CN1497212A - 具有分开炉孔单元的预混合燃气燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器，它包括：管形燃烧器，该管形燃烧器的前表面开口，且内部为空心管形，这样，燃烧器的整个炉孔单元可以分开，从而防止由于热膨胀引起的变形，其中，在上端面的两边缘线和内部布置有多个炉孔单元，每个炉孔单元具有彼此隔开预定间距而形成的多个炉孔，各自具有预定空间的装载器形成于这些炉孔单元之间；以及板形燃烧器，该板形燃烧器由板形材料制成，并具有形成于其底部的销结构，以便安装在形成于管形燃烧器中的装载器上，其中，设置有呈沿上端面的两边缘线的狭槽的形式的炉孔单元，每个炉孔单元具有多个彼此隔开预定间距而形成的炉孔。

Description

具有分开炉孔单元的预混合燃气燃烧器
技术领域
本发明涉及一种具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器，尤其是涉及这样一种具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器，其中，形成于燃烧器表面上的全部炉孔单元分成在预混合燃气燃烧器中的几部分，该预混合燃气燃烧器有彼此分开的管形燃烧器和板形燃烧器，且冷却水管穿过形成于板形燃烧器的底端上的销结构，因此很容易改变炉孔单元的尺寸和数目，以便很容易改变燃烧器的总能力，并防止燃烧器的变形，例如由于在燃烧器中存在的热张力而引起的弯曲(该弯曲可能由燃烧器的过度使用而引起)以及热膨胀变形，且使水管起到固定管形燃烧器和板形燃烧器的作用。
背景技术
众所周知，用于加热和供给普通家用热水的锅炉根据所使用的燃料而分成燃油锅炉和煤气锅炉。燃油锅炉或煤气锅炉中使用烧油或煤气的燃烧器。
也就是，普通燃烧器是通过安全高效地燃烧燃料而获得热量的设备。根据所使用的燃料的种类，燃烧器分成用于烧煤气(gas)的燃气燃烧器、用于烧液体燃料例如煤油或柴油的燃油燃烧器、以及用于烧煤的煤粉燃烧器。
还有，根据燃料和空气的混合方法，燃烧器分成预混合燃烧的燃烧器以及扩散燃烧的燃烧器。
预混合燃烧的燃烧器将燃烧已经预先混合的燃料和空气，而扩散燃烧的燃烧器将燃烧混合的燃料和空气，其中，燃料和空气分别供给燃烧器，并在该燃烧器中混合。
也就是，广泛用于燃气燃烧器例如家用煤气锅炉中的大部分燃气燃烧器主要采用本生(Bunsen)燃气燃烧器，该本生燃气燃烧器的优点是燃烧器的火焰稳定，且发生回火的危险较小。不过，本生燃气燃烧器有较长的火焰，火焰温度较高，且需要的空气量比理论空气量高得多。因此，由于高温排气而增加了热量损失，且污染物例如NOx和CO的量增加。因此，本生燃气燃烧器在一定程度上受到使燃气燃烧器设备的效率最大以及减小污染物的限制。
还有，使用多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫的预混合燃气燃烧器用于减少污染物例如NOx和CO，并降低火焰温度该编织金属纤维垫用作燃气燃烧器的表面材料。用作燃气燃烧器的表面材料的、多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫编织成如具有50μm或更小直径的金属材料的纤维织物，它用作燃气燃烧器的表面材料，以便使易燃预混合气体在燃烧表面上进行良好燃烧，然后通过燃烧热来加热由金属纤维织物的编织金属纤维垫形成的燃气燃烧器燃烧表面，从而获得由燃气燃烧器的燃烧表面发出的强大和均匀的稳定辐射能量。
