CN1366595A - 双燃料回路的煤气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明通过提供一种自然通风煤气燃烧器(10)增大了调节比,该煤气燃烧器(10)具有一燃烧器主体(14)和在其中形成的多个喷口(30),并且具有一设置在燃烧器主体(14)中的油量分配器(44)。该油量分配器(44)限定一初级燃料室(56)和至少一个次级燃料室(66,68,70),其中次级燃料室(66,68,70)与至少一个喷口(30)流体连通,而初级燃料室(56)与其余的喷口(30)流体连通。初级混合管(32)将燃料空气混合物引入初级燃料室(56),而次级混合管(38)将燃料空气混合物引入次级燃料室(66,68,70)。

Description

双燃料回路的煤气燃烧器

发明背景

本发明总体上涉及自然通风煤气燃烧器并且更特别涉及这种用于家用烹饪用具的燃烧器。

自然通风煤气燃烧器通常用作家用煤气烹饪用具的表面装置。传统的煤气燃烧器通常包括一圆筒形头部，其具有绕其外圆周形成的许多个喷口。通过这些喷口排出燃料空气混合物并点火以产生火焰。煤气燃烧器性能的一个重要因素一般是如由调节比调节的燃烧器的操作范围(调节比即最大燃料输入率与可维持稳定的火焰的最小燃料输入率之比)。操作范围对于用于煤气烹饪用具的煤气燃烧器是特别重要的，因为这样的燃烧器经常需要在各种各样输入量下操作。

燃烧器的调节比受限于在燃烧器喷口处的可维持稳定火焰的最小煤气速度。当为了文火操作降低燃料输入时，通过喷口的煤气速度变得较低。最终，煤气速度可能变得很低以致完全没有火焰产生或产生一临界的火焰，其易于受周围的环境例如室内气流或砰地关上门时的干扰而熄灭。这个问题在所谓封闭的煤气燃烧器装置中是特别明显的，即这种燃烧器装置在炉灶平顶表面绕燃烧器底部的周围没有开口以防溢出物进入炉灶平顶下方的区域，从而更便于清理用具。一般，这样的具有一个燃料流的燃烧器的调节比限于约13∶1。

一种已知的具备增大调节比的燃烧器是双燃料流燃烧器，其结合两个具有各自燃料输入的分开的燃烧器主体。这样的燃烧器具有一中心的燃烧器主体，其很象是标准圆筒形燃烧器头部的较小型式，并由一分开的具有较大直径的环形燃烧器主体围绕。然而，因为其完全被外燃烧器主体所包围，中心的燃烧器主体接受不到很多的外部空气流。因此，可利用的二次燃料空气是不足的，并且降低了燃烧器的热输出。这样的“双环”燃烧器的其它缺点是它们更难以清理并且一般比单主体燃烧器更昂贵。

因此，需要一种具备增大的调节比的单主体自然通风煤气燃烧器。

发明概述

上述要求通过本发明提供的煤气燃烧器得以满足，该煤气燃烧器具有一其中形成有多个喷口的燃烧器主体和一设置在燃烧器主体中的油量分配器。油量分配器限定一初级燃料室和至少一个次级燃料室，其中次级燃料室与至少一个喷口流体连通，而初级燃料室与其余的喷口流体连通。第一混合管将燃料空气混合物引入初级燃料室，而第二混合管将燃料空气混合物引入次级燃料室。

