CN2847089Y - 等离子态火焰燃烧装置 - Google Patents

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本实用新型公开了一种等离子态火焰燃烧装置,其主要是在燃气分配器的上方设置有一个圆锥形空气—燃气混合室,该圆锥形空气—燃气混合室上方设置有一个蜂窝状触媒体,该蜂窝状触媒体具有上下贯通的密孔,蜂窝状触媒体上方设置有一个碗状波槽式烧嘴,碗状波槽式烧嘴与灶眼内侧壁之间形成一个较窄的环状沟槽,环状沟槽的一侧设有一个向下的孔道与排烟道相通,碗状波槽式烧嘴开口的面积占据灶眼内孔面积的70%以上,碗状波槽式烧嘴的边缘与受热体之间形成一周的狭隙,本实用新型的直接热效率可达35%以上,综合热效率可达45~50%,燃烧充分、稳定。

Description

等离子态火焰燃烧装置
技术领域
本实用新型涉及一种灶具,特别涉及一种等离子态火焰燃烧装置。
背景技术
目前,国内公用餐饮炊事行业已普遍采用机械供风式燃气燃烧装置为烹炒火源,此类燃烧装置具有火力猛、工效高等突出优点,长期以来,此类燃烧装置基本上没有得到改进,仍停留在比较原始的预混式燃烧方式。其一般结构如图1所示,其是由灶眼外壳(锅座)6、灶膛外壳8、燃烧器主体11、燃气分配器14构成,燃气进气管13及空气进气管12设置在灶膛外壳8的底部,并向上穿过燃烧器主体11,燃气进气管13与其上方的燃气分配器14相连通,燃烧器主体11内为风室10,风室10的上方设置有空气分配器9,空气进气管12与风室10相连通,燃气分配器14位于空气分配器9的上方,燃气分配器14的上方设置有桶状烧嘴5,燃气分配器14上方的桶状烧嘴5内为空气—燃气混合室15,灶眼外壳(锅座)6的上方置设受热体(炒锅)2,灶膛外壳8的左侧设有排烟道16,燃烧时,如图1所示,形成预混火焰4及预混火焰4外层的高温烟气3,产生的低温烟气1由排烟道16排除。
此类燃烧装置的工作原理如图1所示,燃烧所需的燃气和空气分别由各自的控制单元经由燃气进气管13、空气进气管12供给,分别经燃气分配器14、空气分配器9分配后进入空气—燃气混合室15进行混合,同时经外界火源点燃,发生预混式燃烧,火焰直接由与空气—燃气混合室15相连的桶状烧嘴5喷出,对受热体(炒锅)2进行加热。
由于此类燃烧装置自身的结构及工作机理决定其具有以下的缺点:(1)、火焰温度低,且与受热体(炒锅)2接触时间短,接触面积小,未与受热体(炒锅)2进行充分的热交换即排出排烟道16,热能损失大,故直接热效率很低,在对受热体(炒锅)2加热时的实测效率为,一般在20%左右,最高也不超过25%。
(2)、局部供氧过高或过低,导致燃烧产物中的有害物质如一氧化碳CO、氮氧化合物NOX含量高,污染环境,损害操作人员的健康。
(3)、需要附加一个长明火7,该长明火7是一个与工作火源并联的长时间燃烧的小负荷燃烧装置,或靠反复重新点火以满足烹炒过程中的间断加热需要。因长明火源在使用过程中时有燃烧不稳定而熄灭的现象,而反复点火操作又极不方便,故大多数操作者即使在间断加热时也不熄灭工作火源,由此进一步加大能源浪费,降低综合热效率。
(4)、此类燃烧装置的空气配比调节不便,时常导致燃烧状态不稳定,出现黄焰和积碳(空气供给不足,燃烧不充分)或脱火、熄火(空气供给过多)等缺陷,亦会浪费能源、污染环境,甚至产生安全隐患。
(5)、由于此类燃烧装置的燃烧空间是按最高工作热负荷设计的,又无特殊的稳定火焰装置,所以,在使用小火力时,即会发生脱火或熄火现象而无法工作。
实用新型内容本实用新型的目的是要解决上述燃烧装置存在的浪费能源、热效率低及燃烧不稳定的问题,而提供一种可克服上述缺点的等离子态火焰燃烧装置。
本实用新型是由灶眼外壳(锅座)、灶膛外壳、燃烧器主体、燃气分配器构成,燃气进气管及空气进气管设置在灶膛外壳的底部,并向上穿过燃烧器主体,燃气进气管与其上方的燃气分配器相连通,燃烧器主体内为风室,风室的上方设置有空气分配器,空气进气管与风室相连通,燃气分配器位于空气分配器的上方,其特征在于,燃气分配器的上方设置有一个圆锥形空气-燃气混合室,该圆锥形空气-燃气混合室上方设置有一个蜂窝状触媒体,该蜂窝状触媒体具有上下贯通的密孔,该蜂窝状触媒体呈圆柱形并由特殊耐高温材料制成,蜂窝状触媒体上方设置有一个碗状波槽式烧嘴,该碗状波槽式烧嘴是由耐热材料制成的,碗状波槽式烧嘴与灶眼内侧壁之间形成一个较窄的环状沟槽,环状沟槽的一侧设有一个向下的孔道与排烟道相通,碗状波槽式烧嘴开口的面积占据灶眼内孔面积的70%以上,碗状波槽式烧嘴的边缘与受热体之间形成一周的狭隙。
