CN103629705A - 旋流式扇焰高效节能燃烧器 - Google Patents

Abstract

旋流式扇焰高效节能燃烧器，包括燃烧器和炉膛，所述燃烧器，包括旋流配风器、圆柱形通道、回流管、燃气孔、空气预热器，所述炉膛包括炉圈和扩张罩，扩张罩为中空夾层，包括扩张內罩、扩张中罩和夹在之间的烟气腔，其中内扩张罩上口，与炉圈下口形成环形烟气分流口，连通烟气腔、烟气孔、空气预热室和出气孔，扩张中罩外壁设有热水套，水套有进出水口，扩张内罩装有耐温聚热防腐套，套下部圆周有连通烟气腔的烟气回流孔。燃烧器燃烧时，火焰呈扇形贴着扩张內罩表面辐射燃烧，炒锅紧贴炉圈封闭加热，高温烟气从烟气分流口穿过烟气腔至空气预热室加热空气，炉膛温度高，烹食加热快工效高，本燃烧器不仅高效节能、环保、供热水，且有效改善厨房环景。

Description

旋流式扇焰高效节能燃烧器

技术领域

本发明涉及一种商用燃烧器，特别是一种用在中式炒炉上用的商用燃烧器。

背景技术

目前，我国城乡大、中、小饭店，机关学校军警营房团体食堂，使用的中式炒炉普通鼓风扩散式直焰燃烧器，存在着以下不足之处；

1、鼓风机强制通风，燃气与空气没充分混合，燃烧器燃烧不完全未经燃烧的部份燃气随着排烟排入大气，不仅污染空气同时也带走了大量热量；

2、普通鼓风扩散式燃烧器，需要部份二次空气助燃，所以炉圈必须用开口式，燃烧时火焰随炒锅接融的开口流失，否则会因缺氧而使火焰熄灭，因此从炉圈开口处高温火焰流失的热量约占燃气供给总热量的25％-30％左右。用在中式炒炉上的燃烧器炉圈不开口或半开口，但是必须在炉内开烟窗口排烟，燃烧不完全的燃气随排口火焰流失加热副炉，同样带走的热量占总热量的20％-30％；

3、直焰燃烧对流换热量很小，炉膛温度提不高热效率低。

从以上几点说明，普通鼓风扩散式直焰燃烧的中炒炉，1是；燃气燃烧不充分，严重浪费资源，而且没燃烧完的废气排到大气中也污染了空气，2是：使大量热能流失，即加大了对燃气的用量，又提高了周围环境温度，3是：燃烧不充分使一氧化碳和氮氧化合物严重超标，恶化了厨房的操作环境，直接危害了厨房操作人员的身体健康。

因此人们对普通中式炒炉的燃烧器进行改进，公开号为CN102221207A提供一种商用燃烧器总成，这个燃烧器总成不同于上述，结构上有些改进，有一定的节能效果，而且炉膛设置了余热利用水套，其特点是燃气和空气直接在燃烧室中相遇，并且燃气和空气在进入燃烧室之前会进行预热。这种商用燃烧器总成具有以下不足之处：1、燃烧器燃烧方式为直焰燃烧，火焰对炒锅对流换热，炉膛、炉壁温度提不高，即使炉外璧设置了水套，内壁装了高温聚热防腐内套可吸收一部分热量，但炉膛炉壁缺少辐射热，水套的水不仅吸收不到余热，反而会降低炉膛温度增多燃气消耗。2、异杂物容易堵塞燃气预热分割燃烧盘雾化小孔或穿过雾化小孔堵住燃气孔不能正常燃烧。3、燃烧器工作时燃气预热分割燃烧盘处于高温区，被高温侵蚀变形或烧破烈后，部份雾化小孔被变形堵塞，堵住混合气供给，破裂处混合气量增大，会失去空气、燃气的混合比例，会造成燃烧不完全或燃烧不稳定，污染厨房环境影响烹饪工效，4、燃气预热分割燃烧盘材貭及制造成本高使用寿命短，用户更换成本高，而且给用户带来更换或维修的不便。

