CN102549338A - 具有增强性能的辐射燃烧器以及用于改进辐射燃烧器性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别地涉及用于改进辐射燃烧器的性能的方法，该辐射燃烧器被设计成在运转期间被供给流(F)，流(F)包括空气和燃烧气体的混合物；所述燃烧器包括主体(1)、多孔燃烧支架(2)和分配网(3)，主体(1)界定燃烧室(10)并设置有用于混合物的入口(11)；多孔燃烧支架(2)以非密封方式封锁室(10)并沿着混合物的流(F)的方向设置在入口(11)的下游；分配网(3)设置在混合物入口(10)和燃烧支架(2)之间。根据本发明的方法包括的操作包含通过在燃烧支架(2)和分配网(3)之间应用至少5kV的电势差而在燃烧室(10)中生成电场。
Description
本发明基本上涉及通过红外线辐射来加热的领域。
更具体地，根据第一方面，本发明涉及被设计成在运转期间被供给流的辐射燃烧器，该流包括空气和燃烧气体的混合物，该燃烧器包括主体、多孔燃烧支架和金属分配网，主体界定燃烧室并设置有用于混合物的入口，多孔燃烧支架以非密封方式封锁室并沿着混合物的流的方向设置在入口的下游，并且金属分配网设置在混合物的入口和燃烧支架之间。
通过红外线辐射来加热通常使用由一方面的电流和另一方面的燃烧气体组成的两个能量源中的任一个能量源。
这两个能量源(电流和燃烧气体)中的每一个能量源呈现出特定优势，根据情况，该特定优势可以引起优选的一个能量源超过另一个能量源。例如，燃烧气体的优势是其具有比电流大的存储能力；然而，对于通过红外线辐射来产生热量方面，其具有较低的性能。
在这个背景下，本发明的目的是提供用来提高燃烧气体辐射燃烧器的性能的装置。
为了这个目的，还根据在上文的前言中给出的一般定义的本发明的辐射燃烧器大体上特征在于：主体由绝缘体材料制成；燃烧器还包括发电机、第一电极和第二电极以及第一电连接件和第二电连接件；发电机被设计成在运转期间在第一终端和第二终端之间供给电压，该电压具有至少等于5kV的直流分量；第一电极设置在分配网上；第二电极设置在燃烧支架上；以及第一电连接件和第二电连接件分别将第一电极和第二电极连接到发电机的第一终端和第二终端。
在本发明的优选实施方式中，第一电极包括至少一个金属尖端，该至少一个金属尖端设置在分配网上并根据指向燃烧支架的轴线来定向。
在这种情况下，第二电极可以设置在燃烧支架上，具有中空外表面的形状例如环或窗，并围绕尖端的轴线。
燃烧支架可以由陶瓷或金属适当地制成，主体自身例如由陶瓷制成，且第二电极由不锈钢制成。
在实践中，发电机被设计成在运转期间供给15kV和25kV之间的直流电压是合意的。
本发明的燃烧器还可以包括偏转器和金属导管，偏转器设置在主体中，导管引导混合物并通过所述入口处通到主体，且该入口被偏转器至少部分地并以非密封方式覆盖。
也明智的是，提供发电机的第一终端使得其被接地到地电势，并且第一电连接件包括金属电缆和金属线，金属电缆将金属导管连接到地电势，且金属线将金属导管连接到分配网。
本发明还涉及用于改进辐射燃烧器的性能的方法，该辐射燃烧器被设计成在运转期间被供给空气和燃烧气体的混合物的流，该燃烧器包括主体、多孔燃烧支架和分配网，其中主体界定燃烧室并设置有用于混合物的入口，多孔燃烧支架以非密封方式封锁室并沿着混合物的流动方向设置在入口的下游，并且分配网设置在混合物的入口和燃烧支架之间，该方法包括包含通过在燃烧支架和分配网之间应用至少5kV的电势差而在燃烧室中生成电场的操作。
在阅读了以下只通过非限制性引用并参考附图给出的描述之后，本发明的其它特征和优势将变得更加明显，附图中的唯一图是以轴向横截面方式表现根据本发明的可能实施方式的燃烧器的图解。
如前所述，本发明特别地涉及被设计成在运转期间被供给包括空气和燃烧气体的混合物的流F的辐射燃烧器。
这样的燃烧器通常包括主体1、多孔燃烧支架2以及金属分配网3。
界定燃烧室10的主体1设置有用于混合物的入口11。
燃烧支架2以非密封方式封锁室10并沿着混合物的流F的方向设置在入口11的下游。
实际的金属分配网3设置在混合物的入口10以及燃烧支架2之间。
根据本发明，主体1由绝缘体材料例如陶瓷制成，并且燃烧器还包括发电机4、两个电极51和52以及两个电连接件61和62。
包括两个终端41和42的发电机4被设计成在运转期间在其终端之间提供具有至少等于5kV的直流分量的电压。
优选地，该发电机在运转期间供给范围为15kV和25kV之间且通常为大约20kV的直流电压.
