TWI611146B - 燃燒器 - Google Patents

Abstract

一種燃燒器，包括有一入氣管與一火排，其中，該入氣管呈橫置之U形包括一第一管段與一第二管段，該第一管段具有一入氣口，該第二管段具有一出氣口沿該第二管段的軸向延伸；該第二管段具有至少一內縮段，該內縮段之最小通道截面積小於該內縮段兩側相鄰區域的通道截面積；該火排結合於該第二管段且位於該出氣口上方，該火排具有複數個焰孔與該出氣口相通。藉此，該內縮段使包含有瓦斯的氣流能更平均輸送至火排，讓自焰孔輸出的氣流被引燃後，火焰的燃燒範圍更平均，增進燃燒效率。

Description

燃燒器

本發明係與加熱裝置有關；特別是指一種使瓦斯與空氣混和更充分致使燃燒更為均勻之燃燒器。

圖1所示者為習用的燃燒器1，其包含有一主體2以及一火排3。該主體2是由經沖壓成預定形狀之二對稱板片所組成，該主體2內部具有一呈橫置之U形的入氣管2a。該入氣管2a之一端具有一入氣口2b，用以供瓦斯與空氣注入。該火排3呈長形且設置於該主體2上方，該火排3上開設有多個焰孔3a，該些焰孔3a沿火排3之長軸向排列且與該入氣管2a相通。混和後的瓦斯與空氣經由該入氣管2a再自該火排3之各個焰孔3a輸出，並經引燃瓦斯後即形成火焰。

習用的燃燒器1雖可燃燒瓦斯產生火焰，然而，該主體2之入氣管2a呈彎轉之設計，由該入氣口2b所注入的瓦斯及空氣之氣流經過該入氣管2a的彎轉處時，大多數包含瓦斯及空氣之氣流碰撞到該入氣管2a轉彎處後將被往左轉向，而使大多數氣流往左導流，再加上該入氣管2a於彎轉後係由右往左邊逐漸縮之故，大多數的氣流將會沿著彎轉後的該入氣管2a之管壁前進而往該火排3的左半部的該些焰孔3a輸出。前述之情形將造成該火排3的該些焰孔3a所輸出的瓦斯及空氣之氣流由左而右逐漸減少。

請配合圖2，為該燃燒器1之各個焰孔3a位置與質量流量(mass flow)之關係圖，其中係將該些焰孔3a由左至右以#01~#44依序編號。由圖2可明顯看出該些焰孔3a的質量流量係自左而右呈遞減之趨勢，亦即在質量流量較低之焰孔3a(如編號#34的焰孔)處的火焰將小於質量流量較高之焰孔3a(如編號#04的焰孔)處的火焰。是以，該燃燒器1產生的火焰將會呈現由左至右逐漸減小的趨勢，造成火焰的燃燒範圍不平均，使加熱效率不彰。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種燃燒器，可讓自火排的焰孔輸出的氣流更平均。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種燃燒器，包括有一入氣管與一火排，其中，該入氣管包括一第一管段與一第二管段，該第一管段係沿一預定方向延伸且其一端具有一入氣口，該第二管段具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該第一管段的另一端，該第二管段係往背離該第一管段之另一端的方向彎轉而位於該第一管段上方；該第二管段具有一出氣口沿該第二管段的軸向延伸，該第二管段的通道截面積係由該第一端往該第二端的方向遞減；該第二管段具有至少一內縮段，該內縮段之最小通道截面積小於該內縮段兩側相鄰區域的通道截面積；該火排結合於該第二管段且位於該出氣口上方，該火排具有複數個焰孔與該出氣口相通。

