CN101861496A - 燃烧器、尤其是预混合燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种燃烧器，尤其是用于预混合可燃气体的燃烧器，包括圆筒形燃烧器头部(3)，燃烧器头部设计成容纳在加热装置的燃烧室(4)内，供给至燃烧室(4)的空气和气体混合物在燃烧器头部中燃烧，燃烧器头部(3)包括带有通孔的圆筒形壳(9)，燃烧器头部(3)在第一轴向端由连接凸缘(8)固定至用来密封燃烧室(4)的闸门元件(7)，而在相反轴向端具有密封燃烧器头部(3)的实心端壁(3a)，用于分配空气和气体混合物的分配元件(10)定位在燃烧器头部(3)内，并且用来将到达燃烧器的可燃混合物流分配到燃烧器头部(3)上。分配元件包括板状部分(11)，板状部分(11)作为所述连接凸缘(8)的连续部分延伸，并且基本上垂直于燃烧器头部的轴向延伸方向而延伸，板状部分(11)具有用来将混合物分配至燃烧器头部(3)的通孔(12)。

Description

燃烧器、尤其是预混合燃烧器
技术领域
本发明涉及具有如独立权利要求1的前序部分中所述特征的燃烧器，尤其是预混合气体燃烧器。
背景技术
在该特殊技术领域内，有一种公知的制造预混合气体燃烧器的方法，它的燃烧器头部设计成被容纳在燃烧室内的面向热交换器的位置，当热交换器被燃烧器的火焰接触时，热交换器就加热流过它的流体。典型地，燃烧器连接到闸门或类似元件以密封该燃烧室。
在上述类型的已知燃烧器中，燃烧器的燃烧器头部做成圆筒形形状，其可延伸到也呈圆筒形的燃烧室内，两个圆筒形最好彼此同轴。在该结构中，燃烧器头部的圆筒形壳设有设计成允许可燃空气和气体混合物通过的通孔，并且面向热交换器的盘管，盘管位于燃烧室的环形空间内，该空间基本上被圆筒形燃烧器的外侧尺寸所界围。燃烧器头部通常在闸门的相反端由实心端壁来密封。
典型地，上述类型的燃烧器需要内部分配元件，该内部分配元件设计成将可燃混合物均匀地分配到燃烧器头部。已知一种制造圆筒形分配元件的方式，该分配元件与燃烧器头部同轴且在燃烧器头部内轴向延伸。在燃烧器头部的端部，分配元件也由底部来密封，该底部例如通过与销或螺钉的配合而支承并居中于燃烧器头部的端部上，该销或螺钉从燃烧器的端部向分配元件轴向地突出。分配元件的底壁通常是实心的，但是也可设置一些通孔以允许少量混合物流过，其主要目的是为了冷却燃烧器头部的端壁。
在这种已知应用中，分配元件和燃烧器头部以已知的方式借助连接凸缘共同连接至密封闸门，该连接凸缘与这些元件同轴且设有较大的中央孔，中央孔的尺寸基本上等于分配元件的横截面，从而允许混合物直接流到分配元件并从分配元件流到燃烧器头部。
在其它已知应用中，还可在分配元件内设置文氏管，其主要目的是为了降低在一些操作阶段供应到燃烧器的混合物流中产生的任何噪音。当设置文氏管时，文氏管通过机械连接结构也固定至凸缘，轴向延伸入分配元件内，并与分配元件和燃烧器头部同轴。
上述已知构造的一个主要局限是燃烧器组件所需部件数量造成的结构复杂性。如上所述，基本的构造需要不少于六个部件，包括分配元件的圆筒形壳、分配元件的端壁、以及用于使该壁居中于燃烧器端部的销，它们必须单独提供然后合适地彼此连接。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种预混合燃烧器，其结构和功能的设计可克服上述现有技术的局限，并具体设计成对于同等程度的性能可有较大的结构简单性，因此在生产燃烧器时可由于减少各个部件的组装时间和由于降低各个部件的制造组装成本而降低成本。
该目的借助本发明并借助附后权利要求所述的燃烧器来实现。
附图说明
从以下参照附图对本发明实施例中的一优选实例的详细描述中，本发明其它的特征和优点将会变得明了，附图以引导的目的和非限制的方式示出该实例，附图中：
图1是根据本发明制造的燃烧器的立体图；
图2是图1燃烧器的局部剖开的立体图；
图3是前述图的燃烧器的轴向剖视图；
图3A是与图3对应的图，示出了本发明的一变型实施例；
图4是前述图的燃烧器的一细节的前视图；
图5是图4细节的立体图。
具体实施方式
参见附图，附图标记1标示根据本发明制造的燃烧器的整体，具体来说，是用于预混合型可燃气体的燃烧器。
燃烧器包括带有燃烧器头部3的燃烧器本体2，供应到燃烧器的空气和气体混合物例如借助于风扇装置(未示出)在燃烧器头部内燃烧。
