一种燃烧器的制作方法

本发明属于燃气器具技术领域，涉及一种燃烧器，特别是一种用于燃气灶的燃烧器。

背景技术：

燃气灶是指以液化石油气、人工煤气、天然气等气体燃料进行直火加热的厨房用具。燃气灶主要由燃烧器、点火装置、炉架、进气管、阀体等装置组成。

燃烧器包括炉头、内外火盖等结构，工作时，燃气从进气管进入灶内，经过燃气阀的调节进入炉头中，同时混合一部分空气(这部分空气称之为一次空气)，这些混合气体从分火盖的火孔中喷出同时被点火装置点燃形成火焰(燃烧时所需的空气称之为二次空气)，进而用来加热置于炉架上的炊具。

炉头内部往往设置特定结构的流通通道，燃气在炉头内流通之后经点火装置点燃，然而现有的燃气灶大都设置一个进气口(进气管)供燃气进入炉头，短时间内燃气在炉头内部流通不畅，从而容易导致燃气燃烧不够充分，燃烧效果差且安全性较低。

而现有技术中燃气灶的材料为一般的合金钢、铝合金或铜合金，不仅强度一般，且耐温性、耐腐蚀性能也较差，影响着燃气灶的使用寿命。

综上所述，为解决现有用于燃气灶的燃烧器结构上的不足，需要设计一种设计合理、燃烧效果好的燃烧器。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、燃烧效果好的燃烧器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种燃烧器，包括：

外炉头，呈圆环状设置，在外炉头上扣合有外火盖；所述的外炉头由铝合金制成；

内炉头，穿设在外炉头中部，且内炉头通过若干主通道与外炉头联通，各主通道环绕内炉头均匀分布，在内炉头上扣合有内火盖；

管道组件，位于外炉头下方，在管道组件上设置有与各主通道一一对应的若干主进气管，每个主通道均分别与主进气管、内炉头以及外炉头联通；

点火柱，设置为多个，每个点火柱均与管道组件联通，所述点火柱竖直向上延伸并抵靠在内炉头外周侧壁上；所述的点火柱由镁合金制成；

支柱，设置为多个，各支柱竖直安装在管道组件下方。

在上述的一种燃烧器中，所述的外炉头由铝合金制成，所述铝合金的组成元素及其质量百分比为：Mg：0.48-0.62％、Cu：0.40-0.55％、Zn：0.6-1.05％、Fe：0.4-0.6％、Sc：0.1-0.2％、Ti：0.12-0.25％、Zr：0.12-0.2％，余量为Al及不可避免的杂质。

本发明燃烧器外炉头的铝合金中加入适量的Sc、Zr，通过各元素之间产生的协同作用，进一步提高外炉头的力学性能。外炉头铝合金中含有Zn、Mg、Cu，能够增强粒子的弥散程度，增强即时析出相的粒子的强度，大大强化了部分共格的中间相η’和共格的G.P区，因此在基体中，时效时析出的相粒子主要是由略粗的共格G.P区和细小的η’相组成，最后成型的铝合金具有较高的强度。

铝合金强度随着Mn含量增加而提高，但其含量过高会产生脆性化合物MnAl₆，在后续加工中容易产生开裂，本发明适当提高Mn含量既保证铝合金的强度又有较好的塑性，还提高铝合金的抗腐蚀性能。因为本发明中添加了0.75-1.0％的Mn，会降低Mg的含量，所以本发明中适量提高了Mg的含量用以强化铝合金，降低铝合金的热裂倾向，进一步改善铝合金的耐腐蚀性能。但在本发明的铝合金中Mg的含量过高，否则通过后续的加工起不到强化作用。本发明降低了Zn的含量，通过与其他元素，如Mn、Cu等共同作用，提高铝合金的抗拉强度、屈服强度和耐蚀性。Ti具有使铝合金晶体结构细化的效果，而微细晶体结构可以提高铝合金的强度，本发明含有0.12-0.25％Ti进一步细化晶体结构的效果。

