一種無排氣燃氣壁爐的製作方法

2023-06-25 10:22:06

專利名稱：一種無排氣燃氣壁爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及改進的無排氣燃氣壁爐。特別是，本發明涉及無排氣線性燃氣壁爐，在這種壁爐中，流入無排氣封閉燃燒室內的空氣，通過充氣室空氣流動路徑上的限流區來控制，所述充氣室圍繞在燃燒室周圍。
背景技術：
與燃燒木材的壁爐相比，燃氣壁爐因其更清潔，更安全，成本更低，正愈來愈受到人們的極大歡迎。無排氣燃氣壁爐尤其更受青睞，因為用戶可在已裝有燃氣管路的房間內安裝這種壁爐或經改裝後安裝，無需增加與建造煙囪或通風系統等相關的費用。此外，因為無排氣壁爐不需要煙囪或煙道，所以實際上可以將壁爐設置在任何地方。例如，壁爐可以靠牆，或置於牆角，或房間中央，這樣，從兩側或多側都能看到火苗。另外，根據安裝位置，壁爐可以採用任何形狀和尺寸。人們都認為這種壁爐效率高，可以吸入房間內的空氣供燃燒，並將加熱的空氣直接送到房間。然而，因為無排氣壁爐將大部分或全部燃燒產物直接排放到房間，而不是室夕卜，所以，它們必須滿足嚴格的標準，要求壁爐的燃燒效率極高，以便將燃燒產物的積聚降到最小。美國Ruhl的專利US2696205公開了一種空間加熱器，其工作原理類似於典型的無排氣壁爐。該加熱器包括一個加熱單元，其周圍圍繞一系列煙道和擋板。環境空氣流過該加熱部分，並在金屬散熱元件內被燃燒。燃燒空氣從加熱器流到周圍空間並且部分地受到偏轉阻氣門表面的控制，這種情況會因為阻氣門處空氣壓力的增加而加速熱空氣的排出。另夕卜，第二空氣流穿過煙道在加熱器後面自然流動，並從擋板流出。該第二空氣流因為與煙道熱接觸而被加熱，從而也溫暖了房間，但是，此外，它也起冷卻功能，確保了加熱器背後周圍空間不會太熱。美國Moon等人的專利US5054468介紹了一種無排氣壁爐裝置，其包括兩個室，即燃燒室和環繞其周圍的充氣室。環境空氣穿過充氣室，與燃燒室外部接觸而加熱，而後回到設有壁爐的房間。空氣也通過風扇被直接送入燃燒室；加熱的燃燒空氣然後被排回到房間內。美國Moon的專利US5139011介紹了一種帶有兩個氣流路徑的類似的無排氣壁爐。環境空氣流過燃燒室周圍的管道組件，空氣被加熱後返回到房間。燃燒空氣再次被風扇直接吹入燃燒室，加熱後回到房間。這些專利都使用了雙路進氣系統，這使得系統更複雜，很難保持空氣穩定流入兩個進氣路徑。例如，如果空氣較快地流入燃燒室，充氣室則無足夠氣流來冷卻燃燒室外部區域。此外，在上述每種情況下，燃燒室的空氣和充氣室的空氣都排入房間不同地方，而且排放流量也可能是不同的。燃燒室的空氣比散熱加熱的充氣室的空氣要熱，這可能會引起不必要的局部溫度變化。美國Fleming的專利US 5678534和French的專利US 5906197都公開了一種單進氣口壁爐，在這種壁爐中，進入氣流被分成幾個路徑，一路流向燃燒室，其它幾路流向各個對流路徑或圍繞燃燒室的充氣室。來自充氣室或對流區域的空氣然後與燃燒空氣混合，之後流回到房間。為了使排入房間的燃燒產物降到最低，燃燒空氣流過催化轉化器，將燃燒產物轉化成二氧化碳和水，而後，燃燒空氣與充氣空氣混合，再重新流入房間。