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气体燃烧器

阅读：575发布：2020-05-13

IPRDB可以提供气体燃烧器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于加热器的气体燃烧器(1)，包括：平坦的金属框架部分(2)，其具有由两个纵向边缘(5)和两个横向边缘(6)限定的细长开口(3)，以及三维壳体的形式的燃烧膜(7)，其沿着纵向边缘(5)和横向边缘(6)与框架部分(2)连接，其中，燃烧膜(7)具有：扩散器层(8)，扩散器层由穿孔金属板制成且形成外燃烧面(9)，并以单曲率在两个纵向边缘(5)之间伸出于框架部分(2)的平面(10)，以及由金属板制成的两个封闭部分(11)，其从横向边缘(6)伸出于框架部分(2)的平面(10)，并使扩散器层(8)和框架部分(2)的横向边缘(6)之间的端部区域(12)封闭。，下面是气体燃烧器专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于加热器的气体燃烧器(1)，包括：

-平坦的金属框架部分(2)，所述框架部分具有由两个纵向边缘(5)和两个横向边缘(6)限定的细长开口(3)，所述纵向边缘在所述气体燃烧器(1)的纵向轴线(4)的方向上延伸且相互相对并面对，所述横向边缘与所述纵向轴线(4)横切，-三维壳体形式的燃烧膜(7)，所述燃烧膜沿着所述纵向边缘(5)和所述横向边缘(6)与所述框架部分(2)连接，所述燃烧膜(7)具有：-扩散器层(8)，所述扩散器层由穿孔金属板制成且形成外燃烧面(9)，并且所述扩散器层以单曲率在两个所述纵向边缘(5)之间伸出于所述框架部分(2)的平面(10)，-由金属板制成的两个封闭部分(11)，所述封闭部分从所述横向边缘(6)伸出于所述框架部分(2)的所述平面(10)，并且所述封闭部分使所述扩散器层(8)与所述横向边缘(6)之间的端部区域(12)封闭，其中，通过沿着所述横向边缘(6)折叠两个所述封闭部分(11)而使得所述封闭部分(11)和所述框架部分(2)由单一金属板形成。

2.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，其中，具有所述燃烧面(9)的所述扩散器层(8)的横向于所述纵向轴线(4)的截面形状选自由以下形状组成的组：-弧形，

-圆弧形，

-在所述框架部分的方向上逐渐变小的圆弧形，

-由交替的弯曲段和直线段组成的弧形，

-由具有不同曲率半径的多个弯曲段组成的弧形，

-由彼此倾斜的多个直线段组成的弧形，

-具有直线顶部段的弧形，

-具有两个相对的直线侧部段的弧形，

-具有两个相对的直线侧部段和直线顶部段以及布置在所述侧部段和所述顶部段之间的两个弯曲圆角段的弧形，-波形。

3.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，其中，具有所述燃烧面(9)的所述扩散器层(8)沿着所述燃烧面(9)的纵向延伸部分具有恒定的横截面。

4.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，其中，所述封闭部分(11)形成：-壁(14)，所述壁是大体平坦的且横向于所述框架部分(2)的所述平面(10)，以及-折叠边缘(15)，所述折叠边缘将平坦的所述壁(14)与所述扩散器层(8)连接，所述折叠边缘(15)具有与所述扩散器层(8)的弧形形状基本上相适应的弧形形状。

5.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，其中，每个所述封闭部分(11)均形成壁(14)，所述壁是大体平坦的且与所述框架部分(2)的所述平面(10)垂直。

6.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，所述气体燃烧器包括一个或多个加强肋，所述加强肋从所述框架部分(2)通过所述横向边缘(6)一直延伸到所述封闭部分(11)中。

7.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，其中，所述燃烧膜(7)的至少一部分与所述框架部分(2)一起由单一金属板形成。

8.根据权利要求4或7所述的气体燃烧器(1)，其中，所述框架部分(2)的位于所述纵向边缘(5)在与所述横向边缘(6)的拐角区域中的端部处的切口(20)通过局部焊接(21)来密封，所述局部焊接在所述扩散器层(8)和所述框架(2)之间产生不可逆的固定点。

9.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，其中，所述燃烧膜(7)的至少一部分通过弹性配合与所述框架部分(2)连接。

10.根据权利要求1所述的气体燃烧器(1)，所述气体燃烧器包括金属板制成的分配器(22)，所述分配器具有布置在所述扩散器层(8)的进料侧上的多个通孔(23)，以通过预期方式朝向所述扩散器层(8)分配燃料混合物。

