CN107543161A - 一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灶用燃烧器，尤其涉及了一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，包括燃烧器组件，燃烧器组件设置在燃烧器底座(2)上，燃烧器组件包括两个以上独立的立式单管燃烧器组合件(1)，燃烧器底座(2)为多圈梯型台阶分布组合，燃烧器底座(2)包括外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)，外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)从外到内形成对称分布的多圈梯型台阶。本发明利用原始的大气式燃烧机理，将商用灶高热负荷的耗量进行分解，成功解决了原传统大气式燃烧器无法滿足商用灶高能耗的配套困惑及各种缺陷，具有燃烧完全而均匀、提高了对锅底的热强度，耗能低、能效高、环保又节能等多项优点。

Description

一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器

技术领域

本发明涉及灶用燃烧器，尤其涉及了一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器。

背景技术

目前，针对我国目前商用厨房设备中的燃气器具产品现状担忧，原配套使用的都是传统的大气式燃烧器，制造粗糙，燃气喷嘴与燃烧器引射管加工的垂直度和同轴度都很差，根本达不到设计的热工性能指标。

如原使用规格上还是年老陈旧的11″～15″有塔和无塔单或双管大饼型大气式燃烧器及多头老款立管燃烧器，都属燃烧技术较落后，易产生黄焰，导致燃烧不完全，时尔会发生回火、脱火等不稳定燃烧，由于采用单一引射混合管，当熄火时还会产生很大爆呜声。尤其是燃烧后的烟气中的有害物排放严重超标，加上能效低，安装在大锅灶中燃烧器，一般的热效率连45％都难达到。所以绝大部分餐饮企业为追求烹饪速度，后来都配备上鼓风式燃烧器，由于传统的鼓风式沟风炉燃烧耗能大，噪声更大，效率更低，热效率连40％都达不到。

针对目前商用灶配套理想的先进大气式燃烧器还尚处于在空白时期，鉴于以上两种传统燃烧器都存在各种弊端，在当前国际能源不断紧缺情况下，我国也制定了相应的节能与环保产业的倾斜的优惠政策，去年也是执行GB30531-2014《商用燃气灶具能效限定值及能效等级》强制性国家标准的第一年，为进一步推动了商用燃气厨房设备的技术进步，我们要努力创新挖潜，不断提升产品质量和燃烧技术含金量，抓住发展契机和时代所赋予责任，设计一种新颖商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，来淘汰传统落后耗能的燃烧器，来迎接挑战，推动我国“节能降耗”绿色运动。

发明内容

本发明针对现有技术中传统单一引射混合管燃烧器燃烧不完全，时尔会发生回火、脱火等不稳定燃烧以及鼓风式沟风炉燃烧耗能大，噪声更大，热效率低等缺点，提供了一种大气式燃烧器的热负荷高，燃烧火力集中，均匀和燃烧完全及能效高、且环保的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，包括燃烧器，燃烧器设置在燃烧器底座上，燃烧器包括两个以上独立的立式单管燃烧器组合件，燃烧器底座为多圈梯型台阶分布组合，燃烧器底座包括外圈、中圈和内圈，外圈、中圈和内圈从外到内形成对称分布的多圈梯型台阶，燃烧器底座下端设置螺旋接口。燃烧器底座下端设置螺旋接口，螺旋接口外设置密封圈，螺旋接口与燃烧纤维网罩对接。

作为优选，燃烧器底座的外圈、中圈和内圈之间通过内腔分支连接，外圈、中圈和内圈上分别设置燃烧器喷嘴，燃烧器喷嘴与单管燃烧器组合件配合。

作为优选，立式单管燃烧器组合件由燃烧纤维网罩、燃烧头、引射管和喷嘴组成；喷嘴设置在引射管下端，引射管上端套设燃烧头，燃烧头顶端安装燃烧纤维网罩。单管燃烧器组合件由四个独立零件组成，保障了主要零配件加工质量与精度规范性、标准性和零配件的统一性，确保和达到热工设计性能要求。