本发明及其超过现有技术的优点在研究参照附图的以下详述和附属的权利要求时将是显而易见的。

附图描述

在本说明书的结束部分特别指出和清楚地申明了被看作是本发明的要点。然而，通过参照以下描述连同附图一起可以最好地理解本发明，其中：

图1为本发明的自然通风煤气燃烧器的分解透视图；

图2为图1的拆去其盖的煤气燃烧器的俯视图；

图3为煤气燃烧器沿图2中线3-3截取的剖视图；

图4为图1的煤气燃烧器的油量分配器的仰视图。

发明详述

参照附图，其中在各视图中同样的标号都表示同样的元件，图1～4示出本发明的自然通风煤气燃烧器10。煤气燃烧器10固定在一支承表面12上而形成煤气烹饪用具如炉灶或炉灶平顶上部的一部分。如图3中所示，煤气燃烧器10设置成一所谓封闭的燃烧器。这意味着在围绕着燃烧器10的支承表面12上没有明显的开口。因此在支承表面下方的区域被封闭而防止溢出物进入，从而便于清理烹饪表面。然而显然，本发明并不限于用在封闭的燃烧器用具上，也同样适用于其他型式的煤气烹饪用具。

煤气燃烧器10包括一三角形燃烧器主体14，其具有一中心区域和由其向外辐射的第一、第二和第三支脚18、20和22。虽然将三角形的燃烧器主体用作实例以便于公开本发明的发明构想，但应该认识到本发明并不限于具有三个支脚的燃烧器主体，也适用于实际上具有任何数目支脚的燃烧器主体以及环形燃烧器主体。燃烧器主体14包括三角形底部24和沿底部24的周边形成并由其垂直延伸的侧壁26。燃烧器主体14可以为任何构造，例如铸铝件，其能够适应各种型式的机械应力、温度和煤气燃烧器10将遭受到的其他操作条件。三角形盖28覆盖燃烧器主体14的顶部，从而盖28、底部24和侧壁26限定一中空的内部。盖28可以固定式连接于侧壁26或可以简单地倚靠在侧壁26上以便于拆除。

在侧壁26的外边缘中形成许多燃烧器喷口30以便与燃烧器的中空内部流体连通。按在本文中所采用的，术语“喷口”是指能够维持火焰的任何形状的开口。燃烧器喷口30绕侧壁26的周边分布并且一般被均匀地间隔开，但不一定如此。一般，根据煤气燃烧器10的尺寸和加热要求，燃烧器喷口30的总数将在约15至36个的范围内。虽然图中所示的全部喷口30是基本上相同的，但应该指出它们在构形上是可以不同的。而且，一些喷口30在供给它们燃料的方式上是不同的，这一点以下将详述。

虽然各附图中未示出，燃烧器主体14还可以包括多个在侧壁26的外边缘中形成的贮存狭槽。这些贮存狭槽是在相邻的各个喷口30之间形成的较狭窄的槽以改善燃烧器10的火焰的固位和稳定性。在James R.Maughan 1999年5月4日发布的U.S.专利No.5 899 681中更详细地描述了这些贮存狭槽。

如图3中所示，初级混合管32，例如一文丘里管，轴向穿过支承表面12延伸以便在支承表面12的下方具有一外表设置燃烧器主体14的一端(入口端)，而其另一端(供气端)连接于底部24的一个开口以便形成进入燃烧器主体14的内部的入口。初级混合管32处于燃烧器主体14的中心区域的中心，虽然另外它也可以偏离中心。一初级燃料喷嘴34大致与混合管32同心定位并具有喷射孔36对准于初级混合管32的入口端从而由喷射孔36排出的燃料流入混合管32。维持燃烧的初级空气从围绕燃烧器10的周围空间(一般从燃烧器10的下方)获取，并且以传统方式通过围绕初级混合管32的入口端的开口区域由燃料射流带走。因此，混合管32将初级燃料空气混合物引入燃烧器主体14的内部。

次级混合管38，例如一文丘里管，轴向穿过支承表面12和底部24延伸，以便在支承表面12的下方具有一设置在燃烧器主体14外部的一端(入口端)，而其另一端(供气端)设置在燃烧器主体14的内部。或者，可以使供气端与底部24齐平。次级混合管38设置在邻近于初级混合管32。如图中所示，次级混合管38位于燃烧器主体14的第一支脚18处，不过其他的位置也是可能的。一次级燃料喷嘴40与次级混合管38大致同心地设置，并具有对准于次级混合管38的入口端的喷射孔42，从而由喷射孔42排出的燃料流入次级混合管38。维持燃烧的次级空气从围绕燃烧器10的周围空间(一般由燃烧器10的下方)获取，并且由以传统方式通过围绕次级混合管38的入口端的开口区域由燃料射流带走。因此，次级混合管38将次级燃料空气混合物引入燃烧器主体14的内部。

