CN112944345A - 用于燃气烤架的燃烧器管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供锥形的燃烧器管，所述燃烧器管具有凸起的燃气端口和平滑的无障碍物的内部表面。还可包括文氏管构件和调风门。

Description

用于燃气烤架的燃烧器管
技术领域
本发明涉及在例如燃气烤架这样的燃气器具中使用的燃烧器。更具体说，本发明涉及锥形的燃烧器管，该燃烧器管具有凸起的燃气部和平滑的内表面。
背景技术
燃烧器和燃烧器管组件，包括那些用在燃气烤架中的，已广为人知。大多数传统的燃气烤架包括燃烧器管组件，该燃烧器管组件提供多个燃烧器管、气阀和一气体分配歧管。每个燃烧器管的长度均由一敞开端、一封闭端以及多个沿所述敞开端与封闭端之间的燃烧器管的长度的出口部所限定。燃烧器管的敞开端通常包括一调风门，该调风门通常用于调节燃气与燃烧气体混合物，以及一文氏管区域，用于增加管中然气/气体混合物的速度。该敞开端与一燃气控制阀的颈部相连，该燃气控制阀与一燃气分配歧管流体连通，该燃气分配歧管与一例如罐的燃气源流体连通。
出于成本、制造以及其他原因，许多传统的燃烧器管由通常由不锈钢制成的空的经焊接的圆形管道构成。文氏管区域通常通过挤压燃烧器管的敞开端附近的管而形成。该文氏管增加来自喷嘴的燃料气混合物进入燃烧器管的速度。一调风门通常也设置在燃烧器管的敞开端上，以调节燃料气混合物。
同样出于成本和其他制造原因，常规燃烧器管的燃气端口从管外侧冲压入管内侧，位于管顶部或侧部。这导致在燃烧器管的内侧上出现毛边或其他障碍物，这可干扰燃料/气混合物的流动，并造成较差的火焰质量。而且，由那些燃烧器管所产生的火焰通常直接位于该燃烧器管自身的表面上。这增加了燃烧器管的温度，并可导致腐蚀增加、阻塞端口，以及燃烧器管的寿命降低。另外，许多已知的燃烧器管沿它们的长度具有大致相同的截面，这导致沿管的长度的不均匀或不一致的燃料压力。这也可对火焰质量造成负面影响。
因此，需要一种改进的燃烧器管，其提供改进的火焰特征和质量，并增加燃烧器管的寿命。还需要燃烧器管，其可贯穿其长度具有平滑的燃料/气流动，以及贯穿燃烧器管的长度具有一致的压力。本发明解决上述和其他缺陷，并在已知燃烧器管的基础上提供新的特征和优点。
发明内容
通常，本发明的燃烧器管是用于燃气烤架的燃烧器组件中的零件。本发明保持了已知燃烧器管的优点，并提供了新的特征和优点，其中一些在下文中描述，其他的对于本领域技术人员来说是显见的。
根据本发明，提供一种用于燃气烤架中的燃烧器。它包括锥形的燃烧器管，该燃烧器管具有敞开端、封闭端和大致中空和平滑的内部，该内部无毛边和障碍物。该燃烧器管包括上表面，该上表面包括多个燃气端口，燃气端口的高度凸出到管的上表面之上，在该高度的顶部具有一开口，该开口具有一直径。在燃烧器管的开口端处还提供一文氏管构件，该文氏管构件包括两个相对的，大致V形的法兰，以限制燃烧器管的开口端的内部。
在一优选实施例中，燃气端口的高度大约在.020与.062英寸之间，开口直径大约在.075与.110英寸之间。更具体及优选地，燃气端口的高度大约为.060英寸，开口直径大约为.093英寸。另外及优选的是，燃气端口的高度与开口直径的比值大约在.640与.650之间，优选大于.5。
本发明还提供一种用于燃气烤架的燃烧器组件，该组件具有燃烧器管，该燃烧器管包括敞开端、封闭端、该敞开端与封闭端之间的长度以及一上表面。该燃烧器管还包括限定一中空内部的截面形状，其中该截面形状是锥形的，并限定一从开口端向封闭端减小的区域。还包括沿该燃烧器管的上表面的长度的多个凸起的燃气端口，所述燃气端口的高度凸出于燃烧器管的上表面之上，并且燃气端口在其高度的顶部具有一开口，该开口具有一直径。另外，该燃烧器管的中空的内部无毛边或其他障碍物。
