CN104728871A - 一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉 - Google Patents

一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉 Download PDF

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潘剑锋
姚嘉琪
唐爱坤
朱跃进
侯智勇
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Abstract

本发明属于先进燃烧技术应用领域，具体涉及一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉。所述卡式炉基于微燃烧理论对普通卡式炉进行改进设计，包括燃烧室，支架，燃料存储瓶，燃料管道控制电子阀，燃烧室中呈矩阵分布有方形回旋式微燃烧器或圆形回旋式微燃烧器，且微燃烧器设计成矩形截面的回旋通道，增加了对流换热，预热了反应物，整个燃烧室温差较小，燃烧充分，防止出现微燃烧室淬息现象的发生。在支架和燃烧室之间设有的旋转抛物面聚热镜，能够减少燃烧室下部的热量损耗，更加高效地向上方的锅底进行加热。本发明提供的新型卡式炉能量密度高，功能时间长，热量损耗小，能够节约能源，有效减少排放。

Description

一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉
技术领域
本发明属于先进燃烧技术应用领域，具体涉及一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉。
背景技术
卡式炉又叫便携式丁烷气炉；是指以灌装丁烷气或液化气等气体为燃料，与空气进行氧化反应产生热量并用于加热菜肴等的非固定烹饪厨具，多用于家庭户外休闲和酒店用品。
申请号为CN99114547.X的专利：可替代卡式炉的新型液体燃料灶具，燃烧室设置了聚火壁，助燃壁，燃烧室底部设计成U形凹槽，结构复杂，燃料没有预热过程，整个燃烧室有温差，燃烧不充分。
微尺度燃烧是随着微机电系统（MEMS）技术的发展而提出的，它是相对于传统燃烧发生在较大的尺度范围而言的。MEMS具有能量密度高、供能时间长、效率高、体积小等优点。
2002年，美国南加利福尼亚大学Sitzki研究小组进行了瑞士卷结构微燃烧器燃烧实验。燃料在微燃烧室燃烧后产生的高温尾气通过瑞士卷式的间壁式换热器不断加热来流的混合燃气，使燃气焓值不断升高。实验发现这种结构提高了燃烧反应速度，降低了燃料的熄火距离，使得燃料在燃烧室内能够维持稳定的预混燃烧。同时出口尾气温度也被不断冷却，燃烧器的热量损失也被降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉，其技术特征主要是采用多个瑞士卷结构的微燃烧室对食物进行加热。
本发明的新型瑞士卷结构微燃烧器卡式炉包括燃烧室，支架，燃料存储瓶，燃料管道控制电子阀；所述燃烧室置于支架上，所述燃烧室包括n个微燃烧器，所述微燃烧器通过管路依次与燃料管道控制电子阀、燃料存储瓶连接；燃料管道控制电子阀控制管道的开闭。
所述燃烧室包括n个微燃烧器，其中n≥2；所述燃料储气瓶引出2根金属管与燃料管道控制电子阀相连，且其中金属管1与中心位置微燃烧器的入口相连，金属管2分出（n-1）根分管分别与其余（n-1）个微燃烧器的入口相连。
燃料管道电子阀控制微燃烧器的燃料供给。当燃料管道电子阀调至低档时，金属管1处于开启状态，使燃料供给至中心位置处微燃烧器，然后利用打火机在燃烧器出口引燃；当燃料管道电子阀调至高档时，金属管1和金属管2双管端同时打开，燃料供给所有的微燃烧器，利用打火机即可点燃所有微燃烧器进行燃烧加热。
所述微燃烧器为瑞士卷结构的微燃烧器，包括方形回旋式微燃烧器或圆形回旋式微燃烧器。
所述微燃烧器设计成矩形截面的回旋通道，增加了对流换热，预热了反应物，整个燃烧室温差较小，燃烧充分，防止出现微燃烧室淬息现象的发生。
所述n个瑞士卷微燃烧器在燃烧室内呈矩阵分布。所述支架和燃烧室之间还设有旋转抛物面聚热镜，能够减少燃烧室下部的热量损耗，更加高效地向上方的锅底进行加热。
本发明的技术优点是：
（1）本发明的卡式炉使用瑞士卷结构的微燃烧器，具有能量密度高、供能时间长及效率高等优点；
（2）本发明中加热模块由5个同样的瑞士卷结构的微燃烧器组成，能够按照需求进行分档加热，减少燃料损耗，实现节能减排的目的；
（3）本发明中的旋转抛物面聚热镜能够减少热量损耗，高效加热。
附图说明
图1是本发明卡式炉整体示意图；
图2是本发明旋转抛物面聚热镜安装示意图；
图3是实施例1中的5个独立方形回旋式微燃烧室分布示意图；
图4是本发明方形回旋式瑞士卷结构的微燃烧室主视图；
图5是本发明方形回旋式瑞士卷结构的微燃烧室左视图；
图6是本发明方形回旋式瑞士卷结构的微燃烧室右视图；
图7为实施例2中圆形回旋式瑞士卷微燃烧室的主视图；
附图标记说明：
A-微燃烧室进口，B-微燃烧室出口，4-燃烧室，5-支架，6-燃料管道控制电子阀门，7-燃料存储瓶，8-旋转抛物面聚热镜。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例的新型瑞士卷微燃烧器卡式炉主要由燃烧室4，燃料管道控制电子阀6和燃料储气瓶7，旋转抛物面聚热镜8等主要结构组成。燃烧室4置于支架5上，燃烧室4由5个微燃烧器构成，燃料储气瓶7引出2根铜管与燃料管道控制电子阀6相连，由管道控制电子阀控制管道的开闭。引出的2根铜管，一根与燃烧室①入口相连，另一根分出4根分管与其他燃烧室②的入口相连。微燃烧器设计成矩形截面的回旋通道，增加了对流换热，预热了反应物，整个燃烧室温差较小，燃烧充分，防止出现微燃烧室淬息现象的发生。
图1为本发明卡式炉整体结构示意图。
图2为旋转抛物面聚热镜安装示意图，其中8为旋转抛物面聚热镜。安装在燃烧室4和支架5之间，聚集从燃烧室下方散失的热量，能够减少燃烧室下部的热量损耗，更加高效地向上方的锅底进行加热。
    图3为燃烧室4的整体分布图，由5个同样的方形回旋式微燃烧器组成。图中“①”代表低档加热时点燃的微燃烧器，“②”代表高档加热时比低档多加点燃的微燃烧器，即全部点燃。
    图4-6所示分别为每个方形回旋式微燃烧器的结构主视图、左视图和右视图。微燃烧器通道为10×3mm的矩形，微燃烧器的入口为图中A处所示，入口为直径8mm的圆柱凸台，高度为10mm。通道旋转至中心，图中B处为微燃烧器出口位置，出口为直径为8mm的圆柱凸台，高度同为10mm。外层通道长度为80mm，里一层长度为40mm，最里层的通道长度为20mm。
实施例2
本实施例中其他结构与实施例1一样，只是方形回旋式微燃烧器换成圆形回旋式微燃烧器。
    图7为本发明圆形回旋式瑞士卷微燃烧器的主视图。其基本结构与方形回旋式瑞士卷结构微燃烧器类似，A处为直径8mm的圆柱凸台的燃烧室进口，B处为直径8mm的圆柱凸台的燃烧室出口。圆形回旋式瑞士卷微燃烧器的通道截面为10×3mm的矩形，螺旋通道的内径为10mm，外径为80mm。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。            

