具有钝体火焰稳定器的气态燃料‑空气燃烧器的制作方法

本公开涉及具有钝体火焰稳定器的气态燃料-空气燃烧器以及操作该气态燃料-空气燃烧器的方法。

背景技术：

气体燃烧器可使用诸如氢、丙烷或天然气的气态燃料来产生（例如，生成）火焰。例如，气态燃料-空气燃烧器可以通过使气态燃料与氧混合来产生火焰。气态燃料-空气燃烧器可以在许多工业应用中被用于产生火焰。

气态燃料-空气燃烧器可以利用钝体来提供对燃烧器所产生的火焰的稳定化。例如，所述钝体可以通过生成再循环区来稳定火焰，所述再循环区具有驻点，火焰能够在所述驻点处得到稳定。

先前的燃烧器钝体可以具有圆形形状。例如，先前的燃烧器钝体可以是圆板或圆盘的形状。此外，先前的钝体在燃烧器中的位置（例如，地方）可以是静止的（例如，固定的）。例如，在燃烧器的运行期间，先前的钝体可以在燃烧器中保持处于同一位置。

技术实现要素：

本文描述了具有钝体火焰稳定器的气态燃料-空气燃烧器以及操作该气态燃料-空气燃烧器的方法。例如，一个或多个实施例包括钝体，所述钝体被构造成稳定由气态燃料-空气燃烧器产生的火焰，其中，所述钝体具有锥形形状，锥形形状被构造成通过生成再循环区来稳定火焰，所述再循环区具有驻点，火焰在所述驻点处得到稳定。

依照本公开的气态燃料-空气燃烧器钝体可具有锥形形状。而且，依照本公开的气态燃料-空气燃烧器钝体（例如，钝体在燃料器中的位置）可以是可调整的（例如，可移动的）。例如，在燃烧器的运行期间，依照本公开的钝体可在燃烧器中被移动到不同位置（例如，不同的地方）。

相反，先前的燃烧器钝体可以具有圆形形状。此外，先前的钝体（例如，先前的钝体在燃烧器中的位置）可以是固定的（例如，静止的）。例如，在燃烧器运行期间，先前的钝体在燃烧器中可以是不能够移动到不同位置的，并且这样的话在燃烧器运行期间可以保持在同一位置。

因为依照本公开的钝体可具有锥形形状和/或是可调整的，所以在燃烧器的运行期间，依照本公开的钝体可以不发生过热。例如，钝体的锥形形状和/或可调整性可防止在燃烧器的运行期间由燃烧器产生的火焰（例如驻点，火焰在该驻点处得到稳定）移动成更靠近（例如，过于靠近）该钝体和/或附接（例如，锚定）到该钝体，由此防止该钝体过热。例如，钝体的锥形形状和/或可调整性可防止燃烧器的流动状态的改变（例如流量和/或流速的改变）导致由燃烧器产生的火焰移动成更靠近该钝体并且使该钝体过热。防止钝体过热可防止对钝体造成损坏并且继而防止对燃烧器造成损坏。

相反，在燃烧器的运行期间，先前的钝体（例如，具有圆形形状的固定的钝体）可能发生过热。例如，在燃烧器的运行期间，由燃烧器产生的火焰可能移动成更靠近先前的钝体和/或附接到先前的钝体。例如，燃烧器的流动状态（例如，流量和/或流速）的改变可以导致火焰移动成更靠近先前的钝体并且使该先前的钝体过热，这可损坏钝体，并且继而损坏燃烧器。

此外，依照本公开的钝体（例如，具有锥形形状的和/或是可调整的钝体）可增大燃烧器的运行范围。例如，依照本公开的钝体可增大燃烧器的调节（例如，燃烧率）范围。例如，具有依照本公开的钝体的燃烧器与具有先前钝体的燃烧器相比可具有更大的运行范围，包括更大的调节范围。

另外，因为依照本公开的钝体可具有锥形形状和/或是可调整的，所以在燃烧器运行期间，在燃烧器的钝体和主体之间的开口（例如，间隙）中可以不发生高的压降。例如，依照本公开的钝体可减小发生在开口中的压降。因为在开口中可以不发生高的压降，所以对于运行燃烧器而言可以不需要高压鼓风机和/或高气压，这可降低燃烧器的运行成本。

