專利名稱：燃燒室空氣控制調節(jié)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于壁爐，熔爐，鍋爐或其他相當的設備上的空氣控制調節(jié)器。
背景技術：
在壁爐的正常工作中通常需要向燃燒室導入空氣。以燃燒室為例包括但不僅限于 熔爐，鍋爐或其他相當的設備。燃燒室可以被設計成包含一個管網的集合系統(tǒng)，該管網具備 一個可以吸入或引入燃燒過程所需空氣的進氣管。空氣是燃燒的關鍵因素并影響著燃燒效 率和熱輸出。 現有控制氣流的方法包括具備若干個孔或通氣孔的集合管或管路系統(tǒng)。有些集合 管在管路末端裝有可移動的氣孔蓋。這些管路系統(tǒng)通常為手動控制并根據與環(huán)境波動，例 如溫度和風力的變化相關的條件改變而進行調節(jié)。這些系統(tǒng)常常會發(fā)生燃燒缺乏空氣或反 之，空氣過多而導致燃燒過于迅速，消耗額外燃料的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是為了提供一種生產成本適中的，自動或可自動調節(jié)的，安裝 簡便的，且活動部件盡可能少的空氣控制調節(jié)器。本發(fā)明另一個目的是提供一種能夠改裝 在現有燃燒室上，也能夠應用于新型燃燒室上的空氣控制調節(jié)器。本發(fā)明另一個目的是提 供一種設計緊湊，能夠應用于大多數條件下，并適應于多種燃燒室尺寸，煙道長度，燃料尺 寸，添料程序，富油啟動和添料程序的空氣控制調節(jié)器。本發(fā)明另一個目的是提供一種能夠 貧油燃燒的空氣控制調節(jié)器。本發(fā)明另一個目的是提供一種能夠進行手動調節(jié)且操作安全 的空氣控制調節(jié)器。發(fā)明另一個目的是提供一種能夠應對強風，弱風和突發(fā)氣流的空氣控 制調節(jié)器。發(fā)明另一個目的是提供一種操作安全并能提升燃料利用率的空氣控制調節(jié)器。 發(fā)明另一個目的是提供一種能夠降低溫度峰值和廢氣產生的空氣控制調節(jié)器。發(fā)明另一個 目的是提供一種能夠被手動控制的空氣控制調節(jié)器。發(fā)明另一個目的是提供一種能夠減少 突然涌入大量熱量的可能性的空氣控制調節(jié)器。發(fā)明另一個目的是提供一種能夠通過限制 在燃燒過程中空氣可達范圍，從而限制煙道火的范圍的空氣控制調節(jié)器。發(fā)明另一個目的 是提供一種能夠實現冷啟動的空氣控制調節(jié)器。 本發(fā)明總的來說可以被描述為包含一個優(yōu)選外形為圓柱體的本體的空氣控制調 節(jié)器，該本體可以被連接到燃燒室，熔爐，鍋爐或其他相當設備的進氣口上。該本體還包含
一個可以沿著一個第一支撐桿滑動的可移動式盤片，當空氣進入時，盤片向一個方向滑動， 而盤片也可以由于自身重力向相反的方向滑動，由此調節(jié)進氣通道的尺寸，從而提高燃燒 室的燃燒效率。
優(yōu)選地，第一支撐桿可調節(jié)地固定在一個安裝在控制調節(jié)器直徑方向上的橫桿 上。 優(yōu)選地，一個連接著上部盤片制動構件的第二支撐桿被可調節(jié)地固定在橫桿上。 優(yōu)選地，上部盤片制動構件上具有一個孔，使得第一支撐桿可以穿過其中，此外還能在工作 中阻止盤片繼續(xù)向上移動。 優(yōu)選地，第一支撐桿上具備一個下部盤片制動構件，用來在工作中阻止盤片向下 移動更多距離。 在優(yōu)選的實施例中，本體中有一個由多個弧形坡面和扇形邊緣構成的內部卵形開
口。卵形開口通向一個錐形壁的文氏腔。進入卵形開口的氣流在接觸到多個弧形坡面后形
成了多股氣流柱。氣流柱的數量由弧形坡面的數量決定。 在優(yōu)選的實施例中，盤片上有多個小孔，使得空氣可以從中穿過。 優(yōu)選地，控制調節(jié)器被連接到一個燃燒腔上。 當燃燒引入了足夠的空氣時，氣流會將盤片從下部盤片制動構件上提升，進入到 文氏腔中。通過第二支撐桿垂直調節(jié)的上部盤片制動構件限制了盤片的垂直移動。文氏腔 中的多股氣流柱將盤片維持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)下。在重力作用下的盤片自身重量使得盤片 向下移動，將氣流推向文氏腔的錐形側邊，并收窄氣流通道。盤片的移動慢慢削減了被引入 到燃燒室或壁爐中的空氣量，并使盤片繼續(xù)向著文氏腔的下方部分的方向緩慢下降。 一旦 盤片到達文氏腔的下方部分，空氣通過卵形周邊和盤片之間的開孔從盤片的周圍通過。此 時，盤片不再被氣流柱所支撐，并下降到位于下部盤片制動構件上的靜止位置。其結果是導 致稀燃，要么使得火焰熄滅，要么能夠重新進入上述循環(huán)。


