專利名稱：氣體燃燒器的火焰裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體燃燒器的火孔部件結構，其可通過將火焰撞擊射入火孔來改善火焰的穩定性且減少不充分燃燒產生的產物。
背景技術：
鍋作為鍋爐或水加熱系統的氣體燃燒器，Bunsen燃燒器是過去常使用的燃燒器；但預混點火型燃燒器由于其可降低污染物的產生和減小燃燒室尺寸，成為目前主要使用的燃燒器。
預混點火型燃燒器具有火孔部件，所述火孔部件內設置有用于注入產生火焰的燃料氣和空氣混合物的多個火孔。常規火孔部件具有火孔穿過單板元件的結構，所述單板元件包括平板或圓柱板。常規火孔部件結構所具有的問題在于
由于熱應力引起的變形可能引起燃燒表面扭曲或火孔形狀變化，從而引起不充分燃燒或發生回火。
為了克服這些問題，現有技術中公開有釆用編織金屬纖維制成的金屬纖維墊，或燒結陶瓷制成的陶瓷板火孔部件結構。但是，該結構會導致材料成本高，制造過程復雜，因此制造成本增加。并且，由于預混合器的結構復雜，壓力損失增加，火焰不穩定，且會產生噪音。此外，火孔部件結構也受到由于其材料特性的缺陷的影響。例如，在金屬纖維墊中，由于其具有一定程度軟的特性，所以由于組裝時施加的力產生的變形和安裝后的下垂的原因使燃燒表面和火孔易于變形。在燒結陶瓷板的情形中，由于設置在陶瓷板上方的熱交換器產生的冷凝水滴，則火孔部件會受到不利的影響。
圖1示出了氣體燃燒器的另一常規火孔部件結構，該結構采用金屬板降低了成本，并且能夠解決由于熱應力所引起的變形問題。在所示的常規火孔部件結構中，多個火孔片120以平行排列安裝在安裝口
110內，所述安裝口 110設置在燃燒器本體100的上端。每個火孔片120彎折形成延伸的溝槽，所述溝槽基本上具有旋轉180°的U形截面形狀，從而其開口向下。多個火孔121以規則間隔穿過每一火孔片120上表面設置。每個火孔片120的兩端均利用緊固蓋123和螺栓緊固在燃燒器本體100上。
由于火孔部件結構是由金屬板分別制成的火孔片120構成，所以制造成本可降低。此外，由于各自獨立的火孔片120被單獨緊固，所以整個火孔部件由于熱應力而產生的變形可減小。同樣，為了易于安裝，通過改變火孔片120的數量，燃燒器的加熱能力可易于調節。
然而，預混點火燃燒器的火焰具有窄的燃燒極限，不同于Bunsen燃燒器的擴散火焰。在理想的預混燃燒型火焰中，通過燃燒如以甲烷為主要成分的液化天然氣(LNG)，在過量空氣系數為1.6或更高時不會產生火焰。在實際情況中，由于燃料和空氣在預混點火燃燒器中并非以理想狀態混合，甚至過量空氣系數為1.7時也能產生火焰，但在此情形中，燃燒器的火焰升起就變得不穩定。
因此，在燃燒器的常規火孔部件結構中，其內的火焰是穿過設置在火孔片120的上平表面上的火孔121產生的，由于沒有提供火焰穩定性裝置，所以火焰易由于火焰上升而不穩定。同樣，由于流量或流速等預混合點火燃燒器的負載增加，則火焰的長度也增加，且火焰易于與設置在燃燒器上方的熱交換器直接接觸。這種情況下，當火焰溫度下降時，則會產生不充分燃燒，產生例如一氧化碳等的大量的污染物。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種氣體燃燒器的火孔部件結構，其具有低成本的加工構造，可改善火焰的穩定性，并且可防止由于火焰的長度而引起的不充分燃燒。
由于本發明的特征，火孔設置在相對于垂直方向上傾斜的至少兩個方向上，可能產生鄰接的火孔片之間的火焰穿過火孔碰撞射入，所以可改善火焰所具有的特性，即使燃燒處于高負載的情況下也可保持出色的火焰穩定性。同樣，由于火焰的垂直長度減小，可避免由于熱交換器和火焰之間的接觸而引起的不充分燃燒現象，并可減小燃燒器的尺寸，也可增加燃燒負載。
此外，根據所希望的性能或條件，通過改變火孔片的形狀或排列，可提供一種實現或進一步改善上述效果的燃燒器。
更進一步，通過彎折或彎曲火孔片的上壁而增加火孔片的變形強度，甚至當火孔片呈火孔片相互連接一體地組成單一的板的結構時，也能降低由于熱應力而產生的變形，并可提供一種具有延長耐久性的火孔部件結構。
圖1示出了氣體燃燒器的常規火孔部件結構的透視圖2示出了根據本發明第一實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖;
圖3示出了圖2中所示的火孔部件結構的主要部分的橫截面圖4示出了根據本發明第二實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖;
圖5示出了根據本發明第三實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖;