11.根据权利要求10所述的气体燃烧器(1)，其中，所述分配器(22)通过弹性配合与所述框架部分(2)或所述扩散器层(8)连接。

12.根据权利要求10所述的气体燃烧器(1)，其中，所述分配器(22)和所述扩散器层(8)一起由单一金属板形成。

13.根据权利要求9所述的气体燃烧器(1)，其中，所述弹性配合为卡扣配合。

说明书全文

气体燃烧器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于气体加热器的燃烧器。

背景技术

[0002] 现有技术的气体加热器包括：具有热交换器的燃烧室、与燃烧室连接或位于燃烧室内以通过在燃烧室内燃烧燃料气体与助燃空气的混合物来产生热量的燃烧器、用于将气体和空气的混合物供应至燃烧器的进料管道，以及用于支撑燃烧器并将燃烧器连接至燃烧室的框架。

[0003] 现有技术的燃烧器包括燃烧膜，燃烧膜具有：

[0004] -内表面，其与进料管道流动连通，或与燃料气体混合物的混合室和/或分配室流动连通，以及

[0005] -扩散器层，其形成燃烧膜的外表面(或燃烧面)，面向燃烧室，

[0006] 并且，混合物通过燃烧膜传递至燃烧室中，在燃烧室中在燃烧面上发生火焰图案形式的燃烧。

[0007] 扩散器层由具有多个通孔的壁组成。根据燃烧膜的类型，这种壁可以是穿孔的板、织物、丝网(为了简洁起见，丝网和织物在下文中将用术语“丝网”表示)，或者可以是陶瓷材料的多孔的或穿孔的壁。

[0008] 此外，可在扩散器层的上游(参照气体-空气混合物的流向)设置分配器，目的是以预期方式朝向扩散壁分配混合物。已知的分配器通常制造成具有多个通孔的壁，例如该壁由穿孔的板制成，并且，该壁可形成燃烧膜的“内”层，或者可形成与燃烧膜隔开的部件。

[0009] 通过热燃烧气体(通过对流)并通过热辐射而将由燃烧产生的热量传递至热交换器，以加热流体(例如水)，然后将流体传送给用户，例如传送给生活空间等的加热系统和/或净水的工业处理的加热系统。

[0010] 对于加热器的定向的、安全的用途，希望控制且能够以可控的方式改变燃烧器的加热功率以及改变通过燃烧膜的燃料混合物的局部流速和总流速。

[0011] 实际上，燃料混合物的流速会影响火焰温度、燃烧膜温度、总热功率和火焰稳定性，并且甚至会不利地引发不希望出现的不稳定性现象和火焰与燃烧面的分离。

[0012] 除了燃料混合物的局部流速以外，火焰稳定性还取决于燃烧膜的局部温度，而该局部温度会受燃烧膜中和支撑框架中的几何形状和重量分布的影响。为此，燃烧膜通常由金属丝网或织物制成，其便于形成三维的、双曲率的形状。

[0013] 虽然穿孔的板可容易地围绕单个轴线(或围绕多个平行轴线)折叠，但是，具有围绕多个非平行轴线的曲率的形状会在板的平面上产生拉伸、使孔产生不可控的、不可重复的变形，且可能在相邻的孔之间出现板“桥”的断裂。

[0014] 另一方面，金属纤维网昂贵且尺寸不稳定，因此通常与支撑金属丝网组合使用，这进一步增加了燃烧器的成本。此外，金属纤维丝网的特性(渗透性、厚度、密度)具有标准差高的统计学分布。这使得难以控制影响燃烧的参数，并导致燃烧器的点火、火焰检测、燃料流量负载和比热功率(specific thermal power)的不确定性。

[0015] 一种常见类型的燃烧器具有平坦的金属框架，其具有细长开口，细长开口具有两个平行的直线纵向边缘和两个半圆形的端部边缘，燃烧膜与由金属丝网制成的扩散器层一起固定至该金属框架，该扩散器层具有“饼卷(cannoli)”或半雪茄(semi-cigar)的形状，其中，中心部分是柱形区段形状的并且两个端部是球形区段形状的。

[0016] 此类型的已知的燃烧器以示例性的方式表现出现有技术的优点和缺点：金属丝网的使用便于形成复杂的三维形状，同时保持丝网的穿孔或多孔性特征几乎不变，但是，这是以金属丝网相对于板和多孔陶瓷层的更高的成本和特性(重量分布、渗透性、机械强度和热膨胀)的更大的统计变化性为代价的。