美國Campbell 的專利 US 6425390 和 Champion 的專利 US 5，701, 882 都公開了一種燃氣壁爐，在這種壁爐中，燃燒空氣被直接抽入燃燒室，而在圍繞燃燒室的一個或多個充氣室內設有供室內空氣流通的第二路徑。Campbell和Champion都未公開燃燒室與周圍空間基本隔離，這意味著對進入燃燒室的空氣量控制甚微或沒有控制。這會對燃燒室內火苗的外觀和燃燒效果有極大不利影響。因此，本發明的目標是提供一種無排氣燃氣壁爐，該壁爐克服了上述已有技術壁爐中存在的一個或多個缺點。

發明內容
本發明包括一種無排氣燃氣壁爐，其中，外部充氣室圍繞在燃燒室周圍，限流區位於穿過外部充氣室的空氣流動路徑上，流經封閉燃燒室的空氣被限流區所控制。穿過充氣室的空氣流動路徑上的限流區在充氣室和燃燒室之間產生壓力差。充氣室壓力的相對增加迫使空氣流入燃燒室並燃燒，然後與充氣室的空氣混合，之後混合空氣被排放到周圍空間。一方面，本發明的無排氣燃氣壁爐，其包括封閉的燃燒室；位於燃燒室外部的充氣室，該充氣室具有環境進氣口和環境排氣口，該進氣口接收來自壁爐所在房間的空氣，而該排氣口將空氣排入所述房間；該充氣室包括限流區，限流區在其上遊的充氣室和燃燒室之間產生正空氣壓力差；其中空氣壓力的增加迫使空氣經由在燃燒室和充氣室之間的燃燒進氣口流入燃燒室；以及其中熱空氣經由在限流區和環境排氣口之間的燃燒排氣口從燃燒室排入充氣室。壁爐可以進一步包括至少一個鼓風機，將空氣吹入環境進氣口，並且可以在環境進氣口和鼓風機之間設置管道。本發明的另一個方面，來自燃燒室的熱空氣可以與充氣室內的冷空氣混合，之後將來自壁爐的混合空氣排出。再一方面，本發明包括一種米用無排氣燃氣壁爐加熱房間的方法，該壁爐具有位於封閉燃燒室外部的充氣室，該方法包括如下步驟接收從該房間流入充氣室的環境空氣；限制在充氣室內的限流區處的環境空氣流，以便在限流區上遊的充氣室和燃燒室之間產生正空氣壓力差，從而使來自充氣室的空氣經由燃燒進氣口流入燃燒室；將來自燃燒室的熱空氣排入限流區下遊的充氣室；將熱空氣與充氣室內的冷空氣混合，以形成暖空氣；以及將暖空氣排入房間內。再一個方面，本方法也可以包括將房間環境空氣經由環境進氣口吹入充氣室的附加步驟。再一方面，本發明包括一種無排氣燃氣壁爐，其包括封閉式燃燒室；位於燃燒室外部的充氣室，用於將來自環境進氣口的空氣送到環境排氣口 ；充氣室包括限流區，該限流區適於在其上遊的充氣室和燃燒室之間產生正空氣壓力差；其中空氣壓力的增加迫使空氣經由在燃燒室和所述充氣室之間的燃燒進氣口流入燃燒室；以及其中熱空氣經由在限流區和環境排氣口之間的燃燒排氣口從燃燒室排入充氣室。以上僅僅介紹了本發明的一部分。其意圖並非限制本發明的範圍或要求。本發明的其它方面可以通過參照最佳實施例和權利要求書的詳細介紹得到了解。


下面結合最佳實施方案的詳細描述和實施方案附圖來介紹本發明，附圖如下圖I為根據本發明一個實施方案的無排氣燃氣壁爐的側視剖面圖；圖2為根據本發明另一個實施方案的無排氣燃氣壁爐的側視剖面圖；圖3為圖2所示無排氣燃氣壁爐的正視圖，所示為燃燒室已拆除。
