WO2010105457A1 - 燃气炉具 - Google Patents

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胡端志
姚康明
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Hu Duanzhi
Yao Kangming
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62Mixing devices; Mixing tubes

Description

说明书
燃气炉具
[1] 技术领域
[2] 本发明涉及一种釆用射流技术与涡流技术相结合的用来提高炉具燃烧效率和 安全性的安全节能燃气炉具。
[3] 背景技术
[4] 现有的无论什么结构的炉具均存在一个共同的问题, 那就是炉具在燃烧结束 吋, 有吋会造成回火, 该回火可能进入燃气管道内, 而存在起火爆炸的隐患。
[5] 现有炉具存在的第二个问题是炉具的燃烧率普遍不高, 燃气利用率较低。 为 了提高炉具的燃烧率, 人们作了许多研究, 如中国专利文献 CN2511890公开了一 种涡流炉具。 它可使燃气从火孔喷射出来后能与炉头附近的空气进行二次充分 混合, 使燃气能充分燃烧, 从而节约能源又环保。 再如中国专利文献 CN2010627 91公开了一种旋风式炉头, 其大体结构为包括底座, 所述的底座底部有进风口 , 底座内放置有旋风盘, 旋风盘与底座之间形成一定间隙与进风口相通, 旋风 盘的侧壁圆周上分布有一系列斜孔, 所述旋风盘上设置有上盖; 燃气和空气的 混合气体从底座底部的进风口进入旋风盘与底座之间形成的间隙, 并且在风机 的作用下, 斜孔能够使得混合空气在旋风盘内发生急速旋转并往上攀升, 从而 使得获得良好的混和燃烧效果, 使得燃气和空气混合更为均匀, 热转换效率更 高。
[6] 上述两种炉具均釆用涡流原理, 可以提高炉具的一定燃烧率, 但是上述第一 种炉具虽然可以使燃气从火孔喷射出来后能与炉头附近的空气进行二次充分混 合, 提高一部分燃气的燃烧率, 但是, 其第一次混合是釆用的常规混合方式, 第一次燃气混合效果不理想, 虽然, 进行了二次混合, 但是, 这种炉具由于是 与自然空气混合,其总的燃烧率还是比较低下的。 上述第二种炉具由于没有二次 混合, 其燃烧率也不是很理想。 另外, 由于上述炉具的燃烧率较低, 不免会产 生大量的一氧化碳被排放空中, 一方面大量消耗能源, 另一方面产生的一氧化 碳污染环境, 危害接触人员的身体健康。 [7] 发明内容
[8] 本发明目的是克服上述缺陷, 提供一种安全、 燃气混合效果更好, 燃烧效率 更高的高效节能燃气炉具。
[9] 提供一种安全节能燃气炉具, 包括外壳、 燃烧腔体, 所述燃烧腔体位于外壳 内的上部, 在所述外壳内, 燃烧腔体下部设置有射流混合器, 所述射流混合器 的出口端与所述燃烧腔体的底面相连, 并与所述燃烧腔体的燃烧腔相通, 所述 射流混合器下端内设有呈上小下大的喇叭形的一次压力空气进风射流通道, 在 所述射流混合器的外壁上设有燃气进口, 所述一次压力空气进风射流通道的出 风口与所述燃气进口相通。
[10] 作为对本发明的改进, 在所述射流混合器内, 所述一次压力空气进风射流通 道的出风口上方, 还设有下小上大的倒喇叭形的燃气混合室。
[11] 作为对本发明的进一步改进, 在所述一次压力空气进风射流通道的出风口外 周设有一环形负压腔, 所述燃气进口与所述环形负压腔相通。
[12] 作为对本发明的更进一步改进, 在所述燃烧腔体上设有多条方向一致的斜向 二次压力空气通道, 在所述外壳上设有二次压力空气进风口, 所述二次压力空 气进风口与所述斜向二次压力空气通道相通。
[13] 所述斜向二次压力空气通道的截面为规则几何形状。
[14] 所述规则几何形状是矩形、 圆形、 椭圆形或三角形。
[15] 所述斜向二次压力空气通道的方向是顺吋针方向或逆吋针方向。
[16] 在所述射流混合器的出口端上方设有混合气档风散流帽。
[17] 所述外壳为倒圆锥形, 外壳的上端向外卷边成圆环平面, 所述燃烧腔体也为 圆锥形, 其上端也为向外卷边环形平面, 所述燃烧腔体的环形平面置于所述外 壳的圆环平面之上, 两者通过紧固件连接。
[18] 在所述燃烧腔体侧壁上设有电子打火嘴。
[19] 本发明由于在炉具上首先釆用了射流混合器, 在射流混合气的一次压力空气 进风射流通道的出风口, 在射流通道内的高速流动气流的作用下, 必然会在出 风口附近形成一个负压区域, 该负压区域可以保证燃气不会回流, 从而避免了 回火进入燃气管道内, 而引起燃气管爆炸的问题, 提高了炉具的安全性; 另一 方面, 由于釆用了射流混合器, 从而使得燃气与一次压力空气得到更加充分的 混合, 外加再在燃烧腔内二次压力空气产生的旋流作用, 使经过第一次混合后 的混合气体进行第二次混合, 提高了燃气的混合效果, 可大大地提高燃气的燃 烧效率。 经试验, 本炉具的燃烧效率比现有普通炉具的燃烧效率提高 1倍左右, 相应地减少了大量一氧化碳的排放量。
[20] 总之, 本炉具具有既安全, 又节能, 又环保的优点。
