[其他]一種無焰氣體燃燒器

無效

• 申請號: 87205203
• 申請日: 1987-10-17
• 公開（公告）號: CN87205203U
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 楊純古;楊天宇
• 申請（專利權）人: 楊純古
• 主分類號: F23D14/24
• 分類號: F23D14/24
• 代理公司: 四川大學專利事務所
• 代理人: 侯紹桂

本實用新型系氣體節能爐具，適用于天然氣、液化石油氣、城市煤氣、沼氣、礦井瓦斯氣等氣體的節能燃燒。

目前，廣泛使用的氣體燃燒器有兩種：一種是有焰燃燒器，主要用于煮飯、炒菜等；另一種是無焰燃燒器（即紅外線爐），主要用于取暖、烘烤等。

有焰燃燒器，由于采用有焰燃燒，對流傳熱及徑向進氣等結構，并且沒有保溫設施，致使熱效率低、抗風性差等缺陷。而現有的無焰燃燒器，采用多孔陶瓷板與鎳鉻絲網組成的復合式燃燒器。由于多孔陶瓷板把氣體分成無數多個微孔燃燒，即在直徑150mm的園面積上，相當于有幾千個火咀。當氣體點燃后，在距陶瓷板表面約2mm處燃燒。由于陶瓷板表面溫度梯度太大，致使有少量的可燃氣體如CO等來不及充分燃燒就隨著氣流排放到空中，這樣不僅未充分利用可燃氣體，而且還要污染環境。在陶瓷板上加一層金屬網，使金屬網與陶瓷板之間（5－10mm）形成了一個強化燃燒區。它一方面使得天然氣的燃燒從陶瓷板內部2mm處移到了表面，提高了陶瓷板的表面溫度；另一方面金屬網在3－5秒鐘內很快被加熱發紅，發紅的金屬網會促進未燃盡的可燃物質進一步燃燒，結果又使金屬網進一步升溫，這時就會在金屬網與陶瓷板之間形成一個“加熱－燃燒－再加熱－再燃燒”的快速強化燃燒過程，直到可燃物質燃盡為止。這樣一來，不僅陶瓷板是輻射源，金屬網也成了輻射源。使其實現了無焰燃燒，再加上采用了輻射方式傳熱。因此，這種無焰燃燒器具有熱量大、效率高、污染低以及抗風適用等特點。

但是，上述無焰燃燒器雖然采用了無焰燃燒、輻射傳熱，而進氣系統仍為徑向進氣，且沒有保溫裝置，還存在以下三方面的問題未能解決：

1????使用徑向進氣，氣體燃料與空氣混合不夠充分，氣體不能燃盡，未加保溫設施，熱量損失較大，熱效率只有60％左右；

2????爐體及爐底溫度高，容易燒壞樓板及桌面，同時也容易引起回火；

3????使用小火不便。當需要小火時即減小氣門，氣流隨之減小，帶進爐內的空氣不夠，使其燃料氣與空氣達不到最佳燃氣比，不能充分燃燒。

針對現有無焰氣體燃燒器存在的問題，本發明人設計制造了一種雙爐體、雙切向、雙火頭的無焰氣體燃燒器。這種燃燒器由進氣系統、燃燒系統、傳熱系統和保溫系統組成。其主要技術特征如下：

1????在爐體結構上，本實用新型是在多孔陶瓷板與金屬網復合燃燒器（簡稱外爐體或稱大爐體）內，裝設一個內爐體（或稱小爐體），內、外爐體之間用沖壓鋼體及耐火棉材料封閉，使其互不串氣。在內、外爐體的切向位置上分別裝設了切向進氣引射器，分別對內、外爐體切向供氣。這樣一來，就形成了一種雙爐體、雙切向、雙火頭的無焰氣體燃燒器。此外，本實用新型的上蓋板與爐體之間，以及燃燒器周圍均用硅酸鋁纖維絕熱材料隔熱保溫或在燃燒器周圍裝設余熱水箱吸熱，以減少熱量損失。

2 在燃燒上充分利用燃料氣體自身的壓力能，使壓力產生的噴射引力把空氣帶夠帶足進入爐內，并且采用切向引射器將燃料氣體切向引進，使氣流產生的旋轉漩渦力把燃料氣和空氣混合充分，從而實現了無焰最佳燃燒。即選擇了在火頭熱強度為14千卡／cm²·小時，燃氣壓力為（0.04～0.2）×10⁵帕（400～2000毫米水柱）。燃料氣體與空氣之比為最佳（對天然氣為1：10），使之達到無焰強化燃燒。

從實驗中測得，在氣體噴咀一定的情況下，不同的氣壓和不同的進氣方式，其熱效率不同，見表一。

從表中可以看出：天然氣壓力低了，熱效率低；切向進氣的熱效率比徑向進氣高5～7％；切向進氣的最佳燃燒壓力為1500毫米水柱，熱效率平均在80％以上，而徑向進氣的最佳燃燒壓力為1800～2000毫米水柱。這就說明，選擇切向進氣方式及較高的氣壓，則可達到較高的熱效率。而各國對煤氣（包括天然氣）的燃燒壓力規定在100～1500毫米水柱不等，我國規定天然氣為200～250毫米水柱。根據目前廣泛使用的家用低壓氣表的實際情況，本實用新型選擇了天然氣壓力為400毫米水柱，熱效率可達70％以上；液化氣壓力為400～500毫米水柱，熱效率為68～69％。

3????在傳熱上充分利用了輻射傳熱的四次方定律、負二次方定律和余弦定律。

四次方定律：

WαK₁T⁴或A、W＝∫ 0 ∞]]>W_λ·dλ＝σ·T⁴（黑體）