專利名稱：具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，特別涉及ー種通過調(diào)節(jié)火孔盤位置來調(diào)節(jié)燃燒器的輸出的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，本發(fā)明普遍采用于向建筑設(shè)施等結(jié)構(gòu)物供暖及供水的燃氣鍋爐用燃燒器。
背景技術(shù)：
通常，根據(jù)燃氣鍋爐中的燃燒氣體燃料的方法，比如ー預(yù)混燃燒器，燃氣和空氣以最適宜燃燒的混合比例預(yù)先混合，然后供應(yīng)至火孔表面以進行燃燒。(如更詳細說明的話)即、由燃氣注入ロ的噴嘴噴射的燃氣和空氣混合的混合氣流入混合室后，混合氣通過火孔盤的火孔供應(yīng)到燃燒室，并在燃燒室內(nèi)燃燒。圖I是示出了相關(guān)技術(shù)中的通常的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。燃燒器包括燃氣閥10，其調(diào)節(jié)供應(yīng)到燃燒器的燃氣壓力，噴嘴20，其噴射通過燃氣閥10供應(yīng)的燃氣，混合氣流入口 30，從噴嘴20噴出的燃氣通過該混合氣入口混合并被供應(yīng)，燃燒器40的內(nèi)部空間41，通過混合氣流入口 30供應(yīng)的混合氣供應(yīng)至此內(nèi)部空間41，以及火孔盤42，其包括多個火孔42a以噴射供應(yīng)到內(nèi)部空間41的混合氣至燃燒室(圖中未示出)。當燃燒裝置所需的負荷量大時，控制燃氣閥10使得燃氣在高壓下供應(yīng)至燃燒室，以達到燃燒器的高輸出的目的。反之，當燃燒裝置所需的負荷量小時，控制燃氣閥使得燃氣在低壓下供應(yīng)至燃燒室，以達到燃燒器的低輸出的目的。在此情形中，通過火孔42a噴射到燃燒室的混合氣的速度，受制于由燃氣閥10控制而決定的燃氣壓力。也就是說，如果燃氣壓カ高，通過火孔42a噴射的混合氣的速度也聞。然而，根據(jù)具有上面提到的結(jié)構(gòu)的燃燒器，當燃燒裝置所需的負荷量小時，如果燃氣在低壓下供應(yīng)，由于噴射到燃燒室內(nèi)部的噴射速度低于燃燒室內(nèi)混合氣的燃燒速度，火焰會在面對燃燒室內(nèi)部的火孔板42的內(nèi)表面產(chǎn)生。結(jié)果，就有燃燒不正常的問題，即、發(fā)生回火。也就是說，如果通過火孔42a噴射的混合氣的速度小于ー個預(yù)定速度，則會發(fā)生在火孔42a內(nèi)部產(chǎn)生火焰的回火。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供ー種具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，該燃燒器在低輸出的條件下，來維持通過火孔向燃燒室噴射混合氣的速度不低于燃燒速度，在低輸出的情況下通過調(diào)節(jié)火孔的開放面積防止產(chǎn)生回火。為了達到所述目的，根據(jù)本發(fā)明，具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，是用于燃氣鍋爐的 預(yù)混燃燒器，該可變輸出結(jié)構(gòu)具備防止在低輸出條件下燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的回火。上述可變輸出結(jié)構(gòu)包括，固定火孔盤、其橫跨在混合室和燃燒室的界面的整個長度上、以相同形狀的多個火孔分布密度均一地形成；可動火孔盤、形成在上述固定火孔盤的各個火孔相對應(yīng)的位置，與固定火孔盤的火孔相比具有相同形狀和數(shù)目，與固定火孔盤接觸的狀態(tài)下能改變位置；控制單元、將上述可動火孔盤相對固定火孔盤進行移動，調(diào)整固定火孔盤的各火孔的開放面積；測壓單元、在混合室內(nèi)測定混合氣向燃燒室噴射之前的壓力。上述固定火孔盤組裝成暴露于燃燒室ー側(cè)、可動火孔盤組裝成暴露于混合室ー側(cè)。