具體實施例方式圖I示出了本發明壁爐的第一實施方案。壁爐10包括至少部分置於外室或部分置於充氣室14內的燃燒室12。燃燒室12相對於設置壁爐的房間是封閉的，燃燒室12的燃燒進氣口 16和燃燒排氣口 18與房間並不直接相通。此外，燃燒進氣口 16隻接收來自充氣室14的空氣，而燃燒排氣口 18也只向充氣室14排氣。燃燒室12的一側或多側裝有面板 20 ;這些面板可以採用玻璃或任何其它適合的透明材料，以便可以看到燃燒室12內的火苗 30，或者如果不要求觀看火苗時，可使用金屬或任何其它適合的非透明材料。來自房間的空氣通過充氣室14的環境進氣口 22進入壁爐10，與此同時，空氣經由充氣室14的環境排氣口 24自壁爐10中排出。在環境進氣口 22處或附近也可使用鼓風機 26將空氣吹入充氣室14。在開啟條件下，通過環境進氣口 22進入壁爐10的空氣首先滯留在充氣室14內， 空氣沿路徑28流動，進入燃燒進氣口 16的空氣並不多，因為路徑28的尺寸要遠遠大於燃燒進氣口 16的尺寸。然而，在路徑28上設有限流區32，該限流區的截面相對路徑28的截面較窄，其限制了路徑28內的空氣流動。這使得限流區32和鼓風機26之間的空氣積聚， 從而在限流區上遊的充氣室14和燃燒室12之間造成正壓力差。壓力差迫使充氣室14內的空氣經由燃燒進氣口 16進入到燃燒室12，所述進氣口優選位於火苗30下方，而且可以採取一個或多個開口形式，開口以任何適合的模式設置。空氣在燃燒室12內加熱，並上升到火苗上方，在此處，空氣經燃燒排氣口 18流出，排氣口也可以採取一個或多個開口形式，開口以任何適合的模式設置。因此，充氣室14和燃燒室12之間的壓力差，通過使空氣強制流過 燃燒室12，且又不會引起超壓，從而有助於保持燃燒室12內的壓力和氣流速度。如圖I所示，限流區32位於路徑28的上部，但是，需要了解的是，沿路徑28，該限流區可以位於燃燒進氣口 16和燃燒排氣口 18之間的充氣室14內的任何位置。進入燃燒室12的空氣協助燃燒反應，生成火苗30和熱空氣，熱空氣經燃燒排氣口 18自燃燒室12排出。當熱空氣離開燃燒室12進入到充氣室14內的路徑28時，它可以直接排入房間或外部，也可以與經限流區32沿路徑28流動的較冷空氣混合。熱冷氣流的結合產生暖氣流，產生的暖氣流流入房間，或者暖氣流排到環境排氣口 24外部。所示燃燒排氣口 18位於燃燒室12的頂部，優選在此位置，因為熱空氣會自然向上流向燃燒排氣口 18。 然而，應該明白的是，燃燒排氣口 18可以設在限流區32和環境排氣口 24之間路徑28內的任何地方。各種因素，諸如熱空氣與沿路徑28流動的冷空氣混合的最佳時間等都可能影響燃燒排氣口 18的確切位置。另外，應該了解的是，路徑28可以是任何形狀和長度，這樣，環境排氣口 24可以設在任何需要的位置，諸如壁爐10的頂部(如圖I所示)或沿壁爐10底部或側部的任何地方，這樣就可以向周圍房間或外部任何需要地方提供暖氣流。
圖2和圖3示出了本發明無排氣壁爐10的另一種實施方案。該實施方案的工作方式基本上與上述實施方案相同，只是在該實施方案中，圖I所不的鼓風機26被一個或多個向後傾斜的鼓風機34所取代。此外，風機34(或相似的風機或鼓風機總成)可以設置在路徑28內適合的任何地方，而且必要時，可以在環境進氣口 22和鼓風機34之間使用附加管道36。鼓風機34通過管道36將空氣抽入充氣室14，並將其分布在整個充氣室14內。限流區32使得充氣室14內的空氣壓力增加，迫使充氣室14內的空氣流過燃燒進氣口 16 (該進氣口可以採用一個或多個開口形式，以任何適合的模式設置)，並流入燃燒室12。