燃烧器制造技术

燃料燃烧器包括外部管，所述外部管沿着中心轴线延伸并且具有外表面和限定通道的内表面。定位在所述外部管的通道内的内部管具有外表面和内表面，所述内表面限定中心通道。流体通道被限定在所述内部管的外表面与所述外部管的内表面之间。所述流体通道被供应以空气与可燃烧燃料的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧器相关申请的交叉引用 本专利技术要求2012年2月23日提交的美国临时申请系列号61/602261以及2011年8月11日提交的美国临时申请系列号61/522412的优先权，所述美国临时申请的全部通过参考其全部内容引入本文。
本专利技术涉及一种燃料燃烧器，并且尤其地涉及一种基于燃烧空气或燃烧空气和燃料而传递离心力的燃料燃烧器。
技术介绍
各种类型的动力燃烧器已经使用了多年。“喷嘴混合”或“枪式”燃烧器是那些以某种方式独立喷射燃料和空气以便在没有端口火焰保持器部件的情况下提供稳定的火焰的燃烧器。其他类型的动力燃烧器使用了预混合燃料和空气并且随后将燃料-空气混合物输送到端口燃烧器“头”的某些方法。这些“头”或“罐”可由多种材料(包括穿孔金属片、织造金属丝、织造陶瓷纤维等)制成。火焰稳定性(还被称为火焰保持性)是制造一种燃烧器的关键，所述一种燃烧器具有宽的运行范围并且能够在高的一次空气水平运转。对于从调制而受益的应用来说，期望宽的运行范围，其中热输出根据需求而改变。高水平的一次空气在降低NOx排放物方面是高效的，但是易于负面影响火焰稳定性以及潜在地增加一氧化碳(CO)的产生。高水平的一次空气(还被称为过量空气)还降低应用效率。所属领域中需要一种减少NOx的产生同时保持火焰稳定性的燃料燃烧器。甚至更期望一种产生非常低水平的NOx同时以低水平的过量空气运行的燃烧器。
技术实现思路
根据本专利技术，一种燃料燃烧器包括外部管，所述外部管沿着中心轴线延伸并且具有外表面和限定通道的内表面。定位在所述外部管的通道内的内部管具有外表面和内表面，所述内表面限定中心通道。流体通道被限定在所述内部管的外表面与所述外部管的内表面之间。所述流体通道被供应以空气与可燃烧燃料的混合物。内部管具有流体导向结构，所述流体导向结构用于将所述混合物从所述流体通道导向到所述中心通道以使得所述混合物围绕所述中心轴线径向旋转。根据本专利技术的另一个方面，一种燃料燃烧器包括外部管，所述外部管沿着中心轴线延伸并且具有用于限定通道的渐缩(tapered)部分。内部管定位在所述外部管的通道内并且具有外表面和内表面，所述内表面限定中心通道。所述内部管从第一端延伸到第二端。紧固到所述内部管的第一端的端壁使所述内部管的第一端以气密方式闭合。盖将所述内部管的第二端以气密方式紧固到所述外部管。流体通道被限定在所述外部管与所述内部管的外表面之间并且被供应以空气和可燃烧燃料的混合物。所述内部管具有流体导向结构，以用于将混合物从所述流体通道导向到所述中心通道以使得所述混合物围绕所述中心轴线涡旋。所述流体导向结构提供所述流体通道与所述中心通道之间的唯一流体路径。通过对优选实施例和附图的详细描述，将得到本专利技术的其他目的和优点以及进一步理解。【附图说明】图1是根据本专利技术的燃料燃烧器的示意图； 图2A是根据本专利技术的优选实施例构造的流体导向结构的一部分的放大视图； 图2B是沿着线2B-2B截取的图2A的截面视图； 图3A-4D是根据本专利技术的备选流体导向结构的多个部分的放大视图； 图4是空气/燃料混合物传达穿过图1的燃料燃烧器的示意图； 图5是沿着线5-5截取的图4的截面视图；以及 图6是图4的燃料燃烧器的端视图。【具体实施方式】本专利技术涉及一种燃料燃烧器，并且尤其涉及一种基于燃烧空气或燃烧空气和燃料而传递离心力的燃料燃烧器。图1示出了根据本专利技术的实施例的燃料燃烧器20。燃料燃烧器20可以在工业的、家庭的和商业的设备(例如，水加热器、锅炉和火炉等)中使用。燃料燃烧器20沿着中心轴线26从第一端22延伸到第二端24。燃料燃烧器20包括第一内部壳或管40以及第二外部壳或管60。内部管40和外部管60彼此同心并且围绕中心轴线26定心。内部管40具有管状形状并且沿着燃料燃烧器20的中心轴线26从第一端42延伸到第二端44。虽然内部管40示出为具有圆形形状，但将理解的是，所述内部管可具有备选形状，例如三角形、正方形、椭圆形或任何多边形形状。内部管40包括外表面46以及限定中心通道50的内表面48，所述中心通道50延伸穿过所述内部管并且在所述内部管的第二端44处的开口 58处终止。内部管40由持久耐火焰材料(例如金属)制成。内部管40具有如图1所示的恒定横截面。备选地，内部管40可具有沿着燃料燃烧器20的中心轴线26改变的(例如成阶梯状、渐缩等的)横截面(未示出)。在这种构造中，内部管40的横截面可以从第一端42到第二端44增加或减小(未示出)。内部与外部管40、60之间的空间限定流体通道112以便接收燃料和空气。内部管40的周边包括流体导向结构52以便将流体导向到中心通道50。如图1所示，流体导向结构52被构造成将空气/燃料混合物在从燃料燃烧器20的中心轴线26偏置的方向上并且沿着相对于所述内部管的内表面46的法线方向成角度的路径导向到中心通道50。流体导向结构52可包括与翼片或引导件相关联的一系列开口以便将流体以期望的方式导向(图2A-3D)。