气体燃烧器制造技术

一种空气冷却的气体燃烧器(1)包括：多个斜坡状元件(2)，其各自包括具有相应的入口(21A，22A)和相应的出口(21B，22B)的第一进气管道(21)和第二进气管道(22)，其中多个斜坡状元件(2)沿着横向方向(T)连续地设置；歧管(3)，其被构造为将气体供应至第一进气管道(21)和第二进气管道(22)的入口，其中第一进气管道(21)和第二进气管道(22)被构造为通过文丘里效应将气体和初级空气吸入到它们相应的入口(21A，22A)中；用于每个斜坡状元件(2)的相应的扩散器(4)，其限定了多个孔(40)，通过来自第一进气管道(21)和第二进气管道(22)的气体的燃烧而从这些孔中产生火焰。烧而从这些孔中产生火焰。烧而从这些孔中产生火焰。

【技术实现步骤摘要】
气体燃烧器


[0001]本专利技术涉及一种气体燃烧器和一种燃烧气体的方法。

技术介绍

[0002]特别地，本专利技术的燃烧器适用于锅炉和热水器。在本领域中已知包括多个元件(或斜坡或板)的燃烧器，它们彼此平行设置并在它们内部限定管道，通过位于元件的第一端部处的歧管将气体供应到这些管道中。气体与空气(称为初级空气)一起被吸入到管道中并到达元件的第二端部(或头部)，在此处存在扩散器，气体通过扩散器产生传播到燃烧室中的火焰。在现有技术中已知其中每个元件(或斜坡或板)都限定了被构造为并行地吸入初级空气和气体的两个管道的燃烧器；这种燃烧器在气体向扩散器均匀分布的方面特别有利，因此在燃烧室中产生的热通量方面特别有利。例如，在以下专利文献中描述了具有两个进气管道的燃烧器的例子：FR2745891B1、WO2016/193904、CN204438118U。在以下专利文献中提供了燃烧器的其他例子：DE4207814A1、EP1201990A1和DE3338126A1。
[0003]现有技术的燃烧器会释放大量的亚氮排放物(氮氧化物排放物，NO
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)和其他有毒物质，并且还存在火焰稳定性问题。特别地，如果在化学计量或次化学计量条件下发生燃烧，元件的头部会过热，从而导致NO
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还有一氧化碳的大量排放；这个问题在燃烧器使用的热功率接近工作范围的最小值时尤其明显。为了克服这个问题，一些现有技术的燃烧器(例如，在本申请人名下的文献WO2016/193904中描述的燃烧器)使用允许头部保持在低温下的水冷系统，从而确保NO
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排放物在整个运行范围内保持在较低水平。然而，这种冷却系统非常昂贵并且严重增加了燃烧器的最终成本。

