稀薄预混合大气式家用燃烧器的制作方法

描述

本发明涉及一种新型的用于灶具(cookingtop)、尤其是家用灶具的大气式燃气燃烧器，其能够产生具有化学当量滴度(stoichiometrictitre)的或具有略微过量空气的空气-燃气混合物；燃烧器因而能够产生完全预混合的火焰并且可能具有过量空气。

大气式燃烧器是指其中空气-燃气混合物通过利用文丘里管(venturi)喷射器原理且没有风扇辅助下的燃气供应压力的效应来获得的燃烧器。

喷射器(参见图2)是极其简单、经济且可靠的装置，并且由此其用于灶具的燃烧器中的燃料空气-燃气混合。基本上目前市面上所有的家用燃气灶具都采用大气式燃烧器。

在文丘里管喷射器(以下简称为“喷射器”)中，具有喷嘴流速qm和喷嘴压力pm的可在位于文丘里管入口处的喷嘴处获得的动力流体的压力能转换成动能；从喷嘴出来的高速射流产生并拖动以流量(flowrateregime)qi流入的处于较低压力pi的产生的流体流；这两个流都在具有部段(section)ath(其是文丘里管凹槽)的管中输送，在该部段ath中两个流混合并恢复部分压力；然后混合在发散段(即文丘里扩散器)中继续进行，在该发散段中，额外的动能在静压力下被恢复。

在这种情况下，二次压力pi是大气压力pa，具有流速qm的动力流体是具有流速qgas(燃气)和压力pgas(燃气)的燃气，并且具有流速qi的所产生的流体是具有流速qa和压力pa的燃烧空气；由于燃气在穿过文丘里管时经受非常适度的压力变化，因此它们可以被视为处于不可压缩状态。

文丘里管凹槽的理想长度包含在其直径d的7至10倍之间；扩散器具有小开口以恢复压力避免熄火(通常半开2-3°)。

在扩散器的出口处，燃气和燃烧空气基本上完全混合，其中混合物的流速qmix(混合物)＝qgas(燃气)+qa和压力pmix(混合物)。

所述化学当量混合物是空气-燃气混合物，其中空气质量和燃气质量的混合比(混合滴度)等于没有残余氧气的燃气完全燃烧的精确化学当量比stc。富含燃气的混合物，即具有混合比<stc的具有不足空气的混合物在本文中被称为“富”混合物。贫含燃气的混合物，即具有混合比>stc的具有过量空气的混合物在本文中被称为“贫”混合物。对于完全燃烧，在实践中，与理论上足够的stc比相比，需要具有略微过量空气的混合物。然而，在下文中，“化学当量”滴度混合物或“stc混合物”是指具有确保完全燃烧所必需的最小略微过量空气的混合物。

喷射器效率ηej在本文中被定义为在扩散器出口处的混合物的时间单位上的动能emix(混合物)＝(pmix(混合物)–pi)×qmix(混合物)与在喷嘴处的动能egas(燃气)＝(pgas(燃气)-pi)×qgas(燃气)之间的比。

即，ηej＝emix/egas＝[(pmix–pi)xqmix]/[(pgas-pi)xqgas]

文丘里管的几何形状是喷射器的效率ηej的决定因素。

喷射器的效率ηej越大，则可产生的燃烧空气流速qa就越大，并且如果这足以获得具有略微过量空气的混合物，则喷射器燃烧器将不依赖于任何额外的供应空气。

如果没有尺寸限制，则通过根据所需的热功率、文丘里管凹槽的直径d和长度l20以及扩散器的长度l30和发散角b2来精确地设置尺寸，这在原理上是可能的。

然而，对于提供从600-800w至3kw在“特殊燃烧器”的情况下达到5kw的各种燃气炉(通常数量为4、5或6个)的额定功率的灶具、特别是家用灶具的燃烧器，灶具的几何形状和尺寸限制以及燃烧器的操作参数与喷射器的理想构造标准绝对不兼容，从而导致效率急剧下降到仅几个百分点，因为被称为“一次空气”的所产生燃烧空气不足以获得具有允许完全燃烧的stc滴度的混合物。所引起的缺点现应当是突出的。

用于制作灶具400的燃气燃烧器的最广泛的、普遍接受的和最传统的技术解决方案是具有“垂直文丘里管”的燃气燃烧器(参见图3)。

在这种可以被认为是标准构型并且从此被称为std的构型中，喷射器是特别低效的，这主要是由于径向的扩散器115的泄漏以及文丘里管的减小的纵向延伸部分的原因，该文丘里管的减小的纵向延伸部分远离理想形状并且基本上与凹槽114一致。在1％范围内的ηej值是常见的。

实质上，在吸入一次空气air11的喷射器内获得含燃料过多的混合物，但仍然在燃气的可燃性范围内。从凹槽114垂直离开的富混合物通过径向扩散器115输送到“狭槽”117。混合物以已经允许部分燃烧的滴度从狭槽离开并供给火焰flame1；这些通过使完成燃烧的化学反应必需的被称为“二次”空气的额外空气air21漂浮(即，通过因密度差异而引起的自然循环)来取消。

二次空气的供应需求事实上限制了可仅由不连续的火焰冠部组成的火焰的功率密度，或者同一冠部的内表面将缺少氧气。通过使狭槽117过度增厚，火焰不会展开与二次空气相互作用的足够表面，从而导致一氧化碳(co)的过量产生，或者好一点烟气中的不可接受的高[co]/[co2]比值。

狭槽117基本上是用“火焰蔓延器”116的主体上的径向切口(或孔)制成并且在顶部由“盖”118(实际盖)封闭的几十个径向通道；因此火焰的基部随着移动离开燃烧器的周界而离心径向展开，火焰冠部flame1的各种“气泡”由于漂浮而沿锅底404方向向上偏离。

