CN102878559B - 一种高效燃烧的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高效燃烧的燃烧器，包括导入燃气和一次空气的混合气的导入管、与导入管相连接的环状分布管以及多个设置在环状分布管内周侧的火焰孔；其特征在于，该多个火焰孔与环状分布管所在平面之间形成第一倾角，该多个火焰孔与环状分布管的径向之间形成第二倾角，该第一倾角为32°，该第二倾角为30°。与现有技术相比，本发明确保能效率能达到最高的同时，让碳氧化合物及氮氧化合物也能达到最低。

Description

一种高效燃烧的燃烧器

技术领域

本发明涉及一种配置在炉具上的内焰式燃烧器，更具体的说涉及一种高效燃烧的燃烧器，其通过对火焰孔射出角度的最佳设置，从而极大地提高了燃烧性能和燃烧能效，并且同时降低了碳氧化合物及氮氧化合物的生成。

背景技术

传统的燃烧器，一般是由铜分火器和铸铁引射器组成的分体燃烧器，其重量较重、成本较高，而且热效率也偏低，一般仅为55％左右，不节能；另外用户用久后，水等污垢会堵塞火孔，滴水通过铜分火器火孔掉入铸铁引射器中，铸铁容易生锈，易出现烟气CO严重超标，有时红火有时黑烟，非常不环保。

由此，人们开发出采用金属薄板制成的内焰式燃烧器，其将火盖和引射器一体式冲压成型，具体请参照中国实用新型专利ZL200420121105.4，其公开了一种内焰式燃烧器，包括导入燃气和一次空气的混合气的导入管、与导入管相连接的环状分布管以及连通于分布管内周侧的上火焰孔和下火焰孔，通过该上火焰孔和下火焰孔而一起形成一个环状火焰。

请参照上述专利中的附图，其为了提高燃烧性能和燃烧能效，该上火焰孔和下火焰孔均朝上倾斜，并且各个燃烧火焰孔相对于整个燃烧器的径向均呈倾斜设置，从而可以让各燃烧火焰孔喷出的燃烧火焰，呈螺旋状地向上升起而成旋转火焰。

但是，对于燃烧火焰孔朝上的倾斜角度以及燃烧火焰孔与燃烧器径向之间的偏角均未进行过系统的研究，尤其未将两者结合起来进行研究，故使得燃烧性能和燃烧能效始终无法达到最佳。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中燃烧器的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效燃烧的燃烧器，以解决现有技术燃烧性能和燃烧能效始终无法达到最佳的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高效燃烧的燃烧器，包括导入燃气和一次空气的混合气的导入管、与导入管相连接的环状分布管以及多个设置在环状分布管内周侧的火焰孔；其中，该多个火焰孔与环状分布管所在平面之间形成第一倾角，该多个火焰孔与环状分布管的径向之间形成第二倾角，该第一倾角为32°，该第二倾角为30°。

进一步，该环状分布管具有离导入管较近的第一气腔区和离导入管较远的第二气腔区，该多个火焰孔所在圆的中心与环状分布管外周侧所在圆的中心呈偏心设置，并且该多个火焰孔所在圆的中心靠近于第二气腔区。

进一步，该燃烧器还包括成型在第一气腔区内火焰孔内壁上以扩大火焰孔燃气出口通道大小的压槽。

进一步，该第一气腔区内的每一火焰孔都形成有压槽，位于两端的压槽以所有火焰孔所在圆的中心之间构成158度夹角。

采用上述结构后，本发明涉及的一种高效燃烧的燃烧器，其通过设置第一倾角和第二倾角；如此，燃烧器在使用时，各燃烧火焰孔喷出的燃烧火焰，呈螺旋状地向上升起而成旋转火焰，从而极大地提高燃烧性能及燃烧能效，尤其是让第一倾角设置为32°以及让第二倾角设置为30°，更是确保能效率能达到最高的同时，让碳氧化合物及氮氧化合物也能达到最低。

更进一步，其通过调整多个火焰孔所在的圆在环状分布管内的位置，如此能加大第一气腔区的容积而降低第二气腔区的容积，从而起到减少第一气腔区中的流体压力，提高第二气腔区中流体压力的作用，并达到使从火焰孔中产生的火焰更加均匀的功效。如此，与现有技术相比，本发明还能均衡第一气腔区和第二气腔区中火焰孔所产生火焰的长度，使得受热锅底的高温温度趋于一致，避免出现受热锅底局部高温，有效降低燃气燃烧出现有害于环境的碳氧化合物及氮氧化合物，从而满足燃烧器燃烧的环保要求。