还有，通过减小过量的燃烧空气的量并降低燃烧排气的温度，可以减小由于排气而引起的热损失，从而有增加热效率和抑制污染物例如NOx和CO的排放的效果。而且，燃烧负载的范围(调节比：TDR)比普通燃气燃烧器的燃烧负载范围宽得多，普通燃气燃烧器的燃烧负载范围为5∶1。还有，火焰的稳定性明显优于普通燃气燃烧器，且采用简单结构。如上所述，多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫与陶瓷和不锈钢一起广泛用作家用、商用和工业用的燃气燃烧器的燃烧表面材料，以便提高煤气燃烧设备的热效率和降低污染物。
特别是，例如当陶瓷或不锈钢的材料以及多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫用作燃气燃烧器的燃烧表面材料时，因为多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫具有热处理效果，它将燃烧器的后表面温度降低至点火温度或更低，因此，当编织金属纤维垫用作燃气燃烧器的燃烧表面材料以便进行预混合气体燃烧时，它被称为安全材料，使得燃烧器火焰通过在多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫上的小孔回火的危险很小。因此，使用多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫的燃气燃烧器具有这样的优点：不需要专门的预防措施来防止回火现象，并用于减少污染物例如NOx和CO以及降低火焰温度。
不过，当在普通预混合燃气燃烧器中火焰温度降低时，燃烧器火焰可能不稳定，可能引起更高的产品成本，并可能难以制造。还有，在简单结构设计的家用燃气燃烧器设备中，可能发生难以稳定控制预混合气体的燃烧的情况。
还有，当陶瓷、不锈钢或多孔金属纤维织物的编织金属纤维垫用作预混合燃烧气体狭槽的燃烧表面材料时，用于预混合燃料煤气和空气的预混合器可能较大，并稍显复杂。因此，由于预混合器中的压力损失而导致空气流动阻力增加，因此在燃烧过程中，在高负载区域可能产生异常噪音，或者燃气燃烧器的主火焰可能不稳定。
如上所述，当为普通预混合燃气燃烧器时，形成燃烧器的炉孔单元在单个板形材料或柱形容器上形成，或者由金属纤维编织。当炉孔单元在单个板形材料或柱形容器上形成时，燃烧器表面可能由于热膨胀而扭曲。当金属纤维用于燃气燃烧器中时，金属纤维被拉起，然后在装配过程中进行装配，从而使炉孔单元大致局部或整个形成在金属纤维上，因此引起火焰散开，这可能引起火焰不均匀以及发生回火。
普通的预混合燃气燃烧器还有较贵和难以制造等各种问题。
特别是，制成管形的普通预混合燃气燃烧器的缺点是难以防止由于在燃烧器过度使用时的热张力而引起的变形(例如弯曲)、难以防止由于过热而引起的燃烧器表面损坏以及难以防止由于加热而引起的氮氧化物过多产生。
还有，普通预混合燃气燃烧器的问题是难以安装分离的装置，例如用于冷却燃烧器过热的冷却水管。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有分开的炉孔单元的燃气燃烧器，其中，形成于燃烧器表面上的全部炉孔单元分成几部分，从而防止由于热膨胀而引起的变形，且很容易改变炉孔单元的尺寸和数目，从而很容易改变燃烧器的总能力。
本发明的另一目的是提供一种具有可彼此分离的管形燃烧器和板形燃烧器的预混合燃气燃烧器，其中，冷却水管穿过形成于板形燃烧器的底端上的销结构，从而防止燃烧器的变形，例如防止由于在燃烧器中存在的热张力而引起的弯曲，该热张力是由燃烧器的过度使用而引起；并能降低火焰的温度，从而减小了氮氧化物的生成量，并防止由于在燃烧器表面上积累的热量而起火的危险；且起到用水管固定管形燃烧器和板形燃烧器的作用。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器，它包括：管形燃烧器，该管形燃烧器的前表面开口，且内部为空心管形，这样，燃烧器的整个炉孔单元可以分开，从而防止由于热膨胀引起的变形，其中，在上端面的两边缘线和内部布置有多个炉孔单元，每个炉孔单元具有彼此隔开预定间距而形成的多个炉孔，各自具有预定空间的装载器形成于这些炉孔单元之间；以及板形燃烧器，该板形燃烧器由板形材料制成，并具有形成于其底部的销结构，以便安装在形成于管形燃烧器中的装载器上，其中，设置有呈沿上端面的两边缘线的狭槽的形式的炉孔单元，每个炉孔单元具有多个彼此隔开预定间距而形成的炉孔。