技术实现思路

[0004]本公开的目的在于提供克服现有技术的上述缺点的一种燃烧器和一种燃烧气体的方法。这个目的通过所附权利要求中表征的本公开的燃烧器和方法完全实现。
[0005]根据一个方面，本公开涉及一种气体燃烧器。气体或气体燃料是指至少主要包括甲烷的天然气。优选地，该燃烧器是空气冷却的。优选地，该燃烧器没有水冷系统。
[0006]该燃烧器包括多个斜坡状(或板状)元件。斜坡状元件彼此平行设置。更具体地，每个斜坡状元件都位于与纵向方向和进气方向平行的相应的延伸平面中。因此，斜坡状元件的定位平面彼此平行。每个斜坡状元件都包括第一进气管道和第二进气管道。针对每个斜坡状元件，第一进气管道和第二进气管道都具有相应的入口。针对每个斜坡状元件，第一进气管道和第二进气管道都可具有相应的出口(这些出口中的每一个都在纵向上延伸斜坡的整个长度的一半)；替代地，第一进气管道和第二进气管道可具有共同的出口(其在纵向上延伸斜坡的整个长度)。优选地，第一进气管道和第二进气管道彼此几何对称；更具体地，它们关于沿着进气方向定向并介于第一进气管道和第二进气管道之间的轴线对称。优选地，第一进气管道和第二进气管道以空气燃料比(也称为lambda)恒定的方式配置，也就是说，第一进气管道和第二进气管道中的空气燃料比相同。
[0007]在一个或多个实施方式中，每个斜坡状元件还包括第三进气管道。在一个实施方式中，每个斜坡状元件还可包括第四和/或第五进气管道。
[0008]第一进气管道和第二进气管道(以及在提供的情况下的第三和/或第四和/或第五进气管道)沿着某个方向彼此间隔开；该方向可以是纵向方向(在这种情况下，优选地，进气管道的入口竖直地定向)，或者替代地可以竖直地间隔开(在这种情况下，优选地，进气管道的入口纵向地定向)。在这两个例子中，进气管道的一个或多个出口可以竖直地定向。
[0009]第一进气管道和第二进气管道(以及在提供的情况下的第三和/或第四和/或第五进气管道)沿着纵向方向彼此间隔开。第一进气管道和第二进气管道(以及在提供的情况下的第三和/或第四和/或第五进气管道)在入口和出口之间沿着具有与进气方向平行的至少一个分量的方向延伸。应当注意，第一进气管道和第二进气管道(以及在提供的情况下的第三和/或第四和/或第五进气管道)可以彼此不平行；实际上，它们中的每一个都在具有与进气方向平行的一个分量的方向上延伸，但该方向也可以具有不与进气方向平行的其他分量。多个斜坡状元件沿着横向方向连续地设置；该横向方向垂直于纵向方向和进气方向。
[0010]燃烧器包括歧管，其被构造为将气体供应至斜坡状元件的第一进气管道和第二进气管道的入口。更具体地，歧管包括多个喷嘴；斜坡状元件的第一进气管道和第二进气管道的入口分别设置在相应的喷嘴附近，以接收从喷嘴流出的气体。因此，针对每个斜坡状元件，歧管都包括第一喷嘴和第二喷嘴(并且在一个或多个实施方式中包括第三和/或第四和/或第五喷嘴)。斜坡状元件的第一进气管道和第二进气管道被构造为通过文丘里效应将气体和初级空气吸入到它们相应的入口中。流入到每个管道中的气体来自相应的喷嘴；初级空气从管道的入口的外周进入管道。在每个文丘里管内，初级空气与气体混合；因此，在每个管道的出口处，存在初级空气和气体的混合物。应注意的是，喷嘴的直径优选在0.3与1.5mm之间(例如0.8mm)；这样，初级空气量与文丘里管所吸入的气体量之间的比值就足够高。
[0011]针对多个斜坡状元件中的每一个，燃烧器都包括(至少)一个相应的扩散器。扩散器设置在第一进气管道和第二进气管道的出口处。扩散器限定了多个孔，通过来自第一进气管道和第二进气管道的气体的燃烧(即，通过气体与存在于初级空气中的氧的反应)从这些孔中产生火焰。
[0012]应当注意，根据本公开的一个方面，每个斜坡状元件的几何形状都使得非常大量的空气流入到管道中，从而使初级空气和气体的混合物的燃烧至少在部分工作范围内(接近最小功率水平)在超化学计量条件下发生，即空气超过产生完全燃烧反应所需的理想量。因此，在降低的温度下发生燃烧，从而即使在没有水冷系统的情况下也减少了NO
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的产生。特别地，每个斜坡状元件的第一进气管道和第二进气管道各自的出口沿着横向方向的宽度除以第一个斜坡状元件和连续的第二个斜坡状元件之间的沿着横向方向的间距的比值大于0.15(或0.16或0.17或0.18)；优选大于0.2或0.25；更优选大于0.3或0.35或0.4。应当注意，“间距”是指连续的两个斜坡状元件(特别是第一个斜坡状元件和连续的第二个斜坡状元件)的两个对应的点之间的距离。因此，每个斜坡状元件的第一进气管道和第二进气管道的出口沿着横向方向的宽度(也称为头部下方宽度)大于现有技术的燃烧器的该宽度，这允许更大量的初级空气流入，从而在NO