燃烧器设计成容纳在加热装置(未示出)的燃烧室4内，该燃烧室仅示意地示出，热交换器5也容纳在燃烧室内，该热交换器设置有管束6，工作流体在管束内循环并借助于燃烧器加热。
燃烧器本体2固定到闸门元件7，设置该闸门元件是用来密封燃烧室，闸门元件可移去地连接到燃烧室的静止结构上。附图标记8标示将燃烧器本体固定到闸门的连接凸缘，这将在下文中清楚地描述。通孔8a设置在凸缘8的固定底部中以将凸缘8固定至闸门7。图3是上述燃烧器构造的示意图。
更具体地说，燃烧器头部3具有圆筒形形状，其主轴线在图中用X来标示，其圆筒形壁9设有通孔，交替设有槽和洞(参见图1)以供可燃空气和气体混合物通过，在燃烧器头部外侧的这些通孔附近点燃火焰。
圆筒形燃烧器头部在其一个轴向端部被实心端壁3a密封，而燃烧器头部3的相反轴向端部固定至连接凸缘8，连接凸缘8与燃烧器头部同轴。
附图标记10标示用于将可燃混合物分配至燃烧器头部3的分配元件的整体，该分配元件定位在燃烧器头部内，并且具有用于分配混合物流的通孔，这将在下文更完整地描述。
根据本发明的一主要特征，分配元件10包括板状部分11，在该板状部分11中设有多个通孔12以用来沿燃烧器头部3的方向分配可燃混合物，所述板状部分延伸以形成凸缘8的连续部分，并且垂直于燃烧器头部3的轴向延伸方向X而延伸。
适宜的是，板状部分11具有预定厚度的平坦型面，其是圆形的，如图4所示。较佳的是，板状部分11与凸缘8形成一体，凸缘8延伸以形成分配元件的板状部分11的环形围绕部分。或者，板状部分11可与凸缘分开形成，例如形成为盘状本体，该盘状本体将固定至凸缘8(例如形成环形套环的形式)。
板状部分11还较佳地借助从连接凸缘8的平面突出的有限轴向突部延伸入连接凸缘，如图3所示。该突部(沿轴向方向X)可由圆筒形结构13来形成，该圆筒形结构13是套筒状的并与板状部分11同轴，因此形成所述板状部分11和连接凸缘8之间的连接部件。适宜的是，圆筒形部件13具有实心壁壳，而没有通孔。凸缘和板状部分11还可较佳地与圆筒形结构13形成一体。
参见图3，其中，L标示燃烧器头部的轴向尺寸(沿轴线X从凸缘8测得的长度)，而L1标示板状部分11与凸缘8之间沿轴线X的距离，该板状部分的位置较佳地选定为：比值L1/L较佳地小于或等于0.5。
图3A示出了一变型实施例，其中，板状部分11定位在凸缘8的与燃烧器头部3的相反侧上。在这种情况下，比值L1/L较佳地也选定为小于或等于0.5。
形成为贯穿板状部分11厚度的分配通孔12的数量和尺寸可如下选定：混合物的总通过横截面不小于燃烧器预定功率所需的混合物的总分配横截面的70％，从而确保燃烧器的正确工作。
假如通孔12不是排它性地形成在板状部分11中，则通孔12可形成在圆筒形套筒结构13的壳中。
通孔12较佳地形成为贯穿板状部分11的圆形通孔形式(通孔的轴线平行于轴线X)，孔形成在多个同心环(与轴线X同心)中，并且沿着每个环以规则的角度间隔分布。图4示出了一较佳构造，其中，设有六个同心环，每个环中的各个孔的横截面从最外环向最靠近轴线X的环增大。此外，每个环的所有孔12的通过横截面是相等的。
在一较佳的形式中，每个环的孔12还具有相等的总通过横截面，因此确保混合物朝向燃烧器头部可有最均匀的分布。显然，通过改变一个环相对于其它环的总横截面，就可为燃烧器头部中的混合物提供不同的分布，例如设计成产生不同的区域而火焰具有不同的速度。
或者，通孔12可有不同形状，例如呈贯通槽的形式。
此外，附图标记14标示中央孔，该中央孔形成为板状部分11中的通孔且与轴线X同轴，该孔的通过横截面增加了各环的孔12所界限的通过横截面。
通孔12的分布也可选定为以合适的方式修改燃烧器头部上的火焰，从而除了分配元件之外，还模拟已知解决方案中设置的文氏管所产生的效应。
本申请人进行的试验已经证实了，混合物朝向燃烧器头部的分配由上述板状分配元件11来实现，该板状分配元件11在燃烧器头部3处所具有火焰燃烧效率和性能等级与现有技术解决方案中所传统提供的圆筒形分配构造的相等。
就此而言，应能注意到，本发明需要较少数量的燃烧器部件，这是因为用上述的板状分配元件替代了传统的圆筒形分配元件，该板状分配元件基本上形成在将燃烧器头部连接至闸门的凸缘中，从而导致制造装配燃烧器部件的时间和成本上的有利减少。
因此，通过提供一种相对于已知解决方案较为简化的结构，本发明实现了所提出的目的并产生了上述益处。

Claims (17)

1.一种燃烧器，尤其是用于预混合可燃气体的燃烧器，包括：