在相同的额定功率的情况下，这种类型的std架构至少涉及需要消除或至少缓解的尺寸上的不足。

-由于需要致使二次空气在火焰冠部中平稳地流动，因此火焰flame1的基部与锅底404之间的距离h01具有最小极限。

能够降低该参数意味着提高燃烧器的效率ηb，该燃烧器的效率ηb是指有效转移到锅的热量与由燃烧器产生的热量之间的比。

-此外，由于需要促进一次空气air11进入到喷射器，因此火焰flame1的基部与灶具的外观表面401(下文中称为“覆盖面401”)之间的距离h11具有最小极限。

因此，不可能如需减小锅与覆盖面之间的距离h31＝h01+h11；在产品设计的自由度的被严重限制的情况下，平底锅支架格栅(grid)(在附图中未示出)离底层覆盖面401相当远。

虽然有能够在任何情况下在覆盖面401下方吸入一次空气air11(具有相同灶具的合适结构和安装装置)的std燃烧器，但由于由径向火焰的存在所引起的同一覆盖面401过热，因此高度h11不能降低到某些限度以下。

应该指出的是，如果这样的外观限制很少被用户感受到，那只是因为他认为这是固有的和不可避免的功能需求。

-安放喷嘴111(其必须能够甚至在灶具400安装之后拧紧)并确保喷嘴111与文丘里管凹槽114之间的距离l01和文丘里管凹槽114的充足长度l21的最佳值所需的混合室113(称为“杯”113)的垂直空间h21是高的，在std构型中，混合在文丘里管凹槽114的充足长度l21中基本上完成。

-它们是高值，覆盖面401下方的隔室405的最小高度h41大于h21，这是因为燃气供应管的技术总体尺寸必须加到喷嘴111上的缘故。

总之，在std构型的情况下，垂直空间是相当大的，不仅是由于燃烧器的组成元件，而且还是由于必须留下的不可避免的空的空间。

对于可从std燃烧器获得的调整比y，调整比y是指可以用常规燃烧传递的最大功率与最小功率之间的比，它取决于许多因素，但首先取决于从狭槽117离开的混合物速度的允许范围。事实上，这必须包含在最低速度vmin(最小)与最大速度vmax(最大)之间，小于该最小速度vmin(最小)有回火，大于该最大速度vmax(最大)有其蹿火(lift-off)。

根据本领域技术人员众所周知的规则，vmin(最小)和vmax(最大)取决于火焰前沿速度vf，火焰前沿速度vf又取决于混合物的滴度，如所看到的，混合物的滴度又受到燃烧器的几何形状影响。总之，由于火焰稳定性vf间接地由气体流速qgas(燃气)和燃烧器的构造确定，可实现的调整比y受到这些因素强烈影响。

通常，对于std构型，y包含在3.5-4.5之间。

“特殊”燃烧器用于较高的调整比y，“特殊”燃烧器设置有分别提供一个以上的同心火焰冠部的一个以上的喷射器；尽管通常设置有可以依次打开和调节它们的单个特殊调节阀，具有特殊的几何特征以使二次空气也流到最内火焰冠部的这些燃烧器实际上是多个燃烧器。

本文中被称为“lin”(参见图4)的具有水平或“线性”文丘里管构型的燃烧器自几年前就已在市场上销售了。

这种构型携带有文丘里管，其具有水平平行于覆盖面进行布置的完全线性展开区(在轴线上的文丘里管凹槽214和扩散器215)(应当注意的是，在std燃烧器中，扩散器115反而是径向的)。线性扩散器215通向另一个混合室213，该混合室213占据燃烧器的所有内部容积，一次空气air12与燃气的混合在该混合室213内持续并完成。

该解决方案允许获得与化学当量滴度相比仍然丰富的混合物，即该混合物缺乏空气，但比用std解决方案可获得的混合物显著更稀。因此，在这种情况下，二次空气air22的供给也是必需的，但与std实例的二次空气air21相比量较少。因此，在相同额定功率的燃烧器以及因此相同的喷射器喷嘴的直径的情况下，air22<air21。

狭槽217由直接在盖218上形成的上百个小孔形成，其具有向锅的垂直方向倾斜的方向。可以获得几乎垂直的、具有增加的功率密度以及周向连续的并且比std实例径向延伸更少的冠部的较短火焰flame2。实质上，提高了朝向锅的热交换，延长了烟气与同一锅的表面的接触的时间，并且可以缩短火焰flame2的基部与锅底404之间的距离h02。

所有这些考虑导致更高的燃烧器效率ηb。

作为缺少具有完全预混大气式燃烧器的燃气灶具的确认，应该注意的是，主动供应燃烧空气的产品(称为“通风灶具”)的少数实例实际上限于仅供应二次空气以完成保持部分预混燃烧的装置。市场由具有部分预混燃烧器的燃气燃烧器形成；迄今为止还没有人要求保护完全预混燃烧器。直接将std解决方案与lin解决方案直接对比，

-l22>>l21ηej显著增加；因此：

-air12>air11；

-h02<h01ηb增加；

-h12<h11因为不再需要从“火焰传播器”116下抽吸空气；因此，可以提出更具吸引力的外观(灶具401的“齐平”燃烧器)；

-h32<h31；因此，可以提出较低的格栅(未示出)，这也是为了外观改进的益处；

-h22<h21；因此，不再需要从底部向垂直喷嘴供给燃气，因而h42<<h41能够减少整个嵌入式灶具的垂直空间。

然而，lin燃烧器并不是没有缺点。

尽管这样强的适应性，lin的调整比的最大值保持限制于y≈3。这是由于两个因素的一致性，两者都与燃烧动力学有关：在文丘里管获得的混合物的滴度更接近于stc滴度的事实涉及具有更大的回火风险的更大火焰速度vf；同时，简单化，因为火焰flame2较短，对于燃烧随着其需要供应的二次空气越少而越快完成的事实，因而火焰flame2也比std燃烧器中的火焰更加不稳定且更易蹿火。

在std燃烧器中，由于改变杯113因空间原因是不可能的、或者改善因这将导致喷射器的效率ηej的适度而始终无用的，因而改变燃气的类型仅需要改变喷嘴111。相反地，在lin燃烧器中，为了适应所有类型的燃气，必须要更换整个燃烧器，这是因为文丘里管的尺寸和盖218上的狭槽217的形态学对于不同等级的燃气必须是不同的，否则火焰会不稳定。

