CN1171150A - 用于加热器特别是用于热水器的气体燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加热器的气体燃烧器,该燃烧器包括一块被冷却的燃烧器板,燃烧器板上有若干使处于鼓风压力下的燃料—空气混合物流过的通道,在形成火焰的情况下在通道的燃烧室侧入口区域内发生反应。本发明建议在燃烧器板(24,40,44,52,68)的燃烧室侧壁处形成阶梯结构,使得邻近燃烧器板的火焰根部和通道(30,58)的流入口侧棱(32,34)之间形成接触面(38),上述接触面伸过火焰根部的顶点区域、与火焰根部的侧面区域相对或者处于火焰根部侧面区域中,从而可使火焰冷却良好,在维持给定的NOX极限值的情况下可使燃烧器的表面具有较高的换热效率。

Description

用于加热器特别是用于热水器的气体燃烧器
现有技术
本发明涉及如独立权利要求所述的那类气体燃烧器。在现有的这类气体燃烧器中(如EP0404260A)在各平板件之间的燃烧器板中设有一些通道,这些通道在燃烧室侧的侧棱都处在一个共同的出口平面内。在这种装置中只有火焰根部的顶点区域与燃烧器板接触,因此,经过燃烧器的散热介质只可能在有限的范围内使冷却火焰的热量减少。虽然火焰温度没有上升到可形成NOx的有害的范围,上述这种情况仍将限制人们按照使燃烧器的表面负荷尽可能大的思路进行改进。
本发明的优点
与现有技术相比,本发明的具有独立权利要求的区别特征的结构的优点在于:根部区域的火焰经一个确定的伸出顶点区域上方的平面而被冷却,致使燃烧器更确切地说使燃烧器板的表面负荷仍然较大,而不生成不能容许的高NOx值。
借助于从属权利要求中所描述的附加特征可对独立权利要求所描述的主题作出进一步的有益的改型。
业已证明,如果燃烧器板由肋片构成,热水器中的热交换的一种简单的实施方式是通过一个流过散热介质的冷却管道系统将上述肋片彼此连接起来,用于流出燃料-空气混合物的通道或缝隙处于上述肋片之间。
在这些已证明是合适的实施例中,尤其有利的是确定的肋片的燃烧室一侧的侧棱相对于另外的肋片的燃烧室一侧的侧棱往里缩。借此可实现一种特别突出的燃烧器板的燃烧室侧壁结构,在这种结构中,火焰根部经过邻近的肋片的较大侧面区域,因此,对火焰根部的冷却效果特别好。
可通过下述措施实现上述突出的燃烧器板结构,即在两个没有往里缩的肋片之间总是设有一个向里缩的或者/缩短的肋片。在这些尝试中有一个特别有利的实施方式,即在该方式中每两个没有向里缩的肋片之间设有两个彼此邻接的较短的肋片。
值得注意的是燃烧板中所形成的通道至少沿纵向截面有一定宽度或直径,上述宽度应小于所谓的熄火距离,借此使火焰不致于回移。为此建议在燃烧器板的入口侧设置薄板穿孔或栅流构件,这些穿孔或栅流构件的开口直径或网眼亮度小于上述肋距。
还可以由一块底板和若干固定在底板上的销钉组成的调整加热水的肋片管热交换器的燃烧器板结构,上述底板设有一些流入孔,底板与散热管道系统相连,在上述销钉之间形成一些用于流过燃料-空气混合物的通道。
此外,上述燃烧器板可以由一个蜂窝构件和一块与蜂窝构件相连的底板组成,上述底板与散热管道系统相连,底板上设有通向蜂窝构件的空腔的流入孔。为了加强燃烧器室侧壁结构,建议通过在各个蜂房中插入缩短了的插入件形成阶梯状。
