表面燃燒的氣體燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于表面燃燒的氣體燃燒器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]術(shù)語“氣體燃燒器”是指實(shí)際上供應(yīng)有預(yù)混合的氣體-空氣混合物的燃燒器。在隨附的說明書和權(quán)利要求書中，處于簡化的目的所使用的術(shù)語“氣體”實(shí)際上是指預(yù)混合的氣體-空氣混合物。
[0003]與噴火式火焰燃燒器相比，所謂的“表面燃燒”的燃燒器是指在燃燒表面或燃燒網(wǎng)格上發(fā)生燃燒，氣體-空氣混合物在壓力作用下被引導(dǎo)通過燃燒表面或燃燒網(wǎng)格。
[0004]這種類型的燃燒器被發(fā)現(xiàn)特別地用于但不專用于氣體熱水器。這種燃燒器產(chǎn)生燃燒氣體，該氣體加熱熱交換器，將被加熱的流體流經(jīng)所述熱交換器。
[0005]在這種類型的氣體燃燒器中，在燃燒表面上的火焰保持性能決定了所使用的燃料(在該情況下為氣體)的燃燒質(zhì)量以及燃燒器的功率變化范圍。
[0006]此外，該燃燒的質(zhì)量，也即更多或更少的排放進(jìn)大氣中的污染氣體，取決于燃燒器的火焰保持性能、燃燒器的形狀以及燃燒發(fā)生處的箱室(或燃燒室)的容積。
[0007]“火焰保持”是指火焰的基底保持在燃燒表面附近的能力。
[0008]從現(xiàn)有技術(shù)中已知兩種非常常見類型的表面燃燒燃燒器。
[0009]第一類型的燃燒器包括燃燒表面(或燃燒網(wǎng)格)，該燃燒表面由打有不同大小的小孔以及不同尺寸的狹縫的不銹鋼片組成。這樣的燃燒器是例如柱形形狀的。小孔區(qū)域和狹縫區(qū)域的特定的關(guān)聯(lián)處以及其橫截面從而更大，使得其能夠適當(dāng)?shù)乇３只鹧?，但是僅僅適用于很窄的功率變化范圍，也1-3的數(shù)量級。
[0010]這種類型的燃燒器具有下文中所述的缺點(diǎn)。
[0011]當(dāng)該燃燒器在低功率下使用時(shí)，也即具有低流率的氣體-空氣預(yù)混時(shí)，其表面遭受非常強(qiáng)的溫度提升，(數(shù)百度)，該溫度提升與和不銹鋼片接觸的火焰一起，這導(dǎo)致回火進(jìn)燃燒器，這種回火甚至可能導(dǎo)致燃燒器的毀壞。
[0012]相反地，當(dāng)燃燒器在高功率下使用時(shí)，存在火焰從燃燒器的表面分離的風(fēng)險(xiǎn)，這種情況當(dāng)氣體的離開速度比火焰?zhèn)鞑ニ俣雀叩枚鄷r(shí)發(fā)生，并且這具有產(chǎn)生相當(dāng)多的污染氣體排放的影響，特別是氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。
[0013]考慮到上述的缺點(diǎn)，對于給定的燃燒器設(shè)定的可用功率范圍從而相當(dāng)受限。
[0014]第二種已知類型的燃燒器由穿孔的鋼片組成，該鋼片覆蓋有放置在穿孔片的外表面上的不銹鋼纖維層。該纖維層具有的數(shù)量級的厚度，并且用作相當(dāng)高性能的火焰保持器，以及用作熱絕緣體，以減低穿孔片的溫度上升并且從而減少回火的風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]這種類型的燃燒器相比于第一類型的燃燒器允許更寬的功率變化范圍，也即1-5的數(shù)量級，或甚至1-10的數(shù)量級，取決于所使用的鋼纖維的質(zhì)地。然而，鋼纖維是昂貴的，這提高了燃燒器的總成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明從而具有提供一種解決了上述缺點(diǎn)并且特別地允許多個(gè)目的同時(shí)實(shí)現(xiàn)的表面燃燒氣體燃燒器的目的，也就是說:
[0017]—很高的火焰保持性能，但是火焰略微從燃燒器分離，從而以降低其燃燒表面的溫度，
[0018]一可以在寬的功率變化范圍上使用該燃燒器，
[0019]一由于其工作溫度的大幅降低導(dǎo)致的增加的燃燒器壽命，這在所使用的所有功率設(shè)定下都是可行的，
[0020]一適應(yīng)具有形狀變化、以及小的和非常大的尺寸的燃燒器的燃燒方案，
[0021]一污染氣體(特別是CO和Nox)排放的大幅降低，以及
[0022]一低成本，比具有鋼纖維覆蓋層的燃燒器低得多。
[0023]為此，本發(fā)明涉及一種表面燃燒氣體燃燒器，其包括燃燒網(wǎng)格，該燃燒網(wǎng)格由金屬或難熔材料制成的片組成，所述片穿孔有一系列狹縫。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，所述片包括一系列導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板與所述片成一體，并且從其外表面突出，每個(gè)導(dǎo)流板在狹縫的整個(gè)表面上側(cè)向和縱向地延伸；每個(gè)導(dǎo)流板包括氣流引導(dǎo)部分和將其連接至片的部分，所述引導(dǎo)部分從所述片隔開以與其形成至少一個(gè)側(cè)向氣體噴射開口 ；以及所述導(dǎo)流板成對布置，使得它們的側(cè)向氣體噴射開口彼此面對。
