配备形成有气孔的焰孔部件的燃烧器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种配备形成有气孔的焰孔部件的燃烧器，本发明的目的在于提供一种能够防止逆火并提高火焰稳定性，并且能够应对多种燃烧负荷的预混合燃烧器。为此，本发明包括：焰孔部件，形成有气孔，所述气孔通过使多个金属合金经过烧结工艺形成为发泡体而形成，所述气孔为构成骨架的胞架之间的空间，气体和空气的混合气体通过所述气孔而被喷射并形成火焰；焰孔部件固定板，用于将所述焰孔部件结合固定到燃烧器主体；整流板，配备于所述焰孔部件的前方，且形成有多个分配孔，以将所述混合气体均匀地供应至所述焰孔部件。
【专利说明】
配备形成有气孔的焰孔部件的燃烧器
技术领域
[0001] 本发明设及一种具有形成有气孔的焰孔部件的燃烧器，尤其设及一种具有由在金 属泡沫上涂覆及烧结合金粉末而形成的合金泡沫形成的焰孔部件而能够提高调节比（turn down ratio)并防止逆火的燃烧器。
【背景技术】
[0002] 通常，用于锅炉或热水器等的燃烧设备的气体燃烧器可W根据混合燃烧用气体和 空气的方式而被分为本生(Bunsen)燃烧器和预混合(Pre-mixed)燃烧器。
[0003] 本生燃烧器是一种给用于喷射气体的喷嘴部供应燃烧所需的最小量的一次空气， 并在形成火焰的部位供应过量的二次空气而实现完全燃烧的燃烧器，其具有火焰稳定性并 具有逆火现象等的产生危险性较小的优点，相反其缺点为，火焰借助于二次空气而形成，因 此导致火焰长度长且火焰溫度高，并且燃烧所需的空气量比理论空气量需要更大量的过量 空气，因此因高溫的排出气体产生的热损失量和有害物质的排出量较大，因此在气体燃烧 器的效率极大化W及有害物质的减小等方面存在一定程度的限制。
[0004] 另外，预混合燃烧器是一种使燃烧用气体和空气在混合室预混合后的预混合气体 燃烧的方式，其可W在减少整体火焰的长度的同时降低火焰的溫度，因此可W降低相同面 积下的负荷，从而具有可W将一氧化碳及氮氧化物等有害物质的产生减小至最低限度的优 点。
[0005] 之前主要使用了本生燃烧器，但是最近为了减少有害物质的产生并小型化燃烧 室，主要使用着预混合燃烧器。
[0006] 现有的预混合方式的气体燃烧器的结构形成为，在启动送风机时，通过空气吸入 口流入的空气与通过气体吸入口流入的气体在吸气管得到混合后，经过送风机而在预混合 室得到预混合，从而被供应至配备于燃烧器的上侧的燃烧器焰孔部。
[0007] 在所述燃烧器焰孔部配备有焰孔板，运种焰孔板主要使用不诱钢冲孔板、金属丝、 陶瓷等。
[000引由所述不诱钢冲孔板形成的焰孔板使用在一个板材钻有焰孔的结构，但是存在如 下问题:对噪音脆弱、燃烧器燃烧面因热应力而变形或在严重的情况下导致焰孔受损而诱 发不完全燃烧及逆火，从而会使燃烧负荷范围变窄。并且，不诱钢冲孔板通过冲压模塑而形 成焰孔形状，因此有着焰孔的形状简单且难W制造立体的形状的问题。
[0009] 为了弥补上述缺点而使用了将织造金属纤维的金属丝或者烧结陶瓷而制造的陶 瓷板等用作材料的燃烧器焰孔部的结构，但是因为高的材料费用和制造方法的不便而有着 制造成本上升的缺点。
[0010] 另外，韩国授权专利第1212786号中公开了 "开放-多孔性金属泡沫及其制造方 法"，所述开放-多孔性金属泡沫通过W下工艺制造:提供不含有铭和侣，或者含量少于铁- 铭-侣合金的粉末内的量的由铁或铁基合金形成的半成品，然后将所述由铁或铁基合金形 成的半成品的表面及开放型气孔利用铁-铭-侣合金的粉末及有机结合剂而均匀地涂覆，并 将所述被涂覆的由铁或铁基合金形成的半成品在还原氛围下进行300°C至600°C溫度的热 处理而排出有机成分后，使所述有机成分被排出的由铁或铁基合金形成的半成品在90(TC W上的溫度下进行烧结。
[0011]通过上述方法制造的开放-多孔性金属泡沫可W被用于W下用途:为了化学过程 而被催化活性化、用于环境学科、或者用于过滤，尤其可W在高溫的环境下使用。
【发明内容】
[0012] 技术问题
[0013]本发明的目的在于提供一种通过在燃烧器使用开放-多孔性金属泡沫而能够防止 逆火并提高火焰稳定性，并且能够应对多种燃烧负荷的燃烧器。
[0014]技术方案