这里，形成管形燃烧器和板形燃烧器的炉孔单元的多个炉孔通过压制机而形成有均匀尺寸。
优选是，冷却水管布置成通过形成于管形燃烧器的侧表面上的安装孔以及在形成于板形燃烧器底部的销结构上形成的安装孔而穿过炉孔，该板形燃烧器的安装孔与管形燃烧器的安装孔相对应。
附图说明
通过下面参考附图对优选实施例的详细说明，可以更清楚本发明的上述和其它目的和优点，附图中：
图1是表示形成本发明的预混合燃气燃烧器的管形燃烧器的透视图；
图2是表示形成本发明的预混合燃气燃烧器的板形燃烧器的透视图；
图3是表示本发明的预混合燃气燃烧器的装配状态的剖视图；
图4是表示当冷却水管与本发明的预混合燃气燃烧器进行装配时的装配状态的透视图；
图5是表示燃气燃烧器的总体结构的分解透视图，其中采用了本发明的预混合燃气燃烧器；以及
图6是表示图5的本发明燃气燃烧器的装配状态的剖视图。
具体实施方式
下面将参考附图介绍本发明优选实施例的具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器。
参考图1至3，具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器包括：管形燃烧器20，其中，炉孔单元21布置在上端面上，每个炉孔单元具有多个彼此隔开预定间距而形成的炉孔，用于燃烧以混合状态供给的煤气和空气；以及板形燃烧器30，该板形燃烧器30可拆卸地布置在形成于炉孔单元21之间的装载器22中，该炉孔单元21形成于管形燃烧器20的上端，具有多个炉孔的炉孔单元31布置在该板形燃烧器中。
如图1所示，在前表面开口且内部为空心管形的本发明管形燃烧器20中，各自有多个彼此形成预定间距并有均匀尺寸的炉孔的炉孔单元21布置在上端面的边缘线和内部。装载器22形成于炉孔单元21之间，该装载器22位于将板形燃烧器30安装在炉孔单元21之间。
优选是，构成第一炉孔单元21的炉孔分别形成为圆形或管形。
还有，管形燃烧器20由相互平行连接的多个管状燃烧器形成，并联合形成单个管形。
这里，在管形燃烧器20的侧表面上以预定间距形成有多个安装孔23，图4和5中的冷却水管70穿过这些安装孔23而安装，并与后面将介绍的板形燃烧器30牢固连接。
还有，如图2所示，安装在形成于管形燃烧器20中的装载器22上的板形燃烧器30是由板形材料制成的燃烧器，在该板形燃烧器20上的凸出销结构32形成为具有预定曲率。
也就是，板形燃烧器30具有这样的结构，即炉孔单元31沿板形材料的上表面的两边缘线布置，其中，每个炉孔单元具有多个炉孔，这些炉孔以预定间距布置，并呈均匀尺寸的狭槽形状，类似于管形燃烧器20。
还有，在销结构32上形成的安装孔形成为与管形燃烧器20的安装孔23相对应，该销结构形成于板形燃烧器20的底部，图3的冷却水管70可以穿过该安装孔33。
具有上述结构的管形燃烧器20和板形燃烧器30构成单个预混合燃气燃烧器，其中，板形燃烧器30安装在管形燃烧器20的装载器22上。
管形燃烧器20的炉孔单元21位于板形燃烧器30的中部，且管形燃烧器20的炉孔单元21使得火焰很容易在板形燃烧器30之间传播。当管形燃烧器20相互平行地连接时，最左侧和最右侧的炉孔单元21起到使火焰很容易在管形燃烧器20之间传播的作用。
