CN103292328B - 全燃烧式高效节能燃气炉头 - Google Patents

Abstract

一种全燃烧式高效节能燃气炉头，包括炉底，所述炉底的上底面的圆周向上且向外延伸形成一倒圆台形炉体，所述炉体所包围的区域为燃烧室，在所述炉体上设有至少一层的每层至少三个的燃烧孔，所述燃烧孔均匀呈环状布置在横截炉体的平面内，所述燃烧孔的火焰喷射方向相同，且每两个相邻的燃烧孔中的一个燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个燃烧孔所产生的火焰的中焰或底焰处，使所有燃烧孔的火焰在燃烧室内形成同方向旋转的火焰圈。本发明环保、节能效果显著，且原理科学、结构简单耐用、成本低，易于推广；还可以与其他物理节能方法配合，进一步提高炉子的优点。

Description

全燃烧式高效节能燃气炉头

技术领域

本发明涉及一种以燃气为原料的全燃烧式高效节能燃气炉头。

背景技术

传统燃气炉具的节能，大多采用如下几种方法，一是采用保温的办法，用隔热材料作为保温层防止热能散失，而达到节能的目的，此种方法最简单，成本也最低，但效果一般；二是采用吸收废热的方法，以降低废气排放温度，达到节能目的，最常见的方式是采用在燃烧时利用废气余热，另外加热水产生热水或开水，如中国专利文献CN101629732所公开的一种节能燃气灶,就是此类技术；三是增加多孔蓄热辐射板或者辐射网来提高热效率，如中国专利文献CN101581455所公开的节能炉灶, 就是在所述的烟气流道上拦设有多孔的蓄热辐射板来提高热效率的。

上述几种方法，都具有减少由热传导、热对流、热辐射、光辐射所产生的物理热损失，提高热效率的作用，但是其作用有限。

对于减少化学热损失即提高燃烧率方面，以前总在加强空气配比、预先充分混合上研究。虽有较好的作用，但不能从根本上解决燃烧过程本身产生的化学热损失。所以，燃烧率一般在15%-20%。最好的也不到30%。加上物理热损失，其综合热效率在20%以下。

众所周知，燃烧是剧烈的氧化反应并伴有发热发光的现象。火焰就是燃烧时的可见光部分。温度在600℃-3000℃。火焰从下至上可以分底焰、中焰和顶焰，底焰是火焰最开始燃烧的部分，位于火焰的最底部，中焰位于火焰的中部是火焰燃烧最剧烈部分；顶焰位于火焰的顶部，是形成废气的主要部分，含有大量的未燃烧完全的一氧化碳和未燃烧的可燃烧的黑色颗粒。在顶焰后的烟气中，还有少量发热不发光的缓慢氧化反应，烟气温度在600℃-300℃。

如何更彻底地将顶焰中存在的大量的未燃烧的物质进一步燃烧，以进一步提高热效率、减少一氧化碳和未燃烧的可燃烧的黑色颗粒排放量，以最终达到全燃烧为目标，实现既节能又绿色环保的目的是困扰炉具制造行业的一个重大难题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明向社会提供一种全燃烧式高效节能燃气炉头，该燃气炉头可进一步减少一氧化碳和未燃烧的可燃烧的黑色颗粒排放量，同时，可进一步提高炉子的燃烧率和热效率。

本发明的技术方案是：提供一种全燃烧式高效节能燃气炉头，包括炉底，所述炉底的上底面的圆周向上且向外延伸形成一倒圆台形炉体，所述炉体所包围的区域为燃烧室，在所述炉体上设有至少一层的每层至少三个的燃烧孔，所述燃烧孔均匀呈环状布置在横截炉体的平面内，所述燃烧孔的火焰喷射方向相同，且每两个相邻的燃烧孔中的一个燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个燃烧孔所产生的火焰的中焰或底焰处，使所有燃烧孔的火焰在燃烧室内形成同方向旋转的火焰圈；以达到基本上完全燃烧的目的。