上述控制單元根據(jù)燃燒器所需要的負荷量來放大或減小固定火孔的面積，其具體方法是、對應(yīng)所測定的混合氣噴射之前的壓カ來調(diào)整固定火孔的開放面積促使混合氣的噴射速度高于混合氣的燃燒速度以上。上述固定火孔的開放面積在整個固定火孔盤上、不受制于火孔的位置，均一決定固定火孔盤和可動火孔盤的位置和大小以及固定火孔盤和可動火孔盤上的各火孔的大小和排列。上述可動火孔盤與固定火孔盤保持相互緊貼狀態(tài)，以防止可動火孔盤移動時可動火孔盤和固定火孔盤之間產(chǎn)生間隙。而且，根據(jù)本發(fā)明，具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器還能包括驅(qū)動單元，在上述可動火孔盤和固定火孔盤的表面緊貼的狀態(tài)下能改變其位置。 并且，根據(jù)本發(fā)明的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，較為理想的是，火孔的分布密度和火孔的規(guī)格定值為，火孔之間火焰容易轉(zhuǎn)移的值。還有，根據(jù)本發(fā)明的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，較為理想的是在對應(yīng)于火焰中央單元的火孔盤的中央單元里，上述火孔的分布密度最高，移向外圍方向時逐漸減少。還有，根據(jù)本發(fā)明的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，可能較為理想的是、上述可動火孔盤對應(yīng)于固定火孔盤平行地水平移動。類似理由，較為理想的是火孔盤的各火孔在火孔表面上以格子型并排。還有，根據(jù)本發(fā)明的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，可追加具備(設(shè)置)燃氣閥，維持以預(yù)定的供應(yīng)速度向燃燒器內(nèi)供應(yīng)燃氣。根據(jù)本發(fā)明，在低輸出的條件下為了防止燃燒室內(nèi)發(fā)生回火，控制預(yù)混可變輸出結(jié)構(gòu)的方法包括，測定階段、在燃燒器混合室內(nèi)測定混合氣的壓力；判斷階段、先判斷上述測定的混合氣的壓カ是否處于標準值以下，進而判斷發(fā)生回火的可能性；根據(jù)上述測定的混合氣的壓カ對火孔盤的火孔的開閉階段。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，通過調(diào)節(jié)形成在火孔盤上的火孔的尺寸，能達到即使在低壓下也能實現(xiàn)無回火的穩(wěn)定燃燒的有益效果。


圖I是示出了相關(guān)技術(shù)中的通常的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的火孔盤的截面示意 圖3是示出圖2結(jié)構(gòu)中驅(qū)動單元移動可動火孔盤的截面示意圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)和操作過程。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的火孔盤的截面示意圖；圖3是示出圖2結(jié)構(gòu)中驅(qū)動單元移動可動火孔盤的截面示意圖。 本發(fā)明涉及ー種燃燒器，在保持(向燃燒器供應(yīng)燃氣的)燃氣閥的燃氣壓カ的狀態(tài)下，該燃燒器通過調(diào)節(jié)噴射混合氣通過的火孔的尺寸，來調(diào)節(jié)噴射到燃燒室的混合氣的速度，能隨意調(diào)節(jié)其輸出。前述預(yù)混合式燃氣燃燒器，當燃燒器的輸出為低輸出時、供應(yīng)到燃燒室的混合氣的量也隨之減少，如果此時向燃燒器內(nèi)的混合氣噴射速度跟不上燃燒速度的狀態(tài)下會發(fā)生火焰逆噴射到混合室的回火。具體地講，當燃燒裝置所要求的負荷量低的狀態(tài)下，流經(jīng)混合氣流入ロ的混合氣的壓カ為低壓時將產(chǎn)生回火。