燃气预混燃烧器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有纤维基布的燃气预混燃烧器。测量火焰电流的离子笔能用于确定空气-燃气比例。借助采用离子笔作为传感器的控制系统，能在较宽的燃烧器负载范围上控制根据本发明的燃气预混燃烧器的空气-燃气比例。这种燃气预混燃烧器能在例如锅炉或瞬热式热水器中使用。
【背景技术】
[0002]已知借助离子笔检测在燃气预混燃烧器火焰中的离子电流来作为探测是否已经发生点燃的方式。但是，在越来越多的(例如在锅炉或热水器中使用的)燃气预混燃烧器中，离子电流不仅用于检测燃烧器的点燃，而且其值也用作火焰控制的措施，并且更具体地用于控制空气-燃气的预混比例。作为例子，DE19632983公开了测量火焰电流的离子笔和燃气燃烧器中的相关调节装置，其中，设定空气-燃气比例基准值以实现低排放。
[0003]用纤维基布作为燃烧表面的燃气预混燃烧器是已知的。这种燃烧器可具有作为燃烧表面的金属纤维基针织或机织织物，金属纤维基针织或机织织物定位在孔板或编织丝网上，孔板或编织丝网用作燃气分配板并且作为金属纤维基针织或机织织物的支撑。这种燃烧器根据例如US4657506和W02004/092647是已知的。
[0004]为了用于燃烧控制，燃气预混燃烧器的离子电流应能在燃烧器的负载范围内被容易且可靠地测量。对于以纤维基布作为燃烧表面的燃气预混燃烧器来说存在以下问题:在燃烧器的低功率范围内离子电流急剧下降。这导致在燃气预混燃烧器的低功率范围中通过离子电流测量来进行火焰控制是不可靠的。对于很多应用，期望燃烧器能在宽负载范围内操作，并且期望能在宽负载范围上利用离子笔进行离子电流测量来执行空气-燃气比例的控制。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面是燃气预混燃烧器，优选完全预混燃气燃烧器，其包括:
[0006]多孔燃烧表面，当使用燃烧器时，在预混燃气已经流过多孔燃烧表面之后，在多孔燃烧表面上发生燃烧，
[0007]纤维基布，其形成多孔燃烧表面的至少一部分；
[0008]孔板、编织丝网或金属网板；其中，纤维基布例如借助焊接或任何其他方式而由孔板、编织丝网或金属网板支撑。
[0009]燃烧器的特征在于:多孔燃烧表面的一个或多个区域不是由纤维基布而是由另一多孔基底形成。多孔基底是指基底具有贯通孔或开孔孔隙，以允许预混燃气流过多孔基底并允许预混燃气在其表面上燃烧。
[0010]该特征确保了能在比现有技术燃烧器更宽的燃烧器负载范围中使用离子笔(离子笔定位成覆盖不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域在离子笔方向上的部分长度，优选覆盖所述区域在离子笔方向上的整个长度)测量离子电流，以作为燃气预混燃烧器的空气-燃气比例的可靠指示，并因此作为对供应到燃气预混燃烧器的空气-燃气比例进行调节的输入值。在这种燃烧器中，允许使用离子笔测量的离子电流在较宽负载范围上控制空气-燃气比例。另一协同优点是对于同一生产批次并且甚至各生产批次之间的所有燃烧器来说能实现同样宽的范围。
[0011]根据本发明的燃气预混燃烧器能以很多种不同形状被提供。实例是扁平燃烧器、圆柱形燃烧器和具有圆锥形或截头圆锥形形状的燃烧器。如本领域技术人员已知的，扁平燃烧器可具有且大部分具有曲线形形状或甚至可具有波纹形状。扁平燃烧器的种类不同于其他主要种类的燃气预混燃烧器，其他主要种类的燃气预混燃烧器包括具有圆锥形、圆柱形或截头圆锥形形状的燃烧器。
[0012]在本发明的优选燃烧器中，由纤维基布形成的燃烧表面的百分比是至少70%，更优选地至少80%，以用于实现燃烧器的更好的整体性能。
[0013]燃烧表面不是由纤维基布形成的区域被限定为燃烧表面的这样的表面区域，其中，在该表面区域上的每两个点能用不经过纤维基布用作燃烧表面的区域的连续线(直线或曲线或多曲线)连接。
[0014]区域自身可包括子区域，每个子区域均具有比该区域内的相邻或周围子区域更高的燃气透气性(优选至少两倍燃气透气性)。例如，有利的是，区域内的两个或更多个子区域具有更高的燃气透气性，在它们之间具有较低燃气透气性的子区域。当用离子笔(其横跨具有更高燃气透气性的子区域和在它们之间的具有较低燃气透气性的子区域)测量离子电流时，在使用电离信号用于宽负载范围的燃气调节方面获得更好的结果。