一油量分配器44设置在燃烧器主体14的内部。油量分配器44适合于使燃料直接从次级混合管38流向选定的各喷口30。在图示实施方案中，油量分配器44为三角形元件，其具有第一、第二和第三扩散部分46、48和50用于绕中心区域配置的初级燃料空气混合物。油量分配器44的第一、第二和第三扩散部分46、48和50对准于相应的燃烧器主体14的第一、第二和第三支脚18、20和22，但比后者短。一入口导管54穿过油量分配器44的中心延伸并共轴式对准初级混合管32。因此，输入的燃料空气混合物经由初级混合管32流入围绕油量分配器44的燃烧器主体的内部，下文称之为初级燃料室56。

油量分配器44还包括在邻接于各个第一、第二和第三扩散部分46、48和50之间形成的三个C形围壁58、60和62。各围壁58、60和62在油量分配器44的上表面以上延伸到嵌接盖28的下面。各围壁58、60和62包括一对在侧面间隔开的凸脊64，其由油量分配器44的侧边向外延伸并且安装在成型于侧壁26的内表面的狭槽内。因此，各围壁58、60和62与底部24、侧壁26和盖28相配合而分别限定第一、第二和第三次级燃料室66、68和70，并且都与初级燃料室56相隔离。虽然借助于实例示出三个围壁和三个扩散部分，显然，这些元件的数目并不限于三个。而且围壁的数目和扩散部分的数目不必相同。

各次级燃料室66、68和70都与相应的一个燃烧器喷口30流体连通。然而，应该指出各次级燃料室66、68和70与一个以上的喷口30流体连通。其余的燃烧器喷口30(即不与次级燃料室66、68和70中的一个流体连通的任一个喷口30)与初级燃料室56流体连通。

如图4所示，油量分配器44的下面(即面向底部24的侧面)具有一系列内腔和在其中形成的各通道，其限定一通路用来使引入的燃料空气混合物经由次级混合管38流入次级燃料室66、68和70。具体地说，第一、第二和第三内腔72、74和76分别形成第一、第二和第三扩散部分46、48和50远端的底面。次级混合管38的供气端位于第一内腔72中。环形通道78围绕入口导管54，并且第一、第二和第三开口80、82和84分别在环形通道78与第一、第二和第三内腔72、74和76之间形成流体连通。第二内腔74具有两个开口86和88，其分别设置成与第一和第二次级燃料室66和68流体连通，而第三内腔76具有一个开口90，其设置成与第三次级燃料室70流体连通。或者，第二次级燃料室68也可以经由在第三内腔76而不是第二内腔74中的开口供给燃料。

这样，油量分配器44限定两个不同的燃料流动回路，在它们之间没有明显的渗漏。在第一回路中，初级燃料空气混合物由初级混合管32经过入口导管54并且流入初级燃料室56。油量分配器44的上表面与盖28形成一间隙并且近似于一燃料空气混合物用的圆柱形扩散器。初级燃料空气混合物通过各流体连通于初级燃料室56的燃烧器喷口30(即初级喷口)排出以便燃烧。燃烧由一传统点火器触发，例如用一个邻近于一个燃烧器喷口30的火花点火电极(未示出)来进行。

在第二回路中，次级混合管38将次级燃料空气混合物引入第一内腔72。次级燃料空气混合物从那里流过第一开口80进入环形通道78，然后分别通过第二和第三开口82和84流入第二和第三内腔74和76。第二内腔74中的燃料空气混合物通过第一开口86流入第一次级燃料室66和通过第二开口88流入第二次级燃料室68。第三内腔76中的燃料空气混合物通过第三开口90流入第三次级燃料室70。次级燃料空气混合物从各次级燃料室66、68和70通过与它们流体连通的相应的燃烧器喷口30(即次级喷口)排出以便燃烧。