作为优选，燃烧纤维网罩由耐高温抗氧化金属纤维网材、耐高温陶瓷纳米纤维网材、抗氧化铁铬铝网材及耐高温抗氧化特种网材复合而成。耐高温抗氧化金属纤维网材为：金属丝材复合组装，多次集束拉拔、退火、固溶处理制成，金属纤维表面积非常大，使其在内部结构、磁性、热阻和熔点等方面有着超常 的性能。由于金属纤维的内部机构、物理化学性能以及表面性能等在纤维化过程中发生了显著的变化，金属纤维不但具有金属材料本身固有的高弹性、高抗弯、抗拉强度等一切优点，更具有耐磨耗性、耐高温、耐腐蚀。

耐高温陶瓷纳米纤维网材为：通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维后获得，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，陶瓷纳米纤维材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。抗氧化铁铬铝网材为：铁铬铝合金，具有良好的耐热性、耐腐蚀性。耐高温抗氧化特种网材为：耐高温抗氧化合金钢，含有较高铬和铝，并添加微量稀土元素(如钇、铈、镧等)提高抗氧化性能，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性、抗磨损。

作为优选，燃烧头由高温陶瓷、高温陶土及耐高温非金属粘合材料复合而成。高温陶瓷为碳化物陶瓷，硼化物陶瓷，氮化物陶瓷及硅化物陶瓷中的一种或一种以上的组合；高温陶土主要由高岭石、水白云母、蒙脱石、石英和长石组成，颗粒大小不一致，常含砂粒、粉砂和粘土等，具吸水性和吸附性，加水后有可塑性；耐高温非金属粘合材料为：耐高温非金属粘合剂：乙烯一乙酸乙烯树脂(含乙酸乙烯40％。相对分子质量l55)27.8份，乙烯一乙酸乙烯树脂(含乙酸乙烯18％,相对分子质量l25)13.9份，无规聚丙烯(相对分子质量l5000～20000)13.9份，液态增黏树脂[氯化联苯(含氯量62％)或松香醇]8.3份，萜烯树脂(相对分子质量l200)36.1份，根据需要，可以选择加入适量抗氧剂，本粘合剂专门为陶瓷和不同材料使用而特别配制，克服陶瓷间的脆性粘结的弱点，提供与焊接相关的韧性和抗冲击性。

作为优选，引射管由耐高温耐腐蚀不锈钢薄管、无缝钢薄管进行冲压或专用机床滚转加工而成。引射管也可以由其它耐高温耐腐蚀金属薄管进行冲压或专用机床滚转加工而成。引射管由耐高温耐腐蚀不锈钢薄管、无缝钢薄管、其 它耐高温耐腐蚀金属薄管进行冲压或专用机床滚转加工，关键应控制好引射管中喉管尺寸精度和垂直度、同轴度的一致性，确保单管燃烧器过剩空气系数α＞1.05。

作为优选，喷嘴内孔锥度为22°。减小最小摩擦和确保最佳的喷嘴引射系数。喷嘴由黄铜、其它耐腐金属加工。

作为优选，烧器底座为圆弧形、圆平形、方形、长方形、三角形或菱形中的一种，燃烧器喷嘴均匀设置在燃烧器底座的外圈、中圈和内圈上。本发明将传统的大气式燃烧器利用文丘利原理对燃气与空气在引射匹配上讲究和精细，增强引射动能，采用过剩空气系数α＞1.05，实现燃气与空气全预混的高效、完全的先进红外燃烧技术，多立管燃烧在炉膛内分布均匀，接触二次空气多，使燃烧更完全，同时又增强了锅底热强度，比传统大气式燃烧效率要提高7％以上。釆用多头独立单管燃烧器组合的优越性，以及一致性较好的高质量、高精度燃气引射管，带动出色高性能的引射系数，传统大气式燃烧器的引射系数仅为0.6左右，而我们设计的引射系数已达到了0.7以上，大大提高整体引射一次空气混合比和单管燃烧器周围有充沛的二次空气补充，既减少燃气耗量，减少烟气排放，省除了风机，又节省电力运行，同时又降低了噪声，改善厨房环境，大幅度提高节能、降耗、减排的效果，符合绿色环保要求。

作为优选，引射管上设置引射管气孔。引射管中部设置直径小于上下两端的喉管，引射管气孔设置在引射管下半段。当燃气gas与吸入的一次空气a′一起通过引射管13中下端其最狭的喉管进行混合，此时通过喉管的燃气与空气的混合气速度场最大、但气压力最小，则使喉管处形成了负压区状态。引射管气孔作用：是由高能量的燃气引射将四周低能量的空气a′(称一次空气)吸入引射管气孔内，在设计上起到对一次空气a′的限流作用。