在一优选实施例中，以英寸表示的燃气端口的高度与以英寸表示的燃气端口的直径的比值大约在.625与.670之间。还优选的是，该端口的高度在.020英寸与.062英寸之间，该开口直径在.075英寸与.110英寸之间。更具体及优选地，该端口的高度大约为.060英寸，该开口直径大约在.093英寸。
本发明还提供一种用于燃气烤架的燃烧器组件，该烤架具有一燃料源、一与该燃料源流体连通的燃气分配歧管，以及与该燃气分配歧管流体连通的控制阀。还提供一燃烧器管，该燃烧器管具有敞开端、封闭端以及大致中空的内部，该燃烧器管从敞开端到封闭端逐渐变细。在该燃烧器管的上表面上包括多个凸起的燃气端口，所述燃气端口凸出到该燃烧器管的上表面之上，该燃气端口具有从该上表面的高度，以及在该高度顶部的开口，该开口具有一面积。该燃烧器管的内部无毛边和障碍物，以使流体可沿燃烧器管内部的长度平滑地流动，其中火焰位于该燃气端口的开口的顶部，高于该燃烧器管的上表面。
在一优选实施例中，该燃气端口的高度在.020与.062英寸之间，端口开口的面积在.006与.008平方英寸之间。在一具体的优选实施例中，燃气端口的高度大约为.060英寸，开口的面积大约为.007平方英寸。还可提供一文氏管构件和一调风门。
或者，端口开口可以是大致圆形的，并具有一直径。在一优选实施例中，该燃气端口的高度在.020与.062英寸之间，开口的直径在.075与.110英寸之间。在该优选实施例中，该燃气端口的高度大约为.060英寸，开口的直径大约为.093英寸。
因此，本发明的目的是提供一种安全、可靠的燃烧器管，其在燃气与混合物的一较宽范围内以及输入压力的一较宽范围内有效地工作。
本发明的另一目的是提供一种锥形的燃烧器管，其能够沿管的长度获得一致的压力。
本发明的另一目的是提供一种燃烧器管，其具有平滑的内表面，使得可获得沿管内部长度的层状流体流动。
本发明的另一目的是提供凸起的燃气端口，其能够获得更好的火焰特征，并帮助保持一冷却器燃烧器管温度。
本发明的另一目的是通过从燃烧器管的内侧到燃烧器管的外侧形成所述凸起的燃气端口，以使该燃烧器管的内侧是平滑的并且无毛边和其他障碍物来制造该燃烧器管。
本发明的另一目的是减小燃烧器管的腐蚀和燃气端口阻塞。
本发明的另一目的是提供较大的燃气端口开口，该燃气端口开口提供改进的火焰特征，并受腐蚀的影响较小，然而不倾向于在使用中回闪或火焰回入到燃烧器管中。
本发明的另一目的是能够获得更大的材料选择以及制造成本方面的优点。
本发明的另一目的是提供一种具有改进的火焰特征以及较小材料老化的燃烧器管。
本发明的另一目的是提供一种改进的文氏管构件，并包括一与具有非圆形截面的燃烧器管相作用的文氏管构件。
本发明的另一目的是提供一种改进的燃烧器管，该燃烧器管具有锥形截面、文氏管构件以及与该燃烧器管的敞开端配合，以调节燃料/气混合物的调风门。
发明人对术语的定义
以下在本申请的不同权利要求和/或说明书中使用的术语具有符合法律要求的最宽泛的含义：
在本文中使用的“前”或“向前”参照燃气烤架的前部或朝向燃气烤架的前部使用，该燃气烤架通常包括控制面板、燃气控制旋钮等。
在本文中使用的“后”或“向后”参照常规燃气烤架的后部或朝向常规燃气烤架的后部使用。
在本文中使用的“调风门”指的是这样一种装置，该装置通常位于燃烧器管的敞开端，其与燃烧器管的敞开端配合，以控制进入燃烧气体混合物的燃料。
在本文中使用的“点火系统”指的是这样一种装置，该装置能够产生火花以点燃从燃烧器管的出口端口发射的燃料/气混合物。
当在说明书或权利要求书中可能存在双重含义时，最宽泛的含义与本领域技术人员的理解一致。在权利要求书中的全部词语按语法、贸易和英语的常规、惯用用法使用。
