CN1099545C - 由扩散引燃来改善动力学稳定性的自动通气煤气燃烧器 - Google Patents

Abstract

通过至少在一个燃烧口上形成较高压降的引燃火焰，煤气燃烧器产生了改善的火焰稳定性。燃烧器最好有一个位于凹口处的引燃口，它与主燃烧口是隔离开的。进入燃烧器总燃料的一小部分直接供给引燃口而不卷吸空气。因而引燃口维持高压降的扩散引燃火焰，它能更好地经受周围的干扰。万一瞬时干扰把主火焰熄灭了，引燃火焰就被作为再点火的火源。

Description

由扩散引燃来改善动力学稳定性的 常压煤气燃烧器和方法

                  本发明的领域

这个发明总的来说涉及常压煤气燃烧器，具体地来讲，涉及家用炊具设备所用的煤气燃烧器。更明确地来讲，本发明涉及用于减小煤气燃烧器中火焰不稳定性的改进。

                  本发明的背景

常压煤气燃烧器通常用做家用煤气炊具设备中的表面装置。这种煤气燃烧器运行中的一个重要参数是抵抗象室内通风或炉门突然关闭这样的环境干扰的能力。由于炉门的打开和关闭会在炉腔内分别产生瞬时的欠压和过压，因而炉门的操作可能是特别有害的。这会造成一种需要有空气流来使炉内气压重新达到平衡的瞬时状态。由于从炉门排出燃烧产物所经过烟道的大小是设计得来保持所希望的炉温，因而一般说来是不能供给足够的空气流来建立重新平衡，从而大量的空气就会穿过或烧过燃烧器。

这种空气的冲击对燃烧器的火陷稳定性是不利的，甚至于能造成火焰的熄灭。不希望的火焰熄灭不仅表示了明显的质量问题，而且在干扰过后会有未燃烧的煤气从燃烧器喷出，从而产生安全上潜在的危险性。在所谓的密封式煤气燃烧器装置中，当燃烧器是在其最小输入速率运行时，这个问题尤为明显(参考这样的情况：为了防止溢出物进入炉灶顶面下的区域，在围绕燃烧器基座的炉灶顶面的表面上没有开口)。

这种火陷不稳定的内在原因是煤气/空气混合物通过典型的炉灶顶面燃烧器的燃烧口的压力降太低。虽然燃烧中有足够的可用压力，但是压力的能量是用来把燃料加速到卷入主要空气所需的高喷射速度。在燃烧口处相对极小的压力得到了恢复。由于越过这些燃烧口的压力降太低，这就使得通过周围空间传播的压力干扰容易通过这些燃烧口，暂时地把火焰吸向燃烧器头并导致热熄火而熄灭。

因而要求常压煤气燃烧器能很好地抵抗周围的压力干扰。

                    本发明概述

本发明能满足上面提到的这种要求。本发明给出的一个用来与煤气源连接的煤气燃烧器，该煤气燃烧器包括：一个其中有至少一个主燃烧口的燃烧器主体；可连接于煤气源的第一导管机构，用于将主煤气导入该主燃烧口中，该第一导管机构具有空气输入机构，用于将带有煤气的燃烧空气供入主燃烧口中；一个在该燃烧器主体上形成并邻接于主燃烧口的引燃口，用于提供再点火的火源；以及第二导管机构，不具有空气输入机构并可连接于煤气源，用于直接将未经混合的第二煤气导入该引燃口中，而独立于该主煤气导入该主燃烧口。

煤气燃烧器包括有：一个大体上是圆柱状且带有侧壁的燃烧器主体、一条煤气供应管道、一个主燃料室和一些主燃烧口。主输入通道通过燃烧器主体的中心而轴向地伸展并与煤气供应管道上的喷射嘴对中。这个主输入通道与燃烧器主体的外部相通，以允许空气进入而维持燃烧。主燃料室中的煤气/空气混合物经主燃烧口排出而燃烧。

