CN1255649C - 由生物可溶或凝胶铸造陶瓷纤维制造的气体燃烧器 - Google Patents

由生物可溶或凝胶铸造陶瓷纤维制造的气体燃烧器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气体燃烧器,可使放置在其上面的“假燃料”烧至白炽,这种燃烧器称为“逼真火焰”气体燃烧器,使用于一个单独加热装置内,它含有一个由刚性的凝胶铸造模压陶瓷纤维或生物可溶的纤维制造的多壁板元件。

Description

由生物可溶或凝胶铸造陶瓷纤维制造的气体燃烧器
技术领域
本发明涉及一种新型的称为“逼真火焰”气体燃烧器,即一种由生物可溶或凝胶铸造陶瓷纤维制造的气体燃烧器,该燃烧器的火焰加热人工的“燃料”(给出一种木材或煤的外观)至一个特定的白炽程度。
背景技术
“逼真火焰”气体燃烧器的实例已在现有的技术文件(如US-A-5,328,356和EP-0848796-B1)中有说明。
这些燃烧器通常包括金属元件或零件。现有的技术设计使用一个金属安装母板和不稳定的紧固件。这些金属零件能够承受高的温度。其它的非金属材料,比如石棉纤维或陶瓷纤维可以抵抗极高的温度,但它们是,或者怀疑是致癌的而应该避免,尤其是考虑到制造操作而言更是如此。
然而,新工艺正在到来和更为可行,比如凝胶铸造模制的和称为“生物可溶的”陶瓷纤维。凝胶铸造陶瓷,也就是借助溶液-凝胶技术处理的陶瓷,是一种刚性的致密的材料,使用稳定的粘接溶液以显著地降低空气中纤维暴露的可能性。例如,生物可溶陶瓷是仅能生物可溶的(或具有低的生物稳定性)用于在1000°F燃烧时间为14h。
美国专利NO.5,400,765公开一种气体燃烧炉,其中燃烧器包括一个多孔的陶瓷纤维表面。此陶瓷成分包括一狭窄带的辐射物质,比如稀土金属氧化物。该发明有利地实现各种用途,比如蒸饪,因为食物和水分的吸收光谱几乎与这样的辐射光谱匹配。再者,所选择的辐射能够前进通过一个玻璃顶部,该玻璃顶部不会被显著地加热。平面松孔陶瓷燃烧器具有一个骨架支承,例如,由金属丝网或穿孔金属板制成,并覆盖着一系列的陶瓷纤维层。燃烧器具有一个燃烧器管和头部,在其中气体-空气混合物混合和点火,用于加热松孔陶瓷纤维制成的顶面。这些燃烧器管和头部也是用金属制造的,用于承受高的温度以及用于回收沿着燃烧器外部流动的排气烟道产物的热量。
这种复合的陶瓷/金属燃烧器的问题是大量的热量被传导或辐射传送至相邻的零件,比如供给气体的文氏管系统。此外,燃烧室组件具有一个非平面的燃烧室,以及是体积庞大的,这是由于烟道气体的热回收线路造成的,它要求存在绝热壁。
在EP-A-0519718中,公开一种模拟的固体燃料气体燃烧器,具有一个上陶瓷纤维板,被一个弹性的陶瓷纤维毡带隔离在一个下金属托盘的上面,以形成一个室,用于接收来自一个文氏管喷射器供给的气体/空气混合物,文氏管喷射器被一个金属托架支承在托盘的基板下面,托架固定在上述的基板上。在此种情况下,热量再次借助托盘传导传送至供给系统,防止了在其上面的高温条件,这种高温条件禁止使用普通的密封件,比如聚合物密封件或者使用电控制器件。
发明内容
本发明的目的是提供一种“逼真火焰”气体燃烧器,它在整体材料成分和设计方面有别于现有的技术。
此外,本发明的目的是提供一种气体燃烧器,它是用已知的不存在致癌性能的材料制造的,和/或使用户显著地减少在空气中的纤维尘粒的暴露。
本发明的另一目的是提供一种气体燃烧器,有可能避免任何的金属零件。
为实现本发明的上述目的,本发明提供了一种气体燃烧器,可使放置在其上面的“假燃料”燃烧至白炽,这种燃烧器称为“逼真火焰”气体燃烧器,使用于一个加热装置内,所述的燃烧器包括一个刚性的凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维多壁板元件,该元件由两个自支承板或壁板制成,一个文氏管供给系统与该多壁板元件连接,以借助气体喷射提供初次空气和燃料至燃烧器,其中:一设有一系列的穿孔和/或缝隙的一个上壁板设在一个下壁板上并气密地紧固至该下壁板上,一个内部体积用作初次空气和燃料的混合室,内部体积挖孔在上述的下壁板中,一个接收器,也是由刚性的凝胶铸造陶瓷纤维制造的,紧固至上述的下壁板,以便与上述的文氏管供给系统匹配。
为实现本发明的上述目的,本发明提供了一种气体燃烧器,可使放置在其上面的“假燃料”燃烧至白炽,这种燃烧器称为“逼真火焰”气体燃烧器,使用于一个单加热装置内,所述的燃烧器包括一个刚性的凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维多壁板元件,该元件由三个自支承板或壁板制成,一个文氏管供给系统与该多壁板元件连接,以借助气体喷射提供初次空气和燃料至燃烧器,其中:一设有一系列的穿孔和/或缝隙的一个上壁板设在一个下壁板上并气密地紧固至该下壁板上,一个中间的刚性的凝胶铸造陶瓷纤维壁板设置在上述的上壁板和下壁板之间,以及与所述的上壁板和下壁板气密地紧固,一个内部体积用作初次空气和燃料的混合室,内部体积挖孔在上述的中间的壁板中,一个接收器,也是由刚性的凝胶铸造陶瓷纤维制造的,紧固至上述的下壁板,以便与上述的文氏管供给系统匹配。