如图5和6所示，有上述结构的本发明预混合燃气燃烧器采用进行燃烧器多级控制的结构，其中，每个预混合燃气燃烧器包括多个管形燃烧器20和多个板形燃烧器30而且其输出能力相同，这些预混合燃气燃烧器布置成彼此平行，从而通过根据所希望的热容量改变燃烧器的数目来进行燃烧操作。
也就是，预混合燃气燃烧器具有主壳体10，鼓风机50安装在主壳体10的底表面上，这样，空气可以从该鼓风机50通过形成于预混合燃气燃烧器底部的空气进口11而进行供给。
这里，隔板13形成于离主壳体10的底表面一定距离处，该隔板13将安装在主壳体10底部的鼓风机50和管形燃烧器20之间分隔开。还有，管形燃烧器位于该隔板13上面。
如上所述，由管形燃烧器20和板形燃烧器30形成的预混合燃气燃烧器布置在主壳体10中的隔板13上。
还有，多个混合物供给管40插入管形燃烧器20内并彼此以一定间距布置，该多个混合物供给管40布置在主壳体10的前表面中，这样，煤气和空气可以混合并供给到本发明的管形燃烧器20和板形燃烧器30。文氏管60安装在混合物供给管40的前表面上，它起到混合煤气和空气以及分配混合流量的作用，这些混合流量是燃烧器燃烧所需的，并独立供给到各燃烧器。
如上所述，混合物供给管40插入和安装在管形燃烧器20内，该混合物供给管40布置在管形燃烧器20的前表面中。该混合物供给管40起到如上所述的混合煤气和空气以及将混合物供给燃烧器的作用，并克服了普通预混合燃气燃烧器应具有单独的混合室的缺点。在混合物供给管40中，煤气和空气通过单独通路同时供给，煤气和空气经过混合物供给管40时进行混合，然后以混合物的形式供给到燃烧器。
如上所述，文氏管60安装在混合物供给管40的前表面上，该文氏管60起到混合煤气和空气以及分配混合流量的作用，这些混合流量是燃烧器燃烧所需的，并独立供给各燃烧器。
也就是，因为在本发明中，在煤气和空气流入的过程中煤气和空气通过混合物供给管40以及文氏管60进行混合，且混合物供给燃烧器，因此，将不需要在普通预混合燃气燃烧器中所需的单独混合室。因此，在本发明中，辅助空气不需要供给燃烧器，该燃烧器是典型的预混合燃气燃烧器。
还有，称为歧管的进口孔90布置在各文氏管60的前面，空气和煤气可以通过该进口孔90供给。因此，不需要用于使空气和煤气混合的单独单元，煤气从靠近文氏管60前面的喷嘴供给。
也就是，文氏管60和混合物供给管40安装在进口孔90中，在该进口孔90中，由喷嘴喷射和供给的煤气以及由鼓风机50供给的空气进行混合，且该混合物流分配到各燃烧器的炉孔单元21和31。
如图4所示，当板形燃烧器30安装在管形燃烧器20中时，设置有水管70，水流过该水管以冷却燃烧器，因此，可以防止发生变形，例如防止发生弯曲。
也就是，板形燃烧器30简单装入管形燃烧器20的装载器22中。这时，水管70穿过形成于主壳体10的侧表面中的插入孔12，并装入形成于管形燃烧器20的侧表面中的安装孔23内以及形成于销结构32中的安装孔33内，该销结构32形成于板形燃烧器30的底表面上，该安装孔33与形成于管形燃烧器20中的安装孔23相对应，从因此，管形燃烧器20和板形燃烧器30牢固固定。这样，沿水管70流动的水可以同时冷却过热的燃烧器。
换句话说，因为冷却水管70穿过形成于板形燃烧器30的底端中的销结构32，因此，尽管燃烧器过热，但是在上部炉孔单元31中产生的热量可通过销结构32排出。这时，水通过冷却水管70供给，以便冷却燃烧器。因此，本发明的预混合燃气燃烧器的优点是可以防止变形，例如防止由于由燃烧器过热产生的热张力而引起的弯曲。
还有，当通过流过水管70的冷却水的冷却作用而使火焰温度降低时，可以减少产生的大量氮氧化物，并防止由于在燃烧器表面上积累的热量而起火的危险。
特别是，当板形燃烧器30安装在管形燃烧器20的装载器22中时，冷却水管70也起到固定管形燃烧器20和板形燃烧器30的作用。