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产生方面具有有益效果。
[0013]例如，头部下方宽度可以是6mm(优选地，该宽度沿着纵向方向是恒定的)，其中第
一个斜坡状元件和第二个斜坡状元件之间的间距为17mm；这样，比值为0.353。与比值为0.17(通过2.9mm的头部下方宽度和17mm的第一个斜坡状元件与第二个斜坡状元件之间的间距获得)的现有技术中的118mg/kWh的NO
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产生量相比，在该例子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气冷却的气体燃烧器，其包括：
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多个斜坡状元件，其各自沿着相应的延伸平面平行于纵向方向且平行于进气方向设置并且包括具有相应的入口和出口的第一进气管道和第二进气管道，其中所述第一进气管道和所述第二进气管道被定向在相应的所述斜坡状元件的所述延伸平面中并且沿着所述纵向方向彼此间隔开，并且其中多个所述斜坡状元件沿着与所述纵向方向垂直且与所述进气方向垂直的横向方向连续地设置；
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歧管，其被构造为将气体供应至多个所述斜坡状元件的所述第一进气管道和所述第二进气管道的入口，其中多个所述斜坡状元件的所述第一进气管道和所述第二进气管道被构造为通过文丘里效应将气体和初级空气吸入到它们相应的入口中；
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用于多个所述斜坡状元件中的每一个的相应的扩散器，其设置在所述第一进气管道和所述第二进气管道的出口处并且限定了多个孔，通过来自所述第一进气管道和所述第二进气管道的气体的燃烧而从所述孔中产生火焰。2.根据权利要求1所述的气体燃烧器，其包括定位在第一个所述斜坡状元件和连续的第二个所述斜坡状元件之间的板，其中所述板限定了用于使二级空气通过的开口。3.根据权利要求2所述的气体燃烧器，其中，所述板平行于所述横向方向定向，并且所述开口允许所述二级空气沿着所述进气方向从其中流过并沿着所述纵向方向延伸。4.根据权利要求2或3所述的气体燃烧器，其中，针对第一个所述斜坡状元件和连续的第二个所述斜坡状元件中的每一个，所述扩散器都沿着所述纵向方向延伸并且限定了沿着所述纵向方向连续设置的相应的孔排，其中用于使所述二级空气通过的所述开口沿着所述纵向方向的长度至少等于所述孔排沿着所述纵向方向的长度。5.根据权利要求2至3中任一项所述的气体燃烧器，其针对多个所述斜坡状元件中的每一对连续的所述斜坡状元件都包括相应的板，所述板限定了用于使所述二级空气通过的相应的开口并且定位在成对的所述斜坡状元件之间。6.根据权利要求1至3中任一项所述的气体燃烧器，其中，每个所述斜坡状元件的每个所述第一进气管道和所述第二进气管道的出口沿着所述横向方向的宽度除以第一个所述斜坡状元件和连续的第二个所述斜坡状元件之间的沿着所述横向方向的间距的比值大于0.15。7.根据权利要求1至3中任一项所述的气体燃烧器，其中，所述第一进气管道的出口的过流截面积加上所述第二进气管道的出口的过流截面积的总和除以第一个所述斜坡状元件和连续的第二个所述斜坡状元件之间的沿着所述横向方向的间距的比值在40与60之间。8.根据权利要求1至3中任一项所述的气体燃烧器，其中，所述第一进气管道的最小过流截面积加上所述第二进气管道的最小过流截面积的总和除以第一个所述斜坡状元件和连续的第二个所述斜坡状元件之间的沿着所述横向方向的间距的比值在8与15之间。9.根据权利要求1至3中任一项所述的气体燃烧器，其中，每个所述斜坡状元件的所述第一进气管道和所述第二进气管道在入口和出口之间沿着具有与所述进气方向平行的至少一个分量的方向延伸。10.根据权利要求1至3中任一项所述的气体燃烧器，其中，所述歧管包括被构造为将气体供应至所述斜坡状元件的第一组的第一歧管部分以及被构造为将气体供应至与所述第一组不同的所述斜坡状元件的第二组的第二歧管...

【专利技术属性】
技术研发人员：多梅尼科，
申请(专利权)人：波利多罗有限公司，
类型：发明
国别省市：