具有目前在市场上的线性文丘里管lin的解决方案，尽管与std燃烧器相比外形略微减小，但是因为在家用灶具内，对于每个燃烧器所需的功率来说，没有足够的空间来安放优化尺寸的喷射器以产生达到化学当量滴度的一次空气air12，所以存在非化学当量混合物(太丰富)的所有限制。在任何情况下，除了空间限制之外，发散扩散器215的线性延伸部分必须在任何情况下被截断以连结到混合室213，接着该混合室213又必须足够大以允许air12与燃气完全混合，否则将会有不均匀和不稳定的火焰flame2。

本发明的主要目的在于提供一种适用于灶具、特别是家用灶具的有限厚度的新型的大气式燃烧器，其至少部分地消除了上述缺点。

本发明的另一个目的在于通过所述大气式燃烧器来获得比lin燃烧器所允许的更接近化学当量滴度的空气-燃气混合物。

发明的至少一些变型的又一个目的在于通过所述大气式燃烧器来获得化学当量滴度或更稀的空气-燃气混合物，因此该空气-燃气混合物无需在火焰上方供应二次空气。

本发明的至少一些变型的再一个目的在于通过相对于相等功率的lin燃烧器平面尺寸减小的所述大气式燃烧器来获得先前的结果。

本发明的至少一些变型的另一个目的在于获得比灶具的现今可能的调整比y更高的调整比y。

本发明的至少一些变型的又一个目的在于获得比现今已知的std和lin燃烧器具有的可能燃烧器效率更好的燃烧器效率ηb。

本发明的至少一些变型的再一个目的在于缩短现今所需的火焰的基部与覆盖锅的底部之间的距离。

本发明的至少一些变型的另一个目的在于还能够通过使用相互模块化的若干模块化元件来制造不同功率的燃烧器。

本发明的至少一些变型的又一个目的在于允许灶具的更好美学外观。

本发明的进一步的特征和优点将通过以下根据主权利要求所述的灶具的大气式燃烧器的描述更好地突出，在根据从属权利要求的可能变型中清楚地表达，并借助于所附图表通过非限制性实例说明，其中：

-图1以图例的方式示出了表示不同滴度和流入速度的空气-燃气混合物的箭头，该箭头通过示例的方式使用而没有任何在其它图中提供定量数据的意图；

-图2示意性地示出了文丘里管喷射器的剖视图；

-图3示出了std型燃烧器的垂直剖面图；

-图4示出了lin型燃烧器的垂直剖面图；

-图5在垂直剖面图中将lin型燃烧器与相等功率的std型燃烧器进行比较；

-图6示出了根据本发明的燃烧器，具体地根据第一基础版本的燃烧器的垂直剖面图；

-图7示出了图6所示的燃烧器的水平剖面图；

-图8.a和8.b示出了图6的细节但具有额外变型；

-图9.a和9.b示出了图8.a和8.b的细节；

-图10在垂直剖面图中将根据本发明的燃烧器与相等功率的lin型燃烧器进行比较；

-图11示出了根据本发明的燃烧器的模块化元件以及该模块化元件的五种可能的组合；

-图12以细节a、b、c、d、c示出了根据本发明的燃烧器的两种可能的变型；

-图13示出了根据本发明的燃烧器，具体地根据图11所示的燃烧器的变型中阻挡功率的方法；

-图14示出了本发明的第二基础版本；

-图15示出了根据本发明的燃烧器的火焰蔓延盖的细节；

-图16示出了本发明的第三基础版本。

除非另有说明，否则诸如垂直/水平或下/上的术语的本文中任何可能的空间参考是指元件在工作状态下所处的位置，而诸如前面/后面、上游/下游的空间术语应参考空气形成物(airform)流的循环方向理解。

图1中画出了箭头，每个箭头表示不同速度和滴定度的混合物流。如已经提到的那样，这些箭头在很多后面的图中用于例示空气、燃气及其混合物在所示燃烧器的上游、下游和内部的各个点处的实质状态而没有任何提供定量指示的意图。

图2不合比例地示出了具有直轴线的文丘里管喷射器10，这是使其效率ηej最大化的理想形状。

以下表示喷射器10的内容：文丘里管12；开口半角b1和长度l10的会聚段(或简称“会聚部”)13；直径d和长度l20的凹槽14；开口半角b2和长度l30的发散段15(也被简称为“发散部15”或“扩散器15”)，距凹槽14的入口距离l00的喷嘴11。喷嘴11具有部段an；凹槽14具有部段ath。

图3和4不需要特别注释，该特别注释分别示出了根据现有技术并且已经被取消的std型燃烧器和lin型燃烧器。一句话，在两者中：400表示作为一个整体的灶具；401表示其覆盖面；402表示其底部，即将其限制在底部的表面；404表示搁置在燃烧器上方的格栅上的锅底；格栅，为了图示更加清楚，该格栅在该图或后续图中未被画出。

通过由申请人进行的实验测试证实的理论研究显示，在灶具的大气式燃气燃烧器的技术范围内，随着喷嘴11(参见图2)的直径d变化，喷射器10的最佳效率ηej与明显小于通常使用的尺寸有关。特别地，可以通过将如下尺寸施加到如图2所示形状的喷射器10来获得stc混合物或更贫混合物：

-包含在0.08-0.85mm之间的喷嘴11的直径d，该直径d对应于取决于燃料类型的优选地包含在40-1200瓦之间的功率wej；

-1/750<r<1/500；其中，r＝an/ath＝(d/d)²是凹槽14的截面积(section)和喷嘴11的截面积之间的比；

-1<l00/d<1.5；对于较短距离，喷射器成为了障碍物；

-2<l20/d<4；即非常细长的凹槽14；

-2°<b2<4°；即扩散器的发散度变弱以避免流体失速；

-6<(l30/d)<12；即发散部(或“扩散器”)15明显延伸以恢复压力能量。

至于尺度l10(会聚部13的长度)和bl(会聚部13的开口半角)，它们的影响很小，但是最好提供在凹槽14的入口处连结的椭圆形轮廓的会聚部13。那么，喷射器10的轴线应当是基本上直线的，后者这种特征在本发明中可以几乎完全符合并且直到扩散器15的第一拉伸部的末端为止，其中扩散器15的第一拉伸部是指延续到凹槽14的扩散器15的部分，并且第二拉伸部是指同一扩散器15的剩余部分，该剩余部分当然结束于形成其的管道的部段不再增加。对于与喷射器10的轴线正交的部段，特别是与扩散器15的轴线正交的部段，它们也可以是椭圆形截面(section)，或者通常不是轴对称的。因此，开口半角b2根据包含同一扩散器15的轴线的主平面进行变化，开口半角b2在该主平面上测量，并且则开口半角b2是指沿着并且围绕扩散器15的轴线可以找到的最大值。喷射器10具有刚刚列出的几何特征并且在本文中称为最优喷射器10。