此時，由于流量、流壓及流速處于比例關(guān)系，當混合室內(nèi)的混 合氣的壓力低的時候、導致供應(yīng)到燃燒室的混合氣的噴射速度低下而發(fā)生回火。在燃氣閥的燃氣壓カ一定的狀態(tài)下，上述混合氣的噴射速度與混合氣通過的火孔的面積相比大體上反比例增長。由此，如果減小火孔的開房面積將能提高混合氣的噴射速度。參照圖2，將具備一固定火孔盤110，其包括形成在暴露于燃燒室的其表面上的多個固定火孔110a。固定火孔盤110不可動，不同于如下描述的可動火孔盤120。通過調(diào)節(jié)每個火孔的尺寸來調(diào)節(jié)通過固定火孔IlOa噴射的混合氣的速度是可行的。也就是說，當通過圖I所示的燃氣閥10供應(yīng)的燃氣的壓力保持不變時，如果調(diào)節(jié)噴射混合氣的每個固定火孔IlOa的尺寸，能夠不需減小供應(yīng)的燃氣壓カ而提高混合氣的噴射速度，使得在低壓下燃燒穩(wěn)定。在現(xiàn)有的如日本公開特許公報(特開平9-280514號)等相關(guān)技術(shù)中，通過由多數(shù)火孔組成的火孔群單位來調(diào)節(jié)火孔的開閉。但是，與相關(guān)技術(shù)中的以火孔群単位來開閉火孔的方式相比較，本發(fā)明的通過調(diào)節(jié)各個火孔來調(diào)整火孔的開放面積的方法，有如下優(yōu)點。第一、在調(diào)整個別火孔的時候，根據(jù)需要把各火孔的開放面積，能夠自由地控制成相同或不相同。通常、火孔的開放面積需要整個火孔各自相同，且混合氣的噴射速度不受火孔位置的限制而高于燃燒速度，才能有利于防止一部分火孔發(fā)生回火，另一部分火孔不發(fā)生回火的不和諧的狀態(tài)。即、不會發(fā)生各火孔上的混合氣壓カ損失的大小之差別。為此、較為理想的是本發(fā)明的各火孔的大小形成為相同。而且、如果各火孔的開放面積全部相同，將不受火孔位置的限制，能實現(xiàn)各個位置的燃燒均等，保證燃燒室內(nèi)部溫度分布的均勻。可是，根據(jù)燃燒器的結(jié)構(gòu)不同有可能會出現(xiàn)火孔盤中央的火焰勢頭大、移向火孔盤周邊部位時火焰勢頭小的現(xiàn)象，在此種情況下較為理想的是根據(jù)火孔不同可改變火孔的開房面積。第二、像日本公開特許公報(特開平9-280514號)的相關(guān)技術(shù)中，按火孔群調(diào)整火孔的開放面積的時候，在火孔的開閉窗或光圈(diaphragm/aperture )與火孔
重疊的界面上，會發(fā)生混合氣遺漏(漏出)的非正常傾向。此外，混合氣具有對燃燒器高溫的冷卻效果，由此隨著混合氣的漏出會發(fā)生冷卻效果的降低。第三、火孔群方式中在減小火孔群之間的無火孔單元的間隔時存在本質(zhì)上的局限，從而不適合實現(xiàn)火孔分布的高密度。即、在火孔群單位方式中縮小火孔間隔時、火孔群和無火孔単元之間無實質(zhì)性區(qū)別。在本發(fā)明為了一舉解決上述相關(guān)技術(shù)的問題，提供了個別調(diào)節(jié)每個固定火孔IlOa的尺寸的火孔調(diào)節(jié)単元。火孔調(diào)節(jié)単元可以包括，比如，具有可變火孔120a的可動火孔盤120，改變可動火孔盤120位置的驅(qū)動單元130。較為理想的是、本發(fā)明還包括測壓單元，其能測定混合氣向燃燒室噴射之前在混合室內(nèi)的壓力。由于在混合室內(nèi)噴射之前的混合氣的壓力低的時候、其噴射速度也低，因此在決定火孔的開放面積時、較為理想的是根據(jù)所測定的混合氣的壓力來決定相對應(yīng)的開閉面積?？蓜踊鹂妆P120設(shè)置成與固定火孔盤110的ー側(cè)面緊貼接觸，并包括與固定火孔盤110上的固定火孔IlOa的對應(yīng)的位置處的可變火孔120a，使得可變火孔120a的數(shù)目■形狀與固定火孔IlOa的相同。而且、較為理想的是各火孔的大小相同。