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CN112747316A - 灶具燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灶具燃烧器，其包括底座、火盖组、混气室和若干引射管，混气室的顶部和底部分别连接于火盖组与底座并形成有三个燃气腔，引射管连接于底座的下方并分别与三个燃气腔相连通；火盖组包括由内向外依次设置的内环火盖、中环火盖和外环火盖，内环火盖的为大气燃烧方式，火孔强度为6至6.5W/mm2；外环火盖为红外燃烧方式，火孔强度为0.3至0.8W/mm2；中环火盖为半大气半红外燃烧方式，火孔强度为2.5至3W/mm2。本发明提供的灶具燃烧器通过设置三环燃烧方式各不同的火盖结构，实现燃烧器火焰辐射能量的大幅度增长，克服了传统单一燃烧方式的灶具温度不均的缺陷，提高了燃烧器的热效率，减少了热量的损失。

Description

灶具燃烧器
技术领域
本发明涉及一种灶具燃烧器。
背景技术
目前市场上的家用灶具燃烧器主要为大气式灶具或红外灶具，还有少量介于两者之间的燃烧方式的灶具。通常情况下，大气式灶具的火焰温度一般能够达到700至800摄氏度，红外灶具由于通过热烟气的对流和辐射，使燃气与空气在其内部的陶瓷或金属丝网材料的缝隙中燃烧，然后将多孔材料加热至赤红状态，所以温度较高，能够达到800至900摄氏度。
但是，无论是大气式灶具还是红外灶具，这种单一燃烧器方式的灶具，其由于火焰波段上的辐射能量相对在某一较小范围内集中，所以无法实现使用过程中的温度均匀，并且加热效率也难以提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的单一燃烧器方式的灶具温度不均匀，加热效率难以提升的缺陷，提供一种灶具燃烧器。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种灶具燃烧器，其特点在于，所述灶具燃烧器包括底座、火盖组、混气室和若干个引射管，所述混气室的顶部和底部分别连接于所述火盖组与所述底座并形成有三个燃气腔，若干个所述引射管均连接于所述底座的下方并分别与三个所述燃气腔相连通；
所述火盖组包括沿所述灶具燃烧器的径向方向由内向外依次设置的内环火盖、中环火盖和外环火盖，所述内环火盖的燃烧方式为大气燃烧，其火孔强度为6至6.5W/mm2；所述外环火盖的燃烧方式为红外燃烧，其火孔强度为0.3至0.8W/mm2；所述中环火盖的燃烧方式为半大气半红外燃烧，其火孔强度为2.5至3W/mm2。
该灶具燃烧器通过将火盖设置成外环、中环、内环三环结构，并将外环、中环、内环火盖分别设置成不同的燃烧方式，使其结合了三种燃烧方式各自的优点，使灶具燃烧器的火焰更加均匀，火焰产生的辐射能量也得到大幅度提升，并且，三环火盖每个可独立进行控制，可操作性和适用性较强。
较佳地，所述外环火盖的火孔强度为0.5W/mm2。
较佳地，所述灶具燃烧器的火焰频谱在2.6至3.1微米和4.1至4.7微米的两个波段的辐射能量占78％至82％；
优选地，所述灶具燃烧器的火焰频谱在2.6至3.1微米和4.1至4.7微米的两个波段的辐射能量占80％。
较佳地，所述外环火盖的气体辐射占20％，固体辐射占80％；所述中环火盖的气体辐射和固体辐射各占50％。
与常规的单一功能燃烧方式的灶具进行对比，该灶具燃烧器整体上的火焰频谱特性在紫外到红外的全波段大致分布能够改善灶具燃烧器的温度分布不均的问题，有效地降低了热量的流失，大大提高了燃烧器的热效率。
较佳地，所述中环火盖的上表面高于所述内环火盖的上表面，所述外环火盖的上表面高于所述中环火盖的上表面。三个火盖结构共同形成一个表面内凹的形状，以起到聚能作用，减少热量损失，提升热效率。
较佳地，所述内环火盖、中环火盖和外环火盖的上表面均设置有蜂窝密簇网片。蜂窝密蔟网片可以使火盖表面的温度分布更加均匀，且在燃烧温度较高时不易发生火孔堵塞。