本发明燃烧盘、燃烧架铝合金中还加入钪和锆，钪在铝合金中同时具有过渡族金属和稀土金属这两类金属的作用，不仅能够显著细化铸态合金晶粒、提高再结晶温度从而提高铝合金的强度和韧性，而且能与锆一起作用，进一步改善外炉头所用铝合金的耐热性、抗蚀性、和热稳定性。

进一步地，铝合金中Zn、Mg、Cu元素的总含量为1.5-2％。当添加的微量元素太高时，不利于铝合金中元素的共溶，反而降低铝合金的力学性能，加入的Zn、Mg、Cu共1.5-2％时，能够保证加入的微量元素都能弥散在基体中，不会出现偏析的现象，有利于提高铝合金的性能。

在上述的一种燃烧器中，所述的点火柱由镁合金制成，所述镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：1.50％-3.20％、Mn：0.15％-0.25％、Sn：0.05％-0.22％、B：0.15％-0.25％、Zr：0.12％-0.22％、Ce：0.05％-0.12％，余量为Mg及不可避免的杂质。

本发明燃烧器点火柱的镁合金中添加有适量的Zn、Mn、Sn、B、Zr、Ce，通过各元素之间的合理配置以及产生的协同作用，显著提高镁合金点火柱的力学性能和机械性能，尤其是显著提高点火柱的强度、耐热性、耐腐蚀，进而延长点火柱的使用寿命。

在本发明点火柱镁合金中加入适量的锆，可以细化晶粒，减少热烈倾向，提高力学性能。因为锆的化学活泼性高，易与其他元素如铝、硅、铁、锡和锰等元素形成难熔金属间化合物，而丧失锆的细化晶粒左右，因此，本发明镁合金中尽量减少上述元素的含量。锆细化晶粒的原因在于在液态镁中锆的溶解度随温度降低而减少，在凝固过程中，锆首先以α-Zr结晶析出，其点阵结构与镁相似，起非自发形核作用从而能够细化晶粒。另外，锆还能够提高镁合金的熔点，从而有效改善点火柱的耐温性和耐腐蚀性。

在镁合金中，由于形成条件不同，铁相在合金中的存在形式可能为单质、固溶体或者金属间化合物。由于镁的平衡电位和稳定电位都非常负，而铁的析氢电位较低，则铁相的存在会严重影响点火柱的耐腐蚀性；同时，铁相的存在会严重损害镁合金的组织和力学性能，导致其柔韧性降低，脆性增加。尽管因为本发明点火柱镁合金中含有Zr，应避免铝、硅、铁、锡和锰等元素的存在，但为了有效抑制铁相的有害影响，本发明点火柱镁合金中加入了1.50％-3.20％Zn、0.15％-0.25％Mn、0.05％-0.22％Sn和0.15％-0.25％B。Zn可以减少Fe、Ni、Cu等有害杂质对于合金耐腐蚀性能的影响，但Zn的加入量需要严格控制，若Zn含量过高则会增大合金的热裂倾向，并影响Zr的作用。Mn与B共同作为除铁剂，在镁液中与杂质Fe相互作用，形成溶解度极小、熔点高且密度大的金属间化合物如MnFe、FeB等沉淀，达到除去杂质Fe的目的。加入适量的合金元素Sn后，Sn对镁合金基体起到固溶强化、沉淀强化和细晶强化效果。可以显著改善镁合金的室温和高温强度，其原因在于，Mg的原子半径为0.1598nm，Sn的原子半径为0.172nm，Sn在镁中形成置换固溶体，由于Sn的原子半径大于Mg的原子半径，溶质原子周围的点阵膨胀，平均点阵常数增大，所以Sn原子有比较强的固溶强化效果。当合金中存在硬度高的Mg₂Sn粒子质点时，由于Mg₂Sn颗粒硬度较大，不易变形，在基体中会阻碍位错运动，引起位错塞积，导致强度提高，对材料有明显的强化效果。而且，Sn对镁合金的强化作用不因为温度的升高而消失或剧烈下降，因此，加入合金元素Sn进行合金化，可以显著提高镁合金制成的点火柱的耐热性。

