(xì)長(zhǎng)形，并且在細(xì)長(zhǎng)方向上對(duì)準(zhǔn)。
面對(duì)面連接的兩個(gè)壁是圓形的，其上的孔是徑向直線延伸的。
內(nèi)壁上孔間橋在面對(duì)面連接的最接近壁的軸線的壁區(qū)較寬。
內(nèi)壁厚于外壁。
在空氣箱孔壁內(nèi)表面緊挨著每個(gè)孔附近，至少有一個(gè)使通過(guò)該孔的空氣產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的空氣入口。
空氣箱的形狀一般為圓柱蛋糕形，燃?xì)夤┙o箱是中空環(huán)形并容納在空氣箱內(nèi)。
除以上主要特點(diǎn)外，本發(fā)明還包括某些其它特點(diǎn)，最好同時(shí)使用，它們將在下面更詳細(xì)地加以說(shuō)明。
接下去，將參考附圖以不加限制的方式說(shuō)明本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例。


圖1和圖2分別顯示了本發(fā)明的氣體燃燒器的沿Ⅰ-Ⅰ線的軸向剖視圖和半個(gè)俯視圖。
圖3是圖1的局部放大圖。
圖4和圖5分別放大顯示出形成該燃燒器部件的孔壁外表面和內(nèi)表面的局部。
圖6是按照本發(fā)明的一種氣體燃燒器變型的俯視圖。
圖7和圖8放大顯示出該燃燒器通過(guò)8Ⅶ-Ⅶ線的軸向剖視圖和俯視圖。
圖1到圖5所顯示的燃燒器包括一個(gè)空氣箱1，其形式象一個(gè)厚蛋糕，即由一個(gè)圓柱形側(cè)壁2和兩個(gè)平的橫壁3和4所限定。
其中一個(gè)平壁3上有許多密排的孔5，其內(nèi)表面是圓柱形。
另一塊平壁4上穿過(guò)一個(gè)風(fēng)道6，它把箱與外部壓力空氣源(例如一個(gè)風(fēng)扇，未示出)連接。
箱1內(nèi)有一個(gè)供氣箱7，它與箱1在所有方向上都有間隙，象箱1一樣，它也是圓柱蛋糕形，但比箱1小，并且中央有一個(gè)煙囪8。
供氣箱與箱1同心，通過(guò)管9與壓力燃?xì)庠催B接，其平壁18與孔壁3平行，其上直立著許多中空的針11，每個(gè)針11都把供氣箱7的內(nèi)部與一個(gè)小孔5的中央?yún)^(qū)連接起來(lái)。
壁3和10的相對(duì)表面之間的距離D足夠大，以便空氣能自由地進(jìn)入它們之間的空間，同樣，各針之間的距離E也足夠大并且直徑de足夠小。
這樣，空間Z中各點(diǎn)的空氣壓都相等。
類似地，環(huán)形供氣箱7的容積也足夠大，使通過(guò)管9來(lái)的燃?xì)庠谙?內(nèi)的壓力處處相等。
結(jié)果，分散流到不同針11出口的壓力燃?xì)馊嗟?，而且通過(guò)孔5流出外箱1的壓力空氣也全相等。
結(jié)果，通過(guò)由孔5和針11出口形成的各噴嘴12分散到各燃燒區(qū)的待燃燒的空氣-燃?xì)饣旌衔锏某煞质窍嗤?，并且很容易通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入箱1的空氣的壓力和/或進(jìn)入供氣箱7的燃?xì)獾膲毫?lái)調(diào)節(jié)。
如果，燃料混合物的兩種組分(空氣和燃?xì)?在指定區(qū)域直接混合，在這些區(qū)域點(diǎn)燃該混合物形成多個(gè)火焰13時(shí)就會(huì)自動(dòng)得到極佳的和均勻的燃燒效果。
為實(shí)現(xiàn)這種直接混合，在每個(gè)孔5的中心區(qū)，即每個(gè)針11的軸向延伸方向都有一個(gè)機(jī)械的障礙物。
這些障礙物通過(guò)產(chǎn)生紊流的方式使從針中噴出的燃?xì)馄D(zhuǎn)，以此保證它與壓力空氣流的直接混合，就在所獲得的混合物從各相應(yīng)噴嘴流出前，空氣流前還包圍著它。
在圖1到5所示的實(shí)施例中，所提到的障礙物是不銹鋼細(xì)線16形成，這些線被固定在空氣箱的孔壁3上，沿直徑方向跨過(guò)孔5。