较佳地，所述中环火盖和所述外环火盖的上表面设置有稳压板，所述稳压板的表面设置有若干大小不一的开孔。这些开孔可以用来调整燃气在火盖中的压力分布，改善火盖表面的火焰长短不一及燃烧不均的问题。
较佳地，所述混气室上还设置有燃气通孔和腰型孔，所述燃气通孔位于所述混气室内，用于从所述底座的下方所述火盖组内输送燃气，所述腰型孔自所述混气室的外侧面沿所述混气室的径向方向向内延伸，所述腰型孔连通至两相邻火盖之间的区域；
优选地，一部分所述腰型孔连通至所述内环火盖与所述中环火盖之间的区域，其余部分所述腰型孔连通至所述中环火盖与所述外环火盖之间的区域。腰型孔连通两相邻火盖之间的区域，用于传送外界空气至火盖内，起到向火盖内供给二次空气的作用。并且，一部分腰型孔连通内环与中环火盖之间的区域，另一部分连通中环与外环之间的区域，可实现内环火盖和外环火盖的互不干涉，达到烟气较低的效果。
较佳地，所述内环火盖与所述中环火盖、所述中环火盖与所述外环火盖之间均设置有若干个传火槽，所述传火槽沿所述灶具燃烧器的周向方向均匀设置，所述内环火盖与所述中环火盖、所述中环火盖与所述外环火盖之间通过所述传火槽相互连通。传火槽的设置可实现火盖之间较快的传火速度。
较佳地，连通所述外环火盖的所述燃气腔为外燃气腔，连通所述中环火盖的所述燃气腔为中燃气腔，连通所述内环火盖的所述燃气腔为内燃气腔；
优选地，所述底座的下方连接有五根引射管，所有所述引射管均连通于所述燃气腔，并且连通至所述内燃气腔的有一根所述引射管，连通至所述中燃气腔和外燃气腔的分别有两根所述引射管。引射管的上述布置方式满足了引射管的一次空气引射能力，提高了引射系数，解决了红外燃烧方式一次空气不足的问题。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明提供的灶具燃烧器通过设置内、中、外三环火盖结构组合，并将每环火盖设置成不同的燃烧方式，各环火盖单独进行控制，从而实现该灶具燃烧器的火焰辐射能量的大幅度增长，并且克服了传统单一燃烧方式的灶具温度不均的缺陷，提高了燃烧器的热效率，减少了热量的损失。
附图说明
图1为本发明的灶具燃烧器的结构示意图。
图2为本发明的灶具燃烧器的爆炸示意图。
附图标记说明：
底座 1
火盖组 2
内环火盖 21
中环火盖 22
外环火盖 23
混气室 3
引射管 4
蜂窝密蔟网片 5
稳压板 6
传火槽 7
燃气通孔 10
腰型孔 20
具体实施方式
下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1和图2所示，本发明提供一种灶具燃烧器，该灶具燃烧器包括底座1、火盖组2、混气室3和若干个引射管4，火盖组2固定连接于底座1的上方，混气室3的顶部和底部分别连接于火盖组2与底座1并形成有三个燃气腔，若干个引射管4均连接于底座1的下方并分别与三个燃气腔相连通。
火盖组2包括内环火盖21、中环火盖22和外环火盖23，并且外环火盖23、中环火盖22和内环火盖21沿该灶具燃烧器的径向方向由外向内依次设置。相对应地，混气室3内的三个燃气腔之间相互独立互不连通，且三个燃气腔分别连通于三个火盖，其中，连通外环火盖23的燃气腔为外燃气腔，连通中环火盖22的燃气腔为中燃气腔，连通内环火盖21的所述燃气腔为内燃气腔。三个燃气腔对应于各环火盖的布置方向，在灶具燃烧器的内部沿底座1的径向方向由外向内依次设置。
其中，内环火盖21的燃烧方式为大气燃烧，其火孔强度为6至6.5W/mm2；外环火盖23采用红外燃烧方式，其火孔强度为0.3至0.8W/mm2，优选地，设置为0.5W/mm2；中环火盖22采用介于大气式燃烧和红外燃烧之间的燃烧方式，为半大气半红外燃烧，其火孔强度为2.5至3W/mm2。火盖的燃烧方式通过调节火盖的火孔强度来得到。
通过实验得出，现有市面上，无论是大气式灶具还是红外灶具，其火焰发出的波长在2.5至10微米的波段上集中了绝大部分的辐射能量，并且都在2.6至3.1微米和4.1至4.7微米两个波段有较强的发射峰，这两个波段的发射峰是由于燃烧产物的水蒸气和二氧化碳的受激发射而产生的。同时还发现，两种燃烧方式的整个波段上都叠加着固体发射，两种灶具的灶头温度差异导致了不同的波长分布，所以造成无法实现全波段火焰频谱分布，以达到温度均匀且加热高效的效果。