燃燒空氣在被加熱的同時向上流向燃燒室12頂部。空氣然後從燃燒室12流出，被直接排放到裝有壁爐的周圍空間或外部，但是優選經由燃燒排氣口 18排入充氣室14的路徑28。熱燃燒空氣與沿路徑28流過限流區32的冷空氣混合，生成暖空氣混合物後經由環境排氣口 24排出。此外，需要了解，路徑28可以是任何選擇的形狀，這樣，環境排氣口 24可以沿壁爐10頂部、底部或側部設置在任何需要位置，從而向周圍空間或外部的選擇的位置提供暖空氣流。 本領域技術人員應該理解，儘管較詳細地介紹了優選的實施方案，但只要不脫離本發明的原理，可以進行某些修改。
權利要求
1.一種無排氣燃氣壁爐，其包括 封閉的燃燒室； 位於所述燃燒室外部的充氣室，所述充氣室具有環境進氣口和環境排氣口，該進氣口接收來自壁爐所在房間的空氣，而該排氣口將空氣排入所述房間； 所述充氣室包括限流區，所述限流區在其上遊的所述充氣室和所述燃燒室之間產生正空氣壓力差； 其中所述空氣壓力的增加使空氣經由在所述燃燒室和所述充氣室之間的燃燒進氣口流入所述燃燒室；以及 其中熱空氣經由在所述限流區和所述環境排氣口之間的燃燒排氣口，從所述燃燒室排入所述充氣室。
2.根據權利要求I所述的燃氣壁爐，進一步包括至少一個鼓風機，用於將空氣送入所述環境進氣口。
3.根據權利要求2所述的燃氣壁爐，進一步包括在所述環境進氣口和所述鼓風機之間的管道。
4.根據權利要求I所述的燃氣壁爐，其中，所述熱空氣在所述充氣室內與冷空氣混合，之後將混合空氣從所述壁爐排出。
5.一種採用無排氣燃氣壁爐加熱房間的方法，所述壁爐具有位於封閉的燃燒室外部的充氣室，所述方法包括如下步驟 接收從所述房間流入所述充氣室的環境空氣； 限制在所述充氣室內的限流區處的所述環境空氣流，以便在所述限流區上遊的所述充氣室和所述燃燒室之間產生正空氣壓力差，從而迫使來自所述充氣室的空氣經由燃燒進氣口流入所述燃燒室； 將來自所述燃燒室的熱空氣排入所述限流區下遊的所述充氣室； 將所述熱空氣與所述充氣室內的冷空氣混合，以形成暖空氣；以及 將所述暖空氣排入所述房間內。
6.根據權利要求6所述的方法，進一步包括將來自所述房間的環境空氣經由環境進氣口送入所述充氣室的步驟。
7.一種無排氣燃氣壁爐，其包括 封閉的燃燒室； 位於所述燃燒室外部的充氣室，用於將來自環境進氣口的空氣送到環境排氣口 ； 所述充氣室包括限流區，所述限流區在其上遊的所述充氣室和所述燃燒室之間產生正空氣壓力差； 其中所述空氣壓力的增加迫使空氣經由在所述燃燒室和所述充氣室之間的燃燒進氣口流入所述燃燒室；以及 其中熱空氣經由在所述限流區和所述環境排氣口之間的燃燒排氣口從所述燃燒室排入所述充氣室。
全文摘要
一種無排氣燃氣壁爐，在該壁爐中，流經封閉燃燒室的空氣被穿過外部充氣室的空氣流動路徑上的限流區來控制，該外部充氣室圍繞在燃燒室的周圍。充氣室的空氣路徑上的限流區使充氣室和燃燒室之間產生壓力差，迫使來自充氣室的空氣進入燃燒室並燃燒，然後與流過充氣室限流區的冷空氣混合，之後，混合空氣排入周圍房間，從而對房間進行了加熱。
文檔編號F24C3/00GK102620320SQ201110317049
公開日2012年8月1日 申請日期2011年10月12日 優先權日2011年2月1日
發明者洛薩·丹·賓澤爾 申請人:加拿大加熱產品有限公司