CN1271368C - 多孔材料催化燃烧器和装有这种燃烧器的烧瓶 - Google Patents

Abstract

一种多孔材料制成的催化燃烧器，其设计成与一个灯芯(5)配合，该灯芯用来把一种可进入到所述多孔材料孔中的可燃成分输送到燃烧器(13)，该燃烧器包括一个周边区域(16)，该周边区域承载催化剂(7)并包围一个没有催化剂来形成一个蒸发区域的中心区域(18)，周边区域(16)和中心区域(18)位于燃烧器(13)的上部(13b)。燃烧器(13)具有一个向上扩张的锥形的周边表面(13a)。

Description

多孔材料催化燃烧器和装有这种燃烧器的烧瓶

技术领域

本发明涉及一种由多孔材料制成的催化燃烧器，该燃烧器适合于安装一个灯芯，该灯芯把一种可进入到所述多孔材料孔中的可燃成分输送到燃烧器，所述燃烧器包括一个周边区域，该周边区域承载催化剂并包围一个没有用来形成一个蒸发区域的催化剂的中心区域，周边区域和中心区域位于燃烧器的上部。

背景技术

通常，这种类型的催化燃烧器具有一个近似圆筒状的周边表面。

然而，要制造这种具有近似圆筒状的周边表面的燃烧器比较困难。

实际上，由于部件具有一些薄弱的区域，特别是在燃烧器的周边区域，因此在模具移走的过程中许多部件被擦伤。

即使在燃烧器的周边表面上具有一个微小的大约为1度或者2度向上扩张的锥形，也不能满意的解决前面所提到的在移开模具的过程中所遇到的所有困难。

发明内容

因此，本发明的目的是克服前面所述的现有的燃烧器的弊端，并且提出一种与前面所提到的燃烧器的类型相同的燃烧器，该燃烧器可以方便的移走模具并且还具有改进的功能特征。

根据本发明的第一方面，这种催化燃烧器具有一个向上扩张的锥形的周边表面。

显然，该周边表面的锥度要远远大于前面所提到的微小的锥形。

因此，该锥形结构有利于从燃烧器的模具上移开燃烧器，而不会损坏燃烧器的周边表面。

此外，在操作本发明的燃烧器以及现有技术中的具有一个圆筒状结构的燃烧器的比较测试中，申请人所得到的测试数据证明，一个安装了该锥形结构燃烧器的催化燃烧烧瓶在气味破坏方面具有较好的效果。

可以理解的是，与现有技术中的具有相当高度和一个近似圆筒状周边表面的燃烧器相比，本发明的锥形燃烧器由于它所固有的结构而具有一个较大的圆周交换表面积。

当使用一个具有近似圆筒状周边表面的燃烧器时，当空气与周边表面相接触并且沿着平行与燃烧器的所述表面纵向上升时，靠近该燃烧器周边表面的循环空气变暖。因此，结果是热空气和燃烧器的周边表面之间的接触非常轻微，即使是在该类型的燃烧器具有大约1度或者2度微小的向上扩张的锥形的情况下。因此燃烧器的周边表面和空气之间的热交换和化学交换被限制。

相反的，在使用一个具有相同高度但是具有锥形周边表面的燃烧器的情况下，纵向靠近燃烧器的热空气循环与燃烧器的锥形周边表面接触更加激烈，因此有利于热交换和化学交换，以及烟和热空气携带的其它组分的催化破坏，从而使得周围的空气变得更为干净。

此外，因为当使用本发明的燃烧器时，热交换增大，所以那些靠近燃烧器激烈加热的空气可以更快的上升并且随之产生更多的动态对流的气流。

因此，由于空气以及可燃成分蒸发所产生的气体，在非常接近燃烧器的锥形周边表面内，可以观察到气流获得较好对流。

优选地，在燃烧器的锥形周边表面的顶点处的半角在10°和40°之间，有利的在15°和25°之间，优选的在18°和23°之间。

根据本发明的一个有利的方面，燃烧器的锥形周边表面具有至少一个近似周边形的肩部，且该肩部朝内并朝下设置以增大燃烧器上部和下部之间的直径。

这种类型的结构还增加了热空气和燃烧器之间的热交换表面积，并加强了上升的热空气与燃烧器的至少部分周边表面之间的接触，从而提高了热交换和化学交换。

本发明的第二个方面还涉及一个催化燃烧烧瓶，该烧瓶用于盛装一种液体可燃成分并且在它的瓶颈处装有一个催化燃烧器，该燃烧器设计成与一个浸入到所述成分中的灯芯配合。

根据本发明，该烧瓶装有根据本发明的第一方面的燃烧器。

本发明的其它特征和优点在阅读下述的详细描述之后变得清晰。

附图说明

在仅作为非限制性的实施例的附图中：

图1是装有本发明催化燃烧器的第一实施例的烧瓶的正视图的示意图；

图2是图1中所示的燃烧器的轴向剖面上的放大的示意图；

图3是图2中所示的燃烧器带有一个套筒的视图；

图4类似于图2，为本发明的燃烧器的第二实施例，该视图包括两个半视图，用于显示第一肩部的两个不同的位置；并且

图5类似于图2，为本发明的燃烧器的第三实施例。

图1至图5中相同的部件使用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1显示了一个催化燃烧烧瓶1，该烧瓶适于盛装一种可燃成分2和安装一个与本发明的烧瓶的顶端相配合的催化燃烧器3。