作为优选，引射管穿过灶具炉膛底板上的炉膛底板中孔，炉膛底板中孔还分别对称设置炉膛底板侧孔。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明利用原始的大气式燃烧机理，将商用灶高热负荷的耗量进行分解，由若干个独立的立式单管燃烧器组合件所替代，单管燃烧器以常压大气式燃烧的对流方法与红外辐射燃烧有机结合的特点，成功解决了原传统大气式燃烧器无法滿足商用灶高能耗的配套困惑及各种缺陷，具有燃烧完全而均匀、提高了对锅底的热强度，耗能低、能效高、环保又节能等多项优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是燃烧器底座结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是单管燃烧器组合件剖视图中的燃气与空气动态流向。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—单管燃烧器组合件、2—燃烧器底座、4—灶具炉膛底板、11—燃烧纤维网罩、12—燃烧头、13—引射管、14—喷嘴、21—外圈、22—中圈、23—内圈、24—燃烧器喷嘴、41—炉膛底板中孔、42—炉膛底板侧孔、133—引射管气孔。

具体实施方式

下面结合附图1至图5与实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，如图1至图5所示，包括燃烧器1，燃烧器1设置在燃烧器底座2上，燃烧器1包括两个以上独立的立式 单管燃烧器组合件11，燃烧器底座2为多圈梯型台阶分布组合，燃烧器底座2包括外圈21、中圈22和内圈23，外圈21、中圈22和内圈23从外到内形成对称分布的多圈梯型台阶。

燃烧器底座2的外圈21、中圈22和内圈23之间通过内腔分支连接，外圈21、中圈22和内圈23上分别设置燃烧器喷嘴24，燃烧器喷嘴24与单管燃烧器组合件11配合。

立式单管燃烧器组合件由燃烧纤维网罩11、燃烧头12、引射管13和喷嘴14组成；喷嘴14设置在引射管13下端，引射管13上端套设燃烧头12，燃烧头12顶端安装燃烧纤维网罩11。单管燃烧器组合件由四个独立零件形成装配式结构，保障了主要零配件加工质量与精度规范性、一致性、标准性和零配件的统一性，是确保和达到热工设计性能要求的关键。打破过去大气式燃烧器不同的热负荷使用多种规格燃烧器，使零配件无法统一，加工粗糙是导致零配件质量无法达到一致性和零配件的通用性及热工性能差的僵尸局面，现将燃烧器底座可根据不同热负荷需求配置不同规格和形状的燃烧器底座，只须与之相对应统一规格的单管燃烧器组合件单个的灵活性。

燃烧纤维网罩11由耐高温抗氧化金属纤维网材、耐高温陶瓷纳米纤维网材、抗氧化铁铬铝网材及耐高温抗氧化特种网材复合而成。

燃烧头12由高温陶瓷、高温陶土及耐高温非金属粘合材料复合而成。

引射管13由耐高温耐腐蚀不锈钢薄管、无缝钢薄管、其它耐高温耐腐蚀金属薄管进行冲压或专用机床滚转加工而成。引射管13由耐高温耐腐蚀不锈钢薄管、无缝钢薄管、其它耐高温耐腐蚀金属薄管进行冲压或专用机床滚转加工，关键应控制好引射管中喉管尺寸精度和垂直度、同轴度的一致性，确保单管燃烧器过剩空气系数α＞1.05。

喷嘴14内孔锥度为22°。减小最小摩擦和确保最佳的喷嘴引射系数。喷嘴14由黄铜、其它耐腐金属加工。利用文丘利原理对燃气与空气在引射匹配上讲究和精细，增强引射动能，采用过剩空气系数α＞1.05，实现燃气与空气全预混的高效、完全的先进红外燃烧技术，多立管燃烧在炉膛内分布均匀，接触二次空气多，使燃烧更完全，同时又增强了锅底热强度，比传统大气式燃烧效率要提高7％以上。

