專利名稱：用于預混式燃氣燃燒器的空氣—燃氣混合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于預混式燃氣燃燒器的混合裝置，該燃燒器具有如獨立權(quán)利要求I的前序部分中所述的特征。
背景技術：
本發(fā)明尤其但非排它地涉及設計為空間加熱或水加熱的家用鍋爐的技術領域。在該領域中，家用鍋爐必須滿足各種要求，包括一些涉及到使用者舒適性和安全性的要求。安全性要求包括響應于可能發(fā)生在出煙口中的任何障礙的動作設置。通?？梢詫㈠仩t視為一種輸入燃氣和冷水并輸出熱水和由燃氣和空氣燃燒所產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物的系統(tǒng)。燃燒產(chǎn)物通過管道或煙道排放，管道或煙道將燃燒產(chǎn)物運載到設備安裝于其中的建筑物的外部，并將它們排放到外部環(huán)境中。煙道通常是圓筒狀管道，其一端連接到燃燒室且另一端連接到外部終端。由于終端處于外部環(huán)境中，所以其可能變成被外部媒介阻塞或堵塞，這些外部媒介例如鳥所筑的巢或被風帶來并落在終端上的物體。在這種情況下，換句話說如果終端被堵塞，那么鍋爐必須關閉或者必須在其一氧化碳輸出減少到通過調(diào)節(jié)所設定的限值之下而運行。鍋爐中的燃燒過程在空氣和可燃性氣體結(jié)合下發(fā)生，空氣通過風扇供應到設備內(nèi)部。在到達風扇之前，吸入空氣流進混合器并產(chǎn)生真空，從而抽吸可燃性氣體。在緊湊系統(tǒng)中，混合器以匯聚管的形式制成并且在具有最小截面的部分中產(chǎn)生真空。燃氣通過與匯聚管共軸的管道噴入空氣流。在其它無緊湊需求的系統(tǒng)中，將長度至少與匯聚管相同的分流管裝配在最小截面的下游。通過真空抽吸的燃氣數(shù)量通過燃氣閥門進行調(diào)節(jié)，該燃氣閥門在風扇轉(zhuǎn)速變化的情況下保持燃空比恒定。如果出煙口被阻塞，即便風扇轉(zhuǎn)速保持相同，通過風扇供應的空氣流仍然減少，并且燃氣流率也相應地減少。在理想系統(tǒng)中，當空氣流率降到低于最低的所需流率時，燃空比也應保持恒定。這樣，燃燒過程繼續(xù)，一氧化碳輸出保持在限值之內(nèi)，并且在低于一定的熱功率水平時將鍋爐關閉。無論是由于火焰不能再保持穩(wěn)定，還是由于借助電極檢測火焰存在的鍋爐安全系統(tǒng)檢測到火焰中的離子電流低于鍋爐的電流板中設定的參考限值，都關閉鍋爐，并由此動作以關閉燃氣閥。如前面所述的僅具有匯聚管道的混合系統(tǒng)在煙道阻塞時通常不能令人滿意地工作。當管道變得阻塞時，燃空比趨向于增大，導致一氧化碳輸出遠高于通過調(diào)節(jié)所設定的限值。如前面所述已知的系統(tǒng)中，燃空比在煙道阻塞時增大。該比值的增大是由于真空度的增加且從而使得噴入的燃氣數(shù)量增加。這種現(xiàn)象是因為葉輪的孔區(qū)域(吸入?yún)^(qū)部)所產(chǎn)生的不同的流體動力條件而產(chǎn)生的。在這些條件下，生成與葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線同軸的漩渦，并在葉片通道的進口和出口之間再循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有前述類型的空氣一燃氣混合裝置，該混合裝置從結(jié)構(gòu)上和功能上被設計成克服上述現(xiàn)有技術的限制。本發(fā)明借助根據(jù)所附權(quán)利要求書制成的空氣一燃氣混合裝置來解決該問題。


通過下面對某些優(yōu)選實施示例的詳細描述，出于指導和非限制性方式的目的結(jié)合附圖，將使本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點變得清楚，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明所使用的裝置的安裝示意圖，圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的混合裝置的軸向截面示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的裝置、對應于圖2的示意圖，圖4和5是在不同的變形實施例中沿圖3細節(jié)的軸向截面的示意圖，圖6是前述附圖中所示的根據(jù)本發(fā)明的裝置的正視示意圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明的裝置的又一示范性實施例的立體圖。