作为对本发明的改进，所述另一个燃烧孔所产生的火焰与所述中焰或底焰的外焰相混合。

作为对本发明的改进，所述相邻两层燃烧孔之间错位设置。

作为对本发明的改进，所述至少一层是三层，其中最上一层的燃烧孔称为顶层燃烧孔，所述顶层燃烧孔均匀呈环状布置在横截炉体的顶层燃烧孔平面内，所有顶层燃烧孔的中轴线与同一内切圆相切，且相邻的顶层燃烧孔中的第一顶层燃烧孔中轴线的延长线与第二顶层燃烧孔的中轴线相交，其交点位于第二顶层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三顶层燃烧孔的中轴线相交的交点与第二顶层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二顶层燃烧孔的出口到前一交点间的1/10至1/2的范围内。

作为对本发明的改进，还包括中层燃烧孔，所述中层燃烧位于所述顶层燃烧孔下方的炉体上，所述中层燃烧孔均匀呈环状布置在横截炉体的中层燃烧孔平面内，所有中层燃烧孔的中轴线与同一内切圆相切，且相邻的中层燃烧孔中的第一中层燃烧孔中轴线的延长线与第二中层燃烧孔的中轴线的延长线相交，其交点位于第二中层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三中层燃烧孔的中轴线相交的交点与第二中层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二中层燃烧孔的出口到前一交点间的1/5至2/3的范围内。

作为对本发明的改进，所述中层燃烧孔是朝向斜上方的中层燃烧孔。

作为对本发明的改进，还包括底层燃烧孔，所述底层燃烧孔均匀分布于炉体的底部、炉底上或炉体与炉底的交汇处的圆上，所有底层燃烧孔的中轴线与交汇处的圆相切，且相邻的底层燃烧孔中的第一底层燃烧孔中轴线的延长线与第二底层燃烧孔的中轴线的延长线相交，其交点位于第二底层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三底层燃烧孔的中轴线相交的交点与第二底层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二底层燃烧孔的出口到前一交点间的1/5至2/3的范围内。

作为对本发明的改进，所述底层燃烧孔构成的火焰内环和中层燃烧孔构成的火焰中环，以及所述顶层燃烧孔构成的火焰外环基本上在同一平面内。

作为对本发明的改进，在所述炉体的上口设有向外延伸的边沿。

作为对本发明的改进，还包括中层燃烧孔，所述中层燃烧位于所述顶层燃烧孔下方的炉体上，所述中层燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个顶层燃烧孔所产生的火焰的中焰或底焰部，使所述顶焰在燃烧室得到充分燃烧。

作为对本发明的改进，还包括底层燃烧孔，所述底层燃烧孔位于炉体的底部、炉底上或炉体与炉底的交汇处，所述底层燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到上底层燃烧孔所产生的火焰的中焰部，使所述顶焰在燃烧室得到充分燃烧。

作为对本发明的改进，还包括底层燃烧孔，所述底层燃烧孔位于炉体的底部、炉底上或炉体与炉底的交汇处，所述底层燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到中底层燃烧孔所产生的火焰的中焰部，使所述顶焰在燃烧室得到充分燃烧。

本发明可进一步减少一氧化碳和未燃烧的可燃烧的黑色颗粒排放量，同时，可进一步提高炉子燃烧率和热效率，从而达到环保节能的目的；此外，本发明还具有原理科学、制造简单、成本低廉、故障率低和极易推广的优点。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的立体结构示意图。