附图说明
本发明的所陈述和未陈述的目的、特征和优点将通过以下的描述和附图变得显而易见，其中，在不同视图中的相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是本发明的燃烧器管的一优选实施例的侧视图，显示为具有一优选的调风门，以及在关闭前与该封闭端安装和显示的优选的文氏管构件；
图2是图1中的实施例的部件的分解透视图，显示关闭的封闭端；
图3是图1中的本发明的燃烧器管的优选实施例的侧视图；
图4是图3中的优选燃烧器管的俯视图；
图5是图3中的优选燃烧器管的透视图；
图6是本发明的优选的凸起的燃气端口的详细截面图；
图7是本发明的优选的凸起的燃气端口的详细俯视图；
图8是本发明的优选的文氏管构件的透视图；和，
图9是本发明的优选的调风门的透视图。
具体实施方式
以下所提出的是一说明书，描述确信为所要求保护的本发明的优选实施例或最佳实施例。该实施例和优选实施例的将来的以及现有的替换和修改均被设想。在功能、意图、结构或结果上的任何替换或修改由本发明的权利要求书所覆盖。
本发明的燃烧器组件10的整体面貌可通过图1和图2见到。燃烧器组件10包括一优选的燃烧器管20、调风门50和文氏管构件60。燃烧器管20的长度在敞开端21与封闭端22之间。敞开端21通常朝向邻近燃气阀和燃气分配歧管(未显示)以及通常紧固到烤架后部的封闭端22的烤架的前部。在大多数情况下，该烤架包括多个燃烧器管20，所述多个燃烧器管相互平行地间隔开。
在一优选实施例中，燃烧器管20具有矩形的截面形状，上表面23、两个侧表面24、25以及下表面26形成一大致中空的内部。本领域技术人员应当理解，燃烧器管20的截面形状不必须如该优选实施例中那样是矩形的。例如，该截面形状可以是正方形的、圆形的或椭圆形的。在该优选实施例中，燃烧器管20是锥形的，即沿从敞开端21到封闭端22的长度截面面积逐渐减小。这使得贯穿燃烧器管20的长度可具有燃料/气混合物的恒定压力。一窗28设置在燃烧器管20的敞开端21附近的各侧24、25上。该窗28，与调风门50一道(图9)，如本领域技术人员所理解的那样，用于调节气/燃料混合物。
还提供多个燃气端口30。在一优选实施例中，燃气端口30沿燃烧器管20的上表面23平等地传播。本领域技术人员应当理解，端口的数量和间隔，以及燃烧器管20的截面形状的尺寸，被基于希望从各燃烧器管20获得的BTU而被计算或确定。重要的是，燃气端口30从管20的内侧到管20的外侧形成或挤压。以此方式，不象从管的外侧到内侧冲压的传统的燃烧器管，在燃烧器管20的内侧上无毛边或障碍物以阻塞燃料/气流动或使该流动湍动。其结果是，在其他优点中，获得所希望的蓝色火焰特征。
在一优选实施例和其制造的优选方法中，燃烧器管20由适当尺寸和形状材料，通常为不锈钢的一单片构成。在将成为燃烧器管20的内侧的表面上，燃气端口30形成或挤压在将是该上表面23的表面上。一旦端口30从内侧至外侧形成，该片材料随后被折叠，以形成上表面24、侧表面25和下表面26。提供一调整片27并焊接在一起，以形成一大致中空的、锥形的和无毛边的燃烧器管20。见图1、2、3和5。本领域技术人员应当理解，存在与该优选方法不同的方法，来制造符合本发明目标和目的的锥形的燃烧器管20和端口30。