侧壁上加工有引燃口，它与主燃料室是隔离开的。引燃输入通道把煤气供应管道和引燃口连接起来。引燃口最好处在侧壁上加工成的凹口处。进入煤气供应管道的总燃料中大约有4-6％输送给引燃口。由于煤气被直接供给引燃口，没有卷吸空气，所以引燃口会维持扩散引燃火焰而与主燃烧口无关。然而越过引燃口的压力降比越过主燃烧口的压力降要大得多，因而扩散引燃火焰比主火焰更稳定。

另一种做法是一种在具有多个燃烧口和一引燃口的煤气燃烧器中降低火焰不稳定性的方法，该方法包含：独立地将煤气导入该引燃口和导入该多个燃烧口，该引燃口的煤气是未经混合的；使穿过一个引燃口产生的压力降比穿过该些燃烧口的压力降高。

引燃输入通道是与煤气源相连接的，与煤气供应管道无关。在这种情况下，可以使用复式阀门，其中燃料通过主输入通道的流速是可变的，而燃料通过引燃输入通道的流速是不变的。

阅读下面的详细叙述并参考附图，本发明的其他目的和优点就会更明确。

                    附图说明

在说明书的结论部分，特别指出并声明了被认为是本发明的技术主题。然而参照下面的叙述并结合附图，可以更好地理解本发明。附图中：

图1是按照本发明的煤气燃烧器的第一个实施例的截面图；以及

图2是沿图1中2-2线剖开的燃烧器的局部截面顶视图。

图3是按照本发明的煤气燃烧器的第二个实施例的截面图。

                本发明的详细说明

在各视图中，同样的参考数字表示同样的部件。图1和图2给出了本发明的常压煤气燃烧器10。煤气燃烧器10与支承表面12连接在一起，而支承表面形成了象炉灶和炉灶顶面这样的煤气炊具设备顶侧的一部分。象图1看到的那样，煤气燃烧器10安排成一种称作封闭的燃烧器。这是指在支承表面12和燃烧器10的基座之间没有开口。因而支承表面下面的区域是封闭的，从而防止了溢出物的进入，使灶具表面的清洁更容易。但是，必须明白，本发明的煤气燃烧器10并不局限于用在封闭的燃烧器装置中，同样可用于其他形式的煤气灶具设备中。

煤气燃烧器10包含有一个大体上是圆柱状的燃烧器主体14，该燃烧器主体14带有一实心的基座部分16和柱状侧壁18，而此柱状侧壁从基座16的外围起沿轴向延伸。一个环形凸缘20从基座部分16的底部起沿径向延伸，提供了使燃烧器10与支承表面连接的手段。盖板22盖在燃烧器主体14的顶部，由此确定了燃烧器主体14中的主燃料室24。盖板22可以是固定地与侧壁18连接或是简单地安放在侧壁18上以便容易移动。虽然只是描述和图示了一种形式的燃烧器，然而本发明也可以用在其他形式的燃烧器上，例如模压铝制燃烧器和分开安装喷嘴的燃烧器等。

在侧壁18上加工有一些主燃烧口26，以便与主燃料室24进行流体连通。主燃烧口26沿侧壁18的周围分布，典型分布的是等距离，但不是必须的。这里用的术语“口”是指任何形式的孔，火焰可以通过这些孔而维持。

煤气供应管道28借助一些支承30(图1中给出了两个)与燃烧器主体14的下边部相连。煤气供应管道28的一端有一个连接部件31，用来通过阀门33(见图示)与煤气源32相连。阀门33是以通常的方式由煤气炊具设备上的相应控制钮来控制的，以此来调节从煤气源32通向煤气供应管道28的气流。煤气供应管道28的另一端有一个喷嘴34。喷嘴34与燃烧器主体14中的主输入通道36对中。主输入通道36与燃烧器主体14的外部相通，通过燃烧器主体14的中心沿轴向延伸，以提供与燃烧室24的流体连通。因而从喷嘴34排出的煤气和卷吸空气经过主输入通道36被供给主燃料室24。维持燃烧的主要空气是由燃烧器10周围的空间得到的，并且以通常的方式通过支架30之间的开口空间而卷吸。在主燃料室24中，煤气/空气混合物是经由主燃烧口26排出而燃烧。