综上所述，现有的燃烧器均为直焰燃烧，存在的不足之处诸多，在实际应用中故障多使用寿命短，而且常常存在不完全燃烧，特别是中式炒炉使用大火时较为严重，不仅污染环境，对人体的色害，而且浪费大量燃气资源给用户给社会带来经济损失，为此研究燃具气通用化，以环保、节能为重点，改进燃烧方式及燃烧结构，提高热效率节省能源，是目前全社会关注的重要课题。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题是要提供一种新的燃烧方式及结构；提高热效率，高效节气，并具有高效环保的旋流式扇焰高效节能燃烧器。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：1、旋流式扇焰高效节能燃烧器，包括有扩张中罩，所述扩张中罩上部内圈用来放置炒锅的炉圈，所述扩张中罩下部靠近内圓孔位置制有连通预热器室的烟气孔，热烟气用来预热空气，所述扩张中罩下部內圆孔连接有圆柱形通道，所述圓柱型通道上部外圆台阶与扩张中罩下部內圆孔紧配合连成整体，所述圆柱型通道下部外圆壁上制有通风孔，所述圆柱形通道下端外圓台阶处安装有旋流配风器，所述旋流配风器内设有空气分流板，所述旋流配风器设有进风口，所述圆柱形通道内圆中心设有回流管，所述回流管上端外壁圓周制有若干燃气孔，所述回流管下端设有与燃气供给系统连通的燃气进气口，所述回流管的下部外圓由端盖的內孔定位与固定，所述回流管外圆、所述圆柱型通道内圆形成正流区，所述预热室壳体內设有预热室，所述预热室由所述圆柱形通道外壁、所述旋流配风器外璧、所述预热室壳体內壁所形成，所述空气预热室壳体的下部内圆与所述端盖定位连接并用螺钉连成整体，所述空气预热室壳体外壁装有保温层，所述空气预热室壳体上部法兰与扩张外罩下部外圆下平面连接并用螺栓固定连成整体，所述扩张外罩下部圓平面，与扩张中罩下部下圆平面连接并用螺栓固定连成整体，所述扩张外罩外壁装有保温层，所述扩张外罩上部设有连通进水管的进口，所述扩张外罩上口内圆与所述炉圈的外壁下口外圆连接紧配合连成整体，所述扩张外罩、所述扩张中罩的下部靠近内圆孔的平璧上制有相对连通预热室的烟气孔，所述扩张外罩内壁、所述扩张中罩外璧形成余热利用的热水套，所述扩张外罩下部、所述空气预热室壳体上部法兰中段设有出水口，所述扩张中罩下部外圆台阶与扩张内罩下部内圆配合连接成整体，所述炉圈下口设有一定空隙的环形烟气分流口，所述的烟气分流口，由所述扩張内罩和所述的耐温聚热腐陶瓷内套的上口与炉圈的下口形成，所述扩张内罩内表面装有耐温聚热防腐陶瓷内套，所述耐温聚热防腐陶瓷内套的下中部，与所述扩张内罩的下中部相对连通的烟气热化循环孔，所述扩张中罩内壁、所述扩张内罩外壁、形成中空夹层烟气腔，所述炉圈、所述扩张內罩和所述圆柱型通道、形成防止火焰外泄的燃烧室。