如各图中所示，有27个初级喷口和3个次级喷口，从而使总燃烧器喷口与次级喷口形成10∶1的比率。然而本发明不一定限于这个喷口比率，次级喷口的数目将大大地少于初级喷口的数目。

初级燃料喷嘴34经由第一阀94连接于煤气源92，并且次级燃料喷嘴40经由第二阀96(图3中以示意图示出)连接于煤气源92。阀94和96共同由在煤气烹饪用具上的一控制按钮按已知方式控制以调节从气源92至两燃料喷嘴34和40的煤气流量。阀94和96的操作范围如下：当控制按钮转向完全开口时，第一阀94以最大压力向初级燃料喷嘴34供给燃料，而第二阀96以最大压力向次级燃料喷嘴40供给燃料。当按钮下转时，向初级燃料喷嘴34的燃料压力逐渐下降直到达到可维持火焰的最小压力点为止。在该范围内，由第二阀96供给次级燃料喷嘴40的燃料可以或者是恒定的或者随着按钮下转而改变。在达到可维持火焰的上述最小压力点时再进一步下转按钮，第一阀94保持关闭从而没有燃料供给初级燃料喷嘴34，而向次级燃料喷嘴40的燃料压力逐渐下降直到燃烧器10被关闭。

对于常规的操作，由操纵控制按钮来调节阀94和96以便燃料流向初级和次级燃料喷嘴34和40。该燃料由各自的喷射孔36和42排出，且夹带着燃烧用的空气，并且进入相应的混合管32和38。来自初级混合管32的燃料空气混合物流过入口导管54并流入初级燃料室56。初级燃料空气混合物从那里通过各初级喷口排出以便燃烧。来自次级混合管38的燃料空气混合物流入第一内腔72并且顺着上述流道进入次级燃料室66、68和70。次级燃料空气混合物从那里通过各次级喷口排出以便燃烧。因此，在常规的操作过程中全部30个燃烧器喷口30维持火焰。

对于文火或持续的调低操作，调节控制按钮以便燃料只直接流入次级燃料喷嘴40。如前所述，该燃料由次级喷射孔42排出，且夹带着燃烧用的空气，并且流过次级混合管38进入第一内腔72。次级混合物然后流入次级燃料室66、68和70并且通过各次级喷口排出以便燃烧。因此，在文火操作过程中只有三个次级喷口维持火焰。这样，因为总燃烧器喷口与次级喷口的比率为10∶1，在燃烧器操作的整个范围内的调节比将比常规操作可利用的调节比增大10倍。例如，如果煤气燃烧器10在常规操作过程中可以维持10∶1的调节比，则它在其整个操作范围内可以具有100∶1的调节比。

本发明附属的一个益处在于由各次级喷口(即，那些在次级燃料回路上的喷口30)维持的火焰更能耐得住瞬时的干扰，例如砰地关门时，而在常规的燃烧器中火焰易于熄灭。这是由于次级燃料室66、68和70以及内腔74和76具有邻近于喷口的相对较大的容积和通向供气回路的受限制的入口，因而它们起着流体扰动阻尼器的作用。因此，次级喷口火焰将能抗得住熄灭初级喷口火焰的瞬时干扰，并且将接着用作在干扰过去以后各初级喷口的二次点火源。此外，各次级喷口设置在燃烧器主体中使它们不怎么受气流影响。

上文已描述了一种具有扩大的调节比的单主体煤气燃烧器。虽然已描述了本发明的具体实施方案，但显然对本领域的那些技术人员来说将可以对其进行各种变型而并不背离在附属权利要求书中所限定的本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种煤气燃烧器，包括：