本发明的该优选的凸起的燃气端口30可参照图6和7更好地展现。每个端口30均具有由上表面23测量的高度32，在高度32的顶部具有一开口33。每个开口33均具有一直径34。在该优选实施例中，开口33是圆形的。本领域技术人员将理解，开口33可以是另一形状，在此讨论的直径的尺寸可以随时转换为面积，如果使用例如正方形或矩形的开口。因为端口30的开口33凸出到燃烧器管20的上表面23之上，因此火焰也升到燃烧器管20的上表面23之上。这改善了火焰质量，并降低了在烧烤过程中管20的温度，这增加了管20的寿命，并端口开口33腐蚀和阻塞。本领域技术人员应当理解，端口30也可位于侧表面24、25的一侧或两侧。应当理解，燃烧器管20的非-矩形形状也可用来符合本发明。
测试显示端口高度32与端口开口33的直径34的比值对于适当和高效的火焰质量以及燃烧器管20的寿命均是重要的。理想的理论比值是1:1。然而，在实践中，该比值当有效地花费制造本发明的燃烧器管20时是难以获得的。因为端口30由上表面23的材料形成，材料仅存能够形成端口30，如本领域技术人员所理解的那样。另外，测试还显示，在尺寸设计为用于常规燃气烤架的燃烧器管20中，端口开口33直径34不应超过.110"，以避免火焰撤回到燃烧器管20中。因此，已确定，合理的切实可行的端口高度32的最大值大约为.020"至.062"。而且，优选的端口开口33的直径34大约在.075"与.110"之间。在该优选实施例中，端口高度32与开口直径34的比值近似为.645。此优选比值通过使用优选的端口高度32为.060"以及优选的端口开口直径34为.093"来实现。该优选结构，连同燃烧器管20的锥形，提供最佳的火焰质量，减少阻塞并延长燃烧器管20的寿命。
参见图8可以看到一优选的文氏管构件60。文氏管构件60包括前表面61，前表面61具有一开口62，以容纳常规燃气阀(未示出)的颈部。一具有孔64的向后凸起的侧调整片63也设置在前表面61每侧上。一上法兰65和一下法兰66从表面61向后凸起。上法兰65包括一具有顶点67的V形部分。类似地，下法兰66包括一具有顶点68的翻转的V形部分。从图8中可见，上法兰65与下法兰66之间的间隔限定在两个相对的顶点67和68的相遇处。一稳定器支柱69设置在该构件的后部，以支撑上法兰65与下法兰66。一孔70可设置在前部附近的上法兰65上，以容纳一螺钉，用于将调风门50固定到燃烧器管20上(见图2和9)，如下文所述。
如图1和图2中所示的那样，文氏管构件60插入到燃烧器管20的敞开端21中。其可使用一穿过调整片63的孔64进入燃烧器管20的侧部24、25中的孔71中的螺钉(未示出)，来被固定到燃烧器管20上。应当理解，也可使用其他装置来将文氏管构件60连接到燃烧器管20上。
当被插入到燃烧器管20中时，常规的燃气阀(未示出)的颈部被插入到开口62中。随着燃料/气混合物穿过上顶点67与下顶点68之间的间隔，其速度增加。本领域技术人员应当理解，文氏管构件60的形状和尺寸设置为安装在敞开端21内，与燃烧器管20的截面形状重合。
通过参见图9可看到本发明的一优选的调风门50。本领域技术人员应当理解，调风门50在燃烧器管20的敞开端21处与窗28配合，以便可调节至燃料混合物的燃烧气体。该优选的调风门50包括顶部51，该顶部51具有槽52，槽52用于将调风门50穿过孔72固定到燃烧器管20上，一旦所希望的混合物在正确的位置。调风门50包括两个侧面53，每个侧面均具有一凹进54和两个底部55。本领域技术人员应当理解，设置底部构件55之间的间隔，以容纳在燃烧器管20的底部上的调整片27，这是该优选制造方法的一部分。侧部53的凹进54在文氏管构件60连接到燃烧器管20上时容纳文氏管构件60的连接法兰63。
当使用时，燃气阀的颈部插入到文氏管构件60的开口62中，燃烧器管20的敞开端通常在烤架的前部。燃烧器管20的封闭端22可移动地固定到烤架的后部，敞开端通过调风门50与该阀颈部滑动连接。以此方式，管20可以如在使用中必须的那样膨胀和收缩。燃气喷射到文氏管构件60中，并使用调风门50与所需量的燃烧气体混合。燃料/气混合物的速度通过文氏管构件60被加速，并流过燃烧器管20的长度。由于燃烧器管20的锥度，贯穿管20长度的压力相对是恒定的。