如果流过燃料-空气混合物的通道壁,至少在其燃烧室侧端部截面区域内涂敷接触剂,可进一步阻止有害的NOx的释放。在这种情况中,通过相应的设计或对材料进行选择可将燃烧器板设计成使其表面温度约达到600℃。这种接触式燃烧器开始工作时以常规的方式在肋片端部或蜂房端部形成无约束的燃烧火焰,使燃烧器板加热到接触剂涂层的工作温度后,火焰退回到有效接触区。
如果将该气体燃烧器确定为热水器的热源,其优点在于可使待加热的水流过与燃烧器板在导热方面有联系的管道系统,上述管道系统与加热器板一起构成热水器的热交换器部件。在这种情况下由燃烧器的燃烧气提供进气的热交换器小于带有未被冷却的燃烧器的装置中所使用的热交换器。
附图说明
几幅附图示意地示出了三个实施例,下面将详细说明这些实施例。图1示出了第一实施例中的带有气体燃烧器的热水器;图2为图1所示的气体燃烧器的燃烧器板的放大图;图3和图4分别为图2所示的燃烧器板的改型;图5和图6示出了第二和第三实施例中的燃烧器板;图7为图6所示的燃烧器板的平面图。
实施例的说明
图1所示的热水器包括一个位于壳体10内的气体燃烧器12,处于鼓风压力下的燃料-空气混合物沿箭头A的方向被送入上述燃烧器中。壳体10中气体燃烧器12的下游装有一个废气热交换器14,该热交换器有一个管道系统16,待加热的水流过上述管道系统。管道系统16经管路18与第二管道系统20相通,上述第二管道系统在气体燃烧器12中成一整体。气体燃烧器12的下游是一个用于启动的点火装置22,它固定在壳体10上。
气体燃烧器12有一块燃烧器板24,该板由不同长度的肋片26、28(图2)构成。肋片26、28与管道系统20有良好的热接触,通过该管道系统将上述肋片连接成一个刚性构件。肋片26、28之间形成用于流出燃料-空气混合物的缝隙30。缝隙30的宽度a小于所谓的熄火距离,因此,火焰不会在燃烧器板24中或者在也许位于前面的混合区中回移。
将燃烧器板24设置成使短肋片28总是处于两个长肋片26之间,其中与长肋片26的侧棱34相对的短肋片28的燃烧室侧侧棱32更向里面缩。借此在燃烧器板24的燃烧室侧的壁处形成明显的阶梯形表面结构,并形成宽的中间室36,上述中间室的侧面由长肋片26的壁区38限定。
在燃烧器喷嘴点火并在形成火焰的条件下,在肋片26、28的侧棱32、34之间或侧棱32、34的下游处发生混合反应,其中火焰根部产生的反应热经肋片26、28传到管道系统20内的待加热的水中。由于火焰根部侧面也与肋片26的壁区38接触,在这种情况下火焰根部可得到特别好的冷却。在上述燃烧器板24上产生两种反应的燃烧气流过废气热交换器14,在该热交换器中,燃烧器将热量传给管道系统16中的待加热的水。根据图3的改型的实施方式,在燃烧器板40上,在长肋片26之间设有两个短肋片28。由此也形成了宽的中间室42,这些中间室特别牢固地构成了燃烧器板40的燃烧器侧壁。
在图4所示的改型的实施例中,燃烧器板44由不同长度的肋片46、48构成,上述肋片由冷却管道系统20彼此牢牢地连在一起,肋片的燃烧室侧端部截面涂敷了接触剂。在入口侧,燃烧器板44上装有栅流构件50,该构件的网眼尺寸小于肋片46、48之间缝隙的宽度。肋片46、48的热导率通过其尺寸或材料的选择来确保与燃烧器效率匹配,从而使肋片表面温度例如达到600℃。在肋片46、48上所进行的接触燃烧,与没有涂敷接触剂的情况相比,本发明进一步减少了有害物质的形成。
在燃烧器开始工作时,按常规的方式在肋片46、48的燃烧室侧端部形成无约束的燃烧火焰。肋片46、48的加热温度达到接触剂涂层的工作温度后火焰退回到燃烧器板44的有效接触区内。