通过应用这种标准来获得令人满意的喷射器效率ηej值，即足以形成具有滴度≥stc的空气-燃气混合物。

但是，尺寸用上述标准设置并且不管什么类型的气体都足以产生1000w功率的文丘里管喷射器10的总长度可能达到约240mm的尺度，该尺度几乎与灶具的每个燃气灶的水平可用空间不兼容；然而，尺寸这样设置的喷射器不能单独满足大多数燃气灶所需的最大功率。确保3kw将导致超过600mm的尺度的线性占地空间，该尺度与可用空间完全不匹配。这实际上是lin燃烧器所面临的阻碍，因此不能保证喷射器效率ηej等于原理上可实现的喷射器效率。

根据本发明，则为灶具400提供的任何功率wb的燃烧器300具有数量z≥1的喷射器310，这些喷射器310都可以使其混合物流流向单个火焰蔓延盖318，其中：

-每个燃烧器300提供足以全局地为同一燃烧器300供应的最大功率的数量z≥1的喷射器310(z≥wb/wej)，

-每个喷射器310具有直径d3的喷嘴311和直径d3的凹槽311，

-在水平平面上展开，

-具有其扩散器315的轴线，该扩散器315的轴线在第一拉伸部322中是基本上直线的并且与具有在燃烧器300的中心轴线324上的圆心的圆相切，而在第二拉伸部323中则基本上按螺旋线向同一中心轴线324逐渐弯曲，

-在扩散器315的下游通向会聚通道327，会聚通道327垂直向上逐渐弯曲并且接着通向一个扩散室328，一个火焰蔓延盖318用作该一个扩散室328的盖子，

-优选地，当喷射器310的数量z大于1时，所述火焰蔓延盖318可以是多个喷射器310共用的，并且甚至更优选地，是提供给所有喷射器310的唯一一个，并且可以提供均匀分布的连续分布的狭槽317。

-优选地，每个喷射器310具有为上述最佳喷射器10指定的几何特征。

应指出的是，至少通过刚才所述的喷射器310的特征，无论为灶具提供的气体和供应压力中的任何一种类型的燃气和供应压力，总是可以从每个喷射器310获得功率wej，该功率wej足以使最大功率wb的燃烧器不低于目前使用相当有限数量z(例如z<＝6)的喷射器310的灶具正常使用的燃烧器。

这种几何形状与现有技术相比提供很多优点，例如：

-功率相等的每个喷射器310因扩散器15的第二拉伸部323的弯曲而比lin燃烧器200的喷射器219或最佳直线喷射器10更不会令人感到麻烦，此外，该弯曲可以是柔和的，以免与较佳的直线扩散器的理想情况相比，大幅度降低喷射器的效率，如已经证明的；在附图中提供了可接受但不是强制性弯曲的示例；

-可能提供所提供的总功率w分配在其上的一个以上的喷射器310的事实允许选择接近或达到上面已经证明确保足以形成具有滴度≥stc的空气-燃气混合物的效率ηej的每个喷射器310的功率wej和尺寸；

-即使不可能或不希望提供适于形成这种具有滴度≥stc的混合物的喷射器310，所示的几何形状允许在扩散器15的下游形成稍后将描述的区域，在该区域中可形成足以在环境压力下产生混合物的压力降低的逐渐截面变窄；在这样的凹陷区域中，可能形成与外部环境的连接，在本文中称为补偿物的空气可以从该外部环境中流入，从而稀释混合物，使得其滴度确定变成≥stc。

简而言之，在如上所述的喷射器310的尺寸情况下，因为每个喷射器310的尺寸适于≤可以通过将ηej保持在适合产生具有滴度≥stc的混合物的值来获得的最大功率的最大功率wej，和/或因为沿着混合物的路线，所述补偿空气的进入使得至少足以达到这种滴定度≥stc的程度成为可能，所以火焰蔓延盖318可以接收具有滴度≥stc的混合物。

优选地，所述z个喷射器310中的每个喷射器310的尺寸适于包括在40-1200瓦之间的所述wej，甚至更优选地具有上述对应的尺寸关系的所述wej。

关于两个或更多个喷射器310朝向单个火焰蔓延盖318的可能汇合，并且具体地，关于可以提供基本上均匀布置的狭槽317的连续且均匀布置的事实，本发明因该事实变成可能的优点是，当其教导应用于产生具有滴度≥stc的混合物时，不必为二次空气的流入提供更多的火焰冠部和有关相邻空间。

优选地，所述多个喷射器310(参见图7和14)导致扇区338，每个扇区338是歧管338，其中一个或多个喷射器310的扩散器315接合这些扇区338，这些扇区338还至少构成用于其第一部分的同一扩散器315的连续部和所述第二拉伸部323。

参考图7，优选的是，在水平面(文丘里管轴线312全部位于其上)上，前面的喷射器310的扩散器315的外壁319连结到随后的喷射器的内壁321上，从而形成一系列的扩散器315，其轴线可有利地至少在到达其中扩散器315与周壁319和其前面的扩散器315接合的区域之前为止是直线的。更通常而言，优选地，每个扩散器315具有第一拉伸部322，该第一拉伸部是直线的且具有圆形截面，以及稍微弯曲的第二且最后的连续拉伸部323，该第二拉伸部323逐渐合并以与输送室313的对应周界部分323重合。