一燃烧器主体(14)，在其中形成有多个喷口(30)；

一设置在该燃烧器主体(14)中的油量分配器(44)，该油量分配器(44)限定一个初级燃料室(56)和至少一个次级燃料室(66，68，70)，其特征在于，该次级燃料室(66，68，70)与所述许多喷口(30)中的至少一个流体连通，而该初级燃料室(56)与所述多个喷口(30)中其余的各个流体连通；

将燃料空气混合物引入所述初级燃料室(56)的装置(32)；以及

将燃料空气混合物引入所述次级燃料室(66，68，70)的装置(38)。

2.权利要求1所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述次级燃料室(66，68，70)与初级燃料室(56)相隔离。

3.权利要求1所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述油量分配器(44)包括一与所述装置(32)对准的入口导管(54)，用以将燃料空气混合物引入所述初级燃料室(56)。

4.权利要求3所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述油量分配器(44)包括一与所述装置(38)对准的内腔(72，74，76)，用以将燃料空气混合物输入所述次级燃料室(66，68，70)并且与该次级燃料室(66，68，70)流体连通。

5.权利要求1所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述油量分配器(44)包括一在其上形成的围壁(58，60，62)，该围壁(58，60，62)与燃烧器主体(14)相配合而限定所述次级燃料室(66，68，70)。

6.权利要求5所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述围壁(58，60，62)包括一对向外部延伸的凸脊(64)，其与所述燃烧器主体(14)嵌接。

7.一种煤气燃烧器(10)，包括：

一燃烧器主体(14)，其具有中心区域和多个由其向外辐射的支脚(18，20，22)并且具有在其中形成的多个喷口(30)；

一油量分配器(44)，其具有中心区域和由其向外辐射的多个扩散部分(46，48，50)，该油量分配器(44)设置在燃烧器主体(14)中以便该扩散部分(46，48，50)的每一个设置在所述燃烧器主体(14)的相应一个支脚(18，20，22)处，该油量分配器(44)限定一初级燃料室(56)和多个次级燃料室(66，68，70)，其特征在于，每一个次级燃料室(66，68，70)与所述一组分开的多个喷口(30)的至少一个流体连通，而该初级燃料室(56)与多个喷口(30)中其余各个流体连通；

一初级混合管(32)用以将燃料空气混合物引入初级燃料室(56)；以及

一次级混合管(38)用以将燃料空气混合物引入次级燃料室(66，68，70)。

8.权利要求7所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述次级燃料室(66，68，70)与所述初级燃料室(56)相隔离。

9.权利要求7所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述油量分配器(44)包括一入口导管(54)，其对准于所述初级混合管(32)，并且与所述初级燃料室(56)流体连通。

10.权利要求9所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述油量分配器(44)在其下面形成一通路，该通路包括：

一内腔(72，74，76)，在各个所述扩散部分(46，48，50)的远端形成，所述初级混合管(38)的一端设置在该内腔(72，74，76)的第一个腔中；

一环形通道(78)，围绕所述入口导管(54)，该环形通道(78)与各个内腔(72，74，76)流体连通；

在内腔(72，74，76)中的第二个腔与所述次级燃料室(66，68，70)中的第一个室之间的第一开口(80)；

在内腔(72，74，76)中的第二个腔与所述次级燃料室(66，68，70)中的第二个室之间的第二开口(82)；以及

在内腔(72，74，76)中的第三个腔与所述次级燃料室(66，68，70)中的第三个室之间的第三开口(84)。

11.权利要求10所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述入口导管(54)位于所述油量分配器(44)的中心区域的中心。

12.权利要求7所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，所述油量分配器(44)包括多个在其上形成的围壁(58，60，62)，该围壁(58，60，62)与燃烧器主体(14)相配合而限定所述次级燃料室(66，68，70)。

13.权利要求12所述的煤气燃烧器(10)，其特征在于，各个所述围壁(58，60，62)包括一对向外延伸的凸脊(64)，其与所述燃烧器主体(14)嵌接。

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