本发明点火柱镁合金中还加入有0.05％-0.12％稀土元素Ce，Ce的原子半径为0.183mm，电负性为1.12，Ce的原子半径与镁原子的相对差值在15％之内，电负性差值均小于0.4，因此可以形成有限的固溶体以及稳定的化合物，从而更好的实现它们在镁合金中的作用。Ce在镁合金中具有良好的固溶强化效应，可有效阻止高温下镁合金晶粒的长大和晶界的滑移，

在本发明点火柱所用的镁合金中，加入适量的Zn、Mn、Sn、B、Zr、Ce，并且进一步限制杂质元素Si、Fe、Ni、Cu的含量，通过它们的合理配置以及协同作用，显著提高点火柱的耐热性、耐腐蚀性能。

作为优选，所述镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：1.80％-2.80％、Mn：0.16％-0.22％、Sn：0.08％-0.15％、B：0.18％-0.23％、Zr：0.15％-0.20％、Ce：0.06％-0.10％，余量为Mg及不可避免的杂质。

所述的杂质包括Si≤0.002％、Fe≤0.002％、Ni≤0.002％、Cu≤0.002％。

在上述的一种燃烧器中，在内炉头内开设有上腔、下腔，各主通道分别与下腔联通，在内炉头上还设置有与上腔联通的次通道，在管道组件上设置有与次通道对应设置的次进气管。

在上述的一种燃烧器中，内火盖的上表面向内凹陷形成锥面，在内火盖上开设有与上腔联通的若干出火孔，所述出火孔环绕内火盖轴心线均匀分布且每个出火孔均垂直贯穿锥面设置。

在上述的一种燃烧器中，外火盖的上表面部分向外凸起形成首尾依次连接的若干弧形凸块，每个弧形凸块上均呈发散状开设有若干出火槽。

在上述的一种燃烧器中，所述外火盖与外炉头合围形成混合腔，每个出火槽均与混合腔联通且所述混合腔与各主通道联通。

在上述的一种燃烧器中，在外炉头外周侧壁贯穿开设有均匀分布的若干进风槽。

与现有技术相比，本发明结构设计合理，通过多个相互配合的主通道与主进气管，使通入外炉头内的燃气流通混合充分，有利于后续燃烧的进行；次通道与次进气管的设置，使内炉头内燃气更充足，燃烧时火焰分布均匀；内火盖与外火盖的结构设计以及弧形凸块的设置使得燃烧器造型更加美观；外炉头采用力学性能较好的铝合金制成，点火柱采用耐温、耐腐蚀且力学性能较好的镁合金制成，进一步提高燃烧器的综合性能，进而大幅度提高燃烧器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图2是图1另一视角的结构示意图。

图3是图2的剖视图。

图4是图1的部分结构示意图。

图5是图4另一视角的结构示意图。

图中，11、外炉头；111、混合腔；112、进风槽；12、外火盖；121、弧形凸块；122、出火槽；21、内炉头；211、上腔；212、下腔；22、内火盖；221、锥面；222、出火孔；31、主通道；32、次通道；41、主进气管；42、次进气管；50、点火柱；60、支柱。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图5所示，本燃烧器包括：

外炉头11，呈圆环状设置，在外炉头11上扣合有外火盖12；外炉头由铝合金制成；

内炉头21，穿设在外炉头11中部，且内炉头21通过多个主通道31与外炉头11联通，各主通道31环绕内炉头21均匀分布，在内炉头21上扣合有内火盖22；

管道组件，位于外炉头11下方，在管道组件上设置有与各主通道31一一对应的多个主进气管41，每个主通道31均分别与主进气管41、内炉头21以及外炉头11联通；

点火柱50，设置为多个，每个点火柱50均与管道组件联通，点火柱50竖直向上延伸并抵靠在内炉头21外周侧壁上；点火柱由镁合金制成；

支柱60，设置为多个，各支柱60竖直安装在管道组件下方。

常见的燃烧器中的炉头内部往往设置特定结构的流通通道，燃气在炉头内流通之后经点火装置点燃，然而现有的燃气灶大都设置一个进气口(进气管)供燃气进入炉头，短时间内燃气在炉头内部流通不畅，从而容易导致燃气燃烧不够充分，燃烧效果差且安全性较低。