本技术与现有技术相比具有以下特点和高效节能环保的效果；一是设计了一种新的燃烧方式及结构，旋流式扇焰燃烧方式，这种燃烧方式较直焰燃烧具有加热均匀、炉膛升温快、炉膛辐射温度高烹物加热快、炉膛压力均匀、降低鼓风机功率消耗、降低NOX排放、提高热强度、热效率等特点；(1)、加热均匀；由于扇焰燃烧过程与烟气的扩展流动过程，均贴附着所述扩张內罩表面，火焰中心处有一稳定的回流区，使得炉气有规律地循环流动，，起到了撹动混合作用。因此加热均匀；(2)、炉膛升温快；由于扇燃烧过程直接在所述扩展內罩表面进行，灼热的火焰及烟气对扩张内罩的对流换热极为强烈，比普通直焰大得多，扩张內罩表面温度比直焰提高100-150℃，同时对炒锅的辐射热比直焰强烈，因此，加热过程中，炉子温度提高很快，即炉子升温快；(3)炉膛辐射温度高烹食速度快；炉内换热主要是辐射换热，直焰对流换热量很小，实验表明，在同等的条件下，当炉温＞1200℃时，直焰燃烧对流换热量占总热量不超过5％，而辐射换热量占总热量95％以，在辐射换热中，除了炉气的直接辐射以外，扩张内罩的辐射传热比直焰大得多，故加热速废快；(4)炉内压力均匀；实验表明，直焰燃烧負压区通常处于火焰的根部，易造成冷风大量吸入。采用扇焰燃烧器，負压区位于燃烧器的中心沿炉圈四周为正压区，易维持整个炉底为微正压区，故炉內压力均匀；同时也防止冷风吸入，保持了正常炉温；(5)降低功率消耗；扇焰燃烧器可以在接近理论空气需要量下实现完全燃烧，因此，燃烧过剩空气量少，扇焰配套鼓风功率，与同等热負荷的中式炒炉相比低于50％-60％

；(6)降低NOX排放.由于燃烧器中心区有一稳定的回流区，促使烟气自行回流循环.回流循环强化了燃烧过程，缩短了燃烧时间使火焰温度分布均匀，消除了火焰的局部高温，因此烟气中NOX含量少.

在试验和实际使用过程中，在炉膛尺寸不变的情况下，扇焰燃烧比直焰燃烧炉温将提高100-150℃.由于炉温高.所述扩张内罩及炉膛通过辐射传给炒锅和烹物的热量Q2将增加15％-20％。因此提高烹食的加热速度.在同等的条件下比直焰热效高，节气达70％左右，降低鼓风功率50％以上，而且提高炒锅使用寿命和烹炒貭量.有效地克服了直焰燃烧炉，炉膛温度提不高，热效低火力集中，热量流失等不足.二是；炉膛设计中空夾层结构；促使烟气循环预热空气净化燃烧.根据扇焰附壁燃烧，炉膛辐射炉温高、炉膛扩张罩吸热量多的特点，设计中空夾层炉膛，封闭式炉圈，炒锅紧贴炉圈封闭加热，并促使烟气从炉圈下口环形烟气分流口，经夾层烟道进入回流区再次循环净化燃烧，使燃烧不充分的高温气体充分燃烧且热能得到回收利用，90％以上热量由炒锅传到烹物吸收，低温废气从预热室底部排气孔排出。该结构旋流式扇焰炉，燃烧过程烟气循环净化，促使充分燃烧，增强了燃烧热強度。炒锅封闭加热，热量不流失增强了烹食的吸热量，实验结果，较直焰开放式炉圈炉单项节能20％-25％而且改善操作工工作环境，减少NOX排放，降低室温5-10℃；三是设计了自身预热机构；利用热烟气预热助燃空气，提高火焰温度，加速传热，提高热效率，降低燃气单位耗量，经试验实测，提高助燃空气100℃，可提高火焰温度40-50℃，节气5-8％，实验结果表明；在燃烧器连续工作1-5小时，空气预热温度250-400℃以上节能15％-20％，从而大大提高效率，同时进一步降低NOX含量；四是、炉膛增设了余热回收热水套，燃绕器在工作时由于扇焰附壁燃烧，火焰直接接触扩张罩表面，扩张罩吸热量多有利于余热利用为厨房提供热水，也提高了热利用率。