烧器底座2为圆弧形、圆平形、方形、长方形、三角形或菱形中的一种，燃烧器喷嘴24均匀设置在燃烧器底座2的外圈21、中圈22和内圈23上。本发明将传统的大气式燃烧器利用文丘利原理对燃气与空气在引射匹配上讲究和精细，增强引射动能，采用过剩空气系数α＞1.05，实现燃气与空气全预混的高效、完全的先进红外燃烧技术，多立管燃烧在炉膛内分布均匀，接触二次空气多，使燃烧更完全，同时又增强了锅底热强度，比传统大气式燃烧效率要提高7％以上。釆用多头独立单管燃烧器组合的优越性，以及一致性较好的高质量、高精度燃气引射管，带动出色高性能的引射系数，传统大气式燃烧器的引射系数仅为0.6左右，而我们设计的引射系数已达到了0.7以上，大大提高整体引射一次空气混合比和单管燃烧器周围有充沛的二次空气补充，既减少燃气耗量，减少烟气排放，省除了风机，又节省电力运行，同时又降低了噪声，改善厨房环境，大幅度提高节能、降耗、减排的效果，符合绿色环保要求。

引射管13上设置引射管气孔133。引射管是根据文丘利原理；当燃气从喷嘴14流出，由于喷嘴结构釆取22°，喷嘴的流量系数μ最大，阻力较小，利用燃气的势能变动能，燃气的流速向设计好的引射管下端(吸气收缩管较小，被吸入的空气流速较大，气流在收缩管内发生强烈扰动，此时被吸入的空气流速便不可忽略，这时的引射器称为负压吸气引射器，通过该引射器内燃烧和空气 的速度差较小，气流在混合管内的能量损失较小，因此引射效率比一般常压吸气引射器高。)方向喷射，愈向狭道口(引射管的混合管—称喉管)，气体流速愈大，此时，高能量的燃气引射将四周低能量的空气a′(称一次空气)吸入引射管气孔133内，以燃气本身的能量吸入一次空气后a′，燃气加空气的混合气体共同进入引射管中的混合管(喉管)进行充分混合，此时流入混合管的燃气与空气混合气体的压力最低(呈负压)，称为负压吸气引射管，亦称第一类引射器。而此时混合气的流速最大(这就是文丘利原理)。当混合气体流出混合管(喉管)后进入扩压管，混合气体的动压进一步转化为静压，以确保燃气—空气混合物在燃烧器火孔出口获得必要的速度和所需的热负荷。

引射管13穿过灶具炉膛底板4上的炉膛底板中孔41，炉膛底板中孔41还分别对称设置炉膛底板侧孔42。釆用多头独立单管燃烧器组合的优越性，以及一致性较好的高质量、高精度燃气引射管，带动出色高性能的引射系数，传统大气式燃烧器的引射系数仅为0.6左右，而我们设计的引射系数已达到了0.7以上，大大提高整体引射一次空气混合比和单管燃烧器周围有充沛的二次空气补充，既减少燃气耗量，减少烟气排放，省除了风机，又节省电力运行，同时又降低了噪声，改善厨房环境，大幅度提高节能、降耗、减排的效果，符合绿色环保要求。

图1和5中，a′——表示一次空气，a″——表示二次空气，GAS——表示总燃气源进入燃烧器座腔内，gas——表示燃气源进入单管燃烧器，ag——表示燃气gas从喷嘴流出的动压吸入一次空气a′经引射管喉管混合流向扩散管的动向，ag′——表示燃气和空气混合气从扩散管流向燃烧器头部动向，ag″——表示混合气通过燃烧纤维网罩表面燃烧后流向炉膛的高温火焰及高温烟气。