[0015] 用于实现上述目的的本发明的燃烧器包括:焰孔部件，形成有气孔，所述气孔通过 使多个金属合金经过烧结工艺形成为发泡体而形成，所述气孔为构成骨架的胞架之间的空 间，气体和空气的混合气体通过所述气孔而被喷射并形成火焰;焰孔部件固定板，用于将所 述焰孔部件结合固定到燃烧器主体;整流板，配备于所述焰孔部件的前方，且形成有多个分 配孔，W将所述混合气体均匀地供应至所述焰孔部件。
[0016] 所述气孔可W包括:胞，该胞为被所述胞架围绕的内部空间；小泡，该小孔为连接 所述胞和相邻的胞的空间，并且，在所述焰孔部件的每单位体积中形成的所述多个胞的平 均大小为1200umW下。
[0017] 所述胞的大小可W通过W下公式得出：
[001 引
[0019]其中，D为胞的大小，a为胞的长轴长度，b为胞的短轴长度。
[0020] 所述焰孔部件的每单位体积中，所述气孔所占的比率可W为80% W上。
[0021] 在所述焰孔部件的表面被凹陷地按压而被压缩的压缩部可W相隔预定间距而形 成有多个。
[0022] 在所述压缩部的内部可W形成有沿着所述焰孔部件的厚度方向贯通的贯通孔。
[0023] 在所述多个压缩部之间，可W形成有沿着所述压缩部的厚度方向贯通的贯通孔。
[0024] 所述压缩部可W包括:多个第一压缩部，相隔预定间距;第二压缩部，形成在所述 多个第一压缩部之间，且大小小于所述第一压缩部。
[0025] 在所述焰孔部件，沿着厚度方向贯通的多个贯通孔可W相隔预定距离而形成。
[0026] 所述整流板可W隔着所述焰孔部件而结合于所述焰孔部件固定板。
[0027] 在所述整流板可W形成有突出部，所述突出部接触到所述焰孔部件的后表面而使 所述整流板与所述焰孔部件的后表面之间形成间隔。
[0028] 所述突出部可W形成在形成有所述分配孔的区域的外侧周围。
[0029] 还可W包括用于在所述整流板和焰孔部件之间形成间隔的间隔板，所述间隔板W 围绕形成有所述分配孔的区域的方式形成。
[0030] 所述多个金属合金中可W包含:儀(Ni)、铭(化)和侣(A1)。
[0031] 有益效果
[0032] 根据本发明的燃烧器，可W通过配备由具有气孔的金属泡沫形成的焰孔部件而提 高火焰的稳定性，并防止逆火的产生，并且可W提高调节比，因此能够应对多种燃烧负荷。
【附图说明】
[0033] 图1是示出本发明的燃烧器中，焰孔部件、焰孔部件固定板W及整流板的结合状态 的立体图。
[0034] 图2是示出图1中示出的燃烧器的各个构成被分解的状态的立体图。
[0035] 图3是图1中示出的燃烧器的平面图。
[0036] 图4是图3的A-A剖视图。
[0037] 图5是放大图4的B部的图。
[0038] 图6是放大根据本发明的焰孔部件的内部的图。
[0039] 图7是模型化根据本发明的焰孔部件的胞形状的图。
[0040] 图8是示出根据本发明的一实施例的焰孔部件的立体图。
[0041] 图9是图8中示出的焰孔部件的剖视图。
[0042] 图10是示出根据本发明的第二实施例的焰孔部件的立体图。
[0043] 图11是图10中示出的焰孔部件的剖视图。
[0044] 图12是示出根据本发明的第=实施例的焰孔部件的立体图。
[0045] 图13是示出根据本发明的第四实施例的焰孔部件的立体图。
[0046] 符号说明
[0047] 1:燃烧器
[004引 100、100-1、100-2、100-3、100-4:焰孔部件
[0049] 110:边缘位置
[0050] 120-1、120-2、120-4、125-4:压缩部
[0化1] 130-1、130-2、130-4:非压缩部 150:胞架（Strut)
[0052] 160:气孔 200:焰孔部件固定板
[0053] 210:主体部 220:开放部
[0054] 230:结合部 231:焰孔部件结合部
[005日]232:整流板结合部 300:整流板
[0056] 310:分配孔 320:突出部
[0057] 330:边缘部
【具体实施方式】
[0058] W下，参照附图对本发明的优选实施例的构成及作用进行详细的说明。
[0059] 图1是示出本发明的燃烧器中，焰孔部件、焰孔部件固定板W及整流板的结合状态 的立体图；图2是示出图1中示出的燃烧器的各个构成被分解的状态的立体图；图3是图1中 示出的燃烧器的平面图；图4是图3的A-A剖视图。图5是放大图4的B部的图。
[0060] W下，"前方"指W焰孔部件100的位置为基准，混合气体通过所述焰孔部件100之 前的位置；"后方"指混合气体通过所述焰孔部件100之后的位置。