每个喷射器310的扩散器315的第一直线拉伸部322根据大致水平方向引导混合物流直到其到达输送室313为止，在该输送室313中，所述混合物流切向进入从而磨平其周壁319。

所述扩散器315的连续曲线拉伸部323能够使混合物流以螺旋状图案向输送室319的中心轴线324引导。

根据现在描述的第一基础版本(参见图7)，所述扇区338被连结成单个输送室313，该单个输送室313围绕中心轴线324展开，基本上是圆形的，或者具有在任何情况下都适合于引起稍后描述的混合物的水平涡流的形状；在输送室313中，所述多个喷射器310以优选的轴对称布置展现。

根据这种变型，优选地，喷射器310的数量z是偶数；在这种情况下，始终优选地，至少轴对称的成对喷射器310的尺寸适于同一最大功率wej。

参考图6，在轴对称324的轴线324穿过的垂直平面上，输送室313的高度从周界向燃烧器300的中心轴线324连续地减小，在该周界中，其周界部分323用作扩散器315的第二拉伸部323。输送室313的上壁325和下壁326的形状被做成沿其沿径向从外向内的展开相互接近，以便随着其接近中心轴线324形成环形会聚通道327；此外，接近中心轴线324的所述上壁325和下壁326垂直向上偏离，从而将环形通道327从向心转向轴向；一旦采取这种方向，环形通道327通向比环形通道327的直径更大的扩散室328，并且在上方由燃烧器300的“火焰蔓延盖318”界定。这产生用于混合物流出的孔317(或狭槽317)阵列。

因此，燃烧器300的本体的形状被做成使得混合物的下列流动和涡流形成。

在水平面上，在圆周方向上，每个文丘里管312的流动也在曲线拉伸部323中继续膨胀，从而将动能的一部分转化为压力直到其与文丘里管31的后续流动混合为止。水平涡流产生，其将每个喷射器310的线性运动量转换成静止涡流的角动量，从而人为地延伸扩散器的分散拉伸部。这样获得了化学当量混合物，其从输送室313的周界朝向环形通道327中的中心会聚，其中切向速度分量随着其接近中心轴线324而增加。同一涡流在径向方向上保持压力梯度，由此在输送室313的中心形成合适的凹陷。在垂直平面上，环形通道327的会聚向心段进一步加速了增强压力的径向梯度的流动(以及在水平涡流的中心处的对应凹陷)。在中心轴线324附近，向心轴向环形通道327形成与水平涡流重叠的垂直流，这样，通向扩散室328的混合物通过离心运动在其中膨胀。这引起具有环面(toroidal)形状的第二静止涡流。扩散室328具有允许所述膨胀和形成环面涡流的合适形状；具体地，足够的膨胀体积、大于环形通道327的直径的直径以及小于直径的高度。

因此，根据刚刚描述的本发明的版本，燃烧器300的特征在于适于形成两个静止涡流的几何形状：基本上位于文丘里管312的横卧平面上的几何形状以及随后的环面几何形状。

因此，根据这种第一变型的燃烧器300也被称为dvb(双涡流燃烧器)燃烧器300。

环形通道327由相当于文氏管凹槽的窄截面区域构成，其中混合物的速度增加并且压力降低；扩散室328相当于文丘里管的扩散器，其中混合物的速度减慢并且恢复压力。事实上，在输送室313的下游形成一类周向文丘里管，其对应于作为经典线性文丘里管的伯努利定理(bernoulli’stheorem)的规则。

根据本发明的任何燃烧器300具有喷射器310，该喷射器310能够抽取足以致使具有stc滴度的混合物到达火焰蔓延盖318的量的一次空气air13，并因此无需在锅底404与同一火焰蔓延盖318的顶部之间留下二次空气流入所需的空间。

然而，根据dvb燃烧器300的一个有用的变型，扩散室328可有利地通过位于会聚环形通道327内部的轴向通道329与外部环境连通。

这样，如果来自环形通道327的混合物的滴度具有滴度<stc，则通过在环状通道327中的凹陷和通过环面涡流引起的空气、本文中称为“补偿的”空气air13c可以在扩散室328内取消(recall)。换言之，根据dvb燃烧器300的这种变型，可以例如由于空间原因而将喷射器310的尺寸设置成具有不足以获得stc滴度的效率ηej，但同时又不需要在火焰蔓延盖318上方提供二次空气air23。

总之，一次空气air13和来自切向喷射器310的gas继续相互作用，直至已在输送室313内完美混合，在输送室313中，混合物的滴度可以是stc和stc以上，这意味着也可以获得具有空气过剩的混合物。然而，扩散室328内扩散的混合物(stc或更稀)可根据轴向通道329的结构而进一步稀释(富含有空气air13c)。

简而言之，通过比较std、lin和dvb燃烧器300，我们有：

air11<air12<air13；air21>air22>air23＝0

不需要二次空气air23的事实允许将火焰蔓延盖318与锅底404之间的空间h03减小到允许混合物从同一火焰蔓延盖318流出和烟气流入所需的最小值。

轴向通道329(参见图8和9)的有利方面在于通过其抽吸的补偿空气air13c的量可容易地通过可选地由格栅345支承的简单截止阀(globevalve)330进行调整。

甚至更有利地，这种阀330可以是单向阀并具有可调预载。

实际上，如果阀330是单向的，则其在以下情况下构成安全元件：

-水平涡流的完全不平衡(过度偏心)，这可通过在稍后会看到的一些可能的调整方案发生；

-一个或多个喷射器故障；

-火焰蔓延盖318的意外遮挡(图8b中由层341表示)。

由于单向阀330的干预，可阻止可燃混合物在灶具内的分散。

与市场上可购得的解决方案相比，所提出的dvb架构提供了无数的技术、物流和外观优势。

介于lin燃烧器与具有z个喷射器310的dvb燃烧器300之间的功率wb相等，直径d2的lin燃烧器的单个喷嘴211的气体通道截面积等于直径d3的dvb燃烧器300的z个喷嘴311的气体通道截面积的总和，因此d3²＝d2²/z。