图2是图1的另一视角的立体结构示意图。

图3是图1的俯视平面结构示意图。

图4是图3中的A-A剖视结构示意图。

图5是图1所示本实施例的中轴线交汇的平面示意图（顶层燃烧孔的）。

图6是图5所示实施例的使用状态结构示意图。

具体实施方式

请参见图1至图4，图1至图4所揭示的是一种全燃烧式高效节能燃气炉头100，包括炉底1，所述炉底1的上底面的圆周向上且向外延伸形成一倒圆台形炉体2，所述炉体2所包围的区域为燃烧室3，在所述炉体2上设有三层的燃烧孔4，其中，最上一层的燃烧孔4称为顶层燃烧孔41，所述顶层燃烧孔41均匀地呈环状布置在横截炉体2的顶层燃烧孔41所在的平面内，且每两个相邻的顶层燃烧孔41中的一个顶层燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个顶层燃烧孔41所产生的火焰的中焰或底焰部，使所述顶焰在燃烧室3得到充分燃烧；中层燃烧42位于所述顶层燃烧孔41下方的炉体上，且每两个相邻的中层燃烧孔42中的一个中层燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个中层燃烧孔42所产生的火焰的中焰或底焰部，使所述顶焰在燃烧室3得到充分燃烧；底层燃烧孔43位于炉体2的底部、炉底1上或炉体2与炉底1的交汇处，且每两个相邻的底层燃烧孔43中的一个中层燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个底层燃烧孔43所产生的火焰的中焰部，使所有燃烧孔4的火焰在燃烧室3内形成同方向旋转的火焰圈，让所述顶焰在燃烧室3内得到充分燃烧；这种设计可以让同层的不同燃烧孔出来的火焰的顶焰让其它燃烧孔的底焰或中焰再次燃烧，让顶焰中的可燃烧物质进一步被燃烧，这样，不仅可以提高同量燃气的热利用率和燃烧率，而且可以减少有害气体的排放，有利于绿色环保；本发明中的基本上喷到是指相邻燃烧孔4的顶焰正对或略偏上或略偏下的喷到另一燃烧孔的底焰或中焰上。

本发明中，所述顶层燃烧孔41均匀分布在炉体2的同一园周上，顶层燃烧孔41的中轴线方向朝向一致，并且过所述内切圆的切点；所述中轴线在Z方向上，其与内切圆所在平面的夹角可以在呈1至15度之间选择，且中轴线方向朝向燃烧室内。本实施例中，所述中层燃烧孔42是朝向斜上方的中层燃烧孔，或/和底层燃烧孔43是朝向斜上方的底层燃烧孔。

本发明中，所述底层燃烧孔43构成的燃烧平面（火焰底环）和中层燃烧孔42构成的燃烧平面（火焰中环）与所述顶层燃烧孔41构成的燃烧平面（火焰顶环）在同一平面内，所谓燃烧平面是指同一层的燃烧孔在燃烧时火焰所构成的环状面，本实施例中，可以改变中层燃烧孔42和底层燃烧孔43的在Z方向上的倾斜角度，使底层燃烧孔43构成的燃烧平面和中层燃烧孔42构成的燃烧平面，都与顶层燃烧孔41构成的燃烧平面在同一平面内，且中层火焰和/或底层火焰将上层火焰上推，形成火焰山形。为了便于放置铁锅，在所述炉体2的上口设有向外延伸的边沿21。

请参见图5，图5是图1所示本实施例的中轴线交汇的平面示意图（顶层燃烧孔的）。这了图面的整洁，图中只画出了三个顶层燃烧孔41，从图可知，所述顶层燃烧孔41均匀呈环状布置在横截炉体的顶层燃烧孔41平面内，所有顶层燃烧孔41的中轴线与同一内切圆420相切，且相邻的顶层燃烧孔41中的第一顶层燃烧孔411中轴线412的延长线与第二顶层燃烧孔413的中轴线414相交，其交点417位于第二顶层燃烧孔413的中轴线414与后一相邻的第三顶层燃烧孔415的中轴线416相交的交点418与第二顶层燃烧孔413的出口419之间的联线上，且距离从所述第二顶层燃烧孔413的出口419到前一交点间的1/10至1/2的范围内。