综上所述，本发明具有高效节能、环保，结构筒单、成本低、使用寿命长等诸多优点

附图说明书

下面结合附图对本发明作进一步说明

图1；是本发明主視图图2的A-A剖视

图2；是图1俯视图图1B-B剖视

具体实施方案

实施例；参照图1、图2、旋流式扇焰高效节能燃烧器，包括有扩张中罩(11)，所述扩张中罩(11)上部內圈用来放置炒锅(21.1)的炉圈(21)，扩张中罩(11)的內层为中空夾层结构，设有烟气腔(17)，扩张中罩(11)下部內圆连接有圆柱型通道(5)所述圆柱形通道(5)下部外壁设有通风口(27.1、27.2)，圓柱形通道(5)下部台阶处装有旋流配风器(25)，所述旋流配风器(25)设有连通鼓风机的进风口(4)所述圆柱形通道(5)中心设有回流管(2)，所述回流管(2)上端外壁圓周制有若干燃气通孔(19)，回流管下端设有与燃气系统连通的燃气进口(1)，其特征在于；所述扩张中罩(11)上部内圈用来放置炒锅(21.1)的炉圈(21)，所述扩张中罩(11)下部靠近内圓孔位置制有连通预热器腔(23)的烟气孔(10)，热烟气用来预热空气，所述扩张中罩(11)下部內圆孔连接有圆柱形通道(5)，所述圓柱型通道(5)上部外圆台阶与扩张中罩(11)下部內圆孔紧配合连成整体，所述圆柱型通道(5)下部外圆壁上制有通风孔(27、1、27、2)，所述圆柱形通道(5)下端外圓台阶处安装有旋流配风器(25)，所述旋流配风器(25)内设有空气分流板(26)，所述旋流配风器(25)设有进风口(4)，所述圆柱形通道(5)内圆中心设有回流管(2)，所述回流管(2)上端外壁圓周制有若干燃气孔(19)，所述回流管(2)下端设有与燃气供给系统连通的燃气进气口(1)，所述回流管(2)的下部外圓由端盖(3)的內孔定位与固定，所述回流管(2)外圆、所述圆柱型通道(5)内圆形成正流区(6)，所述预热室壳体(7)內设有预热室(23)，所述预热室(23)由所述圆柱形通道(5)外壁、所述旋流配风器(25)外壁、所述预热室壳体內壁所形成，所述空气预热室壳体(7)的下部内圆与所述端盖(3)定位连接并用螺钉连成整体，所述空气预热室壳体(7)外壁装有保温层(8)，所述空气预热室壳体(7)上部法兰与扩张外罩(9)下部外圆下平面连接并用螺栓固定连成整体，所述扩张外罩(9)下部圓平面与扩张中罩(11)下部下圆平面连接并用螺栓固定连成整体，所述扩张外罩外壁装有保温层(8.1)，所述扩张外罩(9)上部设有连通进水管的进口(13)，所述扩张外罩(9)上口内圆与所述炉圈(21)的外壁下口外圆连接紧配合连成整体，所述扩张外罩(9)、所述扩张中罩(11)的下部靠近内圆孔的平鐾上制有相对连通预热室(23)的烟气孔(10)，所述预热室(23)下部端盖(3)设有废气出气孔(24)所述扩张外罩(9)内壁、所述扩张中外璧形成余热利用的热水套(12)，所述扩张外罩(9)下部、所述空气预热室壳体上部法兰中段设有出水口(22)，所述扩张中罩(11)下部外圆台阶与扩张内罩(14)下部内圆配合连接成整体，所述炉圈(21)下口设有一定空隙的环形烟气分流口(15)，所述烟气分流口由述扩张内罩(14)和所述耐温聚热防腐陶瓷內套(16)的上口与炉圈(21)的下口形成，所述扩张內罩(14)内表面装有耐温蒙热防腐陶瓷内套(16)，所述耐温聚热防腐陶瓷内套(16)的下中部与所述扩张内罩(14)的下中部相对连通的烟气热化循环孔(18)，所述扩张中罩(11)内壁、所述扩张内罩(14)外壁形成中空夹层烟气腔(17)，所述炉圈(21)所述扩张内罩(14)和所述圆柱型通道(5)形成防止火焰外泄的燃烧室(20)，所述的炉圈(21)设有若干个凹形曹。所述陶瓷内套(16)为便于更换可制成若干片组成

