CN103388843B - 一种节能环保燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃烧器的技术领域，具体涉及一种高效节能环保燃烧器，包括一本体，所述本体包括形成有外环混合腔的外环火焰发生器，所述外环混合腔上方设有外环火盖，所述外环火盖上设有外环出火孔，所述外环混合腔连接有外环引射管，其特征在于：所述本体内部设有红外燃烧器，所述红外燃烧器包括连有内引射管的内混合腔和设置在该内混合腔上方的燃烧板，所述燃烧板位于外环火盖围成的本体空间上，所述燃烧板上设置有出火孔。本发明燃烧器将采用明火燃烧技术的大气燃烧器与采用红外微焰燃烧技术的红外燃烧器相结合，提高了燃烧器的燃烧效率与交换效率。
Description
技术领域
本发明属于燃烧器的技术领域，具体涉及一种高效节能环保燃烧器。
背景技术
燃烧器现在已经普及到厨房，传统燃烧器的主要出火方式是外圈火再加上功率占比较小的中环火，在燃烧过程中，为了增加与空气的有效接触并充分燃烧，中环的燃烧器需要二次空气的补充才能正常燃烧，任何一次空气不足，燃烧时就会出现黄焰，燃烧不充分等现象，导致烟气中一氧化碳超标。而且两环火之间的加热有盲区存在，这样使得燃烧器的热效率大大降低，从而浪费了能源与时间。另外，传统燃烧器的热效率一般均在50～55％之间，尚未达到65％。
为解决传统燃烧器需二次空气这一缺点，市面上出现了红外线燃烧器，虽然燃烧不需要二次空气，一次空气全部靠自然引射提供，但为了让燃气与空气混合充分均匀，需要比较长的混合管或者很大的混合腔，这样就造成了燃烧盘直径比大气式燃烧器更大，约在Φ150mm左右，使用小的尖底锅具的实际热效率会大大降低，而且燃烧器热流量仅在3.5kW左右，这样的热流量又不适合国人猛炒爆炒的烹饪习惯，所以市面上占有量很小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对技术现状而提供一种红外与大气式燃烧相结合，燃烧效率与交换效率更高的燃烧器。
本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种以“全频段”方式燃烧的燃烧器。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种较小直径、大功率高效新型燃烧器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型高效节能环保燃烧器，包括一本体，所述本体包括形成有外环混合腔的外环火焰发生器，所述外环混合腔上方设有外环火盖，所述外环火盖上设有外环出火孔，所述外环混合腔连接有外环引射管，其特征在于：所述本体内部设有红外燃烧器，所述红外燃烧器包括连有内引射管的内混合腔和设置在该内混合腔上方的燃烧板，所述燃烧板位于外环火盖围成的本体空间上，所述燃烧板上设置有出火孔。
优选的，所述红外燃烧器的燃烧板填充于外环火盖围成的本体空间上，以实现燃烧器的无盲区加热。
优选的，所述燃烧板的厚度为0.7～1.2mm，所述燃烧板上的出火孔的间距为1.6～3.4mm，直径为0.6～1.4mm，湿周与上述出火孔的面积比为2.5～6.7。
作为改进，所述内混合腔包括中环混合腔和内环混合腔，相应的，所述燃烧板包括中环燃烧板和内环燃烧板，所述中环混合腔和内环混合腔分别连接有引射管。
优选的，所述外环混合腔、中环混合腔和内环混合腔的容积参数由燃烧的负荷P(单位w)与容积V(单位mm3)的比值决定，三者的比值依次为15000～19000ppm、18000～21000ppm和7000～8000ppm，以满足各自不同的燃烧方式。
优选的，所述中环燃烧板的火焰波长为0.75～40μm。
优选的，所述中环燃烧板的厚度为0.7～1.2mm，表面设有间距为1.7～3.4mm、直径为0.7～1.4mm的中环出火孔，湿周与前述中环出火孔的面积比为2.5～5.7。
优选的，所述内环燃烧板的火焰波长为25～1000μm。