再者，由于固定火孔IlOa和可變火孔120a在相互對應(yīng)的位置上以相同的數(shù)目和 形狀來形成，因此火焰的勢頭不受火孔位置的限制而保持均一。由此，在所有固定火孔IlOa上將不受火孔位置的限制，設(shè)置固定火孔盤110和可動火孔盤120的位置和大小以及每個火孔的大小和排列，以保證固定火孔IlOa的開放面積相同。此外，為了達到各火孔之間的火孔開放面積不受火孔位置的限制而保持相同，較為理想的是、可動火孔盤對應(yīng)于固定火孔盤平行地水平移動。而且，整個火孔盤上，如果把固定火孔IlOa和可變火孔120a的分布密度保持ー預(yù)定的狀態(tài)，將極為有利于火孔之間的火焰的轉(zhuǎn)移。由此，用ー個點火裝置能點燃全部火孔，能提高燃燒器的燃燒效率。在本發(fā)明，不是調(diào)整混合氣的量、而是調(diào)整向燃燒室噴射的混合氣的速度，具體講、把混合氣的噴射速度調(diào)整到高于燃燒室內(nèi)的混合氣燃燒速度。主要理由是，僅調(diào)控混合氣的量達不到防止回火的效果。還有，在每個火孔，上述混合氣的速度保持穩(wěn)定(一預(yù)定)的同時要高于燃燒速度以上才能防止所有火孔的回火。如果在任一火孔不發(fā)生回火，能知道其他火孔也不發(fā)生回火。為此、本發(fā)明按火孔單位開閉，且控制火孔的大小相同。從這點上、單純調(diào)整混合氣的速度、不能有效防止回火。在此情形中，當可動火孔盤120的位置改變時，對應(yīng)于固定火孔IlOa的可變火孔120a的位置改變，使得固定火孔IlOa的開放面積改變。因此，通過固定火孔IlOa噴射的混合氣的速度被調(diào)節(jié)。上述驅(qū)動單元130可以是，比如，與可動火孔盤120連接的步進電機(未示出)。因此，如果依據(jù)燃燒裝置的所需負荷量控制步進電機的R. P. M.(毎分鐘轉(zhuǎn)數(shù))，也調(diào)節(jié)了可動火孔盤120的移動距離。結(jié)果，改變了固定火孔的開放面積，使得燃燒器的輸出得到調(diào)節(jié)。也就是說，當需要高的輸出量時，控制可動火孔盤120的位置，使得固定火孔IlOa是如圖2所示的打開狀。當需要低的輸出量時，控制可動火孔盤120的位置，使得固定火孔IlOa是如圖3所示的關(guān)閉狀。同吋，固定火孔盤110與可動火孔盤120相連的兩個火孔盤之間須防止混合氣的漏出。混合氣的漏出誘發(fā)燃燒的不穩(wěn)定和不均一性。而且、混合氣還能冷卻因燃燒作用過熱的燃燒器的表面、從而防止燃燒器表面溫度上升。由此，火孔盤推壓下的火孔中漏出的混合氣將起不到冷卻功能、導致燃燒器表面損壞的問題。由于上述混合氣漏出的問題在可動火孔盤移動的時候發(fā)生，因此像本發(fā)明在低輸出的情況下為了減小火孔的開放面積而移動可動火孔盤120吋，緊貼兩個火孔盤之間，防止間隙的發(fā)生尤為重要。誠然，根據(jù)本發(fā)明的可動火孔盤和固定火孔盤以1:1的比例相對應(yīng)并緊貼、由此能減少混合氣的漏出。而且、即使個別火孔漏出混合氣，但整體上與火孔群方式相比，其遺漏屬于間歇的、且很細微。因此、與混合氣按火孔群單位集體性漏出的狀態(tài)相比，在燃燒穩(wěn)定性方面非常優(yōu)越。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使燃燒裝置需要低的輸出，供應(yīng)到燃氣閥的燃氣的壓力在低壓(低輸出)的狀態(tài)下，調(diào)整通過固定火孔IlOa噴射的混合氣的速度維持在高于燃燒速度以上。因此，防止發(fā)生在固定火孔IlOa內(nèi)側(cè)的燃燒回火的發(fā)生是可能的。同時，可動火孔盤120在圖2和3所示的實施例中通過驅(qū)動單元控制。然而，可動火孔盤120可利用手動而不用驅(qū)動單元130移動，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。
