CN112923402A - 一种带进气旋流器的燃气灶 - Google Patents

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Abstract

本发明一种带进气旋流器的燃气灶，属于家用厨具领域；包括炉头内腔、火盖座、内火盖、外火盖、燃气部分、空气部分和混合部分；燃气部分包括燃气进口、喷嘴和燃气出口，空气部分的进气旋流器同轴套装于喷嘴外周面；进气旋流器包括进气旋流器进口、进气旋流器叶片、进气旋流器出口；混合部分包括收缩管段和扩张管段；收缩管段的大径端同轴密封套装于进气旋流器上，小径端通过扩张管段与炉头内腔密封连接；燃气从所述喷嘴的燃气出口喷出后；空气通过引射作用从所述进气旋流器进口进入，经进气旋流器成为旋流空气后与燃气进行预混合，预混合的空气‑燃气混合气体在炉头内腔和火盖座内进一步混合均匀，最后燃气‑空气混合气体由出火孔喷到燃烧区域。

Description

一种带进气旋流器的燃气灶
技术领域
本发明属于家用厨具领域，具体涉及一种带进气旋流器的燃气灶。
背景技术
近年来，燃气灶作为厨房不可缺少的一部分，其能耗和烟气排放正越来越引起人们关注，而燃气灶能耗和烟气中CO排放均与灶具燃气和空气混合均匀程度有关。燃气和空气混合均匀程度高，烟气中CO排放量就少，燃气灶热效率就高，能效等级自然也就越高。因此需要对燃气灶具的空气进气方案进行改良和优化设计，以提高燃气和空气的混合均匀性。
现有技术中，燃气和空气通过引射管引入内腔，燃气和空气在沿引射管流动中进行混合。专利号为201920157129.1的实用新型专利公开了一种引射管、炉头组件和燃气灶，该引射管具有第一扩压段，第二混合段和第二扩压段，但是燃气是通过喷嘴经过一个细小的燃气通道喷入混合段的，燃料密集度较高，且燃料与空气的相对流动较弱，不易充分混合，影响热效率。专利号为201110064368.0的发明专利公开了一种节能喷嘴及燃气灶节能进气结构，喷嘴内设有隔板，隔板上设有喷孔，喷嘴侧面开有预混合空气进口，炉头内设有混合室，燃气与空气在喷嘴内预混合后再与从炉头空气进口进入的空气进行二次混合。但喷嘴内设置隔板增加了流动阻力，减缓了流动速度，而且在进入炉头的混合室时，燃料和空气只具有轴向速度，没有径向和切向的速度来加强掺混作用，因此燃气和空气的混合均匀性不足，不利于节能。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种带进气旋流器的燃气灶，。
本发明的技术方案是：一种带进气旋流器的燃气灶，包括炉头内腔、火盖座、内火盖、外火盖，炉头内腔底部与燃气入口连接，上端安装有火盖座，火盖座上方安装有内火盖、外火盖；其特征在于：还包括燃气部分、空气部分和混合部分，所述燃气部分和空气部分设置于入口处，混合部分连接于入口与炉头内腔之间；
所述燃气部分包括燃气进口、喷嘴和燃气出口；所述喷嘴位于入口的中心处，与燃气管道连接一端为燃气进口，朝向混合部分一端为燃气出口；
所述空气部分包括同轴套装于喷嘴外周面的进气旋流器，所述进气旋流器包括进气旋流器进口、进气旋流器叶片、进气旋流器出口；进气旋流器朝向外侧一端为进气旋流器进口，朝向混合部分一端为进气旋流器出口，进气旋流器叶片沿周向均布于进气旋流器的内壁与外壁之间；
所述混合部分包括收缩管段和扩张管段；所述收缩管段的大径端同轴密封套装于进气旋流器的外周面，小径端与扩张管段的小径端密封连接；扩张管段的大径端与炉头内腔密封连接；
所述喷嘴装于进气旋流器内环，燃气从所述喷嘴的燃气出口喷出后；空气通过引射作用从所述进气旋流器进口进入，经进气旋流器成为旋流空气后与燃气进行预混合，预混合的空气-燃气混合气体在炉头内腔和火盖座内进一步混合均匀，最后燃气-空气混合气体由出火孔喷到燃烧区域。