附图说明

图1为本发明涉及一种燃烧环保的燃烧器正面的示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明涉及一种燃烧环保的燃烧器背面的示意图。

图中：

燃烧器        100    导入管         1

环状分布管    2      第一气腔区     21

第二气腔区    22     火焰孔         3

压槽          31     聚能环支架     4

热电偶支架    5      第一倾角       α

第二倾角      β

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图3所示，本发明涉及的一种高效燃烧的燃烧器，其被分为可盖合在一起的燃烧器上板和燃烧器下板，该燃烧器上板和燃烧器下板均为一体式冲压成型，该燃烧器上板上还成型有聚能环支架4和热电偶支架5。

其中，该燃烧器具体包括导入燃气和一次空气的混合气的导入管1、与导入管1相连接的环状分布管2以及多个设置在环状分布管2内周侧的火焰孔3，具体与背景技术一样，该火焰孔3亦包括上火焰孔3和下火焰孔3，该环状分布管2具有离导入管1较近的第一气腔区21和离导入管1较远的第二气腔区22。

本发明的主要改进之处在于，该多个火焰孔3与环状分布管2所在平面之间形成第一倾角α，该多个火焰孔3与环状分布管2的径向之间形成第二倾角β，该第一倾角α为32°，该第二倾角β为30°。本发明通过设置第一倾角α和第二倾角β；如此，燃烧器100在使用时，各燃烧火焰孔3喷出的燃烧火焰，呈螺旋状地向上升起而成旋转火焰，从而极大地提高燃烧性能及燃烧能效，尤其是让第一倾角α设置为32°以及让第二倾角β设置为30°，更是确保能效率能达到最高的同时，让碳氧化合物及氮氧化合物也能达到最低。

如表一所示，其是根据GB16410-2007(家用燃气灶国家标准)，实验对象为家用燃气灶，燃烧器为内焰旋火燃烧器，额定热流量为3.8Kw，室温29℃，相对湿度65％，大气压力P＝100.8Kpa而测定的值，该表仅针对第一倾角α的设计：

表一：

注：表中CO、NOx的数据为折算至a＝1的状态下的数据。

从表一中数据可知，从能效角度考虑，该燃烧器100的燃烧火焰孔3向上倾斜的最佳角度，即最佳的第一倾角α值为32°，具体地，当此角度过低时，燃烧器100燃烧的热能过多地辐射于燃气灶的壳体底部，降低燃烧热能的有效利用；同时致使灶具内部温升高，降低燃烧器100引射管对燃烧所需空气的引射，降低燃气燃烧的充分性，达不到高效燃烧的目的；而当角度过高时，燃烧器100燃烧火焰孔3向上倾斜角度过大时，燃烧火焰极易靠近甚至烧向燃烧器100上部的热辐射挡圈，导致易损伤此部件且降低燃烧热能的利用。

如表二所示，其亦是据GB16410-2007(家用燃气灶国家标准)，实验对象为家用燃气灶，燃烧器为内焰旋火燃烧器，额定热流量为3.8Kw，室温29℃，相对湿度65％，大气压力P＝100.8Kpa而测定的值。该表综合考虑第一倾角α和第二倾角β：

表二：

注：表中CO、NOx的数据为折算至a＝1的状态下的数据。

从表二中数据可知，当燃烧火焰孔3倾斜度(水平面方向)为30°，即第二倾角β为30°，而该燃烧火焰孔3倾斜角(向上)为32°，即第一倾角α为32°时，该能耗能达到最高，同时碳氧化合物及氮氧化合物的排放也能达到最低。

如此可知，最佳的方案即为第一倾角α为32°，第二倾角β为30°；在本实施例中该燃烧器100的燃烧火焰空沿逆时针方向倾斜；具体地，当第二倾角β的角度偏小时，即倾斜角度过低，燃烧器100燃烧火焰较直喷出，如此将会相对较少地利用到燃烧火焰的高温区，不利于燃烧热能的高效能利用。而当第二倾角β的角度偏大时，倾斜角度过大，燃烧器100燃烧火焰极靠近甚至烧向燃烧器100自身，极易损伤燃烧器100且会使燃烧器100火孔的燃烧火焰极易连在一起，燃烧时二次空气难以补充，致使燃烧不充分，燃烧尾气中碳氧化合物CO及氮氧化合物NOx极易超标且燃烧能效偏低。