图5中的燃烧器板52上设有不同长度的销钉(stift)54、56,在这些销钉之间形成用于流过燃料-空气混合物的通道58和与火焰根部周围接触的在燃烧室侧的宽的中间室60。将销钉54、56固定在一块底板62上,该底板上设有一些供燃料-空气混合物流入的狭小的流入孔64,同时该底板与水流管道系统66在热导方面有联系,上述管道系统例如以弯曲(meanderforming)形式伸过底板62的平面。
如前所述,图6和图7的实施例的差别在于:燃烧器板68由用管道系统66连接的底板62和固定在底板上的蜂窝构件70构成。该蜂窝构件由一些六边形的、无缝隙地彼此靠近的蜂房构成,底板62的流入孔64通向蜂房的空腔。为了能加强燃料器板68的燃烧器室侧壁结构,如图6和7中右部所示,用一些固定在底板62上主要也同样为蜂窝形的插入件74使各蜂房72的空腔或各蜂房72的一部分变窄,上述插入件比各蜂房72短并使燃烧器板的燃烧侧壁成阶梯状。

Claims (9)

1、用于加热器特别是用于热水器的气体燃烧器,它包括一块燃烧器板,该板有若干使处于鼓风压力下的燃料-空气混合物流过的通道,上述燃烧-空气混合物在燃烧器板处被加热到点火温度,并在形成火焰的情况下在通道的燃烧室侧入口区域内发生反应,而且,通过冷却燃烧器板并对火焰温度值进行限制,使从燃烧器中排放出的NOx量不超过预定限度,其特征在于,使燃烧器板(24,40,44,52,68)的燃烧室侧壁形成阶梯结构;在邻近燃烧器板的火焰根部和通道(30,58)的流入口侧棱(32,34)之间形成接触面(38),上述接触面伸过火焰根部的顶点区域、与火焰根部的侧面区域相对或者处于火焰根部侧面区域中。
2、如权利要求1所述的气体燃烧器,其特征在于,上述燃烧器板(24,40,44)由肋片(26,28,46,48)构成,上述肋片通过流过散热介质的冷却管道系统(20)彼此相连,并被限定在用于流过燃料-空气混合物的通道或缝隙(30)之间。
3、如权利要求2所述的气体燃烧器,其特征在于,肋片(28,48)的燃烧室一侧的侧棱(32)相对于另一些肋片(26,46)的燃烧室一侧的侧棱(34)向里缩。
4、如权利要求3所述的气体燃烧器,其特征在于,在每两个没有向里缩的肋片(26,46)之间设有两个彼此相邻的短肋片(28,48)。
5、如前面任一项权利要求所述的气体燃烧器,其特征在于,在燃烧器板(44,52,68)的入口侧上设有一个栅流构件或薄板通孔件(50,62),它们的网眼宽度或者它们的开口直径小于肋距。
7、如权利要求1所述的气体燃烧器,其特征在于,上述燃烧器板(68)由一个蜂窝构件(70)和一个与蜂窝构件相连的底板(62)构成,上述底板与散热管道系统(66)相连,底板上设有通向蜂窝构件(70)的空腔的流入孔(64)。
8、如权利要求7所述的气体燃烧器,其特征在于,蜂窝构件(70)的燃烧室侧壁包括处于各蜂房(72)中的短插入件(74),并使上述侧壁呈阶梯状。
9、如前面任一项权利要求所述的气体燃烧器,其特征在于,流过燃料-空气混合物的通道壁,至少在其燃烧室侧端部截面区域内涂敷有接触剂。
10、如前面任一项权利要求所述的气体燃烧器,其特征在于,与燃烧器板(24,40,44,52,58)在导热方面有联系的管道系统(20,66)中流过作为排热介质的待加热的水,上述管道系统和燃烧器板一起构成用于加热水的热交换器部件。
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