[0025]由于本發(fā)明的這些特征，該燃燒器可在非常高的功率下使用，并且沒有火焰分離，并且相反地在非常低的功率下使用而沒有回火，這保證了其堅(jiān)固和耐用。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的其他有利和非限制性特點(diǎn)，單獨(dú)考慮或組合考慮:
[0027]—每個(gè)導(dǎo)流板成形為使得所述氣流引導(dǎo)部分的內(nèi)表面的母面平行于狹縫的平面，該導(dǎo)流板在該狹縫上方延伸；
[0028]一所述導(dǎo)流板是由片狀金屬帶組成的橋，所述片狀金屬帶具有中央部分和附接到狹縫兩端的兩端，所述導(dǎo)流板在該狹縫上延伸，所述中央部分構(gòu)成氣流引導(dǎo)部分，并且兩端構(gòu)成連接至片的部分，并且兩個(gè)側(cè)向氣體噴射開口設(shè)置在所述橋的一側(cè)上；
[0029]一每個(gè)橋的寬度等于狹縫的寬度，該橋定位在該狹縫上；
[0030]一橋的寬度LI與側(cè)向氣體噴射開口的高度H2的比例至少等于0.5 ；
[0031]一所述導(dǎo)流板具有罩的形式，并且包括用于引導(dǎo)氣流的縱向部分(優(yōu)選是平坦的)，該縱向部分通過其縱向側(cè)面之一而被連接到片；
[0032]—所述導(dǎo)流板具有鰓的形式；
[0033]一所述片還穿孔有一系列端口，該端口延伸進(jìn)從片的外表面突出的排氣微管，并且所述排氣微管的中心軸線垂直于所述片；
[0034]—排氣微管的從片的外表面突出的部分的高度H3與該微管的內(nèi)徑D的比例被包括在0.2到I之間，并且優(yōu)選地等于I ;
[0035]一狹縫和端口成組，以形成圖案，每個(gè)圖案包括延伸進(jìn)定位在由導(dǎo)流板蓋住的兩個(gè)狹縫之間的微管中的至少一個(gè)端口 ；
[0036]一每個(gè)圖案包括兩個(gè)開口，每個(gè)開口都延伸進(jìn)由導(dǎo)流板蓋住的兩個(gè)狹縫之間的微管，兩個(gè)狹縫都平行于這兩個(gè)端口的對齊軸線；
[0037]一所述燃燒網(wǎng)格具有柱形形狀；
[0038]一所述燃燒網(wǎng)格是平坦圓形形狀、半球形圓形形狀、或二面形狀。
【附圖說明】
[0039]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將從下文中借由指示但是以非限制性的方式給出的其多個(gè)可能的實(shí)施例的描述，并參考示出實(shí)施例的附圖，而變得顯而易見。
[0040]在圖中:
[0041]圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的燃燒網(wǎng)格的一部分的俯視圖，
[0042]圖2、3和4是同一燃燒網(wǎng)格沿圖1的截面11-11、II1-1II和IV -1V反射地截取的剖視圖，圖3和4被以更大的比例示出，
[0043]圖5是示出了用于將火焰保持在燃燒器網(wǎng)格的表面上的原理的示意圖，
[0044]圖6、7分別是設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的燃燒網(wǎng)格的第二實(shí)施例的透視圖和沿圖6的截面VI1-VII截取的剖面圖，圖7被以更大的比例示出，
[0045]圖8是設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的燃燒網(wǎng)格中的開口的第三實(shí)施例的透視圖，
[0046]圖9-11示出了燃燒網(wǎng)格的不同變型實(shí)施例，分別是柱形形狀，平坦圓形形狀，以及具有倒圓頂峰的二面形狀，以及
[0047]圖12是示出了對于現(xiàn)有技術(shù)中的燃燒器和符合本發(fā)明的一個(gè)燃燒器的以燃燒器的氣體功率P為函數(shù)的一氧化碳(CO)排放的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0048]根據(jù)本發(fā)明的氣體燃燒器的第一實(shí)施例將參考圖1-4而被描述。
[0049]該燃燒器包括燃燒網(wǎng)格。其連接至構(gòu)造為將壓力下的氣體-空氣混合物(例如天然氣和空氣)傳輸進(jìn)燃燒器內(nèi)的裝置(未示出)，例如風(fēng)扇。氣體混合物穿過網(wǎng)格的端口和開口，并且由于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的點(diǎn)火系統(tǒng)，燃燒從燃燒網(wǎng)格的外表面開始。
[0050]該燃燒網(wǎng)格由由金屬，例如由不銹鋼或由難熔材料制成的片(或板)I。所述內(nèi)表面和外表面分別標(biāo)記為11和12。
[0051]該片I穿孔有一系列大體上矩形形狀的狹縫2，每個(gè)狹縫2具有兩個(gè)縱向邊緣23、24。
[0052]每個(gè)狹縫3蓋有橋3或“小橋”，該橋3與所述片I成一件(一體形成)并且從片的外表面12突出。
[0053]如下文中將更詳細(xì)地描述的，橋3起到用于氣體穿過片I的導(dǎo)流板的作用。
[0054]每個(gè)橋3包括片狀金屬帶，其彎曲或形成為使得其凹度朝向狹縫2定向。橋具有中央部分(部)30和分別附接至狹縫2的兩端21和22的兩端31、32，其中該橋在所述狹縫2上縱向地和