按照本发明的气体燃烧器含有用凝胶铸造模压纤维组成的耐火陶瓷。代替地,生物可溶的陶瓷纤维也能够使用。它的厚度最好在7和40mm之间。
生物可溶的纤维能够溶解于生理学溶液中。这种特性允许这些纤维有别于石棉纤维或陶瓷纤维。后者已知为这些纤维的操作者(即切割工作时)肺部疾病的来源。
生物可溶的纤维能够制成刚性的自支承隔热板或壁的形式,具有不同的性能,比如良好的耐热冲击性,低的热传导性(它保证在燃烧器的内部体积内初次的空气/气体混合物的低的和稳定的温度,以及良好的力学强度)。
按照本发明,刚性的凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维壁板是用本身已知的各种器件(如接头,螺钉,铆钉,胶粘剂等)气密地装配。
由耐热的混凝土,耐火纤维等制造的固体燃料(木材,煤)的人工制品可以任选地设置在燃烧器上平板上。
附图说明
图1示出按照本发明的气体燃烧器的第一优选实施例的透视图;
图2示出组成图1的气体燃烧器的不同的陶瓷纤维板的展示图;
图3示出图1的气体燃烧器的横剖面图;
图4示出按照本发明的气体燃烧器的第二优选实施例的透视图;
图5A和5B示出组成图4的气体燃烧器的两个上和下刚性的凝胶铸造陶瓷纤维壁板;
图6示出图4的气体燃烧器的横剖面图。
在各图中相同的标号表示相同的或类似的元件。
具体实施方式
本发明的第一优选实施例示于图1中。一个燃烧器是由三个气密连接的生物可溶的或凝胶铸造的陶瓷纤维壁板(图2)制成的:一个上壁板1悬挂在中壁板2和下壁板3内空的内部体积20上方,下壁板中连接一个文氏管4(图3)。
燃料(气体)/氧化剂(初次空气)混合物通过文氏管引入内部体积20,文氏管保证借助气体喷嘴5吸入初次空气。再者,二次空气水平地吸入至燃烧室的前面和后面。
在一方面,这个操作允许当二次空气与上升的燃烧气体流会合时产生紊流,这导致燃料(气体)/氧化剂(空气)混合物的均匀化,在另一方面,它允许火焰在它们的基板处冷却,这使得它们比真实的木材或煤火焰“弱”。
上壁板1具有补充的孔(和/或缝隙)21,它们在一方面相互足够接近,以便使来自上述的孔的火焰横向点火,在另一方面,具有一个截面/深度比,这样以避免在内部体积内的倒转。再者,这些孔21沿一条特定的切割路径设置,以利于上述的横向点火。
本发明的燃烧器能够有利地设置一个导向器80,它由相同的材料制成,即由凝胶铸造陶瓷纤维或可在生理液体中溶化的陶瓷纤维制成。这种导向器特别适合于上述的燃烧器,以及具有氧化性能,它使得烟道气体较清洁。
本发明的其它的惊人的和没有预料到的优点在于发现使用导向器80保证了烟道气体中二氧化碳含量的降低。此外,实验表明,这种“催化”性能与使用的燃料(木材,气体,油等)无关。
本发明的第二优选实施例示于图4。一个燃烧器是由两个气密连接的刚性的凝胶铸造陶瓷纤维壁板制成(图5)。生物可溶的陶瓷纤维壁板也可以使用,但是,现在市场供给的材料是非常昂贵的以及这点限制了其工业的吸引力。
按照本发明的燃烧器,包括一个上壁板1的一个顶部(图5A)悬挂在一个底部上(图5B),底部包括一个下壁板3,下壁板是空心的,以产生至燃料混合室20的空气,还具有孔30以装配个文氏管4(图5B)。此文氏管连接至在燃烧器外面的一个烘炉的底部,并且燃烧器座放在该底部上(图6)。
燃烧器的底部设计为使用稳定的紧固件与顶部配合,以便将其结合成为单件的燃烧器系统。连接至燃烧器的底部的一个第三铸造纤维陶瓷件具有特定的尺寸,起到文氏管供给系统4的一个接收器的作用。文氏管系统使用双杯接收器安装在烘炉的底部内部。
上壁板1的顶部(图5A)具有一个非常细致的表面形貌9,它类似在“真实的”木材或煤燃烧器表面上形成的灰尽和燃屑块和原木。此外,人工的原木可以放置在此上表面上(图中未示出)。
燃料(气体)/氧化剂(初次空气)混合物通过文氏管引入空腔20,文氏管借助气体喷射提供初次空气吸入。气体/初次空气混合物借助一系列的穿透上壁板1和连接至混合室20的孔和/或缝隙引入燃烧器的上表面。
最好,这些孔(和/或缝隙)8相互足够接近,以便使来自上述的孔的火焰横向点火,以及在另一方面,具有一个截面/深度比,这样以避免在混合室内的倒转。再者,这些孔沿一条特定的切割路径和表面形貌9设置,以进一步有利于上述的横向点火。
燃烧器还设置二次空气口6,7,位于和对准两个壁板1,3。
在另一方面,这个操作允许当二次空气与上升的燃烧气体流会合时产生紊流,这导致燃料(气体)/氧化剂(空气)混合物的均匀化,以及在另一方面,它允许火焰在它们的基板上冷却,它使得它们比真实的木材或煤火焰“弱”。
本发明的燃烧器能够有利地设置一个导向器,它由相同的材料制成,即由刚性的凝胶铸造陶瓷(图中未示出)制成。这种导向器特别地适合于上述的燃烧器,并具有氧化性能,使得烟道气体较清洁。
本发明的其它惊人的和没有预料到的优点在于发现使用这样的导向器保证了烟道气体中二氧化碳含量的降低,如以上所述。