发明内容

[0017] 因此，本发明的目的是提供一种具有三维几何形状的燃烧器，其具有例如避免现有技术的至少一些缺点的特征。

[0018] 本发明的另一特殊目的是更好地满足更好地控制燃烧参数且以低成本制造燃烧膜的需求。

[0019] 本发明的又一特殊目的是提供一种饼卷形状(cannoli-shaped)的类型的燃烧器，其在制造、成本和燃烧特性可重复性方面有所改进。

[0020] 根据本发明，用于加热器的气体燃烧器包括：

[0021] -平坦的金属框架部分，其具有由两个相对的纵向边缘和两个横向端部边缘限定的细长开口，

[0022] -三维壳体的形式的燃烧膜，其沿着纵向边缘和横向端部边缘与金属框架连接，所述燃烧膜具有：

[0023] -扩散器层，其由穿孔金属板制成且形成外燃烧面，所述扩散器层以单曲率从两个纵向边缘之间伸出于框架部分的平面，

[0024] -由金属板制成的两个封闭部分，其从横向端部边缘伸出于框架部分的平面，并以其他方式使燃烧层和框架部分之间的自由端空间封闭。

[0025] 这允许通过例如在压制机中(围绕单个轴线)简单折叠而较容易地形成扩散器层的穿孔板，并通过使用简单的板“插塞(plug)”部分(其在现有技术中是形成金属丝网的球形盖所需要的)来封闭燃烧器的端部区域，来简化三维膜的制造。

[0026] 由穿孔金属板制成的燃烧面的结构及其单曲率形状(由此孔没有变形)会产生高度精确的、恒定的且可重复的特性(渗透性、重量分布、热容量、导热性、机械强度、热膨胀)，这允许更好地控制燃烧参数。

[0027] 燃烧面和金属板的整个三维燃烧膜的结构不需要使用昂贵的材料，例如金属丝网或多孔陶瓷材料，且便于将由金属板制成的燃烧膜与由金属板制成的框架连接。

[0028] 在本说明书和权利要求书的范围内，术语“单曲率”指的是板、层或三维弯曲平面围绕单个轴线或围绕多个平行轴线的弯曲或折叠，不会导致例如该弯曲平面相对于初始平坦形状的变形。术语“单曲率”本身并不排除平坦区域(无限曲率半径)的存在，其可例如以交替的方式与弯曲区域组合形成。

附图说明

[0029] 为了更好地理解本发明并领会其优点，将在下文参考附图通过非限制性实例的方式提供本发明的燃烧器的多个实施方式的描述，附图中：

[0030] 图1是根据本发明的一个实施方式的燃烧器的顶视图，

[0031] 图2是图1中的燃烧器的立体图，

[0032] 图3是图1中的燃烧器的局部前视图，

[0033] 图4是根据另一实施方式的燃烧器的分解图，

[0034] 图5是处于装配结构的图4中的燃烧器的视图，

[0035] 图6示出了根据一个实施方式的具有两个燃烧膜的封闭端部的框架，[0036] 图7是根据另一实施方式的燃烧器的横截面图，

[0037] 图8示出了在横截面中看的燃烧器的扩散器层的多种实施方式，

[0038] 图9示出了在纵截面中看的燃烧器的实施方式。

具体实施方式

[0039] 参考附图，用于加热器的气体燃烧器1包括平坦的金属框架部分2，金属框架部分具有由两个纵向边缘5和两个端部边缘6限定的细长开口3(例如沿着纵向轴线4延伸)，两个纵向边缘在纵向轴线4的方向上延伸、相互面向彼此，两个端部边缘与纵向轴线4横切，也相互面向彼此。

[0040] 燃烧器1进一步包括三维壳体形式的燃烧膜7，其沿着纵向边缘5和横向边缘6与框架部分2连接。燃烧膜7具有扩散器层8，扩散器层形成由多孔金属板制成的外燃烧面9，且以单曲率在两个纵向边缘5之间从框架部分2的平面10上伸出。换句话说，由多孔金属板制成的扩散器层8与两个纵向边缘5连接，且在开口3上作为具有单曲率拱桥从纵向边缘延伸。

[0041] 燃烧膜7还具有由金属板制成的两个封闭部分11，两个封闭部分从横向边缘6从框架部分2的平面10伸出，且使扩散器层8和框架部分2的横向边缘6之间的(且自由的)端部区域12封闭。

[0042] 这允许通过例如在压制机(press)中(围绕单个轴线)简单折叠而较简单地形成扩散器层8的穿孔板，并通过使用简单的板“插塞(plug)”部分(其在现有技术中是形成金属丝网的球形盖所需要的)来封闭燃烧器1的端部区域，来简化三维膜7制造并形成为三维壳体或盒。

