[發明專利]一種燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片

在審

• 申請號: 201410653628.1
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104456637A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉柏剛
• 申請（專利權）人: 劉文力
• 主分類號: F24C3/04
• 分類號: F24C3/04;F23D14/18
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 潘欣欣

技術領域

本發明涉及泛能技術在燃氣能源領域的應用，尤其涉及一種燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片。

背景技術

燃氣作為一種清潔能源，資源豐富、來源廣泛、管道輸送方便、價格低廉，給城鄉居民生活帶來極大方便和實惠，已被普遍接納。目前，國內廣泛使用的燃氣主要有天然氣﹑液化氣﹑煤制氣﹑沼氣等。與之配套的燃氣灶具燃燒方式主要為大氣式和紅外線式。紅外線燃氣灶具在國外較為普遍，在國內起步較晚，普及率不高，但作為烤火爐使用較早。因紅外線灶具具有高效、節能、環保、安全等特點，國內各燃氣灶具生產廠商都大力投入人﹑財﹑物進行產品的開發和研制。

大氣式燃氣灶具，按照現行國家標準，熱負荷3.8～4.0kw，熱效率值≥55％，一氧化碳排放量≤0.05％。目前的大氣式燃氣灶具存在的主要問題是:

(1)燃氣燃燒不充分，在鍋底面容易積碳﹑結垢，嚴重影響熱傳導性，浪費燃氣；

(2)火焰長，受環境氣速影響大，傳熱方向性不強，散熱面積大，熱損失多；

(3)鍋底面積碳﹑燃燒不充分等造成一氧化碳﹑硫化物﹑氮氧化合物等空氣和環境污染；

(4)雖然燃氣鋪展在鍋底面燃燒，但終因積碳﹑結垢﹑環境影響等諸多綜合因素，造成燃氣熱效率不高，能效低；

紅外線式燃氣灶具，按照現行國家標準，熱負荷≥3kw，熱效率值≥50％，一氧化碳排放量≤0.05％。目前的紅外線式燃氣灶具存在的主要問題是:

(1)熱效率不高，能效低，效能一般為50％左右。

(2)沒有根本轉變燃氣的催化燃燒方式，雖有方向性，但熱輻射強度不夠，紅外線質量差，熱滲透能力弱。

(3)使用周期短，一般在6個月～1.5年將逐漸減少或失去紅外線功能。

隨著國民經濟的發展，工業化和城鄉一體化的穩步推進，我國能源供求矛盾日趨突顯，環境污染形勢也日趨嚴竣。隨著人們對環境污染和能源短缺問題的日益重視，如何提高燃氣燃燒時的熱效率值，提高熱“能效”，節約能源，減少燃燒產物NO﹑CO等造成環境污染，成為人們研究的熱點。“新能源”轉化為以“能效”為表象的能源形式，“能效”當前是繼炭能、核能、風能、太陽能四大能源之后，又統領于四大能源之上的“第五大能源”。“能效”本身，已成為能源創新的重中之重。“泛能”是一種系統能源的能效新技術。實現系統能源使用效率最大化的方法，稱為“泛能技術”。催化燃燒被認為是提高能效的最有效的途徑。以天然氣燃燒為例:甲烷是最穩定的烴類，通常很難活化或氧化，且甲烷催化燃燒工作溫度較高，燃燒反應過程中會產生大量水蒸氣，同時天然氣中含少量硫，因此，甲烷催化燃燒催化劑必須具備較高的活性和較高的水熱穩定性，以及一定的抗中毒能力，而通常催化劑活性與穩定性是矛盾的。眾多科研人員進行了大量相關研究，并取得了一定的成果，關于甲烷催化燃燒反應催化劑的制備及性能已多有報道，目前研究較多的是Pd、Pt、Rh、Au等貴金屬催化劑。貴金屬催化劑雖具有良好的低溫起燃活性和催化性能，但價格昂貴，熱穩定性相對較差，易燒結，其應用受到一定限制。

發明內容

針對當前燃氣灶具存在的問題，本發明通過以下途徑解決避免物理熱損失，盡可能將燃氣燃燒時所釋放的熱量由被加熱的物體吸收。具體技術方案為:

a、增大燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片的比表面積，即增加微孔，使燃氣燃燒充分，熱量均勻分布，并對外釋放熱能；

b、由于灶片比表面積大，增大了燃氣與催化劑、吸附劑的接觸面，實現催化燃燒；

c、在催化燃燒的狀態下，提高了燃燒速度，縮短了燃燒時間，在燃燒過程中，燃氣燃燒時釋放的熱能更集中，溫度更高，火力更猛；

d、燃燒速度提高后，改變了熱能的波長，增大了熱輻射強度，提高了熱能的傳遞速度，使得熱能更具有方向性和對被加熱物體的滲透力，減少了熱損失；

e、燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片以熱輻射為主，對流傳熱為輔，同時，又不失對被加熱物體表面的鋪展性；

f、調節灶片與被加熱物的有效距離，一般10～30mm。

同時，本發明還通過深入的研究分析和大量實驗選擇特定金屬氧化物，包括稀土金屬氧化物作為催化劑，輔以特定天然無機材料為載體，并選擇合適的吸附劑，通過高溫燒制制備成本發明燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片，實現催化劑的比表面積、活性相和載體之間的良好協同效應。本發明通過以上的方式實現燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片達到能效極值。

本發明是以提高能效為目的的泛能技術在燃氣能源領域的應用。

本發明的第一目的是提供了一種燃氣式紅外線陶瓷泛能灶片。為實現此發明目的，本發明提供了以下技術方案：