圖1是控制調節(jié)器的橫截面圖。
圖2是控制調節(jié)器的前視圖。 圖3是一個安裝了控制調節(jié)器的典型的燃燒室集合管的俯視圖。
圖4是圖3中裝置的一個側視圖。
圖5是圖3中裝置的另一個側視圖。
圖6是控制調節(jié)器進氣口末端的透視圖。 圖7是一張展示了裝有控制調節(jié)器和未裝控制調節(jié)器的燃燒室效率比較的圖表。
具體實施例方式
以下描述了與本發(fā)明優(yōu)選實施例相關的發(fā)明。本發(fā)明不僅限于這些優(yōu)選實施例。 在不背離本發(fā)明范圍的前提下，可能的變更和更改可以迅速實現。 如圖1所描述，控制調節(jié)器1包含一個優(yōu)選外形基本為圓柱體的本體4，總長度5， 可變更的內外徑12和13，一個非連接末端6，和一個連接末端7。連接末端7具備如圖3-5 所示，能夠將控制調節(jié)器連接到一個燃燒室集合管2或其他相當設備上的內螺紋8。其他連 接控制調節(jié)器的方式同樣可行，包括但不僅限于壓入式連接或外螺紋連接。引入的空氣通 過非連接末端6進入本體4，穿過本體，并通過連接末端7流出。 本體4的外壁形成了外壁表面9，內壁形成了內壁表面10。外壁表面9和內壁表面10進一步構成了具有內徑12和外徑13的可變更的壁厚，內徑12和外徑13沿著總長度 5不斷變化。在一個實施例中，外壁的肩部14被設計成階梯形式以便于將控制調節(jié)器可移 動式地連接到例如集合管2的任何外部裝置上。外壁的形狀和尺寸可以根據需要而改變。 非連接末端6具有一個前外角邊緣15和一個內角邊緣16。 內壁表面10的形狀與外壁表面9可以相同也可以不相同。如圖l所示，內壁表面 10構成了一個包含一個底部第一部分20，一個上方的第二部分21，一個第二部分上方的第 三部分22和一個位于最上方的第四部分23的內部構型。在一個優(yōu)選的實施例中，內壁表 面10的形狀為階梯狀，包括了錐形，成角度的或弧形的部分，從而構成一個文氏腔。
如圖1所示，第四部分23的內外壁大致平行，并具備內螺紋8，用來連接管道，集合 管2或任何其他相當的可以連接到一個燃燒室上的空氣接收裝置。 如圖l所示，第一部分20在通向由本體4的上部構成的文氏腔之前向內收縮。文 氏腔包含一個位于圓周線25上方的阻塞截面。位于第二部分21之中的內表面24并不是 一個常規(guī)單曲率，而是由一系列相互連接的具有不同直徑和卵形面的曲線構成。位于調節(jié) 器本體4進氣口或正面的第一部分20可以是平整的坡面形式，或如圖2中的優(yōu)選實施例所 示，由若干個相互連接的具有不同曲線直徑的曲線坡面構成，這些坡面是三個圍繞著調節(jié) 器本體4的內邊緣，相互等距的半圓形坡面。這三個半圓形坡面朝向本體4的中心并成一 角度，盡管圖2展示了三個半圓形的坡面，坡面的數量可以大于或小于三個。
控制調節(jié)器1具備一個位于本體4的連接端7附近的橫跨調節(jié)器本體4截面的支 撐橫桿30。位于支撐橫桿30末端31和32的一定厚度的本體壁對這兩個末端31和32起 到了固定作用。支撐橫桿30可以通過第一固定方法34被可移動的固定和可調節(jié)的連接，例 如通過螺紋咬合和/或通過螺栓固定方法或其他可以從肩部14上實現的相當的方法。如 圖1所示，支撐橫桿30位于第三部分22中。支撐橫桿30可以被弧線旋轉調節(jié)，也可以被 縱向調節(jié)。支撐橫桿30還包含一個具備固定厚度，直徑，圓形或方形的中空的或實心的橫 截面。支撐橫桿30還包含兩個彼此隔開一定距離的孔35和36。 孔35和36的尺寸可以使得第一和第二支撐桿40和41從中穿過，因此第一和第 二支撐桿40和41與本體長度5大致平行且彼此平行。第一支撐桿40對盤片43的移動起 到了導向作用，其還包含下部的盤片制動構件42。