作为进一步地改进，如图1所示，该多个火焰孔3所在圆的中心与环状分布管2外周侧所在圆的中心呈偏心设置，并且该多个火焰孔3所在圆的中心靠近于第二气腔区22；具体地，从图中可以看出该多个火焰孔3所在圆的中心A点与环状分布管2外周侧所在圆的中心B点相比，该A点更靠近于第二气腔室。

如此，使得燃烧器第一气腔区21的容积大于第二气腔区22，并燃烧器的气腔室由第一气腔区21至第二气腔区22呈逐渐减少状，当燃气由燃烧器导入管1喷入时，由于气腔区容积的改变故能降低燃气流压力，使得整个燃烧器气腔区的燃气压力趋于均衡。

优选地，在上述调整燃烧器火焰孔3圆心的基础上，虽然已经较好地解决了部分均衡性问题，但为了达到更佳均衡的功效，该燃烧器还包括成型在第一气腔区21内火焰孔3内壁上的压槽31，该压槽31用以扩大火焰孔3燃气出口通道的大小，如此能进一步地降低火焰孔3中的燃气压力，减缓火焰孔3出口的气流速度，使得该处从火焰孔3出口喷出的火焰长度得到降低。经试验确认，经圆心偏心调整再匹配上压槽31的设置，能达到最佳的均衡性。

另外，需要说明的是，该第一气腔区21内的每一火焰孔3都形成有压槽31，具体地，位于两端的压槽31以所有火焰孔3所在圆的中心A点之间构成158度夹角，从而能让火焰更加均衡。如此，本发明能使第一气腔区21和第二气腔区22中火焰孔3所产生火焰的长度非常均衡，使得受热锅底的高温温度趋于一致，避免出现受热锅底局部高温，有效降低燃气燃烧出现有害于环境的碳氧化合物及氮氧化合物，从而满足燃烧器燃烧的环保要求。

本发明的重点在于：综合考虑第一倾角α和第二倾角β，即让该第一倾角α为32°，该第二倾角β为30°，如此确保能效率达到最高的同时，让碳氧化合物及氮氧化合物也能达到最低。

备注说明：

在本案中，a为燃气燃烧时的空气利用系数，即燃气燃烧时吸收的空气量占燃气完全燃烧时需要的总的空气量之比，a＝1即空气利用系数为100％。不同的燃气具燃烧时，其空气利用系数是不同的，为了比较不同的燃气具燃烧状况的优劣，需将其划在一种状态下来进行比较和判定，其具体是通过一计算公式，将燃气具燃烧时读取的燃烧尾气数据中的碳氧化合物、氮氧化合物、氧气的含量，数据折算至空气利用系数为100％的一种状态下来比较、判定。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.一种高效燃烧的燃烧器，包括导入燃气和一次空气的混合气的导入管、与导入管相连接的环状分布管以及多个设置在环状分布管内周侧的火焰孔；其特征在于，该多个火焰孔与环状分布管所在平面之间形成第一倾角，该多个火焰孔与环状分布管的径向之间形成第二倾角，该第一倾角为32°，该第二倾角为30°。

2.如权利要求1所述的一种高效燃烧的燃烧器，其特征在于，该环状分布管具有离导入管较近的第一气腔区和离导入管较远的第二气腔区，该多个火焰孔所在圆的中心与环状分布管外周侧所在圆的中心呈偏心设置，并且该多个火焰孔所在圆的中心靠近于第二气腔区。

3.如权利要求2所述的一种高效燃烧的燃烧器，其特征在于，该燃烧器还包括成型在第一气腔区内火焰孔内壁上以扩大火焰孔燃气出口通道大小的压槽。

4.如权利要求3所述的一种高效燃烧的燃烧器，其特征在于，该第一气腔区内的每一火焰孔都形成有压槽，位于两端的压槽以所有火焰孔所在圆的中心之间构成158度夹角。