如图2A-B所示，流体导向结构52包括内部管40中的多个开口54，以便允许空气/燃料混合物从流体通道112流动到所述内部管的中心通道50。开口 54中的每个都从外表面46到内表面48完全延伸穿过内部管40。每个开口 54都可具有任何形状，例如矩形、正方形、圆形、三角形等。开口 54都可具有相同形状或不同形状。开口 54沿着内部管40的周边(S卩，围绕圆周)彼此对准从而形成环状回路。开口 54的一个或多个环状回路可以定位成沿着内部管40的长度彼此相邻或彼此间隔。每个回路都可具有任何数量的开口 54。相邻回路中的开口 54可以彼此对准或者可以彼此偏置。内部管40中开口 54的大小、形状、构造和对准服从于流过开口的空气/燃料混合物的期望流动和性能特性。虽然开口 54示出为以预定模式沿着内部管40布置，但是应当理解的是，开口可以沿着内部管随机地定位(未示出)。每个开口 54都包括对应的流体导向凸出部分或引导件56以便将穿过相关联的开口的空气/燃料混合物在一种方向上径向向内地导向到中心通道50中，所述一种方向从燃料燃烧器20的中心轴线26偏置(即，将不与所述中心轴线交会的方向)。引导件56在内部管40中形成或者整体附接到所述内部管40。每个引导件56都相对于内部管40的外表面46成角度地(图2B所不)延伸。引导件56可以相对于内部管40的外表面46以相同角度或不同角度延伸。每个引导件56都相对于轴线59以用α2标示的角度延伸，所述轴线59在内部管40的内表面48的法线方向上延伸。虽然附图示出为所有开口都被设计成在从燃烧器的中心轴线26偏置的方向上引导空气/燃料混合物，但是应当指出的是，可以使用具有其他构造的开口。例如，指向中心轴线26的直的通孔(在图2Α中用标记文字54’以虚线标示的)可以与引导开口 54交替以便实现相同的总体涡旋效果。图3A-D示出了根据本专利技术的内部管40中流体导向结构52的备选构造。流体导向结构52a-d将进来的空气/燃料混合物径向向内并且在一种方向上朝向中心通道50导向，所述一种方向:1)从中心轴线26偏置，以及2)相对于内部管40的外表面46的法线方向成角度，以使得所述空气/燃料混合物具有围绕中心轴线的涡旋、旋转路径，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料燃烧器，包括：外部管，所述外部管沿着中心轴线延伸并且具有外表面和限定通道的内表面；以及内部管，所述内部管定位在所述外部管的通道内并且具有外表面和内表面，所述内表面限定中心通道，其中，流体通道被限定在所述内部管的外表面与所述外部管的内表面之间，所述流体通道被供应以空气与可燃烧燃料的混合物，所述内部管具有流体导向结构，所述流体导向结构用于将所述混合物从所述流体通道导向到所述中心通道以使得所述混合物围绕所述中心轴线径向旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.11 US 61/522,412;2012.02.23 US 61/602,2611.一种燃料燃烧器，包括: 外部管，所述外部管沿着中心轴线延伸并且具有外表面和限定通道的内表面；以及 内部管，所述内部管定位在所述外部管的通道内并且具有外表面和内表面，所述内表面限定中心通道，其中，流体通道被限定在所述内部管的外表面与所述外部管的内表面之间，所述流体通道被供应以空气与可燃烧燃料的混合物，所述内部管具有流体导向结构，所述流体导向结构用于将所述混合物从所述流体通道导向到所述中心通道以使得所述混合物围绕所述中心轴线径向旋转。2.如权利要求1所述的燃料燃烧器，其中，所述外部管包括渐缩部分，以使得所述流体通道在平行于所述中心轴线延伸的方向上渐缩。3.如权利要求1所述的燃料燃烧器，其中，所述流体导向结构包括多个开口和引导件，所述引导件与每个开口相关联，所述引导件相对于所述内表面成角度以便使所述混合物围绕所述中心轴线径向旋转。4.如权利要求3所述的燃料燃烧器，其中，所述引导件布置在围绕所述内部管的周边延伸的一系列的排中。5.如权利要求1所述的燃料燃烧器，其中，所述流体导向结构将所述混合物在从所述中心轴线偏置的方向上导向。6.如权利要求1 所述的燃料燃烧器，还包括定位在所述外部管的通道内的流体导向壁，所述流体导向壁包括用于接收点火器的开口。7.如权利要求1所述的燃料燃烧器，其中，所述流体导向结构包括形成到所述内部管中的一系列阶状物，所述阶状物包括开口，所述开口用于将所述混合物导向到所述中心通道中以便使所述混合物围绕所述中心轴线径向旋转。8.如权利要求7所述的燃料燃烧器，其中，每个阶状物都具有L形，所述L形包括第一构件和第二构件，所述第二构件包括用于将所述混合物导向的开口，以使得一个阶状物的所述开口将所述混合物越过邻接的阶状物导向以便将旋转传递到混合物。9.如权利要求1所述的燃料燃烧器，其中，所述流体导向结构包括多个开口，所述多个开口每个都从所述内部管的外表面延伸到内表面，每个开口都相对于一种轴线成角度地延伸穿过所述内部管，所述一种轴线在所述内部管的外表面的法线方向上延伸并且穿过所述中心轴线。10.如权利要求9所述的燃料燃烧器，其中，所述内部管包括多个第二开口，所述多个第二开口每个都在延伸到所述中心轴线的方向上从所述内部管...

【专利技术属性】
技术研发人员：RD库克，MJ奥唐奈尔，
申请(专利权)人：贝克特瓦斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US