[21] 附图说明
[22] 图 1是本发明分解结构示意图。
[23] 图 2是图 1组合后的结构示意图。
[24] 图 3是图 2的中剖结构示意图。
[25] 具体实施方式
[26] 请参见图 1至图 3, 图 1至图 3揭示地是一种安全节能燃气炉具, 包括外壳 1、 燃烧腔体 2, 所述燃烧腔体 2位于外壳 2之上, 所述外壳 1为倒圆锥形, 外壳 1的上 端向外卷边成圆环平面 11, 所述燃烧腔体 2为圆锥形, 其上端为向外卷边环形平 面 21, 所述燃烧腔体 2的环形平面 21置于所述外壳 1的圆环平面 11之上, 两者通 过螺丝 (未画出) 固定连接; 所述燃烧腔体 2的燃烧腔 22向下延到所述外壳 1之 内, 在所述外壳 1内, 燃烧腔体 2下部设置有射流混合器 3, 所述射流混合器 3的 出口端 31与所述燃烧腔体 2的底面 23相连, 并与所述燃烧腔体 2的燃烧腔 22相通 , 在所述射流混合器 3的出口端 31上方设有混合气档风散流帽 4; 所述混合气档 风散流帽 4为一圆片, 在圆片上设有三支脚 41, 通过该三支脚 41可以与燃烧腔体 2的内底面固定连接; 显然, 所述混合气档风散流帽 4也可以设计成可以起到档 风散流的其它形状。 所述射流混合器 3的下端内设有呈上小下大的喇叭形的一次 进风射流通道 32 (见图 3) , 在所述射流混合器 3的外壁上设有燃气进口 33, 该 燃气进口 33可以通过管道与燃气罐或集中供汽管相连接, 所述一次压力空气进 风射流通道 32的出风口 321与所述燃气进口 33相通。 在所述射流混合器 3内, 所 述一次压力空气进风射流通道 32的出风口 321上方, 还设有下小上大的倒喇叭形 的燃气混合室 34。 为了使燃气与一次压力空气具有良好的混流效果, 在所述一 次压力空气进风射流通道 32的出风口 321外周设有一环形负压腔 322, 所述燃气 进口 321与所述环形负压腔 322相通, 燃气进口 33即可以与一次进风射流通道 32 的出风口 321垂直相接, 也可以是以任意方向与连接, 只要保证燃气进口 33与所 述环形负压腔 322相通就可达到同样的效果。 如此, 使得燃气进口 33安装不受安 装位置的限制, 变得更加灵活。
[27] 为了进一步提高本炉具的燃烧效率, 所述二次压力空气进风口 12最好设置在 所述外壳 1的下底面 13上, 以便于现场安装, 当然, 二次压力空气进风口 12也可 以设置在所述外壳 1的外壁的任意位置。 在所述燃烧腔体 2上设有多条方向一致 的斜槽 24, 本实施例中斜槽 24的方向逆吋针方向, 一共均匀分布有 14条斜槽 24 。 其斜槽 24轴向中心线的延长线与燃烧腔体 2中心线在其内壁上投影线的夹角 30 度。 并且所述二次压力空气进风口 12与所述斜槽 24相通。 在所述燃烧腔体 2的侧 壁上设有电子打火嘴 (未画出) 。
[28] 不难理解, 上述斜槽 24可以用多条方向一致的斜孔代替, 所述斜槽和斜孔的 方向也可是顺吋针方向, 其斜孔轴向中心线的延长线与燃烧腔体中心线在其内 壁上投影线的夹角可以设在 25-40度的范围之内。 显然, 上述斜槽 24也可以其它 截面为规则几何形状的孔或槽代替, 如截面为矩形、 圆形、 椭圆形, 以及三角 形等。
[29] 本发明在使用吋, 先要将燃气进口 33与燃气源相连接, 再将一次压力空气进 风射流通道 32和二次压力空气进风口 12与鼓风机或压力气源相连接, 然后, 打 开燃阀门、 一次压力空气进风气门或二次压力空气进风气门, 用电子打火嘴点 燃炉具, 调节压力空气气门和燃气的大小, 可以使用炉具的燃烧效率最好。
[30] 本发明的节能原理是一次压力空气进风的空气, 按图 3中箭头方向进入一次 进风射流通道 32后, 从一次进风射流通道 32的出风口 321向燃气混合室 34射流, 在出风口 321处气流动压快速增加, 由流体力学伯努利方程可知, 动压增加吋, 静压快速减小, 使出风口 321处形成负压状态。 燃气被吸入负压区域, 被高速流 动的一次进风空气带入燃气混合室 34, 形成雾状混合, 其混合效果极好, 同吋 , 回火不可能进入燃气管内, 提高了炉具的安全性。 混合效果极好的混合燃气 进入燃烧腔体 2再被本发明中的二次进风所形成的涡流进一步与二次压力空气混 合, 进一步提高空气与燃气的混合度, 这样, 就可以进一步提高燃气的燃烧率 , 其原理是当压力空气从二次压力空气进风口 12进入外壳 1的内壁与燃烧腔体 2 外壁之间形成的腔体后, 会快速通过斜槽 24进入燃烧腔 22内, 在燃烧腔 22的中 央形成沿燃烧腔体 2内壁的高速旋转气流 (参见图 3中的环状箭头) , 高速旋转 气流会将第一次混合后的混合燃气进一步混合, 高速旋转气流中心位置被完全 燃烧。 另外, 因两股气流切向交叉, 混合吋间相对较长, 混合均匀, 使空气与 燃气也能充分混合, 也可以更进一步的提高本炉具的燃烧率, 燃烧率高的炉具 , 排出的一氧化碳也自然会少, 因此, 本炉具具有环保的效果。 本发明还可以 与炉具自动熄火保护装置相配合使用, 进一步提高炉具的安全性。