侧壁18的上部至少加工有一个凹口38。和图2中可以看到的一样，凹口38最好是，但不必须是，半圆形状。燃烧器主体14的实心基座部分16的凹口38后面有一个凸部40，它延伸进主燃料室24中。在凹口38中加工有引燃口42。在与主燃料室24不进行流体连通的意义上来讲，引燃口42是隔离开的，从而与那些主燃烧口26无关。来自煤气供应管道28的煤气由引燃输入通道44直接供给引燃口42。引燃输入通道起始于煤气供应管道28，经过基座部分16和凸起40，结束于引燃口42上。虽然单一的引燃口42一般足以充分地改善煤气燃烧器10的动力学稳定性，但本发明还是包括有利用一个或多个附加引燃口装置的可能性，这些引燃口装置与上面描述的引燃口装置是相同的或大体相同的。

由于直接供应煤气，引燃口42会维持扩散引燃火焰，而与主燃烧口26无关。主燃烧口26由主燃料室24供给煤气/空气混合物。由于没有卷吸空气，煤气是以全压力供给引燃口42，这使得越过引燃口42的压力降比越过主燃烧口26的压力降要高。因此，扩散引燃火焰比起主燃烧口26的火焰稳定性大大提高了。必须注意，当燃烧器打开后，即使是燃烧器不工作，引燃口42的扩散引燃火焰也是稳定地在燃烧，用来作为一个点火源。在这个意义上来讲，它不是一个“引燃火焰”。这个扩散引燃火焰只是在燃烧器工作时才燃烧，并在主火焰意外地熄灭时作为再点火的火源。

作为另一种方案，凹口38可以被取消，那么引燃口42就要直接加工在侧壁18中。即使没有凹口38，越过引燃口42也仍会有高的压力降，从而保证稳定的引燃火焰。然而，凹口38会形成稳定性小室，这个稳定性小室对引燃火焰提供了一定的保护，从而免于某些象室内通风这样的干扰，因而进一步提高了引燃火焰的稳定性。

引燃输入通道44没有必要和上面讲的那样是燃烧器主体14的一个整体部件。换句话说，可以把一段可弯的管子接在煤气供应管道28和引燃口42之间。无论怎样，引燃输入通道44的尺寸要加工得使进入煤气供应管道28中燃料的一适当部分传递给引燃口42，而剩下的燃料则经过喷嘴34供给主燃料室24。供给引燃口42的那部分燃料理想地是等于或接近于通过一个或多个下述主燃烧口所排放出的燃料量；如果不包括凹部38和引燃口42，这些燃烧口就形成于侧壁18上。这在典型情况下大约为通过煤气供应管道全部燃料的4-6％。

在运行中，与所需的煤气燃烧器10相应的煤气炊具设备上的控制钮被启动，从而打开阀门33向煤气供应管道28提供燃料。煤气从煤气供应管道28出来，流经喷嘴34并卷吸了用于燃烧的空气。煤气/空气混合物经过主输入通道36流进主燃料室24并通过主燃烧口26排放出来供燃烧。这种混合物开始是由电火花点火电极(没画出来)来点火的。

同时，来自煤气供应管道28的少量燃料，通过引燃输入通道44直接供给引燃口42。这些燃料从引燃口42排放出来并产生扩散引燃火焰。由于这些燃料是以全部的煤气压力喷出来的，就产生了声学上的封闭边界条件，所以扩散引燃火焰与主燃烧口的火焰不同，它不容易被引向或强行通过引燃口42。因此，热熄火的可能性被大大降低了，引燃口42的火焰稳定性得到了提高。而且，在支承表面12下面的干扰不能传播给凹口38。因而，扩散引燃火焰能够抵抗短暂的使主燃烧口26的火焰熄灭的干扰，其次还能作为干扰过后主燃烧口26的再点火的火源。