[0061] 本发明的燃烧器1包括:焰孔部件100,使混合气体通过形成于内部的气孔而喷射， 从而形成火焰;焰孔部件固定板200,用于使所述焰孔部件100结合而固定到燃烧器主体(未 示出）；整流板300,配备于所述焰孔部件100的前方，用于将所述混合气体均匀地供应至所 述焰孔部件100。
[0062] 所述焰孔部件固定板200包括：主体部210，形成为平板形状，并借助于紧固单元 (未示出）而结合到所述燃烧器主体;开放部220，由所述主体部210的中央部开放而形成;结 合部230,围绕所述开放部220的周围的所述主体部210的内侧边缘部向后方突出而使所述 焰孔部件100结合。
[0063] 所述结合部230包括:焰孔部件结合部231，W围绕所述开放部220周围的方式形成 为方框形状;整流板结合部232, W围绕所述焰孔部件结合部231外侧的方式形成为方框形 状，并形成为与焰孔部件结合部231具有阶梯差。
[0064] 在设置成使所述焰孔部件100的一侧面边缘位置110接触于所述焰孔部件结合部 231的内侧面，且使所述整流板300的一侧面边缘位置330接触于所述整流板结合部232的内 侧面的状态下，如果将所述整流板300的边缘位置330结合到所述整流板结合部232的内侧 面，则所述焰孔部件100、整流板300和焰孔部件固定板200被结合成一体。
[0065] 在所述整流板300形成有相隔预定间距而形成的多个分配孔310, W使从送风机 (未示出)供应的空气与气体的混合气体被均匀地供应至焰孔部件100的整个面积。
[0066] 所述分配孔310优选形成为缝隙（slit)形状，但不限于此，只要是能够均匀地供应 混合气体的形状即可。
[0067] 并且，在所述整流板300中，突出部320形成在形成有分配孔310的区域和边缘位置 330之间，所述突出部320向前方突出W接触到所述焰孔部件100的后表面而使所述整流板 300与所述焰孔部件100的后表面之间形成间隔。
[0068] 所述突出部320由在上部和下部沿水平方向W长条形状形成的第一突出部320a和 第二突出部320c、W及在左侧和右侧沿垂直方向W长条形状形成的第=突出部320c和第四 突出部320d形成，W在外侧围绕形成有所述分配孔310的区域。
[0069] 可W通过上述构成，使整流板300的前表面和焰孔部件100的后表面之间相隔预定 距离，从而使通过所述整流板300的分配孔310的混合气体被均匀地供应至焰孔部件100,并 在燃烧时阻断高溫的热从焰孔部件100传递至整流板300,据此可防止整流板300过热。
[0070] 并且，因为形成为长条状的突出部320围绕着形成有所述分配孔310的区域，所W 可W防止通过分配孔310喷出的混合气体分散到形成有分配孔310的区域的外侧。
[0071] 所述焰孔部件100通过使多个金属合金借助于烧结工艺而形成为发泡体，从而形 成多个气孔，并使气体和空气的混合气体通过所述气孔而被喷射，从而形成火焰。
[0072] W下，参照图6和图7对本发明的焰孔部件100进行详细的说明。
[0073] 图6是放大根据本发明的焰孔部件的内部的图，图7是模型化根据本发明的焰孔部 件的胞形状的图。
[0074] 如韩国授权专利第1212786号中公开的内容，焰孔部件100利用多个金属合金粉末 通过烧结工艺而制造。
[0075] 所述金属合金可W是W铁(Fe)为基包含铭(化)和侣(Al)的合金。可W通过在铁基 合金内包含所述铭(Cr)而提高耐蚀性及高溫耐氧化性，侣(Al)可W在暴露到高溫的环境 下，使氧化侣等形成在铁基合金的表面。
[0076] 并且，所述金属合金可W是W儀(Ni)为基包含铭(Cr)和侣(Al)的合金。如果提高 表示燃烧器的燃烧负荷范围的调节比（TDR)，则低负荷时在燃烧器表面形成燃烧。即，在低 负荷时，混合气体的喷出速度较小，因此会在焰孔部件100的表面形成火焰，所W会在焰孔 部件100的表面产生赤热而降低燃烧器的耐久性，因此当如上所述地W儀(Ni)为基时可提 高高溫下的耐久性。
[0077] 本发明的焰孔部件100被称为金属泡沫(metal foam),所述金属泡沫指开放的胞 结构(open-cell StrucUire)，即形成气孔160的胞(；cell)和小孔(pore)在空间上彼此连接 的结构。