具體實施例方式首先參照圖1，數(shù)字I表示具有燃氣燃燒器的鍋爐，該燃氣燃燒器具有空氣和燃氣預混合，例如用于加熱環(huán)境2的鍋爐，其中燃燒室(圖中未示出)通過燃燒煙氣出煙口 3連接到如圖所示的位于環(huán)境外部的排放終端4。鍋爐I包括供應在混合裝置5中預先混合的可燃性空氣一燃氣混合物的燃燒器，該混合裝置5以已知配置示出在圖2中。該裝置包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸線X驅(qū)動的、具有葉輪7的風扇單元6，該風扇單元設有在軸向吸入?yún)^(qū)部9和徑向相對的輸送區(qū)部10之間延伸的徑向葉片8。葉輪7容納在其中形成有區(qū)部9和10的罩殼11內(nèi)。每個葉輪葉片8從葉輪的基面12突起，橫向延伸到軸線X，并在吸入?yún)^(qū)部9內(nèi)具有一個邊緣13，多對相鄰的邊緣限定了前導邊緣或相應葉片通道的嘴部，這些通道沿著區(qū)部9和10之間的葉片延伸部在成對的相鄰葉片之間延伸。在容納葉輪7的歧管11中形成有面向葉片的與基面12軸向相對側(cè)的前表面，在圖2的軸向截面中使用數(shù)字14來表示該表面的輪廓。在風扇的吸入?yún)^(qū)部9的上游，通過風扇將空氣從該處抽吸并送往燃燒器，該混合裝置包括設計成引導空氣的管狀管道15，該管道與軸線X同軸定位并具有朝向吸入?yún)^(qū)部9匯聚的終端部分15a，該部分的自由端具有最小的截面。在該截面中通過收斂性的幾何外形產(chǎn)生真空并抽吸燃氣流，該燃氣流被導引通過至少部分地形成在管道15內(nèi)部并與其同軸的第二管狀管道16?？商娲氖牵艿?6也可以在管道15外部延伸。以傳統(tǒng)的方式，通過在風扇轉(zhuǎn)速變化的情況下保持燃空比恒定的燃氣閥(圖中未示出)對通過真空抽吸的燃氣量進行調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的原理特征，裝置I還包括至少一個呈定子葉片元件20形式的附加物，其遠離軸線X從管道外部的管道15側(cè)向輪廓突起。參照圖3，假定葉片元件20的中間部分出現(xiàn)在圖中軸向截面的平面(頁平面)上，則葉片元件在由以下聯(lián)合限定的區(qū)域(在圖中用虛線表示)內(nèi)延伸:-匯聚管道15的終端部分的輪廓，-終端部分至靠近表面12的點且平行于軸線X的延伸部分，-葉輪的基面12與相應的葉片邊緣13靠近的部分，-葉片通道的相應前導邊緣13，-以及靠近相應邊緣13相對于葉片8正面定位的葉輪容納歧管11的表面輪廓14。在上述限定的在圖3-5中使用虛線表示的區(qū)域內(nèi)，至少一個葉片元件20可以從匯聚元件的橫向輪廓延伸以至少部分地占據(jù)該區(qū)域，同時與葉輪的葉片間隔開以避免與這些葉片干涉。圖4和5給出了根據(jù)歧管11的不同正面輪廓限定葉片元件20的區(qū)域的替代配置。更具體的，葉片元件20具有帶相對面20a的平板狀外形，并限定橫向厚度20b。在一個示例性的實施例中，定子葉片元件20相對于旋轉(zhuǎn)軸線X徑向延伸，并且其相對面20a是平直的。顯然，其它形狀或位置也是可行的。葉片元件20的數(shù)量和角度位置也可以是變化的。在另一個示例性的實施例中，如圖7所示，四個葉片元件20沿圓周以相等的角度間隔設置并定位。葉片元件徑向延伸并具有矩形幾何形狀的平直輪廓。優(yōu)選的是，每個葉片元件20的厚度20b大于0.2mm,并適宜地制成為1mm，同時匯聚管道15的壁厚21在其具有最小截面的端部處小于3mm。根據(jù)本發(fā)明的定子葉片元件的作用在具體敘述如下。當煙氣至少部分地被阻礙時，燃空比趨于增大。這種增大是由于真空度的增加并由此導致噴入的燃氣量增加。該現(xiàn)象是由于在葉輪的孔區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的不同的流體動力學條件而導致的。在這些條件下，產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)軸線X同軸的漩渦，并且在葉片通道的入口和出口之間再循環(huán)。定位在上述區(qū)域中的至少一個附加物或葉片20的設置趨于抵抗燃氣混合物的這些流體動力學作用，從而在煙氣受阻期間導致性能的改善。這樣，當阻礙增大時空燃比趨于減小，使得鍋爐被安全地關閉。上述解決方案使得將要維護的混合器的緊湊配置變得可能，此外，由于當燃空比減少時火焰因為變得不穩(wěn)定而趨于熄滅且不導致一氧化碳的產(chǎn)生，使得燃空比的減少是更為安全的因素。