相反，在燃烧器运行期间，在燃烧器的先前的钝体和主体之间的开口中会发生高的压降。如此，对于运行该燃烧器而言会需要高压鼓风机和/或高气压，这可提高燃烧器的运行成本。例如，具有先前钝体的燃烧器的运行成本会比具有依照本公开的钝体的燃烧器的运行成本更高。

附图说明

在下面的具体实施方式中，参考形成本文的一部分的附图。附图以图示的方式示出了可以如何实践本公开的一个或多个实施例。

图1a-1d示出了具有依照本公开的一个或多个实施例的钝体的气态燃料-空气燃烧器的各种视图。

具体实施方式

足够详细地描述了这些实施例以使得本领域的普通技术人员能够实践本公开的一个或多个实施例。要理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下可以使用其它实施例并且可以作出机械的、电的和/或过程的改变。

如将会领会到的，可对本文中的各实施例所示出的元素进行添加、交换、组合和/或去除从而提供本公开的若干另外的实施例。图中所提供的元素的比例和相对大小旨在说明本公开的实施例，并且不应在限制意义上进行采用。

本文中的图遵循编号惯例，在该编号惯例中，首先的一个或多个数字对应于附图的图号并且余下的数字表示图中的元素或部件。可以通过使用类似的数字来表示不同的图之间的类似元素或部件。

如本文中所使用的，“一”或“若干”某物可指的是一个或多个此类事物。例如，“若干开口”可指的是一个或多个开口。

图1a-1d示出了具有依照本公开的一个或多个实施例的钝体102的气态燃料-空气燃烧器100的各种视图。例如，图1a示出了燃烧器100的一部分的示意性俯视图，图1b示出了燃烧器100的示意性截面图，图1c示出了燃烧器100的成角度的截面图，并且图1d示出了燃烧器100的一部分的成角度的透视图。

如图1a-1d所示，气态燃料-空气燃烧器100可包括钝体102。如图1a-1d所示，钝体102可具有锥形形状。此外，钝体102可以是可调整（例如，可移动）钝体，以使得钝体102在燃烧器100中的位置是可调整的。例如，如将会在本文中进一步描述的，在燃烧器100的运行期间，钝体102可在燃烧器100中被移动到不同位置（例如，不同地方）。

如图1a-1c所示，气态燃料-空气燃烧器100可包括联接到钝体102的滑动机构114。滑动机构114可被用于调整（例如，移动）钝体102在燃烧器100中的位置。例如，滑动机构114可（例如，由燃烧器100的操作者）沿着示出在图1a中的双向箭头所指示的方向来回移动，这可导致钝体102进行对应的运动。如图1b和1c所示，滑动机构114可被定位在燃烧器100的燃料源连接件（例如，管）116内，并且可从钝体102延伸穿过燃料源连接件116直到滑动机构114离开燃料源连接件116，在滑动机构114离开燃料源连接件116的地方，操纵者可接触（例如，抓持、抓握、握住等）滑动机构114并使滑动机构114移动（例如滑动）以使钝体102移动。

钝体102可被用于稳定由气态燃料-空气燃烧器100产生（例如，生成）的火焰。例如，如图1a所示，钝体102可通过生成再循环区104来稳定火焰，再循环区104具有驻点106，火焰能够在驻点106处得到稳定。

作为示例，钝体102可被定位在气态燃料-空气燃烧器100中的第一位置（例如，如图1a所示的位置），并且当处于第一位置时可被用于稳定由燃烧器产生的火焰。使用滑动机构114，可使钝体102从所述第一位置移动到燃烧器100中的第二位置（例如，由图1a中的短划线表示的位置）。然后，钝体102当处于第二位置时可稳定火焰。

可使用滑动构件114来继续使钝体102以类似方式移动从而继续稳定由气态燃料-空气燃烧器100产生的火焰。例如，可使用滑动机构114来使钝体102从所述第二位置移动到燃烧器100中的第三位置（未在图1a中示出），并且钝体102当处于第三位置时可稳定火焰。作为另外的示例，钝体102可从第二位置移动回到第一位置，并且可在回到第一位置处时稳定火焰。