当点着后，火焰位于凸起的燃气端口30的顶部在开口33处。由于火焰被升离燃烧器管20的上表面23，因此燃烧器管20保持冷却。这导致较少的端口30阻塞和较少的燃烧器管20的腐蚀。以此方式，可实现燃烧器管20的更长的寿命和更高的火焰质量。另外，当使用优选的端口高度32与端口开口33的直径34的比值时，火焰质量进一步提高。
以上描述并不旨在限制所使用词语的意义或限定本发明的后面的权利要求书的范围。而是，其意味着，将存在未来的结构上的修改、功能或结果，它们不是本质修改，所要求保护的所有这些非本质修改旨在通过权利要求书来覆盖。因此，当本发明的优选实施例被图解和描述时，应当理解，可进行变化和修改，而不背离所要求保护的发明。另外，尽管术语“所要求保护的发明”或“本发明”在此有时以单数使用，但应当理解，存在多个所描述和要求保护的发明。
本发明的各特征陈述在后面的权利要求书中。

Claims (20)

1.一种用于燃气烤架中的燃烧器，所述燃烧器包括：
锥形的燃烧器管，该燃烧器管具有敞开端、封闭端和大致中空和平滑的内部，所述内部无毛边或其他障碍物，所述燃烧器管具有上表面，该上表面包括多个燃气端口，每个所述燃气端口均具有开口，并在所述上表面上方突出一高度；以及
在所述燃烧器管的敞开端处的文氏管构件，该文氏管构件包括相对的，大致V形的法兰，以限制所述燃烧器管的敞开端的内部，从而增加喷入所述燃烧器管的气体的速度。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，还包括一调风门，所述调风门与所述燃烧器管的敞开端配合，以改变进入所述燃烧器管的空气量，从而调节空气-燃料混合比。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其中所述燃烧器管的敞开端经由所述调风门滑动地连接到一阀颈部，以使所述燃烧器管可在使用过程中膨胀和收缩。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其中每个所述燃气端口的高度大约在0.050厘米与0.157厘米(0.020英寸与0.062英寸)之间，所述开口的直径大约在0.190厘米与0.279厘米(0.075英寸与0.110英寸)之间。
5.根据权利要求2所述的燃烧器，其中每个所述燃气端口的高度大约为0.157厘米(0.060英寸)，所述开口的直径大约为0.2336厘米(0.093英寸)。
6.根据权利要求4或5所述的燃烧器，其中每个所述燃气端口的高度与所述开口的直径的比大约在0.640与0.650之间。
7.根据权利要求1所述的燃烧器，其中每个所述燃气端口的高度与所述开口的直径的比大于0.5。
8.根据权利要求1所述的燃烧器，还包括燃气喷嘴，所述燃气喷嘴与所述燃烧器管的敞开端连通，以将燃料喷入所述燃烧器管。
9.一种用于燃气烤架的燃烧器组件，该燃烧器组件包括：
燃烧器管，所述燃烧器管包括敞开端和封闭端，该燃烧器管具有限定一中空的内部的截面形状，其中所述截面形状限定一区域，该区域从所述燃烧器管的敞开端到所述燃烧器管的封闭端减小，所述燃烧器管的中空的内部无毛边或其他障碍物；
一调风门与所述燃烧器管的敞开端配合，以便可调节流入所述燃烧器管与燃料混合的气流，所述燃烧器管的敞开端经由所述调风门滑动地连接到一阀颈部，以使所述燃烧器管可在使用过程中膨胀和/或收缩；以及