圖6示出了根據本發明第四實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖;
圖7示出了根據本發明第五實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖;
圖8示出了根據本發明第六實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖;
圖9示出了根據本發明第七實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視圖。
具體實施例方式
根據本發明，提供一種安裝在鍋爐上并為鍋爐熱交換器供熱的預混點火燃燒器的火孔部件結構，所述火孔部件結構包括相互平行地安裝在燃燒器本體的安裝口內的多個火孔片，每個火孔片以規則間隔設置有多個火孔，其中所述多個火孔片中的至少一個火孔片的上壁是彎折或彎曲的，以朝著至少兩個方向延伸，并且所述火孔穿過朝著不同方向延伸的上壁的表面部分設置，以面向不同的方向。在隨后的詳細描述的閱讀后，本發明的上述目的、其它特點和優點將變得更加顯而易見。此后，本發明的優選實施例將參照附圖加以描述。
圖2示出了根據本發明第一實施例的氣體燃燒器的火孔部件結構的透視
圖，圖3示出了圖2中所示的火孔部件結構的主要部分的橫截面圖。
參見圖2和圖3,在根據本發明的第一實施例的氣體燃燒器的火孔部件結
構中，多個火孔片20相互平行且相鄰安裝在多個安裝口 13內，所述多個安裝
口 13設置在燃燒器本體11的上部。
燃燒器本體ll是常規的燃燒器本體。而在附圖中未示出的是，在其內燃料
氣體和空氣相互混合的歧管接合在燃燒器本體ll的下部。用于供應燃料的氣體的供應管和用于供應空氣的鼓風機均接合至歧管。由于燃燒器本體11具有常規的構造，在此省略其詳細的描述。
根據氣體燃燒器的產能，被分隔壁12分開的多個預混容納空間14設置在燃燒器本體ll內。每個預混容納空間14向上開口，且其上端設置安裝口 13。
每個火孔片20具有上壁21，所述上壁21沿其縱向的中心部分彎折，形成開口向下的溝槽。上壁21彎折成具有向上突出的楔形截面。多個火孔23以穿過由彎折線24分開的表面部分的方式設置，從而，穿過火孔23的預混物的排放方向相對于垂直方向傾斜。優選地，形成在彎折線24兩側的多個火孔23互相交錯布置。
多個緊固孔16設置在燃燒器本體11內，并鄰近于安裝口 13的兩個縱向端部。容納在緊固孔16之間的支撐邊27設置在火孔片20的兩個縱向端部上。由于緊固板15釆用利用螺栓17被鎖固在燃燒器本體11的方式，以壓住支撐邊27,從而火孔片20被緊固在燃燒器本體11上。火孔片20的兩個側壁上設置多個凹槽25,以防止由于熱應力而產生的火孔片20變形，并加快火孔片20冷卻。
如上述所描述的，在根據本發明的火孔部件結構內，每個火孔片20的上壁21是彎折的，從而形成朝著不同方向延伸的兩個傾斜表面部分，并且火孔23穿過兩個傾斜表面部分設置。因此，如圖3所示，通過每個火孔23而產生的火焰的射入方向相對于垂直方向傾斜，且穿過鄰接的火孔片20的兩個相對的火孔23射入的兩個火焰彼此干涉，從而形成了火焰穩定裝置。
相應地，根據本發明的火孔片20與常規火孔片所形成的平板相比，火焰穩定性改善。因此，即便當火焰的空氣率或預混合器的負載增加時，火焰上升和導致火焰不穩定性現象均不會出現。同樣，由于火焰的垂直長度變短，所以可避免不充分燃燒而產生的產物，例如當火焰直接與熱交換器相接觸可能產生的一氧化碳，等等。因而，通過釆用根據本發明的火孔部件結構，燃燒器的燃燒腔的高度可降低，且每單位面積熱負載可增加，從而使用減小尺寸的燃燒器可
產生高負載燃燒的效果。此外，設想火孔片20的寬度和火孔23之間的間隔一樣，火孔23的長度減小約一半，則火孔23的數量增加一倍，從而上述描述的
效果可進一步提高。
此外，由于火孔片20沿彎折線24彎折的的表面部分交錯設置，即使火孔23穿過火孔片20密集設置而具有窄的間隔，穿過鄰接的火孔23而產生的火焰沒有無用的千涉或彼此結合。因此，可能實現一種允許高負載燃燒和可調節其燃燒強度的燃燒器。同樣，由于相同原因，而未在附圖中示出，對于兩個鄰接的火孔片20的面對的火孔23可能彼此交錯設置。
同時，在本實施例中，盡管火孔片20如所示被彎折以具有向上突出的楔形截面，很容易地理解的是本發明不限于該具體的實施例。因此，火孔片20的上壁21可彎折或彎曲成具有各種截面，從而，穿過火孔片20設置的火孔23至少在兩個不同的方向上面對。例如，如圖8所示，火孔片20的上壁21可釆用朝著燃燒器本體11里面向下彎折的方式，從而每個火孔片20的上表面具有楔形截面，相似于上述所描述的實施例，除了彎折線24是向下降低，與上述所描述的實施例不一樣外。