圆筒形燃烧器头部(3)，所述燃烧器头部设计成容纳在加热装置的燃烧室(4)内，供给至所述燃烧室(4)的空气和气体混合物在所述燃烧器头部中燃烧，
所述燃烧器头部(3)包括带有通孔的圆筒形壳(9)，所述燃烧器头部(3)在第一轴向端由连接凸缘(8)固定至用来密封所述燃烧室(4)的闸门元件(7)，而在相反轴向端具有密封所述燃烧器头部(3)的实心端壁(3a)，
分配元件(10)，所述分配元件(10)用于分配所述空气和气体混合物并定位在所述燃烧器头部(3)内，并且用来将到达所述燃烧器的可燃混合物流分配到所述燃烧器头部(3)上，其特征在于，所述分配元件包括板状部分(11)，所述板状部分(11)作为所述连接凸缘(8)的连续部分延伸，并且基本上垂直于所述圆筒形燃烧器头部的轴向延伸方向而延伸，所述板状部分(11)具有用来将所述混合物分配至所述燃烧器头部(3)的通孔(12)。
2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件的所述板状部分(11)延伸入所述连接凸缘(8)。
3.如权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件的所述板状部分(11)中的所述通孔(12)的总横截面形成为不小于所述混合物朝向所述燃烧器头部(3)分配的预定横截面的70％。
4.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件(10)的所述板状部分(11)与所述燃烧器头部(3)同轴。
5.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件的所述板状部分(11)相对于所述燃烧器头部(3)的位置选定为：所述板状部分离开所述连接凸缘(8)的固定基部的轴向距离(L1)与从所述连接凸缘(8)的固定基部测得的所述燃烧器头部(3)的轴向长度(L)之比小于或等于0.5。
6.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述板状部分(11)与所述凸缘(8)形成一体。
7.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件的所述板状部分(11)是盘状的。
8.如权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件的所述板状部分(11)是带有平坦型面的板状。
9.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述分配元件的所述板状部分(11)借助与所述板状部分(11)同轴的套筒结构(13)连接至所述凸缘(8)。
10.如权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述套筒结构(13)具有带有圆筒形型面的壳，所述壳具有朝向所述燃烧器体头部的所述端壁的预定轴向延伸范围。
11.如权利要求10所述的燃烧器，其特征在于，所述套筒结构(13)与所述凸缘(8)形成一体，且与所述分配元件的所述板状部分(11)形成一体。
12.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，贯穿所述分配元件的所述板状部分(11)的分配通孔(12)沿着多个同心环而形成，并且沿着每个环以规则间隔分布。
13.如权利要求12所述的燃烧器，其特征在于，每个环的通孔(12)的横面彼此相等。
14.如权利要求13所述的燃烧器，其特征在于，所述每个环的通孔(12)特有的通过横截面朝向所述板状部分的中心轴线从一个环到下一个环而增大。
15.如前述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述通孔(12)成形为圆形孔的形式。
16.如权利要求12至15中任一项所述的燃烧器，其特征在于，除了所述多个同心环的通孔之外，还设置中央通孔(14)，所述中央通孔(14)与所述分配元件(10)的所述板状部分(11)的主轴线同轴。
17.如权利要求12至16中任一项所述的燃烧器，其特征在于，每个环的所述通孔的总横截面彼此相等。
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