预混气体燃烧器的制作方法

本发明涉及预混气体燃烧器领域，更具体地，涉及包括作为燃烧器甲板的机织金属丝网的表面稳定预混气体燃烧器。

背景技术：

具有机织金属丝网燃烧器甲板的表面稳定预混气体燃烧器是已知的。

us5474443a公开了一种预混气体燃烧器，其具有由机织金属丝网制成的半球形燃烧器甲板。

us2005/172915示出一种预混气体燃烧器，其具有包括刚性肋的机织金属丝网燃烧表面。

ep2876369a1公开了一种用于锅炉的气体燃烧器。该燃烧器包括燃烧膜，燃烧膜具有三维壳体形状的扩散层，形成具有至少一个双曲率区域的外燃烧表面。燃烧表面包括由穿孔的金属薄板形成的第一部分，以及由可渗透纤维或玻璃纤维基材料形成的第二部分。

us2014011143a公开了一种燃气锅炉燃烧器，其包括适于使预混合燃气在燃烧室中扩散的扩散器。扩散器包括扩散器中央部分和两个扩散器纵向周边部分。两个扩散器纵向周边部分通过扩散器中央部分连接在一起。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i，并且具有成形为周围弧的横截面，周围弧具有一致的曲率半径r周围。扩散器纵向周边部分中的每一个均成形为具有半径r的球体的一部分。

us2016040905a公开了一种燃烧器组件，其包括扩散板和多个燃烧器。燃烧器优选被限定为整体网结构，例如，冲压或压制成网结构。

技术实现要素：

本发明的第一方面是一种预混气体燃烧器。预混气体燃烧器包括金属板结构，用于将预混气体燃烧器安装在加热器中。金属板结构可包括一个金属板或优选由一个金属板组成；或者可以包括多于一个的金属板，例如，两个金属板，优选彼此相连。预混气体燃烧器包括燃烧器甲板。燃烧器甲板包括机织金属丝网，并且优选由机织金属丝网构成，在预混气体已经流经机织金属丝网之后，预混气体在机织金属丝网的外表面上被燃烧。一个或多于一个的开口被设置在金属板结构中。机织金属丝网的周围边缘包括至少一个突片；并且优选具有多个突片。每个突片穿过金属板结构中的开口而被插入。优选地，一个或多个突片包括机织金属丝网或由机织金属丝网组成。

在燃烧器被使用时，表面稳定预混气体燃烧器的机织金属丝网燃烧器甲板变热。机织金属丝网燃烧器甲板需要能够处理：在燃烧器使用时由与高温相关的热膨胀引起的应力以及燃烧器不使用时由收缩引起的应力。如果不是这样，则会发生燃烧器甲板的早期机械故障。由于机织金属丝网燃烧器的周围上设置有一个或多个突片—一个或多个突片穿过金属板结构中的开口而被插入—当机织金属丝网变热膨胀或冷却收缩时，机织金属丝网相对于金属板结构的移动量是可能的。机织金属丝网相对于金属板结构的一定量的移动是可能的，因为一个或多个突片并非机械地或物理地(例如，借助于焊接)结合到金属板结构上。因此，令人惊讶的是，本发明的预混气体燃烧器已经显示出非常适用于承受热膨胀和收缩，从而延长预混气体燃烧器的寿命。

优选突片具有大体矩形形状。优选突片具有4-20mm之间的宽度；更优选在6-12mm之间。优选突片具有1-12mm之间的高度；更优选在3-6mm之间。

优选突片具有4-20mm之间的最大宽度；更优选在6-12mm之间。优选突片具有3-6mm之间的最大高度。

优选地，机织金属丝网具有0.6-1.3mm之间的厚度。作为示例，0.9mm厚的机织金属丝网可以有利地用于本发明中。

优选地，至少一个突片被弯曲，从而使小于180°的夹角被设置在穿过开口的插入的突片与机织金属丝网在开口的另一侧的部分之间。优选地，所有突片均被弯曲，从而使小于180°的夹角被设置在穿过开口的突片与机织金属丝网在开口另一侧的部分之间。更优选地，夹角小于150°，甚至更优选小于120°。优选地，夹角大于30°，甚至更优选大于60°，甚至更优选大于90°。至少一个突片被弯曲的实施例确保了机织金属丝网被更好地保持在应用的位置中，在该位置中，燃烧器与面向下方的燃烧器甲板一起使用；并且有助于实现燃烧器甲板和燃烧器的更长寿命。

在优选实施例中，燃烧器甲板被设置为凸形形状。这意味着当燃烧器运行时，燃烧器的火焰被锚固到燃烧器甲板的凸侧上。更优选地，燃烧器甲板的整个表面被设置为凸形形状；这意味着当燃烧器运行时，火焰锚固侧的燃烧器甲板的整个表面具有凸起形状。