盤片43中央有一個孔，第一支撐桿40從 中穿過，盤片得以沿著第一支撐桿垂直移動。下部盤片制動構件42的位置臨近非連接末端 6。第一支撐桿40被可調節(jié)，可滑動地固定在靠近可連接末端7的位置。優(yōu)選地，支撐橫桿 30還包含一個用來固定第一支撐桿40的第二固定構件37。第二固定構件37優(yōu)選地包含 一個定位銷和向支撐橫桿30內延伸的毗鄰第一支撐桿40的鎖緊螺釘。定位銷和鎖緊螺釘 可以被擰緊或擰松以便第一支撐桿40上下移動。如圖l所示，第一支撐桿40位于本體4 中央。第一支撐桿40可以被安裝和定位，使得在必要時可以對第一支撐桿40進行橫向或 旋轉調節(jié)。 支撐橫桿30還包含一個用來固定第二支撐桿41的第三固定構件38。第三固定構 件38優(yōu)選地包含一個定位銷和位于支撐橫桿30長度范圍內的鎖緊螺釘。第三固定構件38 的一端毗鄰第二支撐桿41，而第三固定構件38的另一端接觸外壁表面9并與其保持一致， 以便在必要時對第三固定構件38進行調節(jié)。第二支撐桿41對上部盤片制動構件45起到 了固定支撐作用。上部盤片制動構件45優(yōu)選地包含一個第一孔46，使得第一支撐桿40可以在其中滑動。第二支撐桿41可以在必要時被獨立調節(jié)，用來對上部盤片制動構件進行定 位。當第一支撐桿40向上移動時，盤片43最終接觸到上部盤片制動構件45并被阻止繼續(xù) 向上移動。 如圖2所示，盤片43至少包含一個孔47，而盤片直徑小于本體4的主要內徑，這樣 盤片可以沿著第一支撐桿40在上部盤片制動構件45和下部盤片制動構件42之間向上或 向下滑動，使得可以根據需要阻塞氣流。優(yōu)選地，上部盤片制動部件45覆蓋了盤片43上的 所有孔。優(yōu)選地，盤片43還包含一個位于中心的孔48?？?8使得盤片43與第一支撐桿 40產生滑動接觸。盤片43可以根據特定的性能要求，由指定量規(guī)和材料構成。
如圖2所示，第一部分20由多個弧形坡面49， 一個卵形開口 50和多個扇形的邊緣 51構成。在一個優(yōu)選實施例中，三個弧形坡面49和三個扇形的邊緣51，相互等距地分布在 卵形開口 50的邊沿16。當氣流通過卵形開口 50時，由于氣流接觸到弧形坡面49，從而形 成了三股氣流柱?；⌒纹旅婧蜕刃蔚倪吘壍臄盗渴强梢愿淖兊?。形成的氣流柱的數量是取 決于弧形坡面的數量。 控制調節(jié)器1可以被整合入一個現有的燃燒室中。如圖3-5所示，控制調節(jié)器1 可以通過在燃燒室后部鉆孔或沖孔被改裝到一個現有的燃燒室上。集合管2可以為T形結 構，具備覆蓋的末端53，調節(jié)孔54和一個用來連接控制調節(jié)器1的形狀可以根據控制器和 燃燒室的尺寸進行改變的彎頭構件。調節(jié)孔54的尺寸也可以被設計成能與調節(jié)器1相兼 容。加裝控制調節(jié)器1不會影響現有燃燒室上任何可控氣孔的運作。 控制調節(jié)器1自動控制并限制進入其所附的燃燒室，燃燒腔，熔爐或其他相當設 備的空氣量，繼而影響到熱能輸出。可移動盤片43通過沿著第一支撐桿40在上部盤片制 動構件45和下部盤片制動構件42之間的向上和向下滑動對氣流進行調節(jié)。
當盤片43位于下部盤片制動構件42上時，控制調節(jié)器1處于開啟狀態(tài)。當盤片 43處于開啟狀態(tài)時，空氣能夠自由進入本體4中。當火被點燃時，引入的氣流穿過第一部 分20經過盤片43，并由于接觸到構成第一部分20的多個弧形坡面和扇形的邊緣而形成多 股氣流柱。當燃燒引入了足夠的空氣時，盤片43會被提升，通過卵形開口 50進入到由第二 部分21和第三部分23構成的文氏腔中。優(yōu)選地可沿第二支撐桿41垂直調節(jié)的上部盤片 制動構件45，限定了最大進氣量。盤片43被產生的多股氣流柱穩(wěn)定地支撐。隨后，盤片43 的自身重力引導氣流到達文氏腔的錐形邊緣，慢慢抑制進入燃燒室中的氣流量和速度。接 著，盤片43會向卵形開口 50處慢慢下降，此處，空氣開始通過多個位于卵形開口 50和盤片 43之間的孔經過盤片43。此時，盤片不再被氣流柱所支撐，并下降到靜止位置。其結果是 導致稀燃，要么使得火焰熄滅，要么重新進入上述循環(huán)。 