该烧瓶可以具有任何形状并且具有一个可以用来安装催化燃烧器3的瓶颈4。

催化燃烧器3由一种适合的多孔材料制成，该材料可以承受在操作燃烧器3的过程中在承载催化剂的区域中所达到的至少400℃的温度。尤其是，这种材料可以是一种陶瓷材料，例如由高岭土或堇青石制成的材料。

催化燃烧器3适于与一个浸入到所述成分2中的灯芯5配合。灯芯5把可燃成分2输送到燃烧器3，并且可燃成分2进入到多孔材料的孔中。

可燃成分2是一种合适的可燃液体，该液体符合当前有效的法规并适合于可催化燃烧和蒸发。

尤其是，这种可燃成分2可以是醇，特别是异丙醇，还可以含有一种香料和/或活性材料。

灯芯5可以为任何已知的类型，例如一种棉灯芯。

当然灯芯5也可以用一种矿物材料制成，比如它可以用矿物纤维或者一种多孔材料制成。

催化燃烧器3可以在靠近其底部处具有一个支撑件(没有显示)，使得该燃烧器可以直接插入到烧瓶1的瓶颈4中或者插入到一个底座(没有显示)的中心孔内，底座适合固定在烧瓶1的瓶颈4上。

用于把燃烧器3固定到烧瓶1上的支撑件和底座在专利申请WO9963267中得到详细的描述。

如图2中所示，催化燃烧器3为一个实心的结构并具有一个向上扩张的锥形周边表面3a。

燃烧器3在靠近它的顶部3b处具有一个周边区域6，例如一个环形周边区域，该区域承载催化剂7并包围一个没有催化剂来形成一个蒸发区域的中心区域8。

例如，催化剂7可以是一种属于元素周期表的第VIII族的金属。

在燃烧器3的锥形周边表面3a的顶点处的半角A在10°和40°之间，有利的在15°和25°之间，优选的在18°和23°之间。

图2中的催化燃烧器3可以与一个套筒9组合在一起形成一个催化燃烧器系统，如图3中所示的催化燃烧器系统10。

套筒9置于燃烧器3的下部3c的延伸处。

套筒9同样由一种多孔材料制成，该材料特别是一种陶瓷材料，例如由高岭土或堇青石制成的材料。

套筒9包括一个大致上轴向的用来紧紧保持灯芯5的空腔11，从而使可燃成分2从套筒9上部9a的孔中输送到燃烧器3下部3c的孔中。

燃烧器3的下部3c和套筒9的上部9a之间的连接必须保证可燃成分2可以从套筒9输送到燃烧器3。因此使用机械嵌套和/或通过一个多孔粘结剂装配。

一个催化燃烧系统10也可以作为一个包括燃烧器3和套筒9的单个部件制造。

图4显示了本发明催化燃烧器13的第二实施例的两个半视图。

催化燃烧器13具有一个向上扩张的锥形周边表面13a。

每个半视图显示周边表面13a上具有至少一个大致圆周形的第一肩部14a，14b，该肩部从所述燃烧器13上面朝内并朝下设置。

第一肩部14a，14b的作用是增大燃烧器13下部13c和上部13b之间的直径。

在左边的半视图中，第一肩部14a设置在靠近燃烧器13的中部处。

在右边的半视图中，第一肩部14b形成在燃烧器13的下部13c。

显然，第一肩部的高度可以不同于图4的两个半视图中所示的高度。

如左边的半视图所示，催化剂一直设置到燃烧器13周边表面13a上的第一肩部14a的位置处，因此该肩部把承载催化剂7的周边区域16和没有催化剂的燃烧器13的下部区域13c分隔开。

另一方面，在右边的半视图中，第一肩部14b不是一个用来在燃烧器13的周边表面13a上放置催化剂7的划分位置区域。该第一肩部14b位于燃烧器13的没有催化剂的部分中。

至少在燃烧器13的下部13c包括一个朝下开口的大致为轴向的空腔15，该空腔的全部高度或者部分高度装有用于把可燃成分2输送到燃烧器13的灯芯5的上部5a。

如图4所示，灯芯5的端部5a仅仅占据燃烧器13的空腔15的部分空间。然而，顶端5a还可能占据空腔15的整个空间，这种情况如图5中所示的燃烧器23。

从图4显示的可以看出，在燃烧器13下端13d开口的空腔15在燃烧器13的大部分轴向尺寸上轴向延伸。

空腔15在燃烧器13的顶部13b被壁17封闭。

通常，如图4所示，燃烧器13具有一个基本上轴向的环形槽19，该槽从燃烧器13的上表面13e向下延伸并把承载催化剂7的大致环形的周边区域16和燃烧器13上部13b的中心区域18隔开。