[0078] 如图6所示，焰孔部件100中，形成金属泡沫的骨架的胞架150如网状般地交织在= 维空间，如果将被所述胞架150围绕的内部空间定义为胞(cell),并将连接到所述胞(cell) 的空间定义为小孔(pore)，则所述气孔160由胞(cell)和小孔(pore)形成。
[0079] 所述混合气体通过所述气孔160并通过形成在焰孔部件100的表面的气孔而喷出， 并形成火焰。
[0080] 如果所述焰孔部件100形成为气孔彼此连接的结构，则因为气孔中存在的空气层 而具有冷却焰孔部件100的表面的效果，因此可W提高燃烧器的耐久性。
[0081] 并且，如果火焰的燃烧进去的速度相比混合气体通过焰孔部件100的表面而喷出 的速度更快，则会产生逆火即在焰孔部件100的内部产生燃烧，在此，如果所述胞(cell)的 大小过大，则可能产生逆火。
[0082] 因此，形成在焰孔部件100的单位体积内部的多个胞（cell)的平均大小优选在 1200皿^下。
[0083] 在此情况下，通过下式定义胞(cell)的大小。
[0084] 掀當井1 [公式1]
[0085]
[0086] (D为胞的大小，a为胞的长轴长度，b为胞的短轴长度）
[0087] 图7是模型化胞(cell)的形状的图，其具有各个面由正五边形形成的12面体的形 状。借助于B-B线示出的作为所述12面体的中间部分的剖面为正五边形，所述正五边形对应 于图6中的用胞(cell)定义的五边形形状。
[0088] 在此情况下，用于定义胞(cell)的大小的a表示在定义胞(cell)的五边形内部的 直径中最长的直径，即长轴的长度;b表示五边形内部的最短直径，即短轴的长度。
[0089] 实际上，焰孔部件100的胞(cell)的大小不规则，所W用将长轴(a)和短轴(b)的长 度进行几何平均的值(D)定义胞的大小。
[0090] 另外，如果焰孔部件100的每单位体积的气孔所占的比例，即气孔率较小，则送风 机(未示出）的负荷会变大，所W所述气孔率优选在80% W上。其中，气孔率被定义为单位体 积中除了胞架150的其余成空的空间，即气孔所占的比例。
[0091 ] W下，参照图8至图12对焰孔部件的表面形状进行说明。
[0092] 图8是示出根据本发明的一实施例的焰孔部件的立体图，图9是图8中示出的焰孔 部件的剖视图。
[0093] 在第一实施例的焰孔部件100-1的表面，被凹陷地按压被压缩的压缩部120-1相隔 预定间距而在焰孔部件100-1的整个前表面形成有多个。
[0094] 相比非压缩部130-1的厚度，所述压缩部120-1更薄地形成，因此其密度较大，所W 火焰的长度在所述压缩部120-1的表面变小；而所述非压缩部130-1的厚度更厚而密度小， 所W火焰的长度变长。
[00M]如上所述，如果使压缩部120-1和非压缩部130-1相邻地形成，则即便产生形成于 非压缩部130-1的火焰飞火的脱火（lifting)现象时，也可W使形成于压缩部120-1的稳定 的火焰抓住非压缩部130-1的飞火的火焰，从而提高火焰稳定性。
[0096] 图10是示出根据本发明的第二实施例的焰孔部件的立体图，图11是图10中示出的 焰孔部件的剖视图。
[0097] 在第二实施例的焰孔部件100-2的表面，被凹陷地按压而被压缩的压缩部120-2相 隔预定间距而在焰孔部件100-2的整个前表面形成有多个。
[0098] 在所述压缩部120-2的中央部形成有沿着所述压缩部120-2的厚度方向贯通的贯 通孔121-2,在所述相邻的多个压缩部120-2之间形成有沿着所述焰孔部件100-1的非压缩 部130-2的厚度方向贯通的贯通孔140-2。
[0099] 如上所述，通过相邻地布置压缩部120-2和非压缩部130-2,可W防止火焰在非压 缩部130-2脱火(1 if t ing)的现象，因此可W提高火焰稳定性。
[0100] 并且，在燃烧器的燃烧负荷高的情况下，如果仅利用通过焰孔部件100-2的气孔的 混合气体的喷出，则有可能存在不充足的情形。因此，可W通过形成上述的压缩部120-2内 部的贯通孔121-2, W及相邻的多个压缩部120-2之间的贯通孔140-2而应对较高的燃烧负 荷。
[0101] 图12是示出根据本发明的第=实施例的焰孔部件的立体图。
[0102] 第S实施例的焰孔部件100-3中，沿着厚度方向贯通的多个贯通孔140-3在焰孔部 件100-3的整个前表面W相隔预定间距的方式形成。因此，可W应对多种燃烧负荷。