通过与常规的单一功能燃烧器方式的灶具进行对比，该灶具燃烧器的火焰频谱在2.6至3.1微米和4.1至4.7微米两个波段的辐射能量可达到78％至82％，较佳地，可为80％，即对应的气体发射波长的对流得热，其余波段的辐射能量占20％，即对应的为固体发射的波长能量；外环火盖23的气体辐射占20％，固体辐射占80％；中环火盖22通过改变火孔强度及燃烧状态，使折算后的气体与固体的辐射占比各为50％左右，以达到该灶具燃烧器整体上的火焰频谱特性在紫外到红外全波段大致分布，改善温度分布不均，提升燃烧效率。本发明的灶具燃烧器采用了内环对流换热，外环辐射换热的方式，有效地降低了热量的流失，大大提高了燃烧器的热效率。另外，本发明的火盖组2的三环结构中，内环火盖21的负荷占比为20％，外环火盖23的负荷占比为40％，中环火盖22的负荷占比为40％。
中环火盖22的上表面高于内环火盖21的上表面，外环火盖23的上表面高于中环火盖22的上表面。优选地，中环火盖22的高度高于内环火盖21的高度的2至5mm，外环火盖23比中环火盖22高2至3mm，三个火盖结构共同形成一个表面内凹的形状，以达到聚能作用，减少热量损失，提升效率。
该灶具燃烧器的火盖组2的火孔布置方式均采用蜂窝密簇网片5，网片安装于火盖的上表面，并且匹配于火盖的整体形状。内环火盖21可采用铜火盖，并在其侧面布置火孔，这种布置方式对于二次空气的供给更优，可降低炉头的尺寸要求。外环火盖23使用蜂窝合金网，网片厚度可调，蜂窝合金网片加工性良好，经济性高，并且也可防止红外爆鸣。或者，外环火盖23还可使用蜂窝陶瓷板，价格便宜，性价比高。本发明的三环火盖均采用蜂窝密簇网片5的燃烧器方式，可使温度分布更加均匀，且在温度高时不易发生火孔堵塞。
进一步地，中环火盖22和外环火盖23均设置有稳压板6，稳压板6设置于火盖的上表面，并且位于蜂窝密簇网片5的下方。稳压板6的表面设置有若干个大小不一的开孔，开孔为由稳压板6的内部向外渐开的形状。大小各不相同的若干开孔组和成一个开孔组，每一开孔组内的开孔大小设置为由小至大排布。稳压板6的表面排布若干该开孔组，并且这些开孔组在稳压板6的表面呈均匀排布。
稳压板6表面渐变的开孔口径可用来调整燃气在火盖中的压力分布，改善火焰长短不一及燃烧不均的问题。
并且该灶具燃烧器的底座1上还设置有燃气通孔10和腰型孔20，燃气通孔10位于混气室3内部，用于从底座1的下方向灶具燃烧器内输送燃气，腰型孔20设置在底座1的外侧面，并且自混气室3的外侧面沿混气室3的径向方向向内延伸，连通至两相邻火盖之间的区域，用于传送外界空气至火盖内，继而起到向火盖内供给二次空气的作用。燃气通孔10相对应地设置于混气室3之间使其与不同的火盖对应连通。一部分腰型孔20连通至内环火盖21与中环火盖22之间的区域，其余部分腰型孔20连通至中环火盖22与外环火盖23之间的区域，从而实现内环火盖21和外环火盖23的互不干涉，实现烟气较低的效果。本实施例中，腰型孔20一共设置有四个，沿混气室3的侧面均匀排布，并且间隔设置于两燃气通孔10之间。
由于外环火盖23为红外燃烧方式，所以无需二次风，因此内环火盖21的二次空气供给可改为下进风形式，以扩大外环火盖23红外燃烧的混气室3腔体的容积，减少混气室3的进气阻力，提高红外燃烧所需的一次风系数，同时也能混合均匀。内环、中环、外环三环火盖独立控制，可根据使用情况进行适应性调整，以改善该灶具燃烧器的温度分布。
另外，内环火盖21与中环火盖22、中环火盖22与外环火盖23之间设置有若干传火槽7，以达到较快的传火速度，传火槽7沿该灶具燃烧器的周向方向均匀设置，内环火盖21与中环火盖22、中环火盖22与之间通过传火槽7实现快速连通，实现传火速度的最大化。优选地，本实施例中的传火槽7设置为4个。