通过图1结合图5所示的结构原理和燃气与空气流向来诠释实施的步骤例。当多立管组合式高效节能红外燃烧器燃烧安装在一个厨房商用灶具上，整个燃烧过程以结合图1和图5中燃气与空气流向的诠释，可彰显出本发明的组合式燃烧器的燃烧工况优点所在；假设当使用的操作者通过灶具的自控系统(本诠释中不作具体描述)的指今启动，已安全打开电磁阀中的燃气阀门进行自锁，点燃了炉膛中的苗火，此时操作者只需在灶具的面板上用右手往逆时针方向打开至90°位置，主火阀被全打开，此时，被打开的主火阀中燃气GAS，即通过管道流向燃烧器底座2下端的燃气入口进入燃烧器底座2的内腔，见图5中箭头GAS所示。然后进入燃烧器底座2的内腔的燃气GAS即分配到内腔多圈的单管燃烧器组合件1上，各分流的燃气gas在内腔通过每单管燃烧器组合件11上的喷嘴14锥度内孔流出，见图5箭头gas所示。现在我们以图5中单管燃烧器组合件1为代表进行诠释后再结合空气流一起汇总实施例。当燃气GAS分配到燃烧器底座2的内腔多圈的单管燃烧器组合件1上，被分流的燃气gas流进喷嘴14上，且燃气gas从通过最佳计算的锥孔，以最大喷射系数、最小摩擦力从喷嘴口射出，根据文丘利原理；由于具有一定燃气动能势的gas，可将周围的空气从引射管13下端中间的园孔吸入，此时被吸入的空气称为一次空气a′，见图5中灶具炉膛底板4下面箭头所示。在单管燃烧器组合件1的外面和灶具炉膛底板4下面周围空气，通过灶具炉膛底板4中空气孔或缝隙进入炉膛的空气称为二次空气a″，见图1和图5中a′和a″的箭头方向。当燃气gas与吸入的一次空气a′一起通过引射管13中下端其最狭的喉管进行混合，此时通过喉管的燃气与空气的混合气速度场最大、但气压力最小，则使喉管处形成了负压区状态。这样有利周围的一次空气a′足够吸入引射管13内，引射管13中部直径小于上下两端，此时用明火在引射管13下端中间的园孔去作引燃话，非但没有 点燃从喷嘴14射出的燃气gas，反而将明火吸入引射管13的喉管负压区而遭熄灭，当然差的引射管因没有足够的混合气速度场和负压区而发生回火而被点燃。当燃气gas和一次空气a′在喉管负压区混合后流出的混合气ag流向引射管的中上部扩散，然后混合气ag进入燃烧头12的头部内腔中ag′，此时通过引射管13内扩散后的混合气ag′的压力已很低，但还能保持着燃烧器头部具有燃烧火孔一定的出口压力，混合气ag′通过顶部燃烧纤维网罩11并在其燃烧纤维网罩表面进行强烈的燃烧，混合气ag′通过纤维网罩表面强烈的燃烧后成为高温红外焰面和高温的烟气ag″流向炉膛进行加热过程。从图5单管燃烧器组合件11为代表例，完成了诠释燃气进入多立管组合式高效节能红外燃烧器烹饪加热的整体的全部描述。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，包括燃烧器组件，燃烧器组件设置在燃烧器底座(2)上，其特征在于：燃烧器组件包括两个以上独立的立式单管燃烧器组合件(1)，燃烧器底座(2)为多圈梯型台阶分布组合，燃烧器底座(2)包括外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)，外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)从外到内形成对称分布的多圈梯型台阶，燃烧器底座(2)下端设置螺旋接口。

2.根据权利要求1所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：燃烧器底座(2)的外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)之间通过内腔分支连接，外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)上分别设置燃烧器喷嘴(24)，燃烧器喷嘴(24)与单管燃烧器组合件(11)配合。

3.根据权利要求1所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：立式单管燃烧器组合件(1)由燃烧纤维网罩(11)、燃烧头(12)、引射管(13)和喷嘴(14)组成；喷嘴(14)设置在引射管(13)下端，引射管(13)上端套设燃烧头(12)，燃烧头(12)顶端安装燃烧纤维网罩(11)。

4.根据权利要求3所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：燃烧纤维网罩(11)由耐高温抗氧化金属纤维网材、耐高温陶瓷纳米纤维网材、抗氧化铁铬铝网材及耐高温抗氧化特种网材复合而成。

5.根据权利要求3所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：燃烧头(12)由高温陶瓷、高温陶土及耐高温非金属粘合材料复合而成。

6.根据权利要求3所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：引射管(13)由耐高温耐腐蚀不锈钢薄管、无缝钢薄管进行冲压或专用机床滚转加工而成。

7.根据权利要求3所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：喷嘴(14)内孔锥度为22°。

8.根据权利要求2所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：燃烧器底座(2)为圆弧形、圆平形、方形、长方形、三角形或菱形中的一种，燃烧器喷嘴(24)均匀设置在燃烧器底座(2)的外圈(21)、中圈(22)和内圈(23)上。

9.根据权利要求3所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：引射管(13)上设置引射管气孔(133)。

10.根据权利要求3所述的一种商用灶多立管组合式高效节能红外燃烧器，其特征在于：引射管(13)穿过灶具炉膛底板(4)上的炉膛底板中孔(41)，炉膛底板中孔(41)还分别对称设置炉膛底板侧孔(42)。