[0103] 图13是示出根据本发明的第四实施例的焰孔部件的立体图。
[0104] 形成于第四实施例的焰孔部件100-4的压缩部包括:多个第一压缩部120-4,从焰 孔部件100-4的表面被凹陷地按进去预定深度;第二压缩部125-4,形成在所述多个第一压 缩部120-4之间，且大小比所述第一压缩部120-4小。
[0105] 根据上述构成，在非压缩部130-4脱火的火焰借助于形成在压缩部的火焰而得到 稳定，从而提高火焰稳定性，并且可W通过使第一压缩部120-4和第二压缩部125-4形成为 不同大小而应对多种燃烧负荷。
[0106] 如上所述，本发明不限于上述实施例，在不脱离权利要求书中请求的本发明的技 术思想的前体下，在本发明所属技术领域具有基本知识的人员可W对本发明进行明显的变 形实施，并且运种变形实施属于本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种燃烧器，包括： 焰孔部件，形成有气孔，所述气孔通过使多个金属合金经过烧结工艺形成为发泡体而 形成，所述气孔为构成骨架的胞架之间的空间，气体和空气的混合气体通过所述气孔而被 喷射并形成火焰； 焰孔部件固定板，用于将所述焰孔部件结合固定到燃烧器主体； 整流板，配备于所述焰孔部件的前方，且形成有多个分配孔，以将所述混合气体均匀地 供应至所述焰孔部件。2. 如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于， 所述气孔包括： 胞，该胞为被所述胞架围绕的内部空间； 小孔，该小孔为连接所述胞和相邻的胞的空间， 在所述焰孔部件的每单位体积中形成的所述多个胞的平均大小为1200μπι以下。3. 如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于， 所述胞的大小通过以下公式得出： D = 其中，D为胞的大小，a为胞的长轴长度，b为胞的短轴长度。4. 如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于， 所述焰孔部件的每单位体积中，所述气孔所占的比率为80 %以上。5. 如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于， 在所述焰孔部件的表面被凹陷地按压而被压缩的压缩部相隔预定间距而形成有多个。6. 如权利要求5所述的燃烧器，其特征在于， 在所述压缩部的内部形成有沿着所述焰孔部件的厚度方向贯通的贯通孔。7. 如权利要求5所述的燃烧器，其特征在于， 在所述多个压缩部之间，形成有沿着所述压缩部的厚度方向贯通的贯通孔。8. 如权利要求5所述的燃烧器，其特征在于， 所述压缩部包括： 多个第一压缩部，相隔预定间距； 第二压缩部，形成在所述多个第一压缩部之间，且大小小于所述第一压缩部。9. 如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于， 在所述焰孔部件，沿着厚度方向贯通的多个贯通孔相隔预定距离而形成。10. 如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于， 所述整流板隔着所述焰孔部件而结合于所述焰孔部件固定板。11. 如权利要求10所述的燃烧器，其特征在于， 在所述整流板形成有突出部，所述突出部接触到所述焰孔部件的后表面而使所述整流 板与所述焰孔部件的后表面之间形成间隔。12. 如权利要求11所述的燃烧器，其特征在于， 所述突出部形成在形成有所述分配孔的区域的外侧周围。13. 如权利要求10所述的燃烧器，其特征在于， 还包括用于在所述整流板和焰孔部件之间形成间隔的间隔板，所述间隔板以围绕形成 有所述分配孔的区域的方式形成。14.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于， 所述多个金属合金中包含:镍、铬和铝。
【文档编号】F23D14/84GK106030209SQ201580010539
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月24日
【发明人】朴焌圭, 金基荣
【申请人】庆东纳碧安株式会社, Alantum株式会社