燃燒的質(zhì)量和均勻性還可以通過(guò)采用以下的空氣箱孔壁3得到改進(jìn)。
該壁的外表面上孔5有锪孔14。
锪孔14用在該面上的中空槽15聯(lián)接起來(lái)形成一個(gè)小溝道網(wǎng)，有利于互相點(diǎn)火和保持火焰13，這些槽中的一些上有上述的線16，它也作為火焰保持器。
壁3上的打孔區(qū)的界限(里側(cè)為外側(cè))由一圈小通孔17限定，這些小孔位于臺(tái)肩18的根部，這些臺(tái)階自該壁向外突出。
在壁3的打孔區(qū)中，在孔5之間均勻分布許多小圓孔24，其直徑小于孔5。
在壁3的內(nèi)表面緊挨著每個(gè)孔5，至少有一個(gè)空氣吸入口19(圖3-5)，它能使進(jìn)入孔的壓力空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以改進(jìn)空氣與離開中央針11的燃?xì)獾幕旌锨闆r，當(dāng)使用的燃?xì)馐嵌⊥榛虮闀r(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)是十分寶貴的。
在實(shí)踐中，噴嘴的各部分尺寸取下列值是有利的距離D，基本等于每個(gè)針11從壁10突起的長(zhǎng)度8-10mm，最佳為9mm。
相鄰針的軸心距E5-9mm，最佳值6-8mm。
每個(gè)針的內(nèi)徑di0.4-0.8mm，最佳值0.6-0.7mm。
針的外徑de1-1.5mm，最佳值1.2-1.4mm。
孔壁3的厚度2-5mm。
孔5的直徑T3-5mm，最佳值4mm。
锪孔14直徑L5-7mm，最佳值6mm，深度大約1mm。
孔17和孔24的直徑(若有的話)，2-3mm為好。
針的數(shù)目一般為幾十個(gè)，甚至幾百個(gè)。
各個(gè)針的開口所在的橫向平面一般都與箱1的孔壁3的內(nèi)表面有一小段軸向距離，即，位于箱之內(nèi)，可是也可以向外超出一點(diǎn)，但不超過(guò)壁3的外表面。
在圖中還可看出螺釘20用來(lái)把供氣箱7固定在箱1內(nèi)，并且與供氣箱的特別厚的部分22處的螺孔21相配合。
一個(gè)例如壓電火花型點(diǎn)火器23(圖2)空氣箱1一般由不銹鋼或鋁這樣的沖壓金屬板制成，孔壁3可用澆鑄或燒結(jié)陶瓷制成，而供氣箱7由金屬件，例如澆鑄鋁合金制成。
圖6-8所示的燃燒器與前述的類型相同，其區(qū)別僅在于空氣箱的外孔壁不同。
該壁基本上也是一個(gè)圓板，但是它是由兩個(gè)盤25、26，面對(duì)面地連接而成，其中一個(gè)盤25放在箱的內(nèi)側(cè)，它最好比另一個(gè)外盤26厚，每個(gè)盤的厚度具體為1-2mm。
該壁上的孔不是圓的，而是徑向的槽孔，它由內(nèi)盤25上的一個(gè)第一槽27和外盤上兩個(gè)徑向?qū)?zhǔn)的槽28形成，這些槽的內(nèi)側(cè)面是圓柱面。
兩個(gè)徑向槽28被對(duì)著相應(yīng)槽27中心的橋29隔開，即，它在相應(yīng)針11的軸向延長(zhǎng)線上。
橋29的作用是作為偏轉(zhuǎn)障礙和紊流產(chǎn)生器，甚至火焰保持器，在前述實(shí)施例中，它是由金屬線形成的。
槽27被橋30隔開，當(dāng)壓力空氣要從空氣箱飛出時(shí)，氣流要撞擊該橋。
兩個(gè)盤的打孔方式設(shè)計(jì)成不同的，以便使這些盤簡(jiǎn)單的軸向重迭(角位置精確限定)就能使橋29對(duì)準(zhǔn)槽27。
在圖6-8所示的實(shí)施例中，這些孔是窄的徑向槽并且徑向?qū)?zhǔn)，盤25上槽27的寬度比槽28的寬度大(典型地，2mm)，隔開槽27的橋30比較寬，比較接近。
槽27和28也可有其他形狀，如直線或扇形，例如，沿直線段相對(duì)于相應(yīng)半徑傾斜，或沿圓的同心弧，或沿螺旋弧或甚至交叉。