本發明之效果在於藉由在燃燒器的第二管段設置內縮段，使包含有瓦斯的氣流能更平均輸送至火排，讓自焰孔輸出的氣流被引燃後，火焰的燃燒範圍更平均，增進燃燒效率。

〔習用〕

1‧‧‧燃燒器

2‧‧‧主體

2a‧‧‧入氣管

2b‧‧‧入氣口

3‧‧‧火排

3a‧‧‧焰孔

〔本發明〕

10‧‧‧主體

102‧‧‧板片

12‧‧‧入氣管

14‧‧‧第一管段

142‧‧‧入氣口

144‧‧‧縮徑段

16‧‧‧第二管段

162‧‧‧第一端

164‧‧‧第二端

166‧‧‧出氣口

166a‧‧‧起始端

166b‧‧‧末端

168‧‧‧內壁面

168a‧‧‧轉折點

168'‧‧‧內壁面

16a‧‧‧第一內縮段

16b‧‧‧第二內縮段

16c‧‧‧第一段

16d‧‧‧第二段

16e‧‧‧第三段

20‧‧‧火排

202‧‧‧容室

22‧‧‧側板

222‧‧‧凸部

224‧‧‧凸部

24‧‧‧斜板

26‧‧‧立板

28‧‧‧焰孔板

28a‧‧‧第一端

28b‧‧‧第二端

282‧‧‧第一焰孔

284‧‧‧第二焰孔

30‧‧‧分流件

302‧‧‧通道

304‧‧‧穿孔

A1、A3‧‧‧最小通道截面積

A2、A4‧‧‧通道截面積

D‧‧‧預定方向

L‧‧‧預定距離

L1‧‧‧長度

L2‧‧‧長度

R1‧‧‧第一範圍

R2‧‧‧第二範圍

32‧‧‧金屬網

34‧‧‧火排

34a‧‧‧內表面

34b‧‧‧外表面

342‧‧‧焰孔

36‧‧‧火排

36a‧‧‧內表面

36b‧‧‧外表面

362‧‧‧中央擋部

364‧‧‧焰孔

364a‧‧‧第一焰孔

364b‧‧‧第二焰孔

38‧‧‧金屬網

40‧‧‧分流件

402‧‧‧通道

404‧‧‧穿孔

圖1為習用燃燒器之立體圖。

圖2為習用燃燒器焰孔位置與質量流量之關係圖。

圖3為本發明第一較佳實施例之燃燒器的立體圖。

圖4為上述較佳實施例之燃燒器的分解立體圖。

圖5為圖3之5-5方向剖視圖。

圖6為一剖示圖，揭示第一內縮段的最小通道截面積。

圖7為一剖示圖，揭示第一內縮段與第一段連接處的通道截面積。

圖8為一剖示圖，揭示第二內縮段的最小通道截面積。

圖9為一剖示圖，揭示第二內縮段與第二段連接處的通道截面積。

圖10為圖3之10-10方向剖視立體圖。

圖11為圖3之11-11方向剖視圖。

圖12為一示意圖，揭示氣流的流動方向。

圖13為上述較佳實施例之燃燒器與習用燃燒器的焰孔位置與質量流量之關係圖。

圖14為本發明第二較佳實施例之燃燒器的局部剖視圖。

圖15為本發明第三較佳實施例之燃燒器的局部剖視圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參閱圖3至圖11所示，為本發明第一較佳實施例之燃燒器，其包含有一主體10、一焰孔板28以及一分流件。

該主體10是由經沖壓成預定形狀之二對稱板片102所組成而具有一入氣管12、二側板22、二斜板24與二立板26。該入氣管12概呈橫置之U形，包括一第一管段14與一第二管段16，該第一管段14係沿一預定方向D延伸且其一端具有一入氣口142，該第一管段14的兩端之間具有一縮徑段144，該縮徑段144的內徑小於該第一管段14其他部位內徑，且該縮徑段144之通道截面積係沿該預定方向D漸縮而後漸擴。

該第二管段16具有一第一端162與一第二端164，該第一端162連接於該第一管段14的另一端，該第二管段16係往背離該第一管段14之另一端的方向彎轉而位於該第一管段14上方。該第二管段16於彎轉處之後係逐漸朝上傾斜，且該第二管段16的通道截面積係由該第一端162往該第二端164的方向逐漸遞減。該第二管段16具有一出氣口166，該出氣口166位於該第二管段16的頂部且沿該第二管段16的軸向延伸，本實施例中，該出氣口166呈長形且具有一起始端166a與一末端166b，該起始端166a位於該第二管段16之彎轉處且鄰近第二管段16的第一端162，該末端166b鄰近該第二管段16之第二端164。