Claims

权利要求书
1、 一种安全节能燃气炉具, 包括外壳、 燃烧腔体, 所述燃烧腔体位于外壳 内的上部, 其特征在于: 在所述外壳内, 燃烧腔体下部设置有射流混合器 , 所述射流混合器的出口端与所述燃烧腔体的底面相连, 并与所述燃烧腔 体的燃烧腔相通, 所述射流混合器下端内设有呈上小下大的喇叭形的一次 压力空气进风射流通道, 在所述射流混合器的外壁上设有燃气进口, 所述 一次压力空气进风射流通道的出风口与所述燃气进口相通。
2、 根据权利要求 1所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 在所述射流混 合器内, 所述一次压力空气进风射流通道的出风口上方, 还设有下小上大 的倒喇叭形的燃气混合室。
3、 根据权利要求 1或 2所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 在所述一次 压力空气进风射流通道的出风口外周设有一环形负压腔, 所述燃气进口与 所述环形负压腔相通。
4、 根据权利要求 3所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 在所述燃烧腔 体上设有多条方向一致的斜向二次压力空气通道, 在所述外壳上设有二次 压力空气进风口, 所述二次压力空气进风口与所述斜向二次压力空气通道 相通。
5、 根据权利要求 4所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 所述斜向二次 压力空气通道的截面为规则几何形状。
6、 根据权利要求 5所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 所述规则几何 形状是矩形、 圆形、 椭圆形或三角形。
7、 根据权利要求 6所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 所述斜向二次 压力空气通道的方向是顺吋针方向或逆吋针方向。
8、 根据权利要求 7所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 在所述射流混 合器的出口端上方设有混合气档风散流帽。
9、 根据权利要求 8所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 所述外壳为倒 圆锥形, 外壳的上端向外卷边成圆环平面, 所述燃烧腔体也为圆锥形, 其 上端也为向外卷边环形平面, 所述燃烧腔体的环形平面置于所述外壳的圆 环平面之上, 两者通过紧固件连接。
10、 根据权利要求 9所述的安全节能燃气炉具, 其特征在于, 在所述燃烧腔 体侧壁上设有电子打火嘴。
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