[发明专利]高周边稳定性燃烧器

说明书

本发明涉及一种用于燃气锅炉（gas boiler）的高周边稳定性的燃烧器。

现有技术的燃气锅炉包括：用于给燃烧器供给预混合燃气-空气混合物的导管；通过在燃烧室中的所述混合物的燃烧产生热量的燃烧器；以及可能地，可以连接到换热器和/或供给导管以确保燃烧室的闭合和/或用于相对于此燃烧室定位燃烧器的支撑元件。

燃烧器包括扩散器，确定用于产生热量的火焰式样的预混合燃料和空气气体通过此扩散器传送。通常地，扩散器包括设有多个开口、具有内表面和外表面的壁，所述内表面与供给管流体地连接并且因此与未燃烧混合物接触，在所述外表面上发生燃烧。

在扩散器的上游（参照燃气-空气混合物的流动方向）还可以提供分配装置或分配器，其布置在扩散器的与燃烧表面相对的侧面上，通常包括具有多个通孔的壁，构造为以基本上均匀的方式或者以期望的方式朝向扩散器的壁分配燃气-空气混合物。

如所公知的，在扩散器的壁的外侧上通过燃烧产生的热量通过热燃料气体传送到换热器以便加热例如水的流体，流体随后被传送到用户，例如到工业过程、住宅环境等的加热系统和/或生活用水。

由于受控与区别加热的特定需要，重要的是能够改变燃烧器的加热功率。

能够通过供给到扩散器的燃料或混合物的速率的变化来控制燃烧器的加热功率。然而，现有技术的燃烧器的加热功率范围或所谓的调节（最大功率与最小功率之间的比率）的幅度是有限的。这是由于这样的事实，当燃料流速超过取决于材料、通道的比面积（通道区域与壁区域之间的商）以及扩散器对混合物流动的阻力的最佳范围时，便发生与火焰不稳定性相关的问题，这危及了燃烧器的正确操作。特别地，当增加加热功率时，燃烧区域以及因此火焰趋于从扩散器移开，在安全性和诸如一氧化碳（CO）的污染物的排放方面具有严重影响。

在扩散器的端部，火焰从扩散器移开的此种现象特别普遍。

实际上，此端部与燃烧器的框架连接，因此在此区域中扩散器的温度不可避免地低于其他区域的温度。

为了克服此问题，已知在扩散器附近使用额外的分配器或者使用通过模制适当地形成的扩散器。然而两种解决方案在制造方面都是复杂的并且显著地影响了燃烧器的制造成本。

因此，本发明的目的是提供一种能够克服上述火焰不稳定性问题（特别地此问题涉及火焰分离）的燃烧器，并且其同时制造简单并且成本低廉。

此目的和其他目的通过这样的燃气锅炉燃烧器实现，其包括适于使燃烧室中的预混合燃料气体扩散的扩散器，所述扩散器的每个横截面都具有一致的曲率半径，其中所述扩散器包括扩散器中央部分和两个扩散器纵向周边部分，所述两个扩散器纵向周边部分通过所述扩散器中央部分连接在一起，所述扩散器中央部分沿着垂直于燃料气体流动的方向纵向地延伸大于零的长度l并且具有的横截面成形为具有半径r的圆周弧，所述扩散器纵向周边部分的每个都成形为具有半径r的球体的一部分。

扩散器的此特定构造还允许在在加热功率增加的情形中以及还在扩散器的端部实现火焰稳定性。

特别地，上述构造允许获得从扩散器离开的燃料气体的流动方向，该流动方向沿着垂直于扩散器的表面的方向在扩散器边缘处的分量基本是零。因此，能够减小在边缘处的混合物流动并且防止火焰分离现象，并且还具有高的功率调节。

这里术语“气体流动方向”用于指示气体流动的主要方向。

对于本发明的目的来说，表述“横截面具有一致的曲率半径”用于表示横截面的每个点都具有相同的曲率半径，即其属于具有此半径的相同的假想圆周。

为了更好的理解本发明并且理解其优点，在下文中参照附图提供了本发明的燃烧器的一些示例性且非限制性实施方式的描述，附图中：

-图1是包括根据本发明的燃气燃烧器的锅炉部分的纵截面视图；

-图2是根据本发明第一实施方式的燃气锅炉燃烧器的立体图；

-图3是安装在框架上的根据本发明实施方式的燃气锅炉燃烧器的立体图；

-图4示是图3的燃烧器的侧视图；

-图5是沿着图4的燃烧器的横截面B-B的视图；以及

-图6a-图6c示出了沿着图5的截面的燃料气体的一些流动路线的矢量分解图。

参照图1-图6，整体地通过参考标号1指示燃气锅炉燃烧器。

特别地，参考标号1表示通过预混合燃料气体的燃烧来产生热量的燃烧器，所述预混合燃料气体通常包括燃料气体和空气。优选地，此种燃料气体是完全预先混合好的，即没有其他成分被添加到供给到燃烧器的混合物。