該第二管段16之彎轉處於該預定方向D上具有二相面對的內壁面168,168’，且於鄰近該入氣口142的內壁面168上具有一轉折點168a。該第二管段16於彎轉處之該轉折點168a至該第二端164之間具有至少一內縮段，該內縮段為該主體10經沖壓而成者，該內縮段之最小通道截面積小於該內縮段兩側相鄰區域的通道截面積。本實施例中該至少一內縮段的數量為二個且分別為一第一內縮段16a與一第二內縮段16b。該第一內縮段16a的兩側分別為一第一段16c與一第二段16d，該第二內縮段16b的兩側分別為該第二段16d與一第三段16e，該第一內縮段 16a分別連接該第一段16c與該第二段16d，該第二內縮段16b分別連接該第二段16d與該第三段16e。

請配合圖5，茲定義該轉折點168a與該末端166b之間於該預定方向D上的距離為一預定距離L，該第一內縮段16a位於自該轉折點168a起算至該末端166b之間於該預定方向D上的一第一範圍R1之中，其中該第一範圍R1為該預定距離L自該轉折點起算的15~30%之間的範圍。請配合圖6與圖7該第一內縮段16a的最小通道截面積A1為該第一內縮段16a與該第一段16c連接處之通道截面積A2的一第一比例，該第一比例為50~65%，於本實例中該第一比例約為62%。該第一內縮段16a於該預定方向D上的長度L1為該預定距離L的2~10%，於本實施例中約為2.4%。

復如圖5所示，該第二內縮段16b位於自該轉折點168a起算至該末端166b之間於該預定方向D上的一第二範圍R2以內，該第二範圍R2為該預定距離L自該轉折點168a起算的45~65%之間的範圍。請配合圖8與圖9，該第二內縮段16b的最小通道截面積A3為該第二內縮段16b與該第二段16d連接處之通道截面積A4的一第二比例，該第二比例為50~65%，且該第二比例大於該第一比例，於本實例中該第二比例約為55%，實務上，第二比例亦可等於或小於該第一比例。該第二內縮段16b於該預定方向D上的長度L2為該預定距離的2~10%，於本實施例中約為3.2%。

請配合圖10，該二側板22、該二斜板24、該立板26與該焰孔板28構成一呈長形的火排20，其中，該二側板22連接於該第二管段16的出氣口166周緣且位於該出氣口166與該焰孔板28之間，該二側板22相對二壁面之間的距離係由該出氣口166往該焰孔板28的方向漸擴。請配合圖3與圖11該二側板22相對壁面經沖壓而成而各具有二長形的凸部 222,224，各該凸部222,224的長軸向係沿該預定方向D延伸，且其中一對凸部222位於該出氣口的起始端166a上方，另一對凸部224位於該第二內縮段16b與該出氣口166之末端166b之間區域的上方。

該二斜板24分別連接於該二側板22的頂緣，該二斜板24之間的距離係由下向往上漸擴且漸擴的程度大於該二側板22漸擴的程度。該二立板26分別連接於該二斜板24的頂緣。

該焰孔板28結合於該二立板26上，該焰孔板28具有一第一端28a與一第二端28b，該第一端28a對應該出氣口166的起始端166a，該第二端28b對應該出氣口166的末端166b。另外，該焰孔板28上具有複數個焰孔與各該第二管段16的該出氣口166相連通，該些焰孔包括複數個第一焰孔282與複數個第二焰孔284，其中，該些第一焰孔282係沿火排之長軸向排列，該些第二焰孔284分布於該些第一焰孔282於該火排20之短軸向上的相對兩側，且位於該第一焰孔282各側的第二焰孔284係沿該火排20之長軸向排列。本實施例中，該些第二焰孔284係以兩個為一對沿該火排20之長軸向排列，且相鄰兩對第二焰孔284之間間隔有至少一個該第一焰孔282，本實施例中為四個該第一焰孔282但不以此為限。每對第二焰孔284位於該火排20短軸向上的同一軸線。實務上，該些第二焰孔284亦可以錯位的方式分布於該些第一焰孔282的兩側。