图3表示出一常压煤气燃烧器110，它是本发明的另一个实施例。煤气燃烧器110接在煤气炊具设备的支承表面12上。和第一个实施例中的煤气燃烧器那样，煤气燃烧器110包括一个大体上是圆柱状并带有实心基座部分116和圆柱侧壁118的燃烧器主体114、一个环形凸缘120、一个盖板122和一个主燃烧室124。侧壁118上加工有多个主燃烧口126，基座部分116上加工有主输入通道136。具有喷嘴134的煤气供应管道128通过一些支架130(图中给出了两个)连接到燃烧器主体114的下侧。喷嘴134与主输入通道136对中，主输入通道136提供与主燃料室124的流体连通。煤气供应管道128的外端上加工有一连接器131，用来通过复式阀门133(图中给出)与煤气源132连接起来。复式阀门133由煤气灶具设备上的相应控制钮以熟知的方法进行控制，以调节从煤气源132到煤气供应管道128的煤气流。

侧壁118的上部加工有凹口138。凹口138的后面，在燃烧主体114的实心基座部分116上加工有一个凸部140，它伸入到主燃料室124中。引燃口142加工在凹口138上，使得与主燃料室124隔离开来。煤气通过引燃输入通道144直接供给引燃口142。引燃输入通道144经过基座部分116和凸部140而延伸，结束在引燃口142上。引燃输入通道144与图1所示实施例的不同之处在于它不与煤气供应管道128相连。相反地，引燃输入通道144从燃烧器主体114向外，大体上是与煤气供应管道128平行地延伸。引燃输入通道144的外端上加工有连接件146，用来通过复式阀门133与煤气源132连接起来。

复式阀门133具有工艺上熟知的形式，它能对一个输出提供不变的燃料流，而对其他输出提供可变的燃料流。因而，每当复式阀门133由煤气炊具设备上的相应控制钮而打开以使燃烧器110运行时，就有不变的燃料流供给引燃输入通道144。另一方面，流向煤气供应管道128的燃料流可以由适当的控制钮来调节而变化。传送给引燃输入通道144的不变的燃料量甚至比煤气供应管道128的最小燃料量还小许多。

前面描述的常压煤气燃烧器火焰的稳定性，由于至少是在一个燃烧口处形成较高压力降的引燃火焰而得到改善。

虽然只是描述了本发明的一个特别的实施例，但按照本发明的精神和范围，可以制成各种变体，这对工艺上熟悉的人来说是很明显的。

Claims (18)

1.一个用来与煤气源(32，132)连接的煤气燃烧器(10，110)，该煤气燃烧器包括：

一个其中有至少一个主燃烧口(26，126)的燃烧器主体(14，114)；

可连接于煤气源的第一导管机构，用于将主煤气导入该主燃烧口(26，126)中，该第一导管机构具有空气输入机构，用于供应燃烧空气与该煤气到主燃烧口(26，126)中；

一个在该燃烧器主体(14，114)上形成并邻接于主燃烧口(26，126)的引燃口(42，142)，用于提供再点火的火源；以及

第二导管机构，不具有空气输入机构并可连接于煤气源，用于直接将未经混合的第二煤气导入该引燃口(42，142)中，而独立于该主煤气导入该主燃烧口(26，126)。

2.按照权利要求1的煤气燃烧器，其特征在于，它还包括一个在该燃烧器主体(14，114)上形成的凹口(38，138)，所述引燃口(42，142)就处在该凹口(38，138)上。

3.按照权利要求1的煤气燃烧器，其特征是：第二导管机构包括一通道，该通道的大小是设计得进入该煤气燃烧器(10，110)的全部燃料的4-6％传送给了该引燃口(42，142)。