在各種情況下，槽的側(cè)面都是圓柱壁，這意味著，可以用金屬板簡(jiǎn)單沖壓成形。
在各種情況下，障礙物與槽的中心相對(duì)，并且障礙物與空的空間接界。這些空間足夠?qū)捯栽试S產(chǎn)生燃料混合物的火焰從中通過(guò)而不干擾箱1的外面。
提到的障礙在出口平面上，橋與配合的分配孔配合，把它分成相等的兩部分。
在盤上還可以有只作為壓力空氣通道的輔助孔。
空氣-燃?xì)饣旌狭骺梢酝ㄟ^(guò)給定兩種組分的預(yù)定流速進(jìn)行一次或多次調(diào)節(jié)，這兩種流速的比率與增加所需要的最少量過(guò)?？諝鈱?shí)現(xiàn)完全燃燒的化Ъ撲愎較嘍雜?，还考聣q嬌贍芡ü揮胝 1相配合的孔(17、24)，供給空氣。
在一種較好的變型中，可以隨意調(diào)節(jié)兩種成分的流速和壓力，當(dāng)然同時(shí)要注意使混合物的組成保持在最佳值附近。
因此，燃燒器的加熱功率是可調(diào)的。
這種調(diào)制的范圍特別廣，可從1到20甚至更高，可現(xiàn)有的“大氣式”燃燒器所能產(chǎn)生的加熱功率的兩極端值之間的比率很難超過(guò)4。
因此，上述燃燒器的加熱功率可根據(jù)需要產(chǎn)生2到30Kw甚至更多，即，從只能在黑暗中才能看見的功率極低的微小的蘭色珠狀火焰，直到與氣源或供氣網(wǎng)和吹入的空氣壓力相當(dāng)?shù)淖畲笾?考慮到分布孔的尺寸)。
無(wú)論按照以上何種實(shí)施例，都可得到按前面所述的結(jié)構(gòu)和操作性能。
這些燃燒器有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是在整個(gè)被空氣箱的有孔區(qū)所定義的燃燒器“面積”中都可得到極好的燃燒，它降低甚至消除了燃燒生成物中不需要的有毒氣體(如一氧化碳和氧化氮)的比例。
可以用很簡(jiǎn)單的方法在極大范圍內(nèi)(極值比為1到20)調(diào)節(jié)功率。
很明顯，從前所述，本發(fā)明絕不限制應(yīng)用的方式和所述的實(shí)施例;相反，它包括所有的變化，特別是那些其火焰13的定位不局限于垂直上升，還可包括其他形式，例如垂直下降的，或水平的。
火焰從中伸出的孔壁不局限于所示的平墊片形，還可包括其它形狀，例如平盤形，或用其他平的和細(xì)長(zhǎng)矩形形成的點(diǎn)火斜坡，或甚至是至少側(cè)面是圓柱面或非圓柱圖，或者是半球的或切去一部分以作為所需氣體的徑向入口的球。
權(quán)利要求
1.氣體燃燒器，包括一個(gè)空氣箱(1)，一個(gè)其上有許多密排的孔的外壁(3，25，26)，一個(gè)與壓力燃?xì)庠聪噙B的燃?xì)夤┙o箱(7)，該供給箱與空氣箱的孔壁相對(duì)，有一個(gè)與該孔壁足夠遠(yuǎn)的有孔的隔壁(10)，以使空氣在孔壁和隔壁間自由流動(dòng)，還有許多中空的針(11)，每個(gè)針密封地連接到隔壁上的孔緣上，并且其開口位于孔壁上孔(5，27，28)進(jìn)口的中區(qū)域內(nèi)，以便確定一個(gè)分配空氣-燃?xì)饣旌衔镄纬苫鹧?13)產(chǎn)生區(qū)的噴嘴(12)，其特征在于，空氣箱(1)與壓力空氣源相連，其中每個(gè)孔(5，27、28)由至少一個(gè)圓柱形孔形成，橫跨每個(gè)孔的出口的中央?yún)^(qū)在相應(yīng)的針(11)的軸向延伸線上有一個(gè)機(jī)械式障礙物(16，29)，以便使從針噴向包圍它的空氣流的燃?xì)馄D(zhuǎn)。
2.按權(quán)利要求1的燃燒器，其特征在于，機(jī)械式障礙物(16;19)是把相應(yīng)孔(5;27;28)等分的橋。
3.按前述任一權(quán)利要求的燃燒器，其特征在于箱(1)的孔壁(3;25，26)的打孔區(qū)的邊緣被壁上一組小直徑通孔(17)所限定，其外面的開口在從壁向外突出的臺(tái)階(18)的根部。
