[實用新型]一種帶誘導旋流的反擴散火焰燃燒器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822146024.4
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN209569720U
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設計）人: 張?zhí)煊?/a>;甄海生
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/70
• 代理公司: 成都玖和知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本實用新型公開了一種帶誘導旋流的反擴散火焰燃燒器，包括由上而下依次設置的燃燒器頭部、燃燒器主體和燃燒器底板；所述燃燒器頭部包括由上而下依次連通的發(fā)散出口腔、空氣出口腔和收縮進口腔；所述燃燒器主體包括頂面呈圓環(huán)的燃料室和內(nèi)端的渦流室；所述燃料室側(cè)壁設置燃料進氣孔；渦流室的側(cè)壁設置多個沿渦流室側(cè)壁切向進氣的切向進氣孔。該燃燒器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用安全，整體為3個獨立的零件，拆卸與清理方便；該燃燒器產(chǎn)生的火焰長度短，大小緊湊，火焰穩(wěn)定性好；該燃燒器產(chǎn)生的火焰所排放的污染物少，尤其是一氧化碳和氮氧化物等有毒氣體；該燃燒器具有加熱速度快、加熱效率高和傳熱分布均勻等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種燃燒器，尤其涉及一種帶誘導旋流的反擴散火焰燃燒器。

背景技術(shù)

設計使用明火的商用炊具面臨的主要問題是烹飪火焰的環(huán)境污染、熱效率提升和經(jīng)濟性等方面，因此，烹飪?nèi)紵鞯脑O計一直以環(huán)保、高熱效率、低成本為目標。大多數(shù)傳統(tǒng)烹飪?nèi)紵髟O計都依賴于相對清潔的、燃燒速度快的預混火焰，預混火焰可以依賴于自吸氣的大氣空氣，也可以配合鼓風機提供更高熱功率。當要求較高的加熱速率或較短的加工時間時，火焰射流的運行雷諾數(shù)不斷增加，當雷諾數(shù)超過3000，預混火焰因達到穩(wěn)定極限而熄滅。例如，在商業(yè)餐館中，為了滿足更高的加熱速度，一旦加熱速率超過燃燒器的容量，為獲得更高熱功率，就必須安裝體積更大的燃燒器，以降低由于空氣和燃料流量增加而接近穩(wěn)定極限的雷諾數(shù)。

純擴散火焰具有高煙氣排放的特性，這限制了它的商業(yè)應用。雖然預混火焰的運行雷諾數(shù)較低，但由于預混火焰沒有湍流引發(fā)的燃燒增強作用，因此加熱速率相對湍流擴散作用較低。在此背景下，基于反擴散火焰燃燒的新型燃燒器設計受到了研究者的關(guān)注，以實現(xiàn)高雷諾數(shù)下的能量利用，從而發(fā)揮湍流燃燒的優(yōu)勢。反擴散火焰燃燒技術(shù)最初應用于工業(yè)燃燒器和鍋爐中，而對于小尺寸規(guī)模應用反擴散火焰燃燒技術(shù)以提高商用炊具的熱功率和降低污染物排放的研究較少。

實用新型內(nèi)容

為了解決以上問題，本實用新型的目的是提供一種運用在商用炊具的帶誘導旋流的反擴散火焰燃燒器，該燃燒器的火焰高度短而且穩(wěn)定燃燒，加熱能力強，目標表面加熱均勻，空氣污染物排放低。

為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案：

一種帶誘導旋流的反擴散火焰燃燒器，包括由上而下依次設置的燃燒器頭部、燃燒器主體和燃燒器底板。

所述燃燒器頭部包括由上而下依次連通的發(fā)散出口腔、空氣出口腔和收縮進口腔，所述發(fā)散出口腔的側(cè)壁上沿圓周方向設置多個傾斜的燃料氣孔。

所述燃燒器主體包括頂面呈圓環(huán)的燃料室和內(nèi)端的渦流室；所述燃料室上端連通所述燃料氣孔，側(cè)壁設置燃料進氣孔；所述渦流室頂端連通所述收縮進口腔，渦流室的側(cè)壁設置多個沿渦流室側(cè)壁切向進氣的切向進氣孔，所述發(fā)散出口腔、空氣出口腔、收縮進口腔和渦流室的側(cè)壁橫截面均為圓形且依次連接。

當空氣進入燃燒器主體的切向進氣孔后，氣體向上旋轉(zhuǎn)運動，依次經(jīng)過上部的收縮進口腔、空氣出口腔和發(fā)散出口腔，帶動從燃料氣孔噴出的燃料并向外旋轉(zhuǎn)擴散燃燒，在火焰中心形成一個大的流動循環(huán)區(qū)，流動循環(huán)區(qū)使燃料和空氣進一步快速充分混合，使火焰的穩(wěn)定性提高；流動循環(huán)區(qū)增加了火焰軸向速度衰減速率，縮短了火焰長度，降低了CO和NO_X的排放。

發(fā)散出口腔、空氣出口腔和收縮進口腔的主要作用是減少壓力損失，形成循環(huán)區(qū)?？諝鈴那邢蜻M氣孔進入并到從發(fā)散出口腔噴出形成漩渦射流的過程中，一部分的壓降作為射流的動能，其余部分由于和燃燒器內(nèi)部壁面接觸造成機能損失，收縮進口腔的作用就是降低該部分壓力的損失，然后再與發(fā)散出口腔結(jié)合，利用渦流效應，形成和擴大循環(huán)區(qū)，提高火焰的穩(wěn)定性。

進一步的是，所述發(fā)散出口腔和收縮進口腔均為圓臺形腔體，所述空氣出口腔和渦流室均為圓柱形腔體，空氣出口腔的上下兩端均連接圓臺形腔體面積較小端面；使空氣進入燃燒器主體的切向進氣孔后，帶動氣體向上旋轉(zhuǎn)運動，并且減少機能的損失。