[0043] 由穿孔金属板制成的燃烧面9的结构及其单曲率形状(由此孔13没有变形)会产生高度精确的、恒定的且可重复的特性(渗透性、重量分布、热容量、导热性、机械强度、热膨胀)，这允许更好地控制燃烧参数。

[0044] 燃烧面9和金属板的整个三维燃烧膜7(包括封闭部分11)的结构不需要使用昂贵的材料，例如金属丝网或多孔陶瓷材料，且便于将由金属板制成的燃烧膜7与金属板框架2连接。

[0045] 根据一个实施方式，具有由金属板制成的燃烧面9的扩散器层8在与纵向轴线4横切的截面上具有这种形式的截面形状：

[0046] -弧形(图8a)，

[0047] -圆弧形(图8b)，

[0048] -在框架的方向上逐渐变小或变平的圆弧形(图8c)，

[0049] -由具有不同曲率半径的多个弯曲段组成的弧形(图8c)，

[0050] -由交替的一个或多个弯曲段和一个或多个平直段组成的弧形(图8d、图8e)，[0051] -由多个相互倾斜的直线段组成的弧形(图8h)，

[0052] -具有平坦的或直线的顶部段的弧形(图8d)，

[0053] -具有两个相对的平坦的或直线的侧部段的弧形(图8e、图8f)，

[0054] -具有两个相对的平坦的或直线的侧部段和平坦的或直线的顶部段以及布置在侧部段和顶部段之间的两个弯曲的圆角段的弧形(图8g)，

[0055] -波形(图8i)。

[0056] 在一个优选实施方式中，具有燃烧面9的扩散器层8沿着燃烧面9的纵向延伸部分(即，沿着纵向轴线4)具有恒定的横截面，类似于挤出形状。

[0057] 因此，由金属板制成的燃烧面9的多种可能的三维形状是可能的：

[0058] -半管(half pipe)，其中，燃烧面的截面的开放角α可根据实施方式在合理限度内变化，例如，180°+/-30°(图8k)，

[0059] -圆形半管，

[0060] -在框架2的方向上逐渐变小或变平的半管，

[0061] 或更一般地，是沿着纵向轴线4具有恒定的横截面的形状，其中，这种横截面可包括：

[0062] -交替的一个或多个弯曲段和一个或多个平直段，

[0063] -具有不同曲率半径的多个弯曲段，

[0064] -具有平坦的或直线的顶部段的弧形，

[0065] -具有两个相对的平坦的或直线的侧部段的弧形，

[0066] -波形形状。

[0067] 根据一个实施方式，封闭部分11具有壁14和折叠边缘15，壁基本上是平坦的且横向于框架部分2的平面10，折叠边缘将平坦壁14与扩散器层8连接。

[0068] 这便于通过压制机制造封闭部分11并确保燃烧膜7的连续性，即使在存在热膨胀时也能保持燃烧膜的连续性。

[0069] 封闭部分11的折叠边缘15可具有与扩散器层8的弧形形状基本上相适应的弧形形状。

[0070] 封闭部分11均可形成基本上平坦的且与框架部分2的平面10垂直(图2、图5、图6)的壁14。或者，平坦的壁14可相对于框架部分2的平面10朝向开口3而倾斜(以会聚的方式，图9a)，或相对于框架部分2的平面10远离开口3而倾斜(以分开的方式，图9b)。

[0071] 封闭部分11和/或横向边缘6可包括一个或多个折叠部或加强肋，例如凸起，折叠部或加强肋可从框架2通过横向边缘6一直延伸到封闭部分11中(图6)。

[0072] 因此，可防止扩散膜7的纵向热膨胀不可逆转地传递，进而防止封闭部分11变形和产生意外的气体通路区域。

[0073] 根据一个实施方式，封闭部分11和扩散器层8中至少一个与框架部分2由单一金属板形成(图4、图6)。将至少一个封闭部分11或将两个封闭部分都与框架部分2一起由单一金属板形成是特别有利的，例如，通过沿着开口3的横向边缘6将封闭部分11从框架2的平面10折出(图4、图6)。

[0074] 这节省了材料和连接成本，并增加了燃烧膜7和框架2之间的连接的密封性。

[0075] 在此实施方式中，折叠边缘15的结构可包括框架部分2的位于纵向边缘5的在与横向边缘6的拐角区域中端部处的板的切口20(图4、图5)。这些切口20可有利地通过局部焊接21密封，局部焊接在扩散器层8和框架2之间产生四个不可逆的固定点。