为此，本发明设计了一种燃烧器，通过设置多个主进气管41与主通道31，配合作用使得燃气在燃烧器内流通混合充分，便于后续的燃烧工作。

本实施例中优选主通道31与主进气管41的数量均为三个，三个主通道31环绕内炉头21均匀分布，有利于燃气的流通。工作时，燃气经主进气管41进入对应的主通道31，再经内炉头21、外炉头11输出并进行燃烧。内火盖22与外火盖12的设置一方面控制燃气的输出，另一方面能够避免外部物质流入对应的炉头内，影响燃烧器工作。

燃烧时，外部控制点火柱50进行点火，具体的，在点火柱50内设置有点火针(图中未示出)，通过控制点火针对燃气进行点火燃烧。点火柱50抵靠在内炉头21外周侧壁上，便于快速点燃燃气，此处优选点火柱50的数量为两个。

燃烧器往往是安装在燃气灶内进行工作的，燃烧器通过设置在底部的支柱60与燃气灶固定连接，本实施例中，支柱60的数量优选为四个，均匀分布在管道组件下方，给予燃烧器支撑作用。

进一步地，在内炉头21内开设有上腔211、下腔212，各主通道31分别与下腔212联通，在内炉头21上还设置有与上腔211联通的次通道32，在管道组件上设置有与次通道32对应设置的次进气管42。

具体的，本实施例中，内炉头21开设了上腔211与下腔212，使得内炉头21与外炉头11有各自的的燃气输出。燃气一部分通过对应的主进气管41和主通道31进入下腔212内，进而进入外炉头11内，由外火盖12向外输出；另一部分通过次进气管42以及次通道32进入上腔211，最终由内火盖22向外输出。

这样的结构设置能够保证内炉头21与外炉头11输出的燃气充足，由于燃烧时，火焰往往会沿着锅具向外侧延伸，此处独立供给内炉头21燃气可以确保锅具受热均匀。

优选地，内火盖22的上表面向内凹陷形成锥面221，在内火盖22上开设有与上腔211联通的多个出火孔222，出火孔222环绕内火盖22轴心线均匀分布且每个出火孔222均垂直贯穿锥面221设置。

出火孔222的设置便于控制燃气均匀输出，而锥面221的设置使得燃气输出时较为集中，有利于点火燃烧，其中出火孔222均垂直锥面221设置则进一步确保燃气朝着中心输出，保证中心火焰的集中性，燃烧效果好。

值得一提的是，在锥面221的边缘环绕出火孔222开设了一些凹槽，使得锥面221呈现出花瓣状结构，且每个出火孔222对应一个花瓣，增强整体的美观性。

此外，内炉头21中部贯穿开设有通孔，且通孔向上延伸并穿过内火盖22，便于空气进入，与燃气混合充分，有利于燃气的充分燃烧。

进一步优选地，外火盖12的上表面部分向外凸起形成首尾依次连接的多个弧形凸块121，每个弧形凸块121上均呈发散状开设有多个出火槽122。

外炉头11内的燃气最终经由出火槽122输出，出火槽122的设置同样便于控制燃气均匀输出，便于燃气充分燃烧。其中，弧形凸块121首尾依次连接形成花瓣状结构，提高了整体的美观性。

优选地，外火盖12与外炉头11合围形成混合腔111，每个出火槽122均与混合腔111联通且混合腔111与各主通道31联通。

内炉头21通过主通道31与外炉头11联通，具体的是下腔212通过各个主通道31与混合腔111联通，混合腔111的设置与上腔211、下腔212的设置均是为了保证燃气流通混合充分，便于燃烧。