該焰孔板28與該二立板26之間形成有一容室202，該分流件30設置於該容室202中，該分流件30具有一通道302與複數個穿孔304，該通道302係沿該火排20的長軸向延伸，該些穿孔304沿該火排20長軸向排列且於短軸向上分布於該通道302的兩側。

請配合圖12，藉由上述之結構，在包含有瓦斯與空氣之氣流自該入氣口142注入該入氣管12的第一管段14後，氣流流經該縮徑段 144時，由於該縮徑段144之通道截面積係先縮小而後漸擴之故，將使得氣流的流速增加。氣流流經該第二管段16之彎轉處時，包含瓦斯及空氣之氣流流經該入氣管12轉彎處後，部分的氣流往上流動，自該出氣口166起始端166a至該第一內縮段16a之間區域流出該第二管段16；自該出氣口166起始端166a附近流出的氣流貼著側板22的壁面流動時，受該起始端166a上方的凸部222之影響，部分氣流將會往該焰孔板28第一端28a的方向流動，使凸部222與焰孔板28第一端28a之間的第一焰孔282及第二焰孔284有足夠的氣流輸出。

氣流流經該第二管段16之彎轉處時，另一部分氣流往該第二管段16之第二端164的方向流動，由於該第一內縮段16a的通道截面積驟減之故，往該第二端164之方向流動的氣流受到該第一內縮段16a的侷限，氣流在第一內縮段16a之前的阻力較小，因此，部分氣流在第一內縮段16a之前即會由往上自出氣口166輸出，讓第一內縮段16a與凸部222之間區域上方的第一焰孔282及第二焰孔284亦有足夠的氣流輸出。

流經第一內縮段16a之後的氣流，受到第二內縮段16b的通道截面積驟減的影響，部分氣流在第二內縮段16b之前即往上自出氣口166輸出，讓第一內縮段16a至第二內縮段16b之間上方區域的第一焰孔282及第二焰孔284亦有足夠的氣流輸出。

流經第二內縮段16b之後的氣流，往上自出氣口166輸出後，受到第二內縮段16b與出氣口166末端166b之間凸部224之影響，氣流將會往該焰孔板28第二端28b的方向流動，使凸部224至焰孔板28第二端28b之間的第一焰孔282及第二焰孔284有足夠的氣流輸出，第二焰孔284之作用在於調整局部的火焰。

圖13所示者為本實施例燃燒器之第一焰孔282位置及習知燃燒器1的焰孔3a位置與質量流量之關係圖，其中係將該些第一焰孔282由焰孔板28第二端28b往第一端28a以#01~#44依序編號。由圖13中可知，本實施例之燃燒器的該些第一焰孔282所輸出的氣流之質量流量(圖13之虛線部分)分布相較於習用的燃燒器1的焰孔3a所輸出的氣流之質量流量(圖13之實線部分)更為均勻，因此，由本實施例燃燒器之該些第一焰孔282所產的火焰大小也將更平均，進而能有效地提高加熱效率。

在上述中，內縮段的數量為二個，實務上，亦可僅設置第一內縮段而不設置第二內縮段，即可改善火排20之焰孔氣流輸出不均的問題；當然，亦可視情況而設置三個以上的內縮段。此外，亦可視所需要的燃燒效率選擇地設置側板22壁面上的其中一對凸部222,224，當然，若燃燒效率已符合需求亦可不設置凸部222,224。此外，實務上亦可不設置分流件30。

圖14所示為本發明第二較佳實施例之燃燒器，其具有大致相同於第一實施例之結構，不同的是，本實施例之燃燒器更包括有一金屬網32，該金屬網32具有多數個網目。本實施例的火排32具有一內表面34a與一外表面34b，焰孔342係貫穿該內表面34a與該外表面34b。該金屬網32貼靠於該內表面34a，且各焰孔342的投影範圍內具有該些網目之中的複數者，其中金屬網32的網目的最大徑小於各該焰孔342的最小寬度。該金屬網32可以達到整流之作用，讓自該些焰孔342輸出的火焰更均勻，避免自該些焰孔342產生的火焰形成叉狀。