4.按照权利要求1的煤气燃烧器，其特征是：

该燃烧器主体(14，114)包括一个侧壁(18，118)；

该主燃烧口(26，126)形成在该侧壁(18，118)上；

该第一导管机构包括一个与该主燃烧口(26，126)有流体连通的第一通道；

该引燃口(42，142)形成在该侧壁(18，118)上；以及

该第二导管机构包括一个与该引燃口(42，142)有流体连通的第二通道。

5.按照权利要求4的煤气燃烧器，其特征在于：它还有多个在侧壁(18，118)上形成的附加的主燃烧口(26，126)，所述附加主燃烧口(26，126)的每一个都与该第一通道有流体连通。

6.按照权利要求4的煤气燃烧器，其特征在于：它还包含一个形成在侧壁(18，118)上的凹口(38，138)，该引燃口(42，142)处在该凹口(38，138)中。

7.按照权利要求4的煤气燃烧器，其特征是：第二导管机构包括一通道，该通道的大小是设计得进入该煤气燃烧器(10，100)的燃料总量的4-6％传送给引燃口(42，142)。

8.按照权利要求4的煤气燃烧器，其特征在于：还包括一个阀门(33，133)，连接于第一和第二通道并有效地使该第一通道接受到的燃料流速是可变的而该第二通道接受到的燃料流速是不变的。

9.按照权利要求1的煤气燃烧器，其特征在于：

该燃烧器主体(14，114)包括一个侧壁(18，118)和一煤气供应管道(28，128)；

多个形成在该燃烧器主体(14，114)内的主燃料室(24)；

多个形成在该侧壁(18，118)上的附加主燃烧器口(26)，该附加主燃烧器口(26)与该主燃料室有流体连通；

该第一导管机构包括一个形成该燃烧器主体(14，114)中的主输入通道(36)，该主输入通道(36)提供该煤气供应管道(28)和该主燃料室(24)之间的流体连通；

该引燃口(42，142)形成在侧壁(18，118)上，以及

该第二导管机构包括一个把该煤气供应管道和该引燃口(42，142)联接起来的引燃输入通道(44)。

10.按照权利要求9的煤气燃烧器，其特征是：该引燃口(42，142)是与该主燃料室(24)隔离开的。

11.按照权利要求9的煤气燃烧器，其特征在于：它还包含有一个形成在该侧壁(18，118)上的凹口(38，138)，而该引燃口(42，142)处于在该凹口(38，138)中。

12.按照权利要求11的煤气燃烧器，其特征是：该凹口(38，138)是半圆形的。

13.按照权利要求9的煤气燃烧器，其特征是：该引燃输入通道(44)的大小是设计得进入该煤气供应管道(28)的总燃料量的4-6％传送给了该引燃口(42)。

14.按照权利要求9的煤气燃烧器，其特征是：该燃烧器主体(14，114)是圆柱状的。

15.按照权利要求9的煤气燃烧器，其特征是：该煤气供应管道(28)包含一个喷嘴(34)，它与主输入通道(36)对中。

16.按照权利要求15的煤气燃烧器，其特征是：该主输入通道通(36)过该燃烧器主体(14，114)的中心沿轴向延伸。

17.按照权利要求16的煤气燃烧器，其特征是：该主输入通道(36)在喷嘴(34)处与该燃烧器主体(14，114)的外部相通，允许空气进入而维持燃烧。

18.一种在具有多个燃烧口(26，126)和一引燃口(42，142)的煤气燃烧器中降低火焰不稳定性的方法，该方法包含：

独立地将煤气导入该引燃口(42，142)和导入该多个燃烧口(26，126)，该引燃口(42，142)的煤气是未经混合的；

使穿过一个引燃口(42，142)产生的压力降比穿过该些燃烧口(26，126)的压力降高。

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