Claims (12)

1.一种气体燃烧器,可使放置在其上面的“假燃料”燃烧至白炽,这种燃烧器称为“逼真火焰”气体燃烧器,使用于一个加热装置内,所述的燃烧器包括一个刚性的凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维多壁板元件,该元件由两个自支承板或壁板(1,3;1,2,3)制成,一个文氏管供给系统(4)与该多壁板元件连接,以借助气体喷射提供初次空气和燃料至燃烧器,其中:
一设有一系列的穿孔和/或缝隙的一个上壁板(1)设在一个下壁板(3)上并气密地紧固至该下壁板上,一个内部体积(20)用作初次空气和燃料的混合室,内部体积(20)挖孔在上述的下壁板(3)中,
一个接收器(5),也是由刚性的凝胶铸造陶瓷纤维制造的,紧固至上述的下壁板(3),以便与上述的文氏管供给系统(4)匹配。
2.按照权利要求1的气体燃烧器,其特征在于,上述的燃烧器设置用于垂直地传送二次空气至上壁板的前部和后部的器件。
3.按照权利要求2的气体燃烧器,其特征在于,上述的器件包括与上、下壁板(1,3)对准的空气口(6,7),每个上述的壁板具有至少一个上述的空气口。
4.按照权利要求1的气体燃烧器,其特征在于,多壁板元件被一个凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维制造的导向器(80)覆盖,用于降低烟道气体中的二氧化碳含量以及氧化烟道气体。
5.按照权利要求1的气体燃烧器,其特征在于,上述的假燃料包括由耐热的混凝土或耐火纤维制造的固体燃料人工制品。
6.按照权利要求5的气体燃烧器,其特征在于,所述的固体燃料人工制品是木材或煤的人工制品。
7.一种气体燃烧器,可使放置在其上面的“假燃料”燃烧至白炽,这种燃烧器称为“逼真火焰”气体燃烧器,使用于一个单加热装置内,所述的燃烧器包括一个刚性的凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维多壁板元件,该元件由三个自支承板或壁板(1,2,3)制成,一个文氏管供给系统(4)与该多壁板元件连接,以借助气体喷射提供初次空气和燃料至燃烧器,其中:
一设有一系列的穿孔和/或缝隙的一个上壁板(1)设在一个下壁板(3)上并气密地紧固至该下壁板上,一个中间的刚性的凝胶铸造陶瓷纤维壁板(2)设置在上述的上壁板(1)和下壁板(3)之间,以及与所述的上壁板和下壁板气密地紧固,一个内部体积(20)用作初次空气和燃料的混合室,内部体积(20)挖孔在上述的中间的壁板(2)中,
一个接收器(5),也是由刚性的凝胶铸造陶瓷纤维制造的,紧固至上述的下壁板(3),以便与上述的文氏管供给系统(4)匹配。
8.按照权利要求7的气体燃烧器,其特征在于,上述的燃烧器设置用于垂直地传送二次空气至上壁板的前部和后部的器件。
9.按照权利要求8的气体燃烧器,其特征在于,上述的器件包括与上、下壁板(1,3)以及中间壁板(2)对准的空气口(6,7),每个上述的壁板具有至少一个上述的空气口。
10.按照权利要求7的气体燃烧器,其特征在于,多壁板元件被一个凝胶铸造或生物可溶的陶瓷纤维制造的导向器(80)覆盖,用于降低烟道气体中的二氧化碳含量以及氧化烟道气体。
11.按照权利要求7的气体燃烧器,其特征在于,上述的假燃料包括由耐热的混凝土或耐火纤维制造的固体燃料人工制品。
12.按照权利要求11的气体燃烧器,其特征在于,所述的固体燃料人工制品是木材或煤的人工制品。
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