[发明专利]改进型辐射燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及包括辐射燃烧器板和屏的辐射燃烧器。

背景技术

包括辐射燃烧器板和屏的辐射燃烧器从例如US4799879或者EP0539279中已知。屏和辐射燃烧器板一起提供燃烧器的辐射输出，其具有大约为50％的平均效率水平。在过去，通过对辐射燃烧器板的改进已经增加了燃烧器的辐射输出，所述改进从带有成排的、用于将空气和燃烧剂的混合物从板的后部引导到辐射表面的通孔或穿孔的辐射燃烧器板改进为其中通孔或穿孔布置为例如在US4569657或US4799879中描述的、现今所称的蜂窝样式的辐射燃烧器板。辐射燃烧器板的这种或类似的改进增加了燃烧器的温度水平并相应地也增加了燃烧器的辐射输出。另一方面，这些蜂窝状样式在火焰所处位置处产生燃烧器板的局部过度加热，并且还引起差的温度一致性以及相对低的平均燃烧器表面温度并因此降低能量效率。这些局部高温因此造成了这种通孔或穿孔样式在使用上的限制，并且还限制了通过这些系统获得的辐射能量的量。

另一种实现较高的辐射输出的方法在例如US3847536中提出，该方法在辐射燃烧器板之上使用了两个辐射屏。同样辐射燃烧器的这种改进引起辐射燃烧器板在辐射燃烧器中部的局部过度加热，这迫使本领域技术人员降低输入(这导致辐射燃烧器板的较低(局部)温度)，以便延长辐射燃烧器的使用寿命。

然而，仍期望进一步提高辐射燃烧器的效率。

发明内容

所要求保护的本发明的一方面提供一种辐射燃烧器，其包括限定预混合室和燃烧室的主体。预混合室通过具有多种高度的燃烧器表面的至少一个辐射燃烧器板与燃烧室相分隔。燃烧室进一步由第一辐射屏限定。辐射燃烧器进一步包括在燃烧室中的第二辐射屏。第二辐射屏与一个或多个辐射燃烧器板相间隔、但接近且平行于所述一个或多个辐射燃烧器板，以使得该第二辐射屏用作延伸的燃烧器表面并且在使用时还通过逆辐射加热所述的至少一个辐射燃烧器板。在优选的实施例中，第二辐射屏为平行间隔的圆杆或方形棒的布置。在优选的实施例中，第一和第二辐射屏由高耐热性材料制成，例如陶瓷，特别是氧化铝或氧化锆、钛酸铝、二氧化硅、刚玉或多铝红柱石、碳化硅、氮化硅或渗透金属的陶瓷，例如渗透硅的碳化硅。可替代地，辐射屏也可由其它天然的耐热性材料制成，例如包含按重量超过50％的金属硅化物的材料，如二硅化钼(MoSi₂)或二硅化钨(WSi₂)。在另一个优选实施例中，辐射屏由高等级的耐热性的钢制成，例如类似Kanthal APM或APMT等级的高级不锈钢；设计用于高温腐蚀的不同等级的FeCrAl合金；以及类似于Avesta 253MA、153MA、Inconel601、Incoloy 800HT、Incoloy MA956等级的铬/镍钢材。

辐射燃烧器板优选由具有耐高温以及优异的机械和热力学性能的陶瓷材料(例如堇青石或氧化锆；部分稳定的氧化锆(PSZ)、氧化铝、碳化硅或其它高级的工业陶瓷)制成。辐射燃烧器板的燃烧器表面的两种高度之间的高度差优选为从1到20mm。更优选地，从1到10mm。更加优选地，从2到7mm。最优选为5mm。

辐射燃烧器板具有多种高度的燃烧器表面。在优选的实施例中，所述多种高度成排布置并且相对于在辐射燃烧器板上的每一排通孔/穿孔交替。这样的燃烧器板的示例可在图1中看到，或者可替代地在图2和3中看到。同样地，这些类型的燃烧器板与带有蜂窝或相似穿孔样式的瓷砖(ceramic tile)相比，提供较小的发射率。其原因是具有多种高度的燃烧器表面，其中辐射燃烧器板的较低高度的燃烧器表面提供较高的辐射输出，这是因为各排的侧部也进行加热并且提供额外的辐射输出，但是高度最高的燃烧器表面不具有这样的额外的辐射输出。所以这些多种高度的辐射燃烧器板的总的辐射输出(并因此能量效率)在同样情况下低于辐射燃烧器板中的蜂窝式穿孔。