如图1a-1d所示，气态燃料-空气燃烧器100可包括主体108以及在主体108和钝体102和燃料源连接件116之间的通道110。如示出在图1a中的箭头所表示的，用于产生火焰的气态燃料-空气混合物可流动通过通道110，并且可通过邻近钝体102（例如，在钝体102和主体108之间）的开口112离开通道110。当气态燃料-空气混合物通过开口112离开通道110时，钝体102可改变（例如，减慢）该气态燃料-空气混合物的速度。

如图1b和1c所示，气态燃料-空气燃烧器100可包括燃料源连接件（例如，管）116和空气源连接件（例如，管）120。燃料源连接件116可将气态燃料提供到通道110，并且空气源连接件120可将空气提供到通道110。例如，燃料源连接件116可通过开口（例如，喷嘴）118将气态燃料提供到通道110。来自燃料源连接件116的气态燃料和来自空气源连接件120的空气可在通道110中混合以形成气态燃料-空气混合物。例如，虽然为了清楚从而不使本公开的实施例难以理解而没有在图1a-1d中示出，但燃烧器100可包括鼓风机（例如，风扇）以吹动气态燃料-空气混合物通过通道110和开口112。这样的鼓风机可被安装到空气源连接器120。燃烧器还可包括如图1b和1c所示的旋流器122以引导来自空气源连接件120的空气，以使得当空气与气态燃料在通道110中混合时空气具有旋涡运动。

由燃料源连接件110提供的气态燃料可以例如是氢、丙烷或天然气。然而，本公开的实施例不受到气态燃料的具体类型的限制。

钝体102的锥形形状和/或可调整性可在燃烧器100的运行期间帮助防止钝体102过热，并且因此可防止对钝体102造成损坏并且继而防止对燃烧器100造成损坏。例如，钝体102的锥形形状可防止在钝体102后面的通道110中生成另外的再循环区，因为该锥形形状可允许气态燃料-空气混合物通过开口112自由地离开通道110。相反，具有圆形（例如，圆盘和/或圆板）形状的先前的钝体可以在该钝体后面的燃烧器通道中生成另外的再循环区，这可导致由燃烧器产生的火焰附接（例如，锚定）到该钝体（特别是气态燃料-空气混合物以较低的流速通过通道时），并且由此导致该钝体变得过热并且损坏。

作为另外的示例，钝体102的可调整性可防止通过通道110的气态燃料-空气混合物在流动状态上的改变（例如流量和/或流速的改变）导致由燃烧器产生的火焰移动成更靠近钝体并且使该钝体过热，因为钝体102的可调整性可允许响应于流动状态的改变而调整钝体102的位置和/或可允许调整钝体102的位置以补偿流动状态的改变。例如，如果通过通道110的气态燃料-空气混合物的流动状态将会改变成使得会导致驻点106的地方发生改变（例如，移动成更靠近钝体102），则可将钝体102的位置从图1a所示的第一位置调整到第二位置以防止驻点106的地方发生如此的改变。

相反，先前的钝体是固定的，并且因此它们的位置不能够响应于通过通道的气态燃料-空气混合物在流动状态上的改变而进行调整和/或不能够进行调整以补偿通过通道的气态燃料-空气混合物在流动状态上的改变，所述先前的钝体将不能够防止流动状态的改变导致驻点的地方发生改变（例如，移动成更靠近钝体）。如此，流动状态的改变可导致火焰移动成更靠近钝体，并且由此导致该钝体变得过热并且损坏。

此外，钝体102的锥形形状和/或可调整性可增大燃烧器100的调节（例如，燃烧率）范围，并且因此增大气态燃料-空气燃烧器100的运行范围。例如，将钝体102的位置从图1a所示的第一位置调整到第二位置可调整开口112的尺寸，这可在燃烧器100的不同燃烧率处提供提高的火焰稳定性，并且因此增大燃烧器100可产生稳定火焰的燃烧率的范围。也就是说，可通过调整开口112的尺寸来实现使燃烧器100的不同燃烧率的火焰稳定性得到增大，并且因此实现使燃烧器100的燃烧率范围得到增大，可通过调整钝体102的位置来调整开口112的尺寸。可例如使用空气阀和/或燃气阀来调整燃烧器100的燃烧率。例如，虽然为了清楚从而不使本公开的实施例难以理解而没有在图1a-1d中示出，但燃烧器100可包括空气阀和/或燃气阀以调整燃烧率，所述空气阀安装在空气进入空气源连接件120的地方之前，所述燃气阀安装在燃气进入燃料源连接件116的地方之前。