出火槽122与混合腔111、各主通道31联通便于燃气在整个燃烧器内流通通畅，混合充分。

进一步优选地，在外炉头11外周侧壁贯穿开设有均匀分布的多个进风槽112。进风槽112的设置便于空气进入，进风槽112不与混合腔111联通，燃气输出时与空气混合均匀，便于燃气的充分燃烧。此处优选进风槽112的数量为三个。

优选地，外炉头所用的铝合金的组成元素及其质量百分比为：Mg：0.50％、Cu：0.45％、Zn：0.7％、Fe：0.5％、Sc：0.16％、Zr：0.15％，余量为Al及不可避免的杂质；点火柱所用的镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：2.50％、Mn：0.2％、Sn：0.12％、B：0.2％、Zr：0.18％、Ce：0.08％，余量为Mg及不可避免的杂质，杂质包括Si≤0.002％、Fe≤0.002％、Ni≤0.002％、Cu≤0.002％。

优选地，外炉头所用的铝合金的组成元素及其质量百分比为：Mg：0.52％、Cu：0.52％、Zn：0.63％、Fe：0.55％、Sc：0.12％、Zr：0.18％，余量为Al及不可避免的杂质；点火柱所用的镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：2.80％、Mn：0.16％、Sn：0.15％、B：0.18％、Zr：0.20％、Ce：0.06％，余量为Mg及不可避免的杂质，杂质包括Si≤0.002％、Fe≤0.002％、Ni≤0.002％、Cu≤0.002％。

优选地，外炉头所用的铝合金的组成元素及其质量百分比为：Mg：0.65％、Cu：0.43％、Zn：0.8％、Fe：0.45％、Sc：0.18％、Zr：0.14％，余量为Al及不可避免的杂质；点火柱所用的镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：1.80％、Mn：0.22％、Sn：0.08％、B：0.23％、Zr：0.15％、Ce：0.10％，余量为Mg及不可避免的杂质，杂质包括Si≤0.002％、Fe≤0.002％、Ni≤0.002％、Cu≤0.002％。

优选地，外炉头所用的铝合金的组成元素及其质量百分比为：Mg：0.62％、Cu：0.55％、Zn：0.6％、Fe：0.6％、Sc：0.1％、Zr：0.2％，余量为Al及不可避免的杂质；点火柱所用的镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：3.20％、Mn：0.15％、Sn：0.22％、B：0.15％、Zr：0.22％、Ce：0.05％，余量为Mg及不可避免的杂质，杂质包括Si≤0.002％、Fe≤0.002％、Ni≤0.002％、Cu≤0.002％。

优选地，外炉头所用的铝合金的组成元素及其质量百分比为：Mg：0.48％、Cu：0.40％、Zn：1.05％、Fe：0.4％、Sc：0.2％、Zr：0.12％，余量为Al及不可避免的杂质；点火柱所用的镁合金的组成元素及质量百分比为：Zn：1.50％、Mn：0.25％、Sn：0.05％、B：0.25％、Zr：0.12％、Ce：0.12％，余量为Mg及不可避免的杂质，杂质包括Si≤0.002％、Fe≤0.002％、Ni≤0.002％、Cu≤0.002％。

本燃烧器结构设计合理，通过多个相互配合的主通道31与主进气管41，使通入外炉头11内的燃气流通混合充分，有利于后续燃烧的进行；次通道32与次进气管42的设置，使内炉头21内燃气更充足，燃烧时火焰分布均匀；内火盖22与外火盖12的结构设计以及弧形凸块121的设置使得燃烧器造型更加美观。且本发明外炉头由力学性能优异的铝合金制成，与普通铝合金制得的燃烧盘、燃烧架相比，拉伸强度提高18％以上，抗拉强度提高23％以上，耐磨性提高25％以上；点火柱由耐温、耐腐蚀、且力学性能优异的镁合金制成，与普通铝合金制得的点火柱相比，耐温性提高42％以上，耐腐蚀性能提高60％以上，与普通镁合金制得的点火柱相比，耐温性提高18％以上，耐腐蚀性能提高34％以上。通过优化外炉头、点火柱的材质进一步提高燃烧器的综合性能，进而大幅度提高燃烧器的使用寿命。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。