这种在燃烧器13的上部13b设置一个环形槽19的特殊结构在以申请人名义的文件EP0277875B1中进行了详细的描述。

图5显示根据本发明的催化燃烧器的第三实施例。

如同前面的图，催化燃烧器23具有一个向上扩张的锥形周边表面23a。

燃烧器23的上部23b包括一个环形周边区域26以及一个空腔25，该环形周边区域承载催化剂7并包围一个没有催化剂的中心区域28。

空腔25的顶部25a通过至少一个通道29与大气相通，该通道例如形成在燃烧器23的顶部23b上。

在图5中，通道29位于中心区域28的中心并且大致在轴向上。然而，该通道29也可以以其它的方式设置，尤其是如文件WO9963267图8中所示的那样。

通道29的横截面比燃烧器23的空腔25的横截面窄，因此空腔25在燃烧器23的顶部23b通过一个位于中心区域28的壁27至少部分封闭。

周边表面23a包括一个第一近似圆周肩部24，和一个第二近似圆周肩部30。

每一个肩部24，30分隔开紧靠其上部并具有一个较大直径的燃烧器23的部分、以及在紧靠肩部的下部并具有一个较小直径的燃烧器23的另一部分。

如图5中所示，在燃烧器23的周边表面23a上的第一肩部24把承载催化剂7的环形周边区域26和没有催化剂的燃烧器23的下部23c分隔开。

这种类型的结构设置提供了一种可以准确地确定燃烧器23承载催化剂7的区域的方法。

因此也可以把催化剂7一直设置到第二肩部30的位置。

显然，本发明并不局限于刚刚所描述的燃烧器的实施例，对燃烧器可以作许多变化和改进而不超出本发明保护的范围。

特别是，前面所述的燃烧器的所有的不同的结构特征可以没有限制的组合在一起。

特别是，显示在图4和图5中的燃烧器13和23可以设置一个与图3中所示的套筒9相类似的套筒。

同样还可以设置一个与图2中所示的环形槽19相类似的环形槽，用于把图2和图3中所示的燃烧器3的环形周边区域6和中心区域8，以及把图5中所示的燃烧器23的环形周边区域26和中心区域28分隔开。

同样，图4中燃烧器13的空腔15的顶部也可以通过通道与大气相通，该通道与图5中所示的用附图标记29标识的通道相类似。

燃烧器3、13或23的下部3c、13c或23c同样可以制成任何合适的形状，以利于燃烧器放置并支撑在烧瓶1的瓶颈4上，可以但并不是必须使用一个支撑件和/或底座。

记住，适合于把一个燃烧器3、13或23连接到烧瓶1上的支撑件和底座在专利申请WO99/63267中进行了详细的描述。

Claims (11)

1.一种由多孔材料制成的催化燃烧器，该燃烧器设计成与一个灯芯(5)配合，该灯芯用来把一种可燃成分(2)输送到燃烧器(3、13或23)以便进入到所述多孔材料的孔中，所述燃烧器(3、13或23)包括一个周边区域(6、16或26)，该周边区域承载催化剂(7)并包围一个没有催化剂来形成一个蒸发区域的中心区域(8、18或28)，周边区域(6、16或26)和中心区域(8、18或28)位于燃烧器(3、13或23)的上部(3b、13b或23b)，其特征在于：燃烧器(3、13或23)具有一个向上扩张的锥形周边表面(3a、13a或23a)。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：在锥形周边表面(3a、13a或23a)的顶点处的半角(A)在10°和40°之间。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：在锥形周边表面(3a、13a或23a)的顶点处的半角(A)在15°和25°之间。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于：在锥形周边表面(3a、13a或23a)的顶点处的半角(A)在18°和23°之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的燃烧器，其特征在于：燃烧器(13，23)的周边表面(13a，23a)具有至少一个第一肩部(14a、14b或24)，该肩部基本上围绕周边并面朝内朝下设置，以便增大燃烧器(13，23)下部和上部之间的直径。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于：所述第一肩部(14a，24)分隔开承载催化剂(7)的周边区域和没有催化剂的燃烧器(13，23)下部区域(13c，23c)。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：燃烧器(13)具有一个基本上轴向的环形槽(19)，该槽从燃烧器(13)的上表面(13e)向下延伸并把周边区域(16)和中心区域(18)分隔开。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：燃烧器(13，23)在其下部(13c，23c)包括一个底部开口的基本上轴向的空腔(15，25)，灯芯(5)的上端(5a)安装在空腔的全部或者部分的高度，并且该空腔通过一个壁(17，27)在燃烧器(13，23)的顶部(13b，23b)至少部分封闭。

9.根据权利要求8所述的燃烧器，其特征在于：空腔(25)的上部(25a)通过至少一个通道(29)与大气相通。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于：所述至少一个通道(29)形成在燃烧器(23)的顶部(23b)。

11.一种催化燃烧烧瓶，适于盛装一种可燃成分(2)并在其瓶颈(4)处安装一个催化燃烧器(3、13或23)，该烧瓶设计成与一个浸入到所述成分中的灯芯(5)配合，其特征在于：该烧瓶安装了根据权利要求1至10中任一项所述的燃烧器(3、13或23)。

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