4.按前述任一權(quán)利要求所述的燃燒器，其特征在于，在空氣箱孔壁上有補(bǔ)充孔(24)，它們均勻地分布在上述孔之間，其截面小于上述孔。
5.按前述任一權(quán)利要求所述的燃燒器，其特征在于，空氣箱孔壁(3)上的孔(5)是圓形的，并且被壁外側(cè)的锪孔(14)所限定。
6.按權(quán)利要求5的燃燒器，特征在于，孔(5)由壁(3)外表面上的槽(15)連接。
7.按權(quán)利要求6的燃燒器，其特征在于，作為機(jī)械式障礙的橋由槽(15)內(nèi)的細(xì)線形成。
8.按上述任一權(quán)利要求所述的燃燒器，其特征在于，空氣箱(1)的孔壁和燃?xì)夤┙o箱(7)的有孔隔壁相距一個(gè)厘米級(jí)的距離(D)，孔壁上每個(gè)孔(5)的直徑(T)為4毫米，每個(gè)針(11)的內(nèi)孔直徑(di)為0.6-0.7毫米，外直徑(de)為1.2-1.4毫米，相鄰的針之間的距離為6-8毫米，補(bǔ)充孔(24)(如果有的話)的直徑2-3毫米，邊緣小孔(17)(若有的話)的直徑為2-3毫米。
9.如權(quán)利要求1-4之任一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于，空氣箱(1)的孔壁是由兩個(gè)壁(25，26)面對(duì)面連接而成，一個(gè)在里面，一個(gè)在外面，其上有相互偏置的孔(27、28)、以便使與內(nèi)壁孔的中央?yún)^(qū)相對(duì)的外壁形成機(jī)械式障礙橋(29)。
10.按權(quán)利要求9的燃燒器，其特征在于，孔(27、28)是有平行邊緣的并且在細(xì)長(zhǎng)方向?qū)?zhǔn)的細(xì)長(zhǎng)孔。
11.按權(quán)利要求10的燃燒器，其特征在于，面對(duì)面連接的兩個(gè)壁(25、26)是圓形的，其上的孔(27、28)是沿徑向伸長(zhǎng)的。
12.按權(quán)利要求11的燃燒器，其特征在于，在內(nèi)壁(25)的孔(27)之間形成的橋(30)比較寬。
13.按權(quán)利要求9到12中任一項(xiàng)的燃燒器，其特征在于，內(nèi)壁(25)比外壁(26)厚。
14.按權(quán)利要求9到13中任一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于，面對(duì)面連接的壁(25、26)的厚度為1到2毫米，壁上的孔(27、28)是寬度為2毫米級(jí)的沖成的槽。
15.按前述任一權(quán)利要求的燃燒器，其特征在于，空氣箱孔壁內(nèi)表面緊挨著每個(gè)孔，至少有一個(gè)空氣入口(19)，以使進(jìn)入孔中的空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
16.按前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃燒器，其特征在于，空氣箱(1)的形狀大體為一個(gè)圓柱蛋糕形，并且為中空環(huán)形的供氣箱(7)同心地容納在空氣箱中。
全文摘要
氣體燃燒器有多個(gè)噴嘴，火焰由在空氣中燃燒壓力燃?xì)庑纬桑諝庀?1)，其一個(gè)壁(3)上有許多密封的孔(5)，與壓力燃?xì)庠催B接的燃?xì)夤┙o箱(7)，其上有許多中空的針把箱內(nèi)部和孔壁(3)上的孔的內(nèi)部相連；以確定火焰產(chǎn)生區(qū)(12)?？諝庀渑c壓力空氣源相連，孔是圓柱形的，在其出口中央有機(jī)械式障礙物(16)，以使離開針的燃?xì)猱a(chǎn)生偏轉(zhuǎn)并與周圍的空氣流混合。
文檔編號(hào)F23D14/58GK1036822SQ89101599
公開日1989年11月1日 申請(qǐng)日期1989年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月21日
發(fā)明者萊·梅爾 申請(qǐng)人:切弗特和馬里合股公司