同樣，除了楔形截面，如圖4所示，每個火孔片20的上壁21可釆用朝上彎曲的方式，從而每個火孔片20的上表面具有弧形截面。多個火孔23設置在其上表面上的兩個或更多位置處，以面對相對于垂直方向傾斜的方向。即使在該截面形狀中，相似于剛才上述所描述的楔形截面，上壁21可朝著燃燒器本體ll里面向下彎曲，如圖9所示。正如情形可能是，火孔片20可不具有相同截面形狀。例如，如圖5所示，
每個火孔片20a具有上平表面，相似于常規火孔片120,以及如上所描述的， 每個三維火孔片20具有彎折或彎曲的上壁21，可相互交替地布置。也就是說, 不同形狀的火孔片20和20a可相互交替地布置。在火孔片20和20a設置成如 圖5所示的情形中，由于穿過平型火孔片20a而產生的火焰的兩惻部分與穿過 兩個鄰接的三維火孔片20而產生的火焰相干涉，所以如上所述的火焰具有的特 性和火焰穩定性可被改善，火焰的碰撞角和間隔可在寬的范圍內易于調節。
此外，如圖5所示，在位于燃燒器本體11的兩個側端上的火孔片20b情形 中，為了避免由于火焰與燃燒器本體11直接接觸而產生的火焰不穩定性和不充 分燃燒，優選地，面對相鄰的火孔片20或20a的火孔片20b的兩個表面部分的 僅一個表面設置有火孔23,且火孔片20b的兩個表面部分中的面對燃燒器本體 11壁的另一個表面沒有設置火孔23。
在火孔片20的另一個實施例中，其位于燃燒器本體11的兩個側端上，如 圖6所示，每個火孔片20可釆用以下方式構成面對火孔部件中心的表面部分， 形成傾斜表面28,而面對遠離火孔部件中心的表面部分，形成與燃燒器本體ll 的壁相接觸的垂直表面29,并且火孔23僅穿過傾斜表面28設置。
此外，雖然在上述實施例中示出了各自的火孔片20由單個分開的板件形 成，正如情形可能是，如圖7所示，單個板件可彎折，從而多個火孔片20可一 體地彼此相連接。即便在該情形中，由于各自的火孔片20的上表面21彎折或 彎曲，所以火孔部件結構的變形強度可提高。同樣，由于為了分散熱應力，在 一體的火孔片20的側壁上設置多個凹槽25，即使各自的火孔片20沒有彼此分 開，與形成平板的常規火孔部件結構相比，熱應力產生的變形減小。
本發明可提供一種氣體燃燒器的火孔部件，其具有低成本的加工構造，可 改善火焰的穩定性，并且可防止由于火焰的長度而引起的不充分燃燒。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。
8
權利要求
1.一種為鍋爐熱交換器提供熱量的預混點火燃燒器的火孔部件結構，包括相互平行安裝在燃燒器本體(11)的安裝口(13)內的多個火孔片(20)，每個所述火孔片以規則間隔設置數個(多個？)火孔(23)，其中所述火孔片(20)中的至少一個火孔片的上壁(21)是彎折或彎曲的，以朝著至少兩個方向延伸，并且所述火孔(23)穿過朝著不同方向延伸的所述上壁(21)的相應表面部分設置，以面向不同的方向。
2. 根據權利要求l所述的火孔部件結構，其中所述火孔片(20)的上壁(21)具有凹或凸的楔形或弧形截面。
3. 根據權利要求1或2所述的火孔部件結構，其中，在所述火孔片(20) 中，安裝在所述燃燒器本體(11)的安裝口 (13)的最外面的火孔片(20b), 僅在面對鄰接的火孔片(20)的相應表面部分上設置有火孔(23)。
4. 根據權利要求1或2所述的火孔部件結構，其中穿過每個火孔片(20) 朝不同的方向延伸的表面部分設置的所述火孔(23),均相對彼此交錯布置。
5. 根據權利要求1或2所述的火孔部件結構，其中所述火孔部件結構利用 彎折單板制成，從而所述火孔片(20) —體地彼此連接。
全文摘要
本發明涉及一種氣體燃燒器的火孔部件，其具有低成本的加工構造，可改善火焰的穩定性，并且可防止由于火焰的長度而引起的不充分燃燒。該結構設置在為鍋爐供熱的熱交換器的預混點火燃燒器上，所述火孔部件結構包括相互平行安裝在燃燒器本體(11)的安裝口(13)內的火孔片(20)，并且每個所述火孔片以規則間隔設置有火孔(23)。火孔片(20)中的至少一個火孔片的上壁(21)是彎折或彎曲的，以朝著至少兩個方向延伸，并且火孔(23)穿過朝著不同方向延伸的上壁(21)的相應表面部分設置，以面對不同的方向。
文檔編號F23D14/08GK101495806SQ200680055375
公開日2009年7月29日 申請日期2006年12月29日 優先權日2006年7月7日
發明者趙承范, 趙殷成 申請人:(株)慶東Navien