优选的，所述内环燃烧板的厚度为0.7～1mm，表面设有间距为1.6～3.0mm、直径为0.6～1.2mm的内环出火孔，湿周与前述内环出火孔的面积比为3.3～6.7。
优选的，所述外环火焰发生器直径为100～110mm，表面设有40～60个直径为1.8～2.5mm的外环出火孔，所述外环出火孔的深度为4～7mm，所述外环出火孔与水平夹角为30°～70°。
优选的，所述外环出火孔与水平夹角为40°～60°。
作为改进，所述外环出火孔上方设有稳焰槽，所述稳焰槽底部与外环出火孔相连通，所述稳焰槽与水平夹角为15°～50°。
优选的，所述稳焰槽与水平夹角为25°～40°。
作为改进，所述外环火焰发生器上设有传火槽。
优选的，所述混合腔的进气通道与混合腔中心轴面的夹角为90°～100°。
优选的，所述混合腔的进气通道与混合腔中心轴面的夹角为93°～97°。
优选的，所述内环燃烧板整体呈平面或球面结构，所述中环燃烧板整体呈平面或球面环状结构。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将大气燃烧器与红外燃烧器相组合，既克服了大功率小直径的传统灶具燃烧器设计障碍，使得直径在100mm以内，功率可到5KW以上；又减少了二次空气的吸热，提高了热效率；最后克服了纯红外燃烧器尺寸大、功率小的缺点。具体使用时，锅底与火焰接触的温度均高于常规燃烧器，外环燃烧器——全大气燃烧器提供较长的火焰以保障较大锅的状态也能全覆盖被加热锅具的底部，而外环燃烧器内的红外燃烧器采用耐高温抗氧化特殊板材，在火焰燃烧的时候，将火焰转变成红外线，加快物体的受热过程；另外，由于红外线辐射传递，从而使燃烧器的性能得到很大的改善，燃烧效率与交换效率均大幅提高。
附图说明
图1为本发明燃烧器的结构示意图；
图2为本发明燃烧器内部结构分解示意图；
图3为本发明燃烧器基座的结构示意图；
图4为本发明燃烧器的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
图1至图4为本实施例的燃烧器，包括一本体，本体含有基座2、基座2内设有混合腔，外环混合腔26上方设有外环火盖4，外环火盖4上设有外环出火孔41，外环混合腔26连同外环火盖4形成外环火焰发生器。本体内部设有红外燃烧器，红外燃烧器包括设置在外环混合腔26内的内混合腔，内混合腔上设有燃烧板，燃烧板位于外环火盖4围成的本体空间上。红外燃烧器的燃烧板可完全填充外环火盖4围成的本体空间，两者之间也可以留有空间，在本实施例中，燃烧板与外环火盖4之间未留有空间。
为实现红外燃烧器的红外燃烧效果，燃烧板需满足：燃烧板的厚度为0.7～1.2mm，所述燃烧板上的出火孔的间距为1.6～3.4mm，直径为0.6～1.4mm，湿周与上述出火孔的面积比为2.5～6.7。满足上述条件的燃烧板的火焰波长在0.75～1000μm，燃烧板可以制成满足上述条件的一整体，也可以分区域以不同参数分别制备，在本实施例中，燃烧板分为中环燃烧板5和内环燃烧板6，两者的制备参数并不相同，以实现不同的火焰波长，相应的，内混合腔分为中环混合腔25和内环混合腔24。因此，中环混合腔25与中环燃烧板5形成中环火焰发生器，而内环混合腔24与内环燃烧板6形成内环火焰发生器，内环混合腔24与内环燃烧板6之间连接有一连接件3，进一步阻隔了内环混合腔24与中环混合腔25间的气流干涉，中环燃烧板5与内环燃烧板6可一体制成也可分开制备，两者同时加工成一定的几何形状以提高结构强度，内环燃烧板6整体呈平面或球面结构，同时，中环燃烧板5整体呈平面或球面环状结构。
外环混合腔26、中环混合腔25与内环混合腔24的的结构、容积参数需满足各自不同的燃烧方式，混合腔容积参数由该燃烧的负荷P(单位w)与容积V(单位mm3)的比值决定，其比值由内向外依次为7000ppm～8000ppm、18000ppm～21000ppm、15000ppm～19000ppm，三个腔体相互隔开、气流互不干涉。三个混合腔设有单独的进气通道进而与火焰发生器相通，三个进气通道分别连有与之相适配的引射管1，内环进气通道23连通内环混合腔24再与内环出火孔相通，中环进气通道22连通中环混合腔25再与中环出火孔相通，同时外环进气通道21连通外环混合腔26再与外环出火孔41相通，进气通道与混合腔中心轴面呈90°～100°范围的夹角，优选为93°～97°。