圖7通過圖表比較了一個未改造的燃燒室(1)，一個裝有控制調節(jié)器的，氣孔關閉 且氣管移除了的封閉燃燒室(2)，和一個裝有氣孔關閉且氣管移除了的控制調節(jié)器的封閉 燃燒室(3)之間，燃燒室后部以30分鐘為時間間隔的溫度(單位攝氏度，X軸)和時間(Y 軸)之間的關系。 (1)和(2)之間燃燒室峰值溫度差異為IOO攝氏度。三個小時之后，(1)和(2)之 間的差異顯示了調節(jié)控制器具有顯著的優(yōu)勢。在5個小時的時間點上，未改造的燃燒室(1) 已經熄滅，而改裝過的燃燒室(2)仍然運行在150攝氏度上。在5個小時的時間點上，(2) 的效率比(1)高出大約50%。因此，調節(jié)控制器通過延長熱能輸出的持續(xù)時間和降低峰值溫度對長時間熱能輸出產生了顯著的影響。 盡管上文己通過圖例對本發(fā)明進行了闡述，但所有針對本發(fā)明的，對于所屬技術 領域的專業(yè)人員來說是顯而易見的更改及變更都應被認為屬于在此描述的本發(fā)明的領域 及范圍之內。
權利要求
一個燃燒室空氣控制調節(jié)器，包含一個由一個進氣口和一個出氣口構成空氣通道的中空本體，空氣可以從該通道中穿過該本體，該出氣口氣動連接到一個燃燒室的進氣口上，一個位于該本體內部，可以沿著連接該本體的第一支撐桿進行移動的盤片，該盤片用來對氣流產生阻力，該本體包含一個內表面，可以在空氣被引入從盤片周圍經過穿過本體時，將氣流引導成多股氣流柱，當盤片沿著第一支撐桿移動時，該內表面提供了一個尺寸可變的氣流通道，上部盤片制動構件和下部盤片制動構件對該盤片的最大移動距離進行了限制，當本體中無氣流通過時，盤片由于自身重力的原因而坐落在下部盤片制動構件上，而在有氣流通過時，則相應地沿著第一支撐桿向上部盤片制動構件方向運動，如此，經過本體的氣流量得以被在本體內運動的盤片調節(jié)。
2. 根據權利要求1中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的內表面下部包含一個周 長大于盤片的卵形開口。
3. 根據權利要求2中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的卵形開口的周長由多個 相互等距的弧形坡面和扇形的邊緣構成。
4. 根據權利要求2中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中位于卵形開口上方的內表 面構成了一個文氏腔。
5. 根據權利要求1中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的第一支撐桿由一個支撐 橫桿所固定。
6. 根據權利要求5中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的支撐橫桿可以通過一個 第一固件進行旋轉和縱向調節(jié)。
7. 根據權利要求6中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的第一支撐桿還包含一個 下部制動構件。
8. 根據權利要求7中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的上部制動構件由一個連 接在支撐橫桿上的第二支撐桿所固定。
9. 根據權利要求8中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的第二支撐桿可以通過一 個第三固件進行旋轉和縱向調節(jié)。
10. 根據權利要求9中的空氣控制調節(jié)器，其特征在于其中的第二支撐桿包含一個上 部盤片制動構件。
全文摘要
一種通過氣流來支撐位于氣流通道中的盤片，對抗盤片自身重力，從而調節(jié)進入燃燒室進氣口的空氣流量的空氣控制調節(jié)器?？諝鈴谋P片邊緣通過，被在調節(jié)器內表面構成文氏腔的卵形坡面引導成多股氣流。通過調節(jié)進入燃燒室的氣流，使得燃燒效率得以提高。
文檔編號F23N1/02GK101730823SQ200880011552
公開日2010年6月9日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權日2007年4月11日
發(fā)明者馬克·W·肯達爾 申請人:賦萊明奇泊有限責任公司