假设lin燃烧器的单个喷射器219具有与每个喷射器310的同源li_dvb成比例的线性尺寸li_lin，则我们基本上具有其中灶具上的燃烧器的空间明显减小。

与具有相同功率wb的std和lin燃烧器相比，dvb架构的不太明显的进一步的优点至少如下：

-火焰flame3的底部与锅底404之间的最小距离h03的值较小，因此有利于实现高的ηb值

-火焰flame3的底部与灶具400的覆盖面401之间的最小距离h13的值较小，因此可以根据需要减小h33＝h03+h13，即锅底404与覆盖面401之间的最小距离最大限度地减少了“格栅”对美观的影响，并有利于灶具400的创新美观建议。

-当与std燃烧器的杯113或lin燃烧器的混合室219的尺寸相比时，输送室的最小垂直空间h23的值较小。

-最小高度h42、即嵌入式灶具的内隔室的最小高度的值较小，其中在高度h23下，燃气供应管道的技术总尺寸不得加到喷嘴上：制造用于air13和air13c在喷嘴311和轴向通道329处进入的合适的孔是足够的，而输送室313实际上可以直接与灶具400的底部402接触，从而进一步减少h43。

与std和lin相比，dvb架构增加了燃气与一次空气和补偿空气air13+air13c之间的接触时间，从而获得完全“预混合(premix)”燃烧所需的最大“混合优度”。简而言之：

-l23/d3≥l22/d2>>l21/d1

-l33/d3>l32/d2；限定std架构的高度l31是没有意义的

-h03<h02<h01

-h13<h12<h11

-h33<h32<h31

-h23<h22<h21

此外，对于dvb燃烧器300，狭槽317实际上由大约毫米大小的孔317的阵列乃至形成在盖318上的适当深度和倾斜的切口组成。然而，与lin相比，可以通过进一步限制“火焰床”flame3的径向延伸来实现更大的功率密度。应当注意的是，火焰flame3如何以任何方式(也可垂直或垂直/向心)取向并以任何方式进行排列，而不必取消air23。

这个特征是至关重要的，因为其允许：

-在小锅(典型的例子：咖啡机通常具有比火焰flame1/flame2的冠部更小的底部)的情况下显著提高ηb

-增加白炽烟与锅底(锅相同)的接触时间

-将外部空气的稀释和冷却效果最小化：漂浮仍然取消空气的向心垂直流air23，但是空气的向心垂直流air23不参与燃烧，而是降低火焰床flame3的周界的温度；减小flame3的周长，这种不想要的影响被降低了。

由于具有至少完全均匀的stc滴度以及处理甚至过量的空气的能力的混合物的燃烧引起的火焰flame3预先消除了[co]过度产生的风险(因此[co]/[c02]比系统地保持低于由规定施加的最低限度)。

到目前为止所示的dvb燃烧器300的输送室的平均水平尺寸dp不能减小超过某一尺度(通常为dp>10×d3)或者效率ηb发生骤降。事实上，大部分负载(和效率)损失处于两个连续喷射器310的流动之间的重叠区域中的水平涡流内，其中前面的喷射器310干涉后面的喷射器310的膨胀，从而强烈地限制了动能转化成静压力的效果。

为了克服这个限制，或为了在垂直空间dp相等的情况下进一步提高效率ηej，可适当地插入由加速叶片阵列331(参见图11、12和13)构成的偏转器331，其中每对相邻的叶片332描绘出了会聚管道333，该会聚管道333将该对叶片332作为垂直壁并将输送室313的上壁325和下壁326作为下壁和上壁。

基本上，叶片阵列331开始于输送室313的周壁319上的每个扩散器315的接合起始点335并以大致螺旋状的图案向中心轴线324延伸。确切地说，并且在更一般的术语中，刀片阵列331沿区域334布置，在该区域334中，两个连续的喷射器310的流的相接触。该叶片阵列331任务是，引导从前面的喷射器310离开的空气流，从而主动地沿向心方向使该空气流偏离。混合物的流体流以比没有偏转器331的同源输送室更大的方式向水平涡流的中心加速(局部静压力随之减小)；从而实现了从后面的喷射器310离开的流的更大扩散。实践中，每个扩散器315的第二拉伸部323在三个侧面上由输送室313的实心外壁319、上壁325和下壁326限定，而在第四侧面上由“流体屏障”限制，该流体屏障由通过前面的偏转器310加速的流所形成。

这些刀片阵列331由于其分流器的功能而在本文中统称为“分流器”，而“dvb-分流器(dvb-splitter)”则是设置有分流器的dvb燃烧器300的变型。

如果调整进行，稍后称为“渐进式”，则dvb燃烧器300或dvb-分流器燃烧器300的操作，或在其中多个喷射器310通向彼此连通的扇区/歧管338的燃烧器300的任何情况下，引起了可燃混合物从输送室313向灶具400的内隔室405的回流通过未供应的文丘里管312的问题，其中当不需要最大可传递功率时，一个或多个喷射器310被禁用。

该缺点可以有利地通过使用合适的低负载损耗止回阀340或342来解决。

这种止回阀340或342可以是布置例如或者在文丘里管312的入口处或者内部(例如在其第一拉伸部322的末端)处的单向阀340(参见图12)。来自12.a到12.c的细节示出了打开(左)位置和关闭(右)位置上的单向阀340的两个例子。

替代地，当燃烧器300的控制旋钮停用对应的喷射器310时，这种止回阀340或342可以是通过燃烧器300的控制旋钮来操作的电磁切断阀342。

事实上，显然，单向阀340可以容易地通过磁力控制来操作；具体地，该版本在图12.a和12.b中示出。

替代地(见图7)，切断止回阀342可被提供成，其挡板包括在喷射器310的喷嘴311上的简单滑动套环346；套环346通过磁力或其它等效装置来调用，以便在燃气阀每当其关闭同一喷射器310时的命令下关闭文丘里管312的入口。为了图形简单，在图7中，这种滑动套环346仅设计在两个喷嘴311上，处于打开位置和关闭位置上。