中环火焰发生器的中环燃烧板5的火焰波长为0.75μm～40μm，具体构造是：中环燃烧板5采用厚度为0.7～1.2mm的耐高温抗氧化特殊板材，表面设有间距为1.7～3.4mm、直径为0.7～1.4mm的中环出火孔，湿周与中环出火孔的面积比为2.5～5.7。在该火焰发生区域形成燃气流速较慢的状态，根据基座2的容积参数通过实验找出合适的湿周与火孔面积的比值，使得一次空气系数达到1.3～1.5，燃气与空气的混合不均匀度达到2％以内。内环的高温烟气流经该区域提前加热混合燃气，使得燃烧更加充分。中环出火孔之间的火焰相互作用即使调节负荷达到很小也能稳定燃烧反应。该燃烧器的燃烧方式为富氧燃烧，且混合燃气在火焰发生器出气口下方已经被加热，在混合燃气在中环出火孔即被燃烧形成微小火焰，且大部分火焰分布在红光区。
内环火焰发生器的内环燃烧板6的火焰波长在25μm～1000μm，具体构造为：内环燃烧板6采用厚度为0.7～1mm的耐高温抗氧化特殊板材，表面设有间距为1.6～3.0mm、直径为0.6～1.2mm的内环出火孔，湿周与内环出火孔的面积比为3.3～6.7。根据基座2的容积参数通过实验找出合适的湿周与火孔面积的比值，使得燃气与空气的混合不均匀度达到3％以内。由于内环出火孔之间的距离小而密，且内环燃烧板6采用较薄的薄板，很快被加热至800℃以上，混合燃气在内环出火孔下方已经被加热至着火温度，在混合燃气在内环出火孔下方接触后即被点燃，形成无焰燃烧，火孔气流速度略大于燃烧速度，故不会产生回火，混合气体燃烧持续加热使得内环燃烧板6炙热变红。
外环火焰发生器直径100mm～110mm，外环火盖4其上设有40个～60个直径为1.8～2.5mm、深度为4～7mm且与水平呈30°～70°角结构的外环出火孔41，优选40°～60°；在外环出火孔41上方设有起稳定火焰燃烧作用的稳焰槽42，其与水平呈角度为15°～50°之间，优选25°～40°，稳焰槽42的底部与多个外环出火孔41相连通；在外环火焰发生器上设有传火用的传火槽43。该燃烧器类似常规大气式燃烧器，所产生的火焰为常规可见的明火焰，火焰波长小于0.76μm。
本实施例中的燃烧器将采用明火燃烧技术的外环火焰燃烧器与采用红外微焰燃烧技术的红外燃烧器相结合，这三个火焰发生器上开设有一定要求尺寸孔径的出火孔，使得外环火焰发生器的火焰波长小于0.76μm，中环火焰发生器的火焰波长位于0.75～40μm之间，而内环火焰发生器的火焰波长位于25～1000μm之间，从而使得本燃烧器采用“全频段”技术；通过最内环的全预混燃烧，无需二次空气，燃烧充分、废弃排放少、热效率高；中环的混合燃烧，一次空气与燃气的充分混合使得过剩空气系数达到1.3～1.5，实现高强度的完全燃烧并正面影响外环燃烧器的燃烧状况，大大的提高了燃烧效率与热效率。外环的燃烧器在一次空气混合之后，在内环和中间燃烧器的影响下形成浓淡燃烧模型，大大的降低了烟气的排放。在燃烧过程中外面的二次空气再次补充给外环的火焰使之充分燃烧，使得整个燃烧器实现低排放高效率。经测试热效率高达65％以上，CO排放低于0.02％，整机应用该燃烧器后的热效率可达70％以上，节能40％以上。
Claims (15)
1.一种节能环保燃烧器，包括一本体，所述本体包括形成有外环混合腔(26)的外环火焰发生器，所述外环混合腔(26)上方设有外环火盖(4)，所述外环火盖(4)上设有外环出火孔(41)，所述外环混合腔(26)连接有外环引射管，其特征在于：所述本体内部设有红外燃烧器，所述红外燃烧器包括连有内引射管的内混合腔和设置在该内混合腔上方的燃烧板，所述燃烧板位于外环火盖(4)围成的本体空间上且填充于外环火盖(4)围成的本体空间上，所述燃烧板上设置有出火孔，所述燃烧板的厚度为0.7～1.2mm，所述燃烧板上的出火孔的间距为1.6～3.4mm，直径为0.6～1.4mm，湿周与上述出火孔的面积比为2.5～6.7。