作为示例，调整钝体102的位置以减小开口112的尺寸（例如，将钝体102从图1a所示的第一位置调整到第二位置）可例如通过防止在通道110中发生回火来提高气态燃料-空气燃烧器100处于低燃烧率时所产生的火焰的稳定性。也就是说，可通过减小开口112的尺寸来实现使燃烧器110的低燃烧率的火焰稳定性得到提高。作为另外的示例，如将会在本文中进一步描述的，调整钝体102的位置以增大开口112的尺寸（例如，将钝体102的位置从第二位置调整到图1a所示的第一位置）可降低在高燃烧率时会发生的开口112中的压降。也就是说，可通过增大开口112的尺寸来实现使开口112中的压降得到降低，并且因此实现使燃烧器100的高燃烧率的火焰稳定性得到提高。

相反，先前的钝体是固定的，并且因此它们的位置不能够得到调整，所述先前的钝体可能不能够在燃烧器的不同（例如，低和/或高）燃烧率处提供提高的火焰稳定性。如此，相比具有先前的（例如，固定的）钝体的燃烧器，具有钝体102的气态燃料-空气燃烧器100的运行范围可以更大。

另外，在燃烧器100的运行期间，钝体102的锥形形状和/或可调整性可防止在气态燃料-空气燃烧器100的钝体102和主体108之间的开口112中发生高的压降。例如，调整钝体102的位置可通过调整（例如，减小）开口112的尺寸来调整（例如，降低）发生在开口112中的压降。也就是说，可通过调整开口112的尺寸来调整发生在开口112中的压降，并且可通过调整钝体102的位置来调整开口112的尺寸。作为示例，调整钝体102的位置以增大开口112的尺寸可降低发生在开口112处的压降。

调整钝体102的位置以调整（例如，降低）开口112中的压降可稳定由气态燃料-空气燃烧器100在高燃烧率时产生的火焰。如此，燃烧器100在高燃烧率时可被操作成具有好的燃烧性能而不需要高空气压力。如此，燃烧器的鼓风机不需要是高速或高压鼓风机以防止在开口112中发生高的压降，这可降低燃烧器100的运行成本。

相反，先前的钝体是固定的，并且因此它们的位置不能够得到调整，所述先前的钝体可能不能够降低会发生在燃烧器的钝体和主体之间的开口中的压降。如此，会需要高速或高压鼓风机以防止在开口中发生高的压降并且稳定由燃烧器在高燃烧率时产生的火焰，这会提高运行成本和/或降低燃烧器的运行范围。例如，具有先前钝体的燃烧器的运行成本会比具有钝体102的燃烧器100的运行成本更高。

虽然已经在本文中示出了并且描述了具体的实施例，但是本领域的普通技术人员将会领会到任何打算实现相同技术的布置可替代所示出的具体实施例。本公开旨在覆盖对本公开的各实施例进行的任何和所有的调整或改变。

要理解的是，上面的描述是以说明的形式作出的，而不是以限制的形式作出的。本领域的技术人员在对上面的描述进行浏览时将会明白上面的实施例的组合以及没有在本文中具体描述的其它实施例。

本公开的各实施例的范围包括上面的结构和方法被使用在其中的任何其它的应用。因此，本公开的各实施例的范围应参照所附权利要求、连同这样的权利要求有权要求的等同物的全部范围来确定。

在上述具体实施方式中，为了对本公开进行精简的目的，各种特征在图中所示的示例实施例中被集合在一起。这种公开的方法不能被解释成表达如下意图：本公开的实施例需要与清楚地记载在每项权利要求中的特征相比更多的特征。

更确切地，如所附权利要求表达的，创新性的主题存在于比单个公开的实施例的所有特征更少的特征中。因此，所附权利要求以每项权利要求依靠其自身作为单独实施例的方式就此被合并到具体实施方式中。