本發(fā)明已結(jié)合上面的本發(fā)明的舉例加以描述。然而，這些實施例僅是示例性的，對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神下進行各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種具有可變輸出結(jié)構(gòu)的預(yù)混燃燒器，用于燃氣鍋爐在低輸出的條件下防止燃燒室內(nèi)的回火， 上述可變輸出結(jié)構(gòu)包括 固定火孔盤，其橫跨在混合室和燃燒室的界面的整個長度上、以相同形狀的多個火孔且分布密度均一形成； 可動火孔盤，形成在上述固定火孔盤的各個火孔相對應(yīng)的位置，與固定火孔盤的火孔具有相同形狀和數(shù)目，與固定火孔盤接觸的狀態(tài)下能改變位置； 控制單元，其將上述可動火孔盤相對于固定火孔盤進行移動，調(diào)整固定火孔盤的各火 孔的開放面積； 測壓單元，其在混合室內(nèi)測定混合氣向燃燒室噴射之前的壓力， 其特征在于， 上述固定火孔盤組裝成暴露于燃燒室一側(cè)，可動火孔盤組裝成暴露于混合室一側(cè)； 上述控制單元根據(jù)燃燒器所需要的負載來放大或減小固定火孔的面積，即、對應(yīng)所測定的噴射之前的混合氣的壓力來調(diào)整固定火孔的開放面積以使混合氣的噴射速度高于混合氣的燃燒速度； 上述固定火孔盤的開放面積在整個固定火孔盤上不受火孔的位置的限制，設(shè)置固定火孔盤和可動火孔盤的位置和大小以及固定火孔盤和可動火孔盤上的各火孔的大小和排列以保證固定火孔的開放面積相同； 上述可動火孔盤與固定火孔盤保持相互緊貼(附著)狀態(tài)，以防止可動火孔盤移動時可動火孔盤和固定火孔盤之間產(chǎn)生間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，還包括驅(qū)動單元，在可動火孔盤與固定火孔盤接觸狀態(tài)下，該驅(qū)動單元改變可動火孔盤的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，上述火孔的分布密度和火孔的規(guī)格定值為，火孔之間火焰容易轉(zhuǎn)移的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，上述火孔的分布密度在對應(yīng)于火焰中央單元的火孔盤的中央單元里最高，移向外圍方向時逐漸變低。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，上述可動火孔盤對應(yīng)于固定火孔盤平行地水平移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，追加具備(設(shè)置)燃氣閥，維持以預(yù)定的供應(yīng)速度向燃燒器內(nèi)供應(yīng)燃氣。
7.在低輸出的條件下，為了防止燃燒室內(nèi)發(fā)生回火，控制預(yù)混可變輸出結(jié)構(gòu)的方法包括； 測定階段，在燃燒器的混合室內(nèi)測定混合氣的壓力； 判斷階段，先判斷上述測定的混合氣的壓力是否處于標準值以下，進而判斷發(fā)生回火的可能性； 以及根據(jù)上述測定的混合氣的壓力對火孔盤的火孔的開閉階段。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，該燃燒器利用通過燃氣閥供應(yīng)燃氣在一預(yù)定或更高壓力，維持通過火孔噴射的混合氣的速度在一預(yù)定或更高速度，通過調(diào)節(jié)火孔的開放程度而防止在低輸出的情況下產(chǎn)生的回火。為了達到該目的，根據(jù)本發(fā)明，具有可變輸出結(jié)構(gòu)的燃燒器，包括火孔盤，包括形成在暴露于燃燒室的其表面上的多個火孔；火孔調(diào)節(jié)單元，其根據(jù)燃燒裝置中所需的負載通過調(diào)節(jié)每個火孔的尺寸來改變輸出量。
文檔編號F23D14/02GK102661607SQ20121010816
公開日2012年9月12日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者閔泰植 申請人:(株)慶東Navien