Claims (7)

1.一种基于瑞士卷结构微燃烧器的新型卡式炉，其特征在于，包括燃烧室（4），支架（5），燃料存储瓶（7），燃料管道控制电子阀（6）；所述燃烧室（4）置于支架（5）上，所述燃烧室（4）包括n个微燃烧器，所述微燃烧器通过管路依次与燃料管道控制电子阀（6）、燃料存储瓶（7）连接。
2.如权利要求1所述的卡式炉，其特征在于，所述燃烧室（4）包括n个微燃烧器，所述n≥2；所述燃料储气瓶（7）引出2根金属管与燃料管道控制电子阀（6）相连，且其中金属管1与中心位置微燃烧器的入口相连，金属管2分出（n-1）根分管分别与其余（n-1）个微燃烧器的入口相连。
3.如权利要求2所述的卡式炉，其特征在于，所述燃料管道电子阀（6）调至低档时，金属管1处于开启状态，燃料存储瓶（7）中的燃料供给至中心位置处微燃烧器；燃料管道电子阀（6）调至高档时，金属管1和金属管2双管端同时打开，燃料存储瓶（7）中的燃料供给所有的微燃烧器。
4.如权利要求1所述的卡式炉，其特征在于，所述微燃烧器为瑞士卷结构的微燃烧器，包括方形回旋式微燃烧器或圆形回旋式微燃烧器。
5.如权利要求1或4所述的卡式炉，其特征在于，所述微燃烧器为矩形截面的回旋通道。
6.如权利要求1或4所述的卡式炉，其特征在于，所述n个微燃烧器在燃烧室（4）内呈矩阵分布。
7.如权利要求1所述的卡式炉，其特征在于，所述支架（5）和燃烧室（4）之间还设有旋转抛物面聚热镜（8）。
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