圖15所示為本發明第三較佳實施例之燃燒器，其具有大致相同於第二實施例之結構，不同的是，本實施例的火排36具有一中央擋部362沿該火排36的長軸向延伸，該火排36係由內表面36a往外表面36b 的方向往外凸起，而金屬網38貼靠於該內表面36a；本實施例的焰孔364包括複數個第一焰孔364a與複數個第二焰孔364b，該些第一焰孔364a與該些第二焰孔364b於火排36的短軸向上分別位於該中央擋部362的兩側，且該些第一焰孔364a與該些第二焰孔364b沿該長軸向排列。本實施例之分流件40的通道402位於該中央擋部362的正下方，分流件40的穿孔404分別位於第一焰孔364a與第二焰孔364b的正下方。藉此，讓火焰可以分布於中央擋部362的兩側，使整個火排36的火焰可以於短軸向之方向往外擴散。實務上，若不考慮焰孔364輸出的火焰均勻性，亦可不設置金屬網38，此外，該火排36亦可如同圖14不設計為往外凸起之形狀。

綜上所述，本發明藉由在燃燒器的第二管段設置內縮段，使包含有瓦斯的氣流能更平均輸送至火排，讓自焰孔輸出的氣流被引燃後，火焰的燃燒範圍更平均，有效提高燃燒效率。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧主體

12‧‧‧入氣管

14‧‧‧第一管段

142‧‧‧入氣口

144‧‧‧縮徑段

16‧‧‧第二管段

22‧‧‧側板

28‧‧‧焰孔板

28a‧‧‧第一端

28b‧‧‧第二端

282‧‧‧第一焰孔

284‧‧‧第二焰孔

D‧‧‧預定方向

Claims (17)