這樣，本發(fā)明解決了提出的問題，并提供了優(yōu)于現(xiàn)有方案的所述優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種用于燃氣燃燒器的混合裝置，包括: -風扇單元￠)，所述風扇單元具有葉輪(7)，所述葉輪(7)具有圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(X)驅(qū)動的徑向葉片(8)，所述風扇單元還具有軸向吸入?yún)^(qū)部(9)和徑向相對的輸送區(qū)部(10)； -與旋轉(zhuǎn)軸線(X)同軸的第一管道(15)，所述第一管道具有鄰近所述吸入?yún)^(qū)部(9)匯聚的終端部分(15a)，用于將空氣流供應到所述吸入?yún)^(qū)部； -與所述第一管道(15)同軸的第二管狀管道(16)，用于在所述匯聚部分(15a)的具有最小截面的端部處供應燃氣流，以使空氣流與燃氣流在風扇的吸入?yún)^(qū)部(9)上游混合； -從所述葉輪的基面(12)突伸的葉輪葉片(8)，每個葉片(8)具有位于所述吸入?yún)^(qū)部(9)的前導邊緣(13)，這些前導邊緣在相鄰的成對葉片之間形成相應的葉片通道的嘴部，并在風扇的所述吸入?yún)^(qū)部(9)和所述輸送區(qū)部(10)之間延伸； -風扇容納歧管(11)，具有位于葉輪葉片(8)前面并與其間隔開的前表面輪廓(14)； 其特征在于，包括沿遠離所述軸線(X)的方向從所述第一匯聚管道(15)突伸并位于管道(15a)外部的至少一個附加物(20)，所述至少一個附加物在由所述第一匯聚管道(15)的終端部分、該部分(15a)朝向更靠近所述葉片的前導邊緣(13)的葉輪基面(12)側(cè)的葉輪基面(12)的延伸部、所述葉片的前導邊緣(13)以及靠近所述葉片的相應前導邊緣(13)在葉輪葉片(8)的前面定位的所述風扇容納歧管(11)的前表面輪廓(14)聯(lián)合限定的區(qū)域內(nèi)延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，以與定子葉片元件相同的方式成形所述至少一個附加物(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，所述至少一個葉片元件(20)具有板狀外形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的混合裝置，其特征在于，所述至少一個葉片元件(20)從所述旋轉(zhuǎn)軸線(X)徑向延伸并具有平直的相對面(20a)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的混合裝置，其特征在于，包括至少四個以規(guī)則角度間隔周向定位的葉片元件(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合裝置，其特征在于，每個所述葉片元件(20)具有矩形平直輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合裝置，其特征在于，每個所述葉片元件(20)在相對面(20a)之間測得的厚度大于0.2mm，所述匯聚管道(15)在其具有最小截面的端部處具有小于3mm的厚度。
全文摘要
這里描述的是一種用于燃氣燃燒器的混合裝置，包括風扇單元(6)，該風扇單元具有葉輪(7)，該葉輪(7)具有圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(X)驅(qū)動的徑向葉片(8)，該風扇單元還具有軸向吸入?yún)^(qū)部(9)和徑向相對的輸送區(qū)部(10)；與旋轉(zhuǎn)軸線(X)同軸的第一管道(15)，具有鄰近吸入?yún)^(qū)部(9)匯聚的終端部分(15a)，用于將空氣流供應到吸入?yún)^(qū)部；與第一管道(15)同軸的第二管狀管道(16)，用于在所述匯聚部分(15a)的具有最小截面的端部處供應燃氣流，以使空氣流與燃氣流在風扇的吸入?yún)^(qū)部(9)上游混合；從葉輪的基面(12)突伸的葉輪葉片(8)，每個葉片(8)具有位于吸入?yún)^(qū)部(9)內(nèi)的前導邊緣(13)，這些前導邊緣在相鄰的成對葉片之間形成相應的葉片通道的嘴部，并在風扇的吸入?yún)^(qū)部(9)和輸送區(qū)部(10)之間延伸；風扇容納歧管(11)，具有位于葉輪葉片(8)前面并與其間隔開的前表面輪廓(14)。裝置還包括沿遠離所述軸線(X)的方向從第一匯聚管道(15)突伸并位于管道(15a)外部的至少一個附加物(20)，該至少一個附加物在由第一匯聚管道(15)的終端部分、該部分(15a)朝向更靠近葉片的前導邊緣(13)的葉輪基面(12)側(cè)的葉輪基面(12)的延伸部、葉片的所述前導邊緣(13)以及靠近葉片的相應前導邊緣(13)在葉輪葉片(8)的前面定位的風扇容納歧管(11)的前表面輪廓(14)聯(lián)合限定的區(qū)域內(nèi)延伸。
文檔編號F23D14/64GK103201561SQ201180042247
公開日2013年7月10日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者G·斯科里巴諾 申請人:意大利精密機械技術股份公司