第一电极51设置在分配网3上，且例如由不锈钢制成的第二电极52设置在燃烧支架2上。
最后，电连接件61和62具有分别地将电极51和52连接到发电机4的终端42和42的功能。
在图示的实施方式中，第一电极51由金属尖端51组成，金属尖端51设置在分配网3上并沿着指向燃烧支架2的轴线来定向。
具有中空外表面的形状例如环或窗的第二电极52自身设置在燃烧支架2上并围绕尖端51的轴线。
然而，电极51和52可以采取其它形式。
例如，第一电极51可以具有多个尖端的形状，且电极51和52的形状可以颠倒。
燃烧支架2可以由金属或陶瓷制成，例如由堇青石制成。
如图所示，燃烧器还有利地包括偏转器7以及金属导管8，偏转器7设置在主体1中，金属导管8能够形成或包括使生产空气/燃烧气体混合物成为可能的文丘里管(未描绘)。
该混合物通过导管8直接导向室10，而导管8在入口11通到主体1，该入口11被偏转器7至少部分地并以非密封方式来覆盖。
优选地，发电机4的第一终端41被接地到地电势，并且第一电连接件61包括例如金属电缆611和金属线612，金属电缆611将金属导管8连接到地电势，且金属线612将金属导管8连接到分配网3。
在燃烧室10中的电场的存在使提高辐射燃烧器的性能成为可能，其中电场通过在燃烧支架2和分配网3之间应用至少5kV的电势差来获得。
已经通过包括以下构件的辐射燃烧器来执行了测试：
-主体1，其是以Usinit 1100的陶瓷类型；
-燃烧支架2，其是未处理的堇青石陶瓷类型，具有每平方厘米62个小室的蜂巢结构，尺寸为150mmx150mmx15mm；
-金属分配网3，其具有140mmx140mm的尺寸；该网通过直径为3mm的孔来穿孔并设置在室10中在相对于入口11为50mm的距离处；
-金属偏转器7，其设置在室10的底部上且尺寸为30mmx40mm；
-金属导管8，其设置有文丘里管(未图示)；
-发电机4，其供给15kV的直流电压；
-电极51，其由设置在分配网3的中心中的金属尖端组成；
-金属电极52，其是以不锈钢形式，具有中空外表面的形状例如环或窗，设置在燃烧支架2的轮廓上并通过电缆62连接到发电机的高电压终端42；
-金属电缆611，其将金属导管8连接到地电势，发电机4的接地终端41也连接到地电势；以及
-金属线612，其将金属导管8连接到分配网3。
在这些测试中注意到的以及由电场的应用产生的效率增加为大约10％。
Claims (10)
1.一种辐射燃烧器，其被设计成在运转期间被供给流(F)，所述流(F)包括空气和燃烧气体的混合物，该燃烧器包括主体(1)、多孔燃烧支架(2)和金属分配网(3)，所述主体(1)界定燃烧室(10)并设置有用于所述混合物的入口(11)；所述多孔燃烧支架(2)以非密封方式封锁所述室(10)并沿着所述混合物的所述流(F)的方向设置在所述入口(11)的下游；并且所述金属分配网(3)设置在所述混合物的入口(10)和所述燃烧支架(2)之间，
其特征在于：所述主体(1)由绝缘体材料制成；所述燃烧器还包括发电机(4)、第一电极和第二电极(51、52)以及第一电连接件和第二电连接件(61、62)；所述发电机(4)被设计成在运转期间在第一终端和第二终端(41、42)之间提供电压，所述电压具有至少等于5kV的直流分量；所述第一电极(51)设置在所述分配网(3)上；所述第二电极(52)设置在所述燃烧支架(2)上；以及所述第一电连接件和第二电连接件(61、62)分别将所述第一电极和第二电极(51、52)连接到所述发电机(4)的所述第一终端和第二终端(41、42)。
2.根据权利要求1所述的辐射燃烧器，其特征在于所述第一电极(51)包括至少一个金属尖端(51)，所述至少一个金属尖端(51)设置在所述分配网(3)上并沿着指向所述燃烧支架(2)的轴线来定向。
3.根据权利要求2所述的辐射燃烧器，其特征在于所述第二电极(52)设置在所述燃烧支架(2)上，具有中空外表面的形状例如环或窗，并围绕所述尖端(51)的所述轴线。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的辐射燃烧器，其特征在于所述燃烧支架(2)由陶瓷或金属制成。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的辐射燃烧器，其特征在于所述主体(1)由陶瓷制成。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的辐射燃烧器，其特征在于所述发电机(4)被设计成在运转期间供给范围在15kV和25kV之间的直流电压。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的辐射燃烧器，其特征在于所述第二电极(52)由不锈钢制成。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的辐射燃烧器，其特征在于其还包括偏转器(7)和金属导管(8)，所述偏转器(7)设置在所述主体(1)中，所述导管(8)引导所述混合物并通过所述入口(11)通到所述主体，且该入口(11)被所述偏转器(7)至少部分地、以非密封方式来覆盖。
9.根据权利要求8所述的辐射燃烧器，其特征在于所述发电机(4)的所述第一终端(41)被接地到地电势，并且所述第一电连接件(61)包括金属电缆(611)和金属线(612)，所述金属电缆(611)将所述金属导管(8)连接到地电势，所述金属线(612)将所述金属导管(8)连接到所述分配网(3)。
10.一种用于改进辐射燃烧器的性能的方法，所述辐射燃烧器在运转期间被供给流(F)，所述流(F)包括空气和燃烧气体的混合物，该燃烧器包括主体(1)、多孔燃烧支架(2)和分配网(3)，所述主体(1)界定燃烧室(10)并设置有用于所述混合物的入口(11)；所述多孔燃烧支架(2)以非密封方式封锁所述室(10)并沿着所述混合物的所述流(F)的方向设置在所述入口(11)的下游；并且所述分配网(3)设置在所述混合物的所述入口(10)和所述燃烧支架(2)之间，该方法包括通过在所述燃烧支架(2)和所述分配网(3)之间应用至少5kV的电势差而在所述燃烧室(10)中生成电场的步骤。
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