本实用新型工作时,燃烧所需的燃气和空气分别由各自的控制单元经由燃气进气管、空气进气管供给,分别经燃气分配器、空气分配器分配后,以一定的比例(燃烧所需的实际空气量∶理论空气量=1.05~1.10∶1.0)沿与四周呈切向角度进入圆锥形空气—燃气混合室,并在圆锥形空气—燃气混合室进行强烈的旋流混合,同时经外界火源点燃后进行预混式燃烧即一般的化学燃烧,而后,火焰上升在穿过蜂窝状触媒体的密孔时,对蜂窝状触媒体加热,使之迅速升温达到炽热状态,与此同时,炽热的蜂窝状触媒体又反作用于流经其密孔的预混火焰,对该预混火焰进行反馈加热,并对火焰中的气体粒子产生强烈的物理和化学吸附作用,提供大量的活化质点,促使火焰进一步发生强化燃烧即催化燃烧,因为催化燃烧比一般预混式燃烧要更剧烈、更充分,所以,从蜂窝状触媒体密孔上方喷出的火焰是以橙色的等离子态形式出现的,即高温等离子态火焰。
高温等离子态火焰在与受热体发生强烈的热交换即一次热交换后,高温烟气继续沿碗状波槽式烧嘴的边缘与受热体之间的狭隙向外做受迫运动,并在碗状波槽式烧嘴的环形波槽扰动下以紊流方式与受热体之间进一步发生深度的热交换即二次热交换。经过以上两次热交换后,等离子态火焰所含的热能已达到最大限度的释放,形成的低温烟气进入环状沟槽,最后通过排烟道排出。
本实用新型的优点如下:(1)、等离子态火焰燃烧速度快,温度高,火焰短,热量集中,温度一般可达1350℃~1500℃。
(2)、由于蜂窝状触媒体的阻尼作用,空气和燃气在圆锥形空气—燃气混合室内混合的更均匀,故在较低的空气/燃气比(如1.05∶1.0)时,也能确保整体范围的充分燃烧,从而能同时有效抑制一氧化碳CO和氮氧化合物NOX的产生。
(3)、炽热的蜂窝状触媒体具有很强的红外辐射能力,改善了热交换机制。
(4)、由于碗状波槽式烧嘴的导流和扰动作用,火焰与受热体之间的换热面积增大,换热能力增强。
(5)、炽热的蜂窝状触媒体本身即为一良好的点火火源,所以,间歇工作时无须重新点火,无须设长明火,更节约能源,操作方便。
(6)、炽热的蜂窝状触媒体有很强的稳定燃烧作用,因此火力可在大幅度范围内任意调节,能确保充分、稳定燃烧,不熄火,安全可靠。
(7)、由于以上诸多优点,本实用新型的直接热效率可达35%以上,综合热效率可达45~50%。
附图说明
图1为机械供风式燃气燃烧装置的结构及工作原理示意图。
图2为本实用新型实施例的结构及工作原理示意图。
具体实施方式
请参阅图2所示,本实用新型是由灶眼外壳6、灶膛外壳8、燃烧器主体11、燃气分配器14构成,燃气进气管13及空气进气管12设置在灶膛外壳8的底部,并向上穿过燃烧器主体11,燃气进气管13与其上方的燃气分配器14相连通,燃烧器主体11内为风室10,风室10的上方设置有空气分配器9,空气进气管12与风室10相连通,燃气分配器14位于空气分配器9的上方,其特征在于,燃气分配器14的上方设置有一个圆锥形空气—燃气混合室17,该圆锥形空气—燃气混合室17上方设置有一个圆柱形蜂窝状触媒体18,该蜂窝状触媒体18是由特殊耐高温材料制成的,蜂窝状触媒体18上方设置有一个碗状波槽式烧嘴19,该碗状波槽式烧嘴19是由耐热材料制成的,碗状波槽式烧嘴19与灶眼内侧壁之间形成一个较窄的环状沟槽20,环状沟槽20的一侧设有一个向下的孔道21与排烟道16相通,碗状波槽式烧嘴19开口的面积占据灶眼内孔面积的70%以上,碗状波槽式烧嘴19的边缘与受热体2之间形成一周的狭隙D,从制造工艺方面考虑,圆锥形空气—燃气混合室17与碗状波槽式烧嘴19可以是整体的,也可以是分体的,但都设有金属外骨架,蜂窝状触媒体18可以从圆锥形空气—燃气混合室17上部装卸,便于检修更换,环状沟槽20的下方,圆锥形空气—燃气混合室17、碗状波槽式烧嘴19外侧与灶膛外壳8之间充填有隔热填料22,也可不填充该隔热填料22。
本实用新型工作时,燃烧所需的燃气和空气分别由各自的控制单元经由燃气进气管13、空气进气管12供给,分别经燃气分配器14、空气分配器9分配后,以一定的比例(燃烧所需的实际空气量∶理论空气量=1.05~1.10∶1.0)沿与四周呈切向角度进入圆锥形空气—燃气混合室17,并在圆锥形空气—燃气混合室17进行强烈的旋流混合,同时经外界火源点燃后进行预混式燃烧即一般的化学燃烧,而后,火焰上升在穿过蜂窝状触媒体18的密孔时,对蜂窝状触媒体18加热,使之迅速升温达到炽热状态,与此同时,炽热的蜂窝状触媒体18又反作用于流经其密孔的预混火焰,对该预混火焰进行反馈加热,并对火焰中的气体粒子产生强烈的物理和化学吸附作用,提供大量的活化质点,促使火焰进一步发生强化燃烧即催化燃烧,因为催化燃烧比一般预混式燃烧要更剧烈、更充分,所以,从蜂窝状触媒体18密孔上方喷出的火焰是以橙色的等离子态形式出现的,即高温等离子态火焰23。
高温等离子态火焰23在与受热体2发生强烈的热交换即一次热交换后,高温烟气继续沿碗状波槽式烧嘴19的边缘与受热体2之间的狭隙D向外做受迫运动,并在碗状波槽式烧嘴19的环形波槽扰动下以紊流方式与受热体2之间进一步发生深度的热交换即二次热交换。经过以上两次热交换后,等离子态火焰23所含的热能已达到最大限度的释放,形成的低温烟气进入环状沟槽20,最后通过排烟道16排出。