本发明的灶具燃烧器的底座1下方连接有若干个引射管4，其均连通于燃气腔。本实施例中，共设置五根引射管4，其中，与内燃气腔连接有一根引射管4，中燃气腔和外燃气腔分别连接有两根引射管4，引射管4配合底座1侧面的腰型孔20，使混气腔内的燃气与空气流量均匀。并且，引射管4的这种布置方式也满足了引射管4的一次空气引射能力，提高引射系数的同时，解决了红外燃烧方式一次空气不足的问题。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种灶具燃烧器，其特征在于，所述灶具燃烧器包括底座、火盖组、混气室和若干个引射管，所述混气室的顶部和底部分别连接于所述火盖组与所述底座并形成有三个燃气腔，若干个所述引射管均连接于所述底座的下方并分别与三个所述燃气腔相连通；
所述火盖组包括沿所述灶具燃烧器的径向方向由内向外依次设置的内环火盖、中环火盖和外环火盖，所述内环火盖的燃烧方式为大气燃烧，其火孔强度为6至6.5W/mm2；所述外环火盖的燃烧方式为红外燃烧，其火孔强度为0.3至0.8W/mm2；所述中环火盖的燃烧方式为半大气半红外燃烧，其火孔强度为2.5至3W/mm2。
2.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述外环火盖的火孔强度为0.5W/mm2。
3.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述灶具燃烧器的火焰频谱在2.6至3.1微米和4.1至4.7微米的两个波段的辐射能量占78％至82％；
优选地，所述灶具燃烧器的火焰频谱在2.6至3.1微米和4.1至4.7微米的两个波段的辐射能量占80％。
4.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述外环火盖的气体辐射占20％，固体辐射占80％；所述中环火盖的气体辐射和固体辐射各占50％。
5.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述中环火盖的上表面高于所述内环火盖的上表面，所述外环火盖的上表面高于所述中环火盖的上表面。
6.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述内环火盖、中环火盖和外环火盖的上表面均设置有蜂窝密簇网片。
7.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述中环火盖和所述外环火盖的上表面设置有稳压板，所述稳压板的表面设置有若干大小不一的开孔。
8.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述混气室上还设置有燃气通孔和腰型孔，所述燃气通孔位于所述混气室内，用于从所述底座的下方所述火盖组内输送燃气，所述腰型孔自所述混气室的外侧面沿所述混气室的径向方向向内延伸，所述腰型孔连通至两相邻火盖之间的区域；
优选地，一部分所述腰型孔连通至所述内环火盖与所述中环火盖之间的区域，其余部分所述腰型孔连通至所述中环火盖与所述外环火盖之间的区域。
9.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，所述内环火盖与所述中环火盖、所述中环火盖与所述外环火盖之间均设置有若干个传火槽，所述传火槽沿所述灶具燃烧器的周向方向均匀设置，所述内环火盖与所述中环火盖、所述中环火盖与所述外环火盖之间通过所述传火槽相互连通。
10.如权利要求1所述的灶具燃烧器，其特征在于，连通所述外环火盖的所述燃气腔为外燃气腔，连通所述中环火盖的所述燃气腔为中燃气腔，连通所述内环火盖的所述燃气腔为内燃气腔；
优选地，所述底座的下方连接有五根引射管，所有所述引射管均连通于所述燃气腔，并且连通至所述内燃气腔的有一根所述引射管，连通至所述中燃气腔和外燃气腔的分别有两根所述引射管。
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