本发明的进一步技术方案是：所述进口旋流器叶片个数为8-16个。
本发明的进一步技术方案是：所述进口旋流器具有不透光性，即由旋流器正前方向后看去，看不到透光，以保证从旋流器出口流出的空气满足旋流强度，旋流数为0.419-1.245。
本发明的进一步技术方案是：所述旋流器叶片角度选取为30°-60°。
本发明的进一步技术方案是：所述的进气旋流器叶片展弦比选取为0.6-1.2，使得旋流器出口气流满足旋流强度，旋流数为0.419-1.245。
本发明的进一步技术方案是：所述进气旋流器叶片厚度选取为1.0mm-1.8mm。
本发明的进一步技术方案是：所述进气旋流器出口与喷嘴出口齐平，充分利用喷嘴喷出高速燃气对空气的引射作用，避免在喷嘴下游产生低速区而影响燃气和空气的预混合。
有益效果
本发明的有益效果在于：燃气灶的高热效率取决于灶具内燃气和空气的混合均匀度，一台低能耗的燃气灶必定具有良好的燃气和空气混合均匀性。与传统燃气灶具的进气方案相比，本发明用旋流器来代替目前通用的挡板结构，其优点有：经过进气旋流器而形成的旋流空气具有较高的切向速度和径向速度，在收缩管和扩张管内能加强与喷嘴喷出高速燃气的充分混合：另外旋流器产生的旋流空气具有较高旋流强度，高旋流强度会增强空气气体微团和燃气气体微团之间的碰撞和扩散，也能加强空气和燃气在收缩管和扩张管的预先混合。因此，本发明充分利用了旋流器结构形成旋流空气的流场特性和高旋流强度，加强了燃气-空气混合均匀度，能显著地降低烟气中CO排放，提高燃气灶热效率，从而达到提升能效等级的目的。
优选方案中，旋流器叶片角度选取为30°-60°，既保证空气产生旋流，又避免叶片角度过大而产生气流振荡而影响火焰稳定性。所述进气旋流器叶片展弦比选取为0.6-1.2，既保证旋流器的流通能力，又保证旋流器出口气流具有较强的旋流强度(旋流数0.419-1.245)；另外叶片厚度选取为1.0mm-1.8mm，既满足旋流器加工要求，又避免叶片厚度过厚而造成叶片后气流尾迹对燃气和空气混合的影响。所述的进气旋流器、喷嘴与收缩管段共中心线，一方面减小空气流路阻力，另一方面充分利用喷嘴喷出高速燃气对空气的引射作用。
所设计的带进气旋流器的燃气灶已经在浙江欧意智能厨房股份有限公司进行了已液化石油气和天然气为燃料的热效率试验，共进行了三种进气旋流器方案的热效率试验，其叶片数为16个、12个、8个，对应旋流角度为30°、45°、60°，并与不带进气旋流器的燃气灶进行比较，实验数据如下表所示：
Figure BDA0002950252150000031
Figure BDA0002950252150000041
由表中数据可知，无论是以液化石油气为燃料，还是以天然气为燃料安装有带进气旋流器的燃气灶效率提升明显。随着进气旋流器旋流角度的增大(对应叶片数的减小)，左眼和右眼的燃烧效率均提升明显。
附图说明
图1本发明实施例炉头俯视图；
图2本发明实施例炉头剖视图；
图3本发明实施例进气旋流器三维图；
图4本发明实施例进气旋流器俯视图；
图5本发明实施例进气旋流器剖视图；
附图标记说明：1-燃气进口，2-喷嘴，3-燃气出口，4-进气旋流器内壁，5-进气旋流器外壁，6-进气旋流器叶片，7-进气旋流器进口，8-进气旋流器出口，9-收缩管段，10-扩张管段，11-炉头内腔，12-火盖座，13-外火盖，14-内火盖，15-出火孔。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-5所示，本发明实施例提供了一种带进气旋流器的燃气灶，包括燃气进口1、喷嘴2、燃气出口3、进气旋流器内壁4、进气旋流器外壁5、进气旋流器叶片6、进气旋流器进口7、进气旋流器出口8、收缩管段9、扩张管段10、炉头内腔11、火盖座12、外火盖13、内火盖14、出火孔15；喷嘴2同轴安装于进气旋流器的中心孔内，且进气旋流器出口与喷嘴出口齐平；收缩管段9的大径端同轴密封套装于进气旋流器的外周面，小径端与扩张管段10的小径端密封连接；扩张管段10的大径端与炉头内腔11密封连接；