在优选实施例中，机织金属丝网不包括肋也不包括隆起。

在优选实施例中，机织金属丝网包括肋和/或隆起。

在优选实施例中，燃烧器甲板的周围具有矩形形状，矩形的两个短边已经呈圆角形。更优选地，矩形的短边连续地呈圆角形。

在燃烧器甲板的周围具有矩形形状，矩形的两个短边已经—优选连续地—呈圆角形的实施例中，优选地，突片仅沿燃烧器甲板的周围的矩形形状的两个长边而被设置。这意味着没有突片沿—可能连续地—呈圆角形的短边而被设置。根据该实施例的燃烧器甚至更适用于长寿命使用，因为沿短边不存在突片允许机织金属丝网在其长度方向上更好地热膨胀。

在优选实施例中，金属板结构包括凹槽。凹槽的宽度大于机织金属丝网的厚度。机织金属丝网的至少部分—优选整个—周围边缘被定位在凹槽中。优选地，至少部分开口—并且优选所有开口—被设置在凹槽中(并且优选被设置在凹槽底部)。这样的实施例协同地有助于提供具有长寿命的燃烧器。由于凹槽的宽度大于机织金属丝网的厚度，因此，提供了机织金属丝网相对于金属板结构的一定量的移动。此外，这样的实施例的额外益处在于，经由机织金属丝网的边缘发生火焰回火的风险较小。

优选地，凹槽的深度为至少1mm，更优选为至少2mm。

优选地，凹槽的宽度比机织金属丝网的厚度大至少0.1mm。更优选地，凹槽的宽度比机织金属丝网的厚度大至少0.3mm。优选地，凹槽的宽度比机织金属丝网的厚度大少于0.8mm。这样的实施例提供了具有长寿命的燃烧器；因为这种燃烧器非常适用于处理燃烧器使用时机织金属丝网燃烧器甲板上的热应力。

优选地，凹槽的深度是凹槽的宽度与机织金属丝网的厚度之差的至少三倍。这些实施例提供了具有长寿命的燃烧器；因为这种燃烧器甚至更适用于处理燃烧器使用时机织金属丝网燃烧器甲板上的热应力。

在金属板结构包括凹槽，并且燃烧器甲板的周围具有矩形形状，但矩形具有呈圆角形的—优选连续地呈圆角形—的两个短边的实施例中，优选地，凹槽的宽度在两个—优选连续地—呈圆角形的短边中比沿燃烧器甲板的周围的矩形形状的两个长边更大。根据该实施例的燃烧器甚至更适用于长寿命使用，因为沿短边不存在突片结合短边处更宽的凹槽允许机织金属丝网在其长度方向上更好地热膨胀。

在金属结构包括沿燃烧器甲板的整个周围分布的凹槽的优选实施例中，凹槽底部的板结构中设置有多个狭缝。机织金属丝网的周围边缘包括沿机织金属丝网的整个周围边缘分布的多个突片；并且每个突片穿过狭缝而被插入。这样的实施例提供了燃烧器寿命方面的进一步改进。

优选预混气体燃烧器包括穿孔板节段，预混气体在流经机织金属丝网之前流过该穿孔板节段。穿孔板节段被提供以使预混气体更均匀地分布在燃烧器甲板的表面上；并因此，有助于延长燃烧器的寿命。更优选地，设置有穿孔的穿孔板节段的所有区域被设置在距离机织金属丝网至少1mm处；并且优选在小于3mm的距离处。这样的实施例有助于生产具有长寿命的燃烧器。

在包括穿孔板节段的优选燃烧器中，在预混气体流经机织金属丝网之前，预混气体流过穿孔板节段，金属板结构包括用于将燃烧器安装在加热器中的第一金属板和包括穿孔板节段的第二金属板。在其中金属板结构包括凹槽的实施例中，优选凹槽的一侧由第一金属板提供；并且凹槽的另一侧由第二金属板提供。

在包括穿孔板节段的优选燃烧器中，在预混气体流经机织金属丝网之前，预混气体流过穿孔板节段，金属板结构包括金属板。金属板包括用于将燃烧器安装在加热器中的部分以及穿孔板节段。在其中金属板结构包括凹槽的实施例中，优选凹槽由成形的金属板提供；例如，借助于金属板深拉。

本发明的第二方面是一种冷凝锅炉，其包括如本发明第一方面的任一实施例所述的预混气体燃烧器。优选地，冷凝锅炉包括铸铝热交换器。

附图说明

图1和图2示出根据本发明的预混气体燃烧器。

图3、4和5示出根据本发明的预混气体燃烧器的横截面。

图6示出穿过开口被插入的突片与机织金属丝网在开口另一侧的部分之间的夹角。

具体实施方式

图1和图2示出根据本发明第一方面的预混气体燃烧器。图1示出发生燃烧的燃烧器甲板侧的燃烧器，而图2从供应预混气体的一侧示出燃烧器。预混气体燃烧器包括用于将预混气体燃烧器安装在加热器中的金属板结构105、燃烧器甲板110和金属板结构105中的凹槽115(图1中不可见，图2中凹槽可从底部观察)。燃烧器甲板110由机织金属丝网组成，在预混气体流经机织金属丝网之后，预混气体在机织金属丝网的外表面上燃烧。在该示例中，燃烧器甲板被设置为跨燃烧器甲板的整个表面为凸形形状。在示例性燃烧器中，机织金属丝网不包括肋或隆起。示例性燃烧器的燃烧器甲板的周围具有矩形形状，其两个短边已经连续地呈圆角形；然而，燃烧器甲板的其它周围形状也是可能的。