Claims (6)

1.一种等离子态火焰燃烧装置,其是由灶眼外壳、灶膛外壳、燃烧器主体、燃气分配器构成,燃气进气管及空气进气管设置在灶膛外壳的底部,并向上穿过燃烧器主体,燃气进气管与其上方的燃气分配器相连通,燃烧器主体内为风室,风室的上方设置有空气分配器,空气进气管与风室相连通,燃气分配器位于空气分配器的上方,其特征在于:燃气分配器的上方设置有一个圆锥形空气—燃气混合室,该圆锥形空气—燃气混合室上方设置有一个蜂窝状触媒体,该蜂窝状触媒体具有上下贯通的密孔,蜂窝状触媒体上方设置有一个碗状波槽式烧嘴,碗状波槽式烧嘴与灶眼内侧壁之间形成一个较窄的环状沟槽,环状沟槽的一侧设有一个向下的孔道与排烟道相通,碗状波槽式烧嘴开口的面积占据灶眼内孔面积的70%以上,碗状波槽式烧嘴的边缘与受热体之间形成一周的狭隙。
2.按照权利要求1所述的一种等离子态火焰燃烧装置,其特征在于:所述的蜂窝状触媒体呈圆柱形并由耐高温材料制成。
3.按照权利要求1所述的一种等离子态火焰燃烧装置,其特征在于:所述的碗状波槽式烧嘴是由耐热材料制成。
4.按照权利要求1所述的一种等离子态火焰燃烧装置,其特征在于:所述的圆锥形空气—燃气混合室与碗状波槽式烧嘴是整体的。
5.按照权利要求1所述的一种等离子态火焰燃烧装置,其特征在于:所述的圆锥形空气—燃气混合室、碗状波槽式烧嘴设有金属外骨架。
6.按照权利要求1所述的一种等离子态火焰燃烧装置,其特征在于:所述的环状沟槽的下方,圆锥形空气—燃气混合室、碗状波槽式烧嘴外侧与灶膛外壳之间充填有隔热填料。
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