这种止回阀340或342的所有所示的变型都仅仅通过示例的方式提供，以表明它们可以存在于非常简单的装置中。

根据其目的是dvb燃烧器300的第一主要变体的替代的第二基础版本，本文中称为具有“分离器”(参见图14)，燃烧器300提供数量z的扇区338，所提供的z个喷射器310中的一个且仅一个接合在每个扇区338中。

这种扇区338以及包含对应的z个所述扩散室328的“扩散扇区”328的对应连续管道完全彼此间隔开直到火焰蔓延盖318为止。

这样，由于完全避免了两个相邻扇区338之间的干涉，所以每个喷射器310可以单独启用，而没有任何轴对称限制(任何z，偶数奇数)，并且功率调整允许大量的替代选项。

优选地，这种z个扇区338和随后的管道通过提供输送室313、环形通道327和扩散室328来获得，输送室313、环形通道327和扩散室328的形状被做成如第一主要变型所描述的，除了所有这些环境由z个垂直分区339分成z个管道之外。

优选地，这种垂直分区339具有螺旋状平面图案，以便尽可能避免在混合物的流动方向上的突然变化。优选地，如果分区339不存在，则该螺旋状图案循着混合物流将占用的管线。

仍然可以提供轴向通道329，补偿空气air13c从该轴向通道329抽吸，该轴向通道329又通过分区分成z个部分，每个部分与通向扩散室328的相应扇区328的对应扇区338连通。

有利的是，尽管图中未示出，扩散室328的z个扇区328可以具有在平面图中的同心布置。

有利地，特别是在该后面的执行中，火焰蔓延盖318可以由一个或多个彼此分开的元件318组成，并且每个元件318旨在仅覆盖扩散室328分成的z个扇区328中的一个或多个。

通过这种第二基础版本，灶具400中的混合物“回流”的风险被排除，并且也不再需要止回阀340或342，从而大大地简化了装置。

在另一方面，水平涡流的强度降低，并且扩散室328的隔离扇区328的每一个中的涡流的流体动力学效率变差。

简而言之，已经用后缀splitter、dvb、setti、lin和std表示的dvb_splitter300，dvb300、具有分区的300、lin和std类型的燃烧器的效率ηej和ηb，我们可以确认

-ηej_splitter(分流器)>ηej_dvb>ηej_setti>ηej_lin>ηej_std

-ηb_splitter(分流器)>ηb_dvb>ηb_setti>ηb_lin>ηb_std

组成常见灶具的std或lin燃烧器的整个功率范围需要特定的燃烧器和对应的设备，典型地，辅助设备的功率范围为600-800w；半快速的功率范围1500-2500w；快速的功率范围为2500-3500w；可选的多个冠部的功率范围为3500-5000w。

至少可适用于本文所述的任何变型的本发明的有利机会反而提供了通过将大多数部件归结(resort)为几个模块化基本元件来制造所需各种功率的燃烧器300的可能性。

这种变型提供(具体参见图11)：

-单个模块化元件336，单个模块化元件336随着包括喷射器310的燃烧器的功率变化而不变，并且优选地，诸如例如输送室313或扇区338的合适圆周部分以及总是优选地，可选的刀片阵列331或分区339的尺寸不变的部分与同一喷射器310相关联。

-一系列夹层元件337，一系列夹层元件337相互替代并且特定于所提供的喷射器的任何数量z和/或燃气灶所需的功率wb，在平面图中基本成形为各种角度宽度的切片以插入到两个或更多个所提供的不变模块化元件336，并且使得插入到模块化功能元件336并且可选地添加其它部件能够至少形成传送室313或扇区338。

-其它不变或与模块不相关的可选元件

显然，为了将单个不变模块化元件336用于所提供的所有功率wb，所述wmin(最小)是为特定型号的通用灶具400的辅助燃烧器提供的最大功率，wmax(最大)是为快速燃烧器或为现有多个冠部燃烧器提供的最大功率，z是dvb燃烧器300可以接纳的喷射器的最大数量，模块化功能元件336的尺寸设置优选使得功率wb等于为辅助设备提供的功率的至少一半(wb>＝wmin(最小)/2)和所提供的最大值的至少1/z倍(wb>＝wmax(最大)/z)。

当然，当z采用所提供的最大值和/或结构上可能的最大值(其通常可以是6)时，不变模块化元件336的形状可被做成直接相互连结而不需要夹层元件337。

该变型从物流(logistical)和生产力观点上看提供了巨大优势：通过例如彼此焊接的压制板制成的非常少的部件或可组装在一起的压铸部件，可以获得清单的所有编码(allthecodesofthelist)。

图16示出了设置有可以包含已经描述的本发明的所有特征和基本元件的单个喷射器310的燃烧器300可以具有的构型；例如，混合物可以被引入在足够中心位置上的扩散室328以形成混合物的环面涡流。

虽然在附图中未示出，但是甚至可以提供具有单个喷射器310的燃烧器300，此外，其中补偿空气air13c从在混合物的出口处的相当于已经描述的轴向通道329的轴向插座329抽吸到扩散室328中。然而，该图示出了这种解决方案的替代方案，其包括基本上在扩散器315的第二拉伸部323末端或之内的窄截面区域327.a，其中截面变窄足以使混合物的压力低于大气压力。这种狭窄截面327.a由分布体347引起，该分布体347堵塞部分混合物流动的通道。这种分布体347具有与外部连通的通道348，补偿空气air13c可以通过该通道348到达混合物，从而将其稀释直到滴度≥stc。

根据本发明，这种补偿空气air13c进气装置不是如图16所示的具有单个喷射器310的燃烧器300特定的，但是可以通过提供以轴对称的方式绕中心轴线324布置的n个分布体347来至少应用于上述所有变型。优选地，这种分布体347的数量n等于扇区338的数量；甚至更优选地其等于喷射器310的数量z。

至于功率调整，燃烧器300可以通过单个调节阀来调节，该单个调节阀并行供应所有z个喷射器310，与单个歧管管道(图中未示出)相连接。这种类型的调节在本文中被称为“并行调整(modulatingparallel)”。