凹槽105的宽度大于机织金属丝网的厚度。多个开口120被设置在凹槽115的底部。开口可以，例如，采用位于凹槽底部的狭缝形式。机织金属丝网的周围边缘被定位在凹槽115中。机织金属丝网的周围边缘包括多个突片125；每个突片穿过凹槽底部的开口而被插入。在该示例中，仅沿燃烧器甲板的周围的矩形形状的两个长边设置突片。在该实例中，凹槽的宽度在两个连续呈圆角形的短边中比沿燃烧器甲板的周围的矩形形状的两个长边更大。

在优选燃烧器中，突片相对于燃烧器甲板的表面被弯曲(图2中未示出，但在图6中被图示)，从而使机织金属丝网在预混气体燃烧器中更好地被保持。

图2从供应预混气体的一侧示出燃烧器，如图2中可见，该示例性燃烧器包括穿孔板130，在预混气体在流经机织金属丝网之前，预混气体流过穿孔板130。

图3、图4和图5示出根据本发明第一方面的三个不同实现方式的燃烧器的横截面。

图3示出图1和图2中所示的示例性燃烧器沿图1的平面a1-a1的横截面300。金属板结构305包括金属板，金属板包括用于将燃烧器安装在加热器中的部分307以及穿孔板节段330。金属板结构(一个金属板)305通过冲压和深拉而被成形。金属板305包括具有开口320的凹槽315。机织金属丝网310的周围边缘被定位在凹槽315中。机织金属丝网310的周围边缘处的突片325穿过凹槽315底部的开口320而被插入(图3所示的横截面穿过了燃烧器两侧的突片)。优选地，设置有穿孔的穿孔板节段330的所有区域被设置在距离机织金属丝网310至少1mm处；并且优选在小于3mm的距离处。作为一个示例，凹槽的深度d为2mm，凹槽的宽度w为1.5，并且机织金属丝网的厚度为0.9mm。优选地，突片被弯曲(图3中未示出)—更优选地朝燃烧器的内侧被弯曲—从而使在穿过开口而被插入的突片与机织金属丝网在开口另一侧的部分之间形成小于180°—优选小于150°—的夹角。

图4示出根据本发明替代实施例的燃烧器的横截面400。金属板结构405包括金属板。金属板包括用于将燃烧器安装在加热器中的部分407以及穿孔板节段430。在预混气体流经机织金属丝网燃烧器甲板410以在机织金属丝网燃烧器甲板410的另一侧被燃烧之前，预混气体流过穿孔板节段430的穿孔。金属板结构(一个金属板)405通过冲压和深拉而被成形。金属板405包括开口420，但没有凹槽。机织金属丝网410的周围边缘处的突片425穿过开口而被插入(图4所示的横截面穿过了燃烧器两侧的突片)。优选地，设置有穿孔的穿孔板节段430的所有区域被设置在距离机织金属丝网410至少1mm处；并且优选在小于3mm的距离处。优选地，突片被弯曲(图4中未示出)—更优选地朝燃烧器的内侧被弯曲—从而在穿过开口被插入的突片与机织金属丝网在开口另一侧的部分之间形成小于180°—优选小于150°—的夹角。

图5示出根据本发明替代实施例的燃烧器的横截面500。金属板结构505包括用于将燃烧器安装在加热器中的第一金属板507和包括穿孔板节段的第二金属板530。在预混气体流经机织金属丝网燃烧器甲板510以在机织金属丝网燃烧器甲板510的另一侧被燃烧之前，预混气体流过穿孔板节段。凹槽515被设置在金属板结构505中。凹槽515的一侧由第一金属板507提供；凹槽的另一侧由第二金属板510提供。机织金属丝网510的周围边缘被定位在凹槽515中。机织金属丝网510的周围边缘处的突片525穿过凹槽515底部的开口520而被插入(图5所示的横截面穿过了燃烧器两侧的突片)。作为一个示例，凹槽的深度为2mm，凹槽的宽度为1.5mm，并且机织金属丝网的厚度为0.9mm。优选地，突片被弯曲(图5中未示出)—更优选地朝燃烧器的内侧被弯曲—从而在穿过开口被插入的突片与机织金属丝网在开口另一侧的部分之间形成小于180°—优选小于150°—的夹角。

图6图示穿过开口被插入的突片与机织金属丝网在开口另一侧的部分之间的夹角。图6示出本发明燃烧器的一部分。图6示出用于安装燃烧器的金属板结构605的一部分、穿孔金属板630的一部分、凹槽615、机织金属丝网610的一部分以及穿过凹槽底部的开口而被插入的突片625。图6图示突片如何优选地被弯曲，从而在穿过开口被插入的突片615与机织金属丝网610在开口另一侧的部分之间形成夹角α(α)。优选地，夹角小于150°。在该实例中，突片朝燃烧器的内侧被弯曲。