本发明的工作原理为；

燃气在微调压力器的控制下，依靠自身的压力从回流管上端燃气孔，进入混合室与强烈旋转的二次助燃热空气相遇，被带动旋转，边混合边燃烧，形成强烈的刚性扇焰直接附着扩张内罩表面燃烧，二次助燃风经鼓风机送入旋流器进口，进入旋流器以切线方式进入涡壳，由空气分流板分成两路，从两通风孔进入圆柱型通道正流区，在混合室出口形成强烈的旋转气流。旋流流股不仅有轴向分速和切向分速，而且还具有径向分速。随着旋流強度S的增加，径向分速骤增，轴向分速度骤降，迫使流股向半径方向扩展，旋转力愈强，流股断面扩张愈强烈。另外，随着旋流强度的增加，回流量及回流区也要增加和扩大，所形成的回流区的形状是锥形的，直径在逐渐向扩张口内孔收缩，这种回流流股挤压在旋流的中央，也促使气流附壁。旋流的出口处扩张，它与旋转气流因离心力而向外扩展的规律相配合，使得噴出的气流靠壁流动的特性得到了加强，从而形成强烈旋转的扇形火焰同烟气附着扩张内罩表面燃烧，烹食时，炒锅紧贴封闭式的炉圈，强烈的弧型火焰，及扩张内罩的高温热量同时向炒锅封闭加热，初始燃烧时烟气从烟气热化回流孔循环净化，半小时后炉膛炉温升至1000℃以上，燃尽的高温废气从环形烟气分流口，经烟气腔分流到烟气孔进入空气预窒，加热由鼓风机送入旋流器的冷空气，同时高温附壁火焰从烟气热化回流孔，随同烟气腔高温废气进入空气预热腔室加热空气，被高温烟气加热的扩张中罩外壁的热温来加热水套里的循环水。由于扇焰燃烧的特点；(1)、燃烧器中心有一稳定回流区，促使烟气搅动自行回流循环，回流循环搅动強化了燃烧过程，混合气体燃尽率高，(2)、火焰附壁燃烧，炉膛温度高混合气体完全达到了充分燃烧，(3)、由于火焰附壁燃烧，燃烧时间越烧长，炉膛温度越高，节气效果再加显署，烟气净化率更高，废气更加纯净。

经试验；正常燃烧2小时后，较(直焰中式炉)节气率达65％左右。5小时后节气率达75％左右。综合节省燃气70％左右。热效率达50％以上，而且炉前温度低，有效地抑制对人体危害极大的一氧化碳、氮氧化合物的生成，减少了对环境的污染，消除对人体健康危害的隐患，有力的保证了人们的身体健康。

在经济市场竞争中，各餐饮业都在从降低消耗精打细算，如某中型酒店年耗36万立方天然气，燃气费86.4万元，如果把中式炉更换成本发明，按最保守的55％平均节气量计算，每年可节约燃气费用48万元。在能源紧缺的今天，本发明具有极大的经济效益和社会效益。

Claims (4)