[0015]优选地，不是由纤维基布而是由另一多孔基底形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域中的区域的表面积，优选一个或多个区域中的每个区域的表面积是150至500平方毫米，更优选地300至450平方毫米，因为这些范围给出最好的结果。优选的区域具有凸形形状。优选的区域是正方形或长方形。这些区域提供优良的结果。
[0016]在优选实施例中，燃烧器包括燃气预混室。使用时，预混燃气从燃气预混室部分地流过纤维基布和支撑纤维基布的孔板、编织丝网或金属网板的组合体；并且部分地经过不是由纤维基布而是由另一多孔基底形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域。特定的燃气透气性可定义为对于预混燃气流量来说是多孔燃烧表面的每单位表面积的燃气流量；或针对表面积的一部分的燃气流量。
[0017]在本发明的优选实施例中，特定燃气透气性(在使用燃烧器时，来自燃气预混室的预混燃气流将经过不是由纤维基布而是由另一多孔基底形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域)与特定燃气透气性(在使用燃烧器时，预混燃气流将经过纤维基布和支撑纤维基布的孔板、编织丝网或金属网板的组合体)的比大于3 ;更优选大于4 ;并且优选小于8 ;更优选小于7 ο实验已经表明，在利用离子笔进行离子电流测量操作的稳定性方面这些比值提供最好的结果。
[0018]在本发明的优选实施例中，多孔燃烧表面的至少两个区域不是由纤维基布形成的。当使用跨过所述至少两个区域的每个区域的离子笔时，根据该实施例的燃烧器提供了在宽负载范围上的更好的电离信号。该电离信号比使用具有不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的一个区域且该一个区域的表面积与该实施例的至少两个区域的全部表面积相同的燃烧器要好得多。类似地，该电离信号比使用具有不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的一个区域且该一个区域在离子笔下方的长度与该实施例的全部至少两个区域下的离子笔的组合长度相同的燃烧器要好得多。
[0019]在更优选的实施例中，不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的两个区域之间的最近的距离是至少5mm，优选地，纤维基布覆盖两个区域之间的最近距离的至少5mm ;优选地，最近距离小于15_。根据该更优选的实施例的燃烧器在宽负载范围的电离信号方面甚至提供更好的结果，这可能是因为燃烧中再循环流的协同效果。在配备有离子笔的燃烧器中，离子笔在燃烧表面上的投影线(离子笔到燃烧表面上的垂直投影)优选在不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的两个区域之间具有至少5_长(优选小于15_)的距离，并优选纤维基布覆盖该距离的至少5mm ;优选小于15mm。
[0020]在优选实施例中，所述一个或多个区域的整个周边由纤维基布围绕。该特征的技术优点是避免了从不是由纤维基布而是由另一多孔基底形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域产生火焰浮起现象。该技术特征协作地有助于解决上述问题，因为其允许具有更稳定且更可靠的离子电流测量。
[0021]在第一组优选实施例中，在不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的所述一个或多个区域中，多孔燃烧表面由孔板、编织丝网或金属网板形成，优选具有比所述一个或多个区域外侧更高的孔隙度。在不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域中的孔板、编织丝网或金属网板具有更高孔隙度的这些燃烧器中，在能借助离子探针测量离子电流的更大负载范围方面获得更好的功能性。
[0022]优选地，在不是由纤维基布形成的多孔燃烧表面的一个或多个区域(在该区域中，孔板、编织丝网或金属网板用作燃烧表面)中孔板、编织丝网或金属网板的孔隙度是孔板、编织丝网或金属网板被纤维基布覆盖的情况的2至5倍。
[0023]在孔板局部地形成燃烧表面的情况下，在孔板上的