1. 一種燃燒器，包含：一入氣管，包括一第一管段與一第二管段，該第一管段係沿一預定方向延伸且其一端具有一入氣口，該第二管段具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該第一管段的另一端，該第二管段係往背離該第一管段之另一端的方向彎轉而位於該第一管段上方；該第二管段具有一出氣口沿該第二管段的軸向延伸，該第二管段的通道截面積係由該第一端往該第二端的方向遞減；該第二管段具有至少一內縮段，該內縮段之最小通道截面積小於該內縮段兩側相鄰區域的通道截面積；以及一火排，結合於該第二管段且位於該出氣口上方，該火排具有複數個焰孔與該出氣口相通。
2. 如請求項1所述之燃燒器，其中該內縮段為經沖壓而成者。
3. 如請求項1所述之燃燒器，其中該第二管段具有一第一段與一第二段，且該內縮段連接於該第一段與該第二段之間；該內縮段的最小通道截面積為該內縮段與該第一段連接處之通道截面積的一第一比例，該第一比例為50~65%。
4. 如請求項1所述之燃燒器，其中該第二管段之彎轉處於該預定方向上具有二相面對的內壁面，且於鄰近該入氣口的內壁面上具有一轉折點；該出氣口具有一起始端與一末端，該起始端鄰近該第二管段之第一端，該末端鄰近該第二管段之第二端；該轉折點與該末端之間於該預定方向上的距離為一預定距離；該內縮段於該預定方向上的長度為該預定距離的2~10%。
5. 如請求項3所述之燃燒器，其中該至少一內縮段的數量為複數個且包括一第一內縮段與一第二內縮段，該第一內縮段連接於該第一 段與該第二段之間；該第二管段更具有一第三段，且該第二內縮段連接於該第二段與該第三段之間。
6. 如請求項5所述之燃燒器，其中該第二內縮段的最小通道截面積為該第二內縮段與該第二段連接處之通道截面積的一第二比例，該第二比例為50~65%。
7. 如請求項6所述之燃燒器，其中該第二比例大於該第一比例。
8. 如請求項3所述之燃燒器，其中該第二管段之彎轉處於該預定方向上具有二相面對的內壁面，且於鄰近該入氣口的內壁面上具有一轉折點；該出氣口具有一起始端與一末端，該起始端鄰近該第二管段之第一端，該末端鄰近該第二管段之第二端；該轉折點與該末端之間於該預定方向上的距離為一預定距離；該內縮段位於自該轉折點起算至該末端之間於該預定方向上的一第一範圍以內，其中該第一範圍為該預定距離自該轉折點起算的15~30%之間的範圍。
9. 如請求項5所述之燃燒器，其中該第二管段之彎轉處於該預定方向上具有二相面對的內壁面，且於鄰近該入氣口的內壁面上具有一轉折點；該出氣口具有一起始端與一末端，該起始端鄰近該第二管段之第一端，該末端鄰近該第二管段之第二端；該轉折點與該末端之間於該預定方向上的距離為一預定距離；該第一內縮段位於自該轉折點起算至該末端之間於該預定方向上的一第一範圍以內；該第二內縮段位於自該轉折點起算至該末端之間於該預定方向上的一第二範圍以內，其中該第一範圍為該預定距離自該轉折點起算的15~30%之間的範圍，該第二範圍為該預定距離自該轉折點起算的45~65%之間的範圍。
10. 如請求項1所述之燃燒器，其中該出氣口具有一起始端與一末端，該起始端鄰近該第二管段之第一端，該末端鄰近該第二管段之第二端；該火排包括二側板連接於該第二管段的出氣口周緣且位於該出氣口與該些焰孔之間，該二側板相對二壁面各具有一凸部，該二凸部位於該起始端上方。
11. 如請求項1所述之燃燒器，其中該出氣口具有一起始端與一末端，該起始端鄰近該第二管段之第一端，該末端鄰近該第二管段之第二端；該火排包括二側板連接於該第二管段的出氣口周緣且位於該出氣口與該些焰孔之間，該二側板相對二壁面各具有一凸部，該二凸部位於該內縮段與該出氣口之末端之間區域的上方。
12. 如請求項1所述之燃燒器，包括有一金屬網，具有多數個網目；該火排具有一內表面與一外表面，該些焰孔貫穿該內表面與該外表面，且該金屬網貼靠於該內表面，且各該焰孔的投影範圍內具有該些網目之中的複數者。
13. 如請求項1所述之燃燒器，其中包括有一分流件，設置於該火排中；該火排係呈長形，且有一長軸向與一短軸向，且該火排具有一中央擋部沿該長軸向延伸；該些焰孔包括複數個第一焰孔與複數個第二焰孔，該些第一焰孔與該些第二焰孔於該短軸向上分別位於該中央擋部的兩側，且該些第一焰孔與該些第二焰孔沿該長軸向排列；該分流件具有一通道與複數個穿孔，該通道係沿該火排的長軸向延伸且位於該中央擋部的正下方，該些穿孔沿該長軸向排列且於該短軸向上分布於該通道的兩側。
14. 如請求項13所述之燃燒器，包括有一金屬網，具有多數個網目；該火排具有一內表面與一外表面，該些焰孔貫穿該內表面與該外 表面，且該金屬網貼靠於該內表面，且各該焰孔的投影範圍內具有該些網目之中的複數者。
15. 如請求項13所述之燃燒器，其中該火排係由該內表面往該外表面的方向往外凸起。
16. 如請求項1所述之燃燒器，其中該火排係呈長形，且有一長軸向與一短軸向；該些焰孔包括複數個第一焰孔與複數個第二焰孔，該些第一焰孔沿該長軸向排列，該些第二焰孔分布於該些第一焰孔於該短軸向上的相對兩側，且位於該些第一焰孔各側的第二焰孔係沿該長軸向排列。
17. 如請求項16所述之燃燒器，其中該些第二焰孔係以兩個為一對沿該火排之長軸向排列，且相鄰兩對第二焰孔之間具有至少一個該第一焰孔，每對第二焰孔位於該短軸向上的同一軸線。