图5中所示的参考标号80表示拉紧螺栓。该拉紧螺栓80穿过覆盖混合物供给管40的前表面的、主壳体10的后表面，并使主壳体10和混合物供给管40牢固装配在一起。参考标号41表示布置在混合物供给管40的前表面的底端的吸入空气出口41，用于排出通过鼓风机50吸入的空气。
如上所述，具有使管形燃烧器20和板形燃烧器30可彼此分离的结构的本发明预混合燃气燃烧器具有普通预混合燃气燃烧器的结构，因此有普通预混合燃气燃烧器的优点。
也就是，整个火焰的长度减小，火焰温度降低。因此，相同面积的负载减小，并减少了污染物例如一氧化碳和氮氧化物的产生。
还有，具有使管形燃烧器20和板形燃烧器30能够彼此分离的结构的本发明预混合燃气燃烧器的特征在于本发明能够很容易地制成与普通本生和预混合燃气燃烧器相比尺寸相对更小且负载更高的燃烧器组件，而且，本发明能够通过根据燃烧器的总负载的目标热容量而改变燃烧器的数目，从而很容易改变预混合燃气燃烧器的设计。
也就是，参考图5，作为本发明实施例，三个预混合燃气燃烧器布置成彼此平行。不过，本发明并不局限于上述实施例。即使多个预混合燃气燃烧器布置成彼此平行，但是工作的燃烧器的数目可以根据热容量而变化。
特别是，本发明燃烧器的输出受到板的数目的影响，炉孔单元布置在该板上。因此，燃烧器的热容量可以根据板的数目以及炉孔的尺寸而很容易变化。
还有，因为在本发明中炉孔单元分离成几件，因此，尽管燃烧器表面不断加热，但是由于热膨胀引起的扭绞程度减至最小，且与普通预混合燃气燃烧器相比，能更好地维持燃烧器的运行性能。
如上所述，根据本发明，当形成于燃烧器表面上的全部炉孔单元分成几部分时，尽管燃烧器表面不断加热，但是由于热膨胀引起的扭绞程度减至最小，从而防止由于热膨胀而变形，且很容易改变炉孔单元的尺寸和数目，从而很容易改变燃烧器的总能力。因此，本发明提供了非常有用和高效的发明，它的优点是与普通预混合燃气燃烧器相比，能更好地维持燃烧器的运行性能。
还有，具有可彼此分离的管形燃烧器和板形燃烧器的本发明预混合燃气燃烧器中，冷却水管穿过形成于板形燃烧器的底端上的销结构，以便通过流过冷却水管的水来冷却过热的燃烧器，从而防止燃烧器的变形，例如防止由于在燃烧器中存在的热张力而引起的弯曲，该热张力是由燃烧器的过度使用而引起。
还有，通过上述冷却功能，火焰的温度降低，从而减小了氮氧化物的生成量，并防止由于在燃烧器表面上积累的热量而起火的危险。
还有，本发明能够非常有用和高效地起到用水管固定管形燃烧器和板形燃烧器的作用。
本领域技术人员应当知道，在不脱离本发明的精神和附加权利要求的范围的情况下，可以进行变化和改变。

Claims (3)

1.一种具有分开的炉孔单元的预混合燃气燃烧器，包括：
管形燃烧器，该管形燃烧器的前表面开口，且内部为空心管形，这样，燃烧器的整个炉孔单元可以分开，从而防止由于热膨胀引起的变形，其中，在上端面的两边缘线和内部布置有多个炉孔单元，每个炉孔单元具有彼此隔开预定间距而形成的多个炉孔，各自具有预定空间的装载器形成于这些炉孔单元之间；以及
板形燃烧器，该板形燃烧器由板形材料制成，并具有形成于其底部的销结构，以便安装在形成于管形燃烧器中的装载器上，其中，设置有呈沿上端面的两边缘线的狭槽的形式的炉孔单元，每个炉孔单元具有多个彼此隔开预定间距而形成的炉孔。
2.根据权利要求1所述的预混合燃气燃烧器，其特征在于：形成管形燃烧器和板形燃烧器的炉孔单元的多个炉孔通过压制机而形成均匀尺寸。
3.根据权利要求1所述的预混合燃气燃烧器，其特征在于：冷却水管布置成通过形成于管形燃烧器的侧表面上的安装孔以及在销结构上形成的安装孔而穿过炉孔，该销结构形成于板形燃烧器底部，该板形燃烧器的安装孔与管形燃烧器的安装孔相对应。
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