沿着所述燃烧器管的上表面的至少一部分长度的多个燃气端口，每个所述燃气端口均在所述燃烧器管的上表面上方突出一高度，并在所述燃气端口的该高度的上端具有一开口。
10.根据权利要求9所述的燃烧器组件，其中每个所述燃气端口的高度与所述开口的直径的比大约在1.587厘米与1.701厘米(0.625英寸与0.670英寸)之间。
11.根据权利要求9所述的燃烧器组件，其中包括至少一种以下情况：(a)每个所述燃气端口的高度在0.050厘米与0.157厘米(0.020与0.062英寸)之间，所述开口的直径在0.190厘米与0.279厘米(0.075英寸与0.110英寸)之间，或(b)每个所述燃气端口的高度大约为0.152厘米(0.060英寸)，所述开口的直径大约为0.236厘米(0.093英寸)。
12.一种用于燃气烤架的燃烧器组件，该燃烧器组件包括：
燃烧器管，该燃烧器管包括敞开端、封闭端以及在所述敞开端与封闭端之间的一上表面，该燃烧器管具有限定一中空的内部的截面形状，其中该截面形状限定一从所述敞开端向所述封闭端减小的区域，所述燃烧器管的中空的内部无毛边或其他障碍物；以及
沿着所述燃烧器管的上表面的至少一部分长度的多个燃气端口，每个所述燃气端口均在所述燃烧器管的上表面上方突出一高度，并具有限定一直径的开口，其中每个所述燃气端口的高度与所述开口的直径的比大约在0.625与0.670之间。
13.根据权利要求12所述的燃烧器组件，其中每个所述燃气端口的高度在0.51毫米(0.020英寸)与1.6毫米(0.062英寸)之间，所述直径在1.9毫米(0.075英寸)与2.8毫米(0.110英寸)之间。
14.根据权利要求13所述的燃烧器组件，其中每个所述燃气端口的高度大约为1.5毫米(0.060英寸)，所述直径大约为2.4毫米(0.093英寸)。
15.一种用于燃气烤架的燃烧器组件，该烤架具有燃料源、燃气分配歧管和控制阀，所述燃烧器组件包括：
燃烧器管，该燃烧器管具有敞开端、封闭端以及大致中空的内部，该燃烧器管从敞开端到封闭端逐渐变细；
多个燃气端口，所述燃气端口位于所述燃烧器管的上表面上，每个所述燃气端口均从所述上表面突出一高度，每个所述燃气端口均具有一开口，所述开口限定一面积，其中每个所述燃气端口的高度均在0.020英寸与0.062英寸(0.51毫米与1.6毫米)之间，每个所述燃气端口的开口的面积均在0.006平方英寸与0.008平方英寸(4平方毫米与5平方毫米)之间，所述燃烧器管的内部无毛边或障碍物，以使流体可沿所述燃烧器管的内部的长度平滑地流动。
16.根据权利要求15所述的燃烧器组件，其中每个所述燃气端口的高度为0.060英寸(1.5毫米)，每个所述燃气端口的开口的面积为0.007平方英寸(5平方毫米)。
17.根据权利要求15所述的燃烧器组件，其中所述燃烧器管的敞开端包括一文氏管构件，该文氏管构件包括具有V形部分的上法兰和具有倒V形部分的下法兰，所述上法兰和下法兰形成一收缩的区域，以增加进入所述燃烧器管的流体的流速。
18.根据权利要求17所述的燃烧器组件，还包括一调风门，所述调风门与所述燃烧器管的敞开端连通，以便可调节流入所述燃烧器管的燃料-空气混合物。
19.根据权利要求15所述的燃烧器组件，其中每个所述燃气端口的开口大致为圆形，每个所述燃气端口的高度在0.020英寸与0.062英寸(0.51毫米与1.6毫米)之间，每个所述燃气端口的开口的直径在0.075英寸与0.110英寸(1.9毫米与2.8毫米)之间。
20.根据权利要求19所述的燃烧器组件，其中每个所述燃气端口的高度为0.060英寸(1.5毫米)，每个所述燃气端口的开口的直径为0.093英寸(2.4毫米)。
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