类似的顶层燃烧孔41的结构，本发明还包括中层燃烧孔42，所述中层燃烧42位于所述顶层燃烧孔41下方的炉体上，所述中层燃烧孔42均匀呈环状布置在横截炉体的中层燃烧孔42平面内，所有中层燃烧孔42的中轴线与同一内切圆相切，且相邻的中层燃烧孔42中的第一中层燃烧孔中轴线的延长线与第二中层燃烧孔的中轴线的延长线相交，其交点位于第二中层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三中层燃烧孔的中轴线相交的交点与第二中层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二中层燃烧孔的出口到前一交点间的1/5至2/3的范围内（未画图）。所述中层燃烧孔42是朝向斜上方的中层燃烧孔。

类似的顶层燃烧孔41的结构，本发明还包括底层燃烧孔43，所述底层燃烧孔43均匀分布于炉体2的底部、炉底1上或炉体2与炉底1的交汇处的圆上，所有底层燃烧孔43的中轴线与交汇处的圆相切，且相邻的底层燃烧孔43中的第一底层燃烧孔中轴线的延长线与第二底层燃烧孔的中轴线的延长线相交，其交点位于第二底层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三底层燃烧孔的中轴线相交的交点与第二底层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二底层燃烧孔的出口到前一交点间的1/5至2/3的范围内。

请参见图6，图6是图5所示实施例的使用状态结构示意图。图中所示，在燃气炉头100的下面还设有燃气混合室200，在燃气混合室200的室壁上分别设有燃气进口210和空气进口220，燃气和空气两者在混合室200内被充分混合后，再以一定流速通过燃气炉头100的燃烧孔4进入燃烧室3内燃烧。

本发明的核心是将燃气炉头100上的燃烧孔4设计成其中一部分或全部的燃烧孔4出来的顶焰都要被其它燃烧孔4的底焰或中焰再次燃烧，因此，除了上述的实施例外，本发明也可以设计成，一种全燃烧式高效节能燃气炉头，包括炉底1，所述炉底1的上底面的圆周向上且向外延伸形成一倒圆台形炉体2，所述炉体2所包围的区域为燃烧室3，在所述炉体2上设有两个以上的燃烧孔4，其中至少一个所述燃烧孔4所产生的火焰的顶焰基本上喷到另外一个燃烧孔4所产生的火焰的中焰或底焰，使所述顶焰在燃烧室3得到充分燃烧（未画图），只要满足有的燃烧孔4的顶焰被其它燃烧孔的底焰或中焰再次燃烧即可。

显然，对于本发明还可以作进一步的改进，可以设计成包括中层燃烧孔42，所述中层燃烧42位于所述顶层燃烧孔41下方的炉体上，所述中层燃烧孔42所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个顶层燃烧孔41所产生的火焰的中焰或底焰部，使所述顶焰在燃烧室3得到充分燃烧，也可以起到同样的作用。

还可以设计成包括底层燃烧孔43，所述底层燃烧孔43位于炉体2的底部、炉底1上或炉体2与炉底1的交汇处，所述底层燃烧孔43所产生的火焰的顶焰基本上喷到上底层燃烧孔41所产生的火焰的中焰部，使所述顶焰在燃烧室3得到充分燃烧。或者所述底层燃烧孔43位于炉体2的底部、炉底1上或炉体2与炉底1的交汇处，所述底层燃烧孔43所产生的火焰的顶焰基本上喷到中底层燃烧孔42所产生的火焰的中焰部，使所述顶焰在燃烧室3得到充分燃烧。

本发明中，火焰的火炬可以水平状态的，也可以是略朝上的状态。

将具有本发明图1至图5所示的燃气炉头100委托深圳市燃气检测站进行对比检测，其检测的主要指标的结果如下：

从上表可以看出，本发明全燃烧炉头，因在燃烧室内燃烧比较彻底。所以一氧化碳排放明显减少，也是因燃烧比较彻底，所以烟气中的缓慢氧化反应明显减少，致使废气排放温度明显降低，同时也降低了噪声。在提高热效率等方面具有显著效果，经试验，本发明炉头与传统炉头燃烧相比，在产生同样热量的情况下，可节省燃气62.5%。如果在全国范围内大力推广使用，仅节约的燃气就可以相当于再造一个大庆油田，本发明是一款节能环保的好产品。