[0076] 封闭部分11和框架的横向边缘6之间可替代的固定包括，例如，焊接、压接(crimping)、配合(fitting)、胶粘或折叠。

[0077] 替代地或另外地，封闭部分11和扩散器层8中至少一个通过弹性配合与框架部分2连接，优选地是卡扣配合。为此目的，在两个由金属板制成的部件中的至少一个中形成止动凹槽16而在另一个中形成边缘17是有利的，该边缘适于卡扣配合或通常位于止动凹槽16中(图7)。

[0078] 这种配合可通过随后的点焊或缝焊来完成，以使得该连接不可逆。

[0079] 可通过固定边缘17形成燃烧膜7(特别是扩散器层8)和框架部分2之间的固定，固定边缘从燃烧膜7的外边缘(特别是从扩散器层8)伸出，并固定至(例如，焊接至、压接至、配合至、胶粘至、夹持至)框架部分2的对应边缘(特别是纵向边缘5)。固定边缘17可由与燃烧膜7相同的(特别是扩散器层8)金属板制成，例如，通过使燃烧膜的周缘区域弯曲而在燃烧侧18上的框架部分2上重叠，或优选地在进料侧19上的框架部分2上重叠(图4)，并且不允许燃料混合物通过或形成火焰。因此，在本说明书中，在“扩散器层8”的定义内不考虑固定边缘17。

[0080] 有利地，可将扩散器层8从进料侧19插入框架部分2的开口3中，以使固定边缘17和/或止动凹槽16与开口3的纵向边缘5接合，并将端部靠在封闭部分11的折叠边缘15上(图4)。

[0081] 根据另一实施方式，燃烧器1包括用于以预期方式朝向扩散器层分配燃料混合物的分配器22。分配器22包括由具有多个通孔23的金属板制成的一个或多个壁，并可形成燃烧膜7的内层(进料侧19)，或者可形成与扩散器层8隔开的部件。

[0082] 分配器22可通过弹性配合与框架部分2或与扩散器层8连接，优选地是卡扣配合。为此目的，在由金属板制成的两个部件中的至少一个中形成止动凹槽并在另一个中形成边缘是有利的，该边缘适于卡扣配合或通常位于止动凹槽中。该卡扣配合可通过点焊或缝焊随后完成，以使得连接不可逆。

[0083] 在一个实施方式中，燃烧器1包括一个或多个折叠凸起，折叠凸起形成于至少一个部件中或形成于所有部件中(框架2、扩散器层8、封闭部分11或分配器22)，并且折叠凸起与所述其他部件中的一个或多个接合以持久的方式阻挡燃烧器组件1。分配器22还可包括固定边缘24，固定边缘以与参考扩散器层8的固定边缘17描述的方式相同或相似的方式来构造，并可从进料侧19插入框架部分2的开口3中，以使固定边缘24和/或止动凹槽与开口3的或燃烧膜7的对应边缘接合(图4)。

[0084] 根据另一实施方式，分配器22和扩散器层8一起由单一金属板形成。在此实例中，该金属板可被折叠以形成作为弧形从框架部分2的平面10伸出的双壁结构，并进一步与框架部分2形成连接边缘(图7)。

[0085] 在一个优选实施方式中，纵向边缘5是直线的，彼此平行且与燃烧器1的开口的纵向轴线4平行。横向边缘6也是直线的，彼此平行且优选地与纵向边缘5垂直。因此，开口3具有细长的矩形形状。封闭部分11优选地没有孔或是不透气的，在特殊的实施方式中，也可考虑在封闭部分11中形成穿孔和火焰。整个燃烧膜7优选地没有金属丝网或织物。

[0086] 本领域的技术人员可完全在由权利要求书定义的保护范围内进行进一步的改变和变化，以满足依情况而定的特定需求。

标题	发布/更新时间	阅读量
燃烧器-专利编号CN107975796A	2020-05-11	828
低氮燃烧器-专利编号CN107477580A	2020-05-12	867
燃烧器-专利编号CN105570889A	2020-05-12	461
工业燃烧器-专利编号CN100366979C	2020-05-13	878
燃烧器-专利编号CN109000251A	2020-05-11	678
燃烧器改进-专利编号CN102144132B	2020-05-13	1053
燃烧器-专利编号CN105570889B	2020-05-11	695
气体燃烧器-专利编号CN105889915A	2020-05-13	574
燃烧器-专利编号CN105509048B	2020-05-11	134
燃烧器-专利编号CN105509048A	2020-05-12	703

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