1.旋流式扇焰高效节能燃烧器，包括有扩张中罩(11)，所述扩张中罩(11)上部內圈用来放置炒锅(21.1)，炉圈(21)，扩张中罩(11)的內层为中空夾层结构，设有烟气腔(17)，扩张中罩(11)下部內圆连接有圆柱型通道(5)，所述圆柱形通道(5)下部外壁设有通风口(27.1、27.2)，圆柱形通道(5)下部台阶处装有旋流配风器(25)，所述旋流配风器(25)设有连通鼓风机的进风口(4)，所述圆柱形通道(5)中心设有回流管(2)，所述回流管(2)上端外壁圆周制有若干燃气孔(19)，回流管下端设有与燃气系统连通的燃气进口(1)，其特征在于；所述扩张中罩(11)上部内圈用来放置炒锅(21.1)的炉圈(21)，所述扩张中罩(11)下部靠近内圆孔位置制有连通预热室(23)的烟气孔(10)，热烟气用来预热空气，所述扩张中罩(11)下部內圆孔连接有圆柱形通道(5)，所述圆柱型通道(5)上部外圆台阶与扩中罩(11)下部內圆孔紧配合连成整体，所述圆柱型通道(5)下部外圆壁上制有通风孔(27、1、27、2)，所述圆柱形通道(5)下端外圆台阶处安装有旋流配风器(25)，所述旋流配风器(25)内设有空气分流板(26)，所述旋流配风器(25)设有进风口(4)，所述圆柱形通道(5)内圆中心设有回流管(2)，所述回流管(2)上端外壁圆周制有若干燃气孔(19)，所述回流管(2)下端设有与燃气供给系统连通的燃气进气口(1)，所述回流管(2)的下部外圆由端盖(3)的內孔定位与固定，所述回流管(2)外圆、所述圆柱型通道(5)内圆形成正流区(6)，所述预热器壳体(7)內设有预热室(23)，所述预热室(23)由所述圆柱形通道(5)外壁、所述旋流配风器(25)外璧、所述预热室壳体內壁所形成，所述空气预热室壳体(7)的下部内圆与所述端盖(3)定位连接并用螺钉连成整体，所述空气预热室壳体(7)外壁装有保温层(8)，所述空气预热室壳体(7)上部法兰与扩张形外罩(9)下部外圆下平面连接并用螺栓固定连成整体，所述扩张外罩(9)下部圆平面与扩张中罩(11)下部下圆平面连接并用螺栓固定连成整体，所述扩张外罩外壁装有保温层(8.1)，所述扩张外罩(9)上部设有连通进水管的进口(13)，所述扩张外罩(9)上口内圆与所述炉圈(21)的外壁下口外圆连接紧配合连成整体，所述扩张外罩(9)、所述扩张中罩(11)的下部靠近内圆孔的平壁上制有相对连通预热室(23)的烟气孔(10)，所述扩张外罩(9)内壁、所述扩张中外璧形成余热利用的热水套(12)，所述扩张外罩(9)下部、所述空气预热室壳体上部法兰中段设出水口(22)，所述扩张中罩(11)下部外圆台阶与扩张內罩(14)下部内圆配合连接成整体，所述炉圈(21)下口设有一定空隙的环形烟气分流口(15)，所述烟气分流口由所述扩张內罩(14)和所述耐聚热防俯陶瓷內套(16)的上口与炉圈(21)的下口形成，所述扩张内罩(14)内表面装有耐温聚热防俯陶瓷内套(16)，所述聚热防俯陶瓷内套(16)的下中部与所述扩张内罩(14)的下中部相对连通的烟气热化循环孔(18)，所述扩张中罩(11)内壁、所述扩张内罩(14)外壁形成中空夹层烟气腔(17)，所述炉圈(21)所述扩张內罩(14)和所述圆柱型通道(5)形成防止火焰外泄的燃烧室(20)。

2.如权利要求1所述旋流式扇焰高效节能燃烧器，其特征在于；所述的炉圈(21)设有若干个凹形曹(21.2)。

3.如权利要求1所述旋流式扇焰高效节能燃烧器，其特征在于；空气预热器腔(23)下部在端盖(3)设有废气出气孔(24)。

4.如权利要求1所述旋流式扇焰高效节能燃烧器，其特征在于；耐温聚热防俯陶瓷内套(16)由若干片组成

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