需要指出的是：本发明中所述的底焰是指位于燃烧孔出口的火焰部分，中焰是指位底焰与顶焰之间的中间部分的火焰，顶焰是火焰的顶端部分。与传统意义中所指的火焰的焰心、内焰和外焰的慨含是不相同的。

Claims (8)

1.一种全燃烧式高效节能燃气炉头，包括炉底（1），所述炉底（1）的上底面的圆周向上且向外延伸形成一倒圆台形炉体（2），所述炉体（2）所包围的区域为燃烧室（3），其特征在于：在所述炉体（2）上设有至少一层的每层至少三个的燃烧孔（4），所述燃烧孔（4）均匀呈环状布置在横截炉体（2）的平面内，所述燃烧孔（4）的火焰喷射方向相同，且每两个相邻的燃烧孔（4）中的一个燃烧孔所产生的火焰的顶焰基本上喷到另一个燃烧孔（4）所产生的火焰的底焰处，使所有燃烧孔（4）的火焰在燃烧室（3）内形成同方向旋转的火焰圈。

2.根据权利要求1所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：相邻两层所述燃烧孔（4）之间错位设置。

3.根据权利要求1或2所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：所述至少一层是三层，其中最上一层的燃烧孔称为顶层燃烧孔（41），所述顶层燃烧孔（41）均匀呈环状布置在横截炉体的顶层燃烧孔（41）平面内，所有顶层燃烧孔（41）的中轴线与同一内切圆相切，且相邻的顶层燃烧孔（41）中的第一顶层燃烧孔（411）中轴线（412）的延长线与第二顶层燃烧孔（413）的中轴线（414）相交，其交点（417）位于第二顶层燃烧孔（413）的中轴线（414）与后一相邻的第三顶层燃烧孔（415）的中轴线（416）相交的第一交点（418）与第二顶层燃烧孔（413）的出口（419）之间的联线上，且距离从所述第二顶层燃烧孔（413）的出口（419）到所述第一交点（418）间的1/10至1/2的范围内。

4.根据权利要求3所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：还包括中层燃烧孔（42），所述中层燃烧孔（42）位于所述顶层燃烧孔（41）下方的炉体上，所述中层燃烧孔（42）均匀呈环状布置在横截炉体的中层燃烧孔（42）平面内，所有中层燃烧孔（42）的中轴线与同一内切圆相切，且相邻的中层燃烧孔（42）中的第一中层燃烧孔中轴线的延长线与第二中层燃烧孔的中轴线的延长线相交，其交点位于第二中层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三中层燃烧孔的中轴线相交的第二交点与第二中层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二中层燃烧孔的出口到所述第二交点间的1/5至2/3的范围内。

5.根据权利要求4所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：所述中层燃烧孔（42）是朝向斜上方的中层燃烧孔。

6.根据权利要求4或5所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：还包括底层燃烧孔（43），所述底层燃烧孔（43）均匀分布于炉体（2）的底部、炉底（1）上或炉体（2）与炉底（1）的交汇处的圆上，所有底层燃烧孔（43）的中轴线与交汇处的圆相切，且相邻的底层燃烧孔（43）中的第一底层燃烧孔中轴线的延长线与第二底层燃烧孔的中轴线的延长线相交，其交点位于第二底层燃烧孔的中轴线与后一相邻的第三底层燃烧孔的中轴线相交的第三交点与第二底层燃烧孔的出口之间的联线上，且距离从所述第二底层燃烧孔的出口到所述第三交点间的1/5至2/3的范围内。

7.根据权利要求6所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：所述底层燃烧孔（43）构成的火焰内环和中层燃烧孔（42）构成的火焰中环，以及所述顶层燃烧孔（41）构成的火焰外环基本上在同一平面内。

8.根据权利要求1、2、4、5和7中任何一项权利要求所述的全燃烧式高效节能燃气炉头，其特征在于：在所述炉体（2）的上口设有向外延伸的边沿（21）。