然而，也可以将每个喷射器310或不同组的喷射器310分别连接到单个专用阀，该单个专用阀使喷射器310能够在继续前行以调整后面的组之前将由第一组喷射器310传递的功率从最小值顺序地调整至最大值，依此类推。这种类型的调节在本文中被称为“渐进式调整(modulatingprogressive)”。

然而，与实际需求相比，这种极端的功率可调性即使容易实现也可能是多余的，因为如同在电炊具中一样，具有足够数量的步骤的离散调整(discreteadjustment)是足够的。

与已知的燃烧器相比，根据本发明的燃烧器300的架构有利且容易地提供了这种全新的具有调整比的离散功率调节的可能性，该调整比可仅取决于可用喷射器310的数量z。窒息通过以连续的方式降低对喷射器310的气体压力不会发生，但是它们中的每一个可以唯一地以最大功率打开/关闭(on/off)供应(为此，则可以优化为ηej)或根本不供应。

考虑到例如具有z＝6的喷射器310的燃烧器300(dvb或dvb-splitter(分流器))，通过简单地按适当的顺序启动喷射器，可用的离散调节水平为下降33％(六个喷射器中有两个喷射器)，50％(六个喷射器中有三个喷射器)，66％(六个喷射器中有四个喷射器)和100％(六个喷射器中有六个喷射器)。

因此，所得到的调整比y是100/33≈3，也已经用于lin燃烧器。然而，由于通过单个喷射器310的关闭/打开(on/off)激活来调节功率的这个独特特征，因此dvb燃烧器300确保整个燃烧器调节中的效率ηb和最佳且恒定的燃烧比[co]/[co2]，这通过采用简单的切断阀，比专用阀门和普通调节阀更简单、经济、可靠和紧凑。这种类型的调节在本文中被称为“离散渐进式(discreteprogressive)”。

已经在实验上注意到，假设水平涡流的所产生的操作配置是平衡的(轴对称的或大致轴对称)，则第一基础dvb或dvb-splitter(分流器)版本300的燃烧器300保持也禁用一个或多个喷射器310的可接受功能特征。换句话说，激活的喷射器310必须处于轴对称或大致轴对称的位置，或者效率ηej会由于所产生的水平涡流的偏心而存在相当大的衰减。

在另一方面，对于根据第二基础版本的“分区”燃烧器300，不存在对于大的轴对称性的这种需求，由于可以提供广泛的调整自由度，则也可以每次激活单个喷射器310。

显然，所描述的三种不同的调节模式，“并行调整”，“渐进式调整”和“离散渐进式”又可以以多种变型组合在一起，或者同时存在于同一灶具400中但在不同的燃烧器300上。

然而，当谈论lin燃烧器时，如果火焰蔓延盖318根据从相同lin燃烧器已知的技术使用，则在根据本发明的燃烧器400中得到的混合物的滴度可能≥stc的事实将强调已经描述的火焰的不稳定性的问题。

然而，可以(参见图15)使用火焰蔓延盖318，在该火焰蔓延盖318中，狭槽317具有从同一火焰传播盖318的内部向外部增大的截面，使得流过狭槽317的混合物将其流出速率从入口处的第一值vmax(最大)减小到出口处的第二值vmin(最小)。通过适当地选择最小最内截面积amin(最大)和最大最外截面积amax(最大)(即，当狭槽317是圆锥形时，狭槽317的最小直径dc_min(最小)和最大直径dc_max(最大))，则火焰f稳定在其高度hc上，其高度hc取决于混合物的流速和火焰速度vf，火焰速度vf又基本上取决于混合物的滴度和气体的类型。简而言之，我们可以肯定，如果混合物具有滴度≥stc，并且因此燃烧不依赖于二次空气，则火焰在其火焰速度vf等于混合物的流出速率时是稳定的。

因此，渐增截面积的狭槽317确保火焰稳定性，如果

-其最小截面积amin(最小)确保对于所提供的最大火焰速度vf和最小混合物流速，流出速率vmax(最大)≥vf；

-其最大截面积amax(最大)确保对于所提供的最小火焰速度vf和最大混合物流速，流出速率vmin(最小)≤vf。

事实上，如果火焰由于混合物的速度过大或混合物的类型而趋向于熄火，则其向狭槽117的最外部移动，其中混合物的速度降低；反之亦然，在回火趋势的情况下，其向狭槽的最内部分移动，其中混合物的速度超过火焰速度vf。

如果所选择的调整比y非常高，则可能需要提供特定于各种燃气族的狭槽117和因此的火焰蔓延盖318，但是这可以是根据本发明的燃烧器300所需的唯一适应。

在这种发散的狭槽317的情况下，火焰f通常嵌套在它们内，这导致火焰蔓延盖318的高加热。因此，火焰蔓延盖318必须由耐燃烧温度的材料，例如诸如aisi321或309或910合金的钢合金或优选陶瓷的所谓耐火材料制成。

因为本身已知和例如在某些类型的燃气加热器或辐射板中使用，所以不需要详述这种具有发散狭槽的火焰蔓延盖。

通过为与所述调节相关的所述变型提供的一个或多个设备，dvb燃烧器300原则上可以至少从当前为辅助燃烧器提供的功率wmin(最小)调整到当前多个冠部燃烧器的最大功率wmax(最大)。

至于将dvb燃烧器300调节到不同类型的气体，而如已经描述的lin燃烧器必须整个替代，包括火焰蔓延盖218，dvb燃烧器300允许对甲烷和lpg(液化石油气体)两者均使用单一类型的喷射器310以及对应文丘里管312，并且最重要的，通常，由于根据需要排除/包含喷射器310的可能性而使用具有相同狭槽317的相同火焰蔓延盖318。例如，具有多个(z＝4)喷射器310的dvb或dvb/splitter燃烧器300将在用甲烷供应时使用所有喷射器，而为了配置lpg供应，永久排除两个相对的喷射器310并且可选地遵照轴向通道329的单向阀330的预载将是足够的。

一旦已经阐明了具有多个喷射器310的燃烧器300所基于的各种特征，则显然，可能有许多也是示例性的变型而不脱离本发明的范围。

最后，显然，根据本发明的燃烧器300除了确保另外的多个优点之外还实现了所有所述目的。