2.根据权利要求1所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述内混合腔包括中环混合腔(25)和内环混合腔(24)，相应的，所述燃烧板包括中环燃烧板(5)和内环燃烧板(6)，所述中环混合腔(25)和内环混合腔(24)分别连接有引射管。
3.根据权利要求2所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述外环混合腔(26)、中环混合腔(25)和内环混合腔(24)的容积参数由燃烧的负荷P与容积V的比值决定，上述负荷P的单位为w，容积V的单位为mm3，三者的比值依次为15000～19000ppm、18000～21000ppm和7000～8000ppm。
4.根据权利要求2或3所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述中环燃烧板(5)的火焰波长为0.75～40μm。
5.根据权利要求4所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述中环燃烧板(5)的厚度为0.7～1.2mm，表面设有间距为1.7～3.4mm、直径为0.7～1.4mm的中环出火孔，湿周与前述中环出火孔的面积比为2.5～5.7。
6.根据权利要求4所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述内环燃烧板(6)的火焰波长为25～1000μm。
7.根据权利要求6所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述内环燃烧板(6)的厚度为0.7～1mm，表面设有间距为1.6～3.0mm、直径为0.6～1.2mm的内环出火孔，湿周与前述内环出火孔的面积比为3.3～6.7。
8.根据权利要求1所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述外环火焰发生器直径为100～110mm，表面设有40～60个直径为1.8～2.5mm的外环出火孔(41)，所述外环出火孔(41)的深度为4～7mm，所述外环出火孔(41)与水平夹角为30°～70°。
9.根据权利要求8所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述外环出火孔(41)与水平夹角为40°～60°。
10.根据权利要求1所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述外环出火孔(41)上方设有稳焰槽(42)，所述稳焰槽(42)底部与外环出火孔(41)相连通，所述稳焰槽(42)与水平夹角为15°～50°。
11.根据权利要求10所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述稳焰槽(42)与水平夹角为25°～40°。
12.根据权利要求1所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述外环火焰发生器上设有传火槽(43)。
13.根据权利要求1所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述混合腔的进气通道与混合腔中心轴面的夹角为90°～100°。
14.根据权利要求13所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述混合腔的进气通道与混合腔中心轴面的夹角为93°～97°。
15.根据权利要求2所述的节能环保燃烧器，其特征在于：所述内环燃烧板(6)整体呈平面或球面结构，所述中环燃烧板(5)整体呈平面或球面环状结构。
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