所述的进气旋流器叶片6个数为8-16个，叶片为直叶片，角度为30°-60°；所述的燃气出口3喷射方向与收缩管段7中心线共线；所述的喷嘴2与进气旋流器内壁4通过螺纹连接。空气经过进气旋流器进口7进入进气旋流器叶片6流道内形成旋流运动，随后与由燃气出口3喷出的燃气进行初始混合。燃气空气混合物在扩张管段10和炉头内腔11内进一步混合均匀，扩压混合后的燃气空气混合物从出火孔喷出后进行燃烧。所述的出火孔均布在内火盖与外火盖。
本发明的工作过程如下：
燃气由燃气进口1通过喷嘴2从燃气出口3喷出，经过收缩管段9加速，由于文丘里效应，空气从进气旋流器进口7进入，通过进气旋流叶片6流道内形成旋流运动，随后与燃气出口3喷出的燃气进行初始混合，然后混合气流进入扩张管段10减速扩压后流入炉头内腔11进一步混合，最后由出火孔15喷出进行燃烧。空气经过进气旋流器后变成旋流空气，增强了空气与燃气的混合作用，提高了混合均匀度，能够提高热效率并提升燃气灶能效等级。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种带进气旋流器的燃气灶，包括炉头内腔、火盖座、内火盖、外火盖，炉头内腔底部与燃气入口连接，上端安装有火盖座，火盖座上方安装有内火盖、外火盖；其特征在于：包括燃气部分、空气部分和混合部分，所述燃气部分和空气部分设置于入口处，混合部分连接于入口与炉头内腔之间；
所述燃气部分包括燃气进口、喷嘴和燃气出口；所述喷嘴位于入口的中心处，与燃气管道连接一端为燃气进口，朝向混合部分一端为燃气出口；
所述空气部分包括同轴套装于喷嘴外周面的进气旋流器，所述进气旋流器包括进气旋流器进口、进气旋流器叶片、进气旋流器出口；进气旋流器朝向外侧一端为进气旋流器进口，朝向混合部分一端为进气旋流器出口，进气旋流器叶片沿周向均布于进气旋流器的内壁与外壁之间；
所述混合部分包括收缩管段和扩张管段；所述收缩管段的大径端同轴密封套装于进气旋流器的外周面，小径端与扩张管段的小径端密封连接；扩张管段的大径端与炉头内腔密封连接；
所述喷嘴装于进气旋流器内环，燃气从所述喷嘴的燃气出口喷出后；空气通过引射作用从所述进气旋流器进口进入，经进气旋流器成为旋流空气后与燃气进行预混合，预混合的空气-燃气混合气体在炉头内腔和火盖座内进一步混合均匀，最后燃气-空气混合气体由出火孔喷到燃烧区域。
2.根据权利要求1所述带进气旋流器的燃气灶，其特征在于：所述进口旋流器叶片个数为8-16个。
3.根据权利要求1所述带进气旋流器的燃气灶，其特征在于：所述进口旋流器具有不透光性，即由旋流器正前方向后看去，看不到透光，以保证从旋流器出口流出的空气满足旋流强度，旋流数为0.419-1.245。
4.根据权利要求1所述带进气旋流器的燃气灶，其特征在于：所述旋流器叶片角度选取为30°-60°。
5.根据权利要求1所述带进气旋流器的燃气灶，其特征在于：所述的进气旋流器叶片展弦比选取为0.6-1.2，使得旋流器出口气流满足旋流强度，旋流数为0.419-1.245。
6.根据权利要求1所述带进气旋流器的燃气灶，其特征在于：所述进气旋流器叶片厚度选取为1.0mm-1.8mm。
7.根据权利要求1所述带进气旋流器的燃气灶，其特征在于：所述进气旋流器出口与喷嘴出口齐平，充分利用喷嘴喷出高速燃气对空气的引射作用，避免在喷嘴下游产生低速区而影响燃气和空气的预混合。
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