CN114198747B - 一种燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃烧器,包括炉头、鼓风机、燃气组件以及炉板,所述炉头内部形成有预混腔,所述鼓风机用于向预混腔中通入空气,所述燃气组件用于向预混腔中通入燃气,所述炉板设置在炉头中并位于预混腔的上部,所述燃烧器还包括能够根据燃气组件的燃气流量调节鼓风机的出风量、使得燃气量和出风量相适配的调节器,能够使空气量和燃气量相适配,二者达到较佳的配比,没有过多空气或者过多燃气,燃气和空气的预混效果好,燃烧更充分,热效率更高,使燃烧器稳定工作,且使燃烧器的啸叫和共振等一些噪声得到压制,即即使没有设置消声板等消声部件,燃烧器也可以低噪工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧器。
背景技术
目前市面上几乎所有用鼓风机的红外燃烧器都是外循环燃烧器,即鼓风式燃烧器。其燃烧排出的热量,通过吸热材料进行吸热,使吸热材料产生高温,吸热材料再辐射到受热装置(如锅具),从而达到加热的目的。但是此种燃烧器的热效率只能达到百分之四十多,虽然比普通燃烧器的百分之二十多提高了不少,但是它的构造比较复杂,使用故障率较高。
目前,内循环红外燃烧器是没有鼓风机的,只有大气式红外燃烧器,所以它的功率只能做的很小,如果做大了,它的体积就会很大,实用价值不大。
针对上述问题,本申请人设计了一种燃烧器,专利申请号为CN202110670425.3(公开号为CN113357629A)的中国发明专利申请公开的《一种燃烧器》,包括炉板、炉头以及燃气喷嘴,炉头内部形成有预混腔,燃气喷嘴与预混腔相连通,炉板设置在炉头中并位于预混腔的上部,炉板上设有多个贯通其壁厚的通孔,预混腔中横向设有消声板,该消声板位于炉板的下方,且消声板上设有多个贯通其壁厚的消声孔。
本申请人设计的该燃烧器具有很高的热效率,但是申请人一直在寻求一种涉及部件更少、成本更低、热效率更高的燃烧器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状,提供一种无需设置消声板且噪音低的燃烧器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种燃烧器,包括炉头、鼓风机、燃气组件以及炉板,所述炉头内部形成有预混腔,所述鼓风机用于向预混腔中通入空气,所述燃气组件用于向预混腔中通入燃气,所述炉板设置在炉头中并位于预混腔的上部,其特征在于:所述燃烧器还包括能够根据燃气组件的燃气流量调节鼓风机的出风量、使得燃气量和出风量相适配的调节器。
在上述方案中,为了使调节器能精准的将燃气量和风量调节至相匹配,所述燃气组件包括燃气源、燃气喷嘴以及设于燃气源和燃气喷嘴之间的燃气通道上的用于控制燃气流量的燃气阀门,所述燃气喷嘴与预混腔相连通;
所述调节器包括有传感器以及控制器,所述传感器与控制器的输入端相连,所述控制器的输出端与鼓风机的电机相连,所述传感器为能够检测燃气阀门的开启角度的角度传感器或为能检测输送管路内的燃气流量的流量传感器,所述控制器能根据传感器的信号控制鼓风机的电机的电压和/或电机的工作频率。本发明的控制器能够实时根据燃气量调节鼓风机的风压,使得空气量和燃气量始终处于最佳的配比。
优选地,所述预混腔中的混合气在炉板处的压力需能够保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度,这样该燃烧器可以适用所有的红外燃烧炉板。
为了提高锅具的受热效果,所述炉头的顶部还设有用于搁置锅具的支架,所述支架能相对于炉头上下移动,且所述支架在移动到位后通过连接件与炉头相固定。这样锅具与炉板之间的距离可调,使得锅具处于最佳的受热位置。
所述支架可以有多种结构形式,比如包括多个沿炉头周向间隔布置的L形的支架单元,结构简单地,所述支架呈环状,所述支架的下部套设在炉头上,所述支架上设有第一连接孔,所述炉头上设有能与第一连接孔对应的第二连接孔,所述连接件穿过第一连接孔和第二连接孔以将支架和炉头相固定,所述第一连接孔或者第二连接孔有至少两个并上下间隔设置。
或者,所述支架呈环状,所述支架的下部套设在炉头上,所述支架上设有第一连接孔,所述炉头上设有能与第一连接孔对应的第二连接孔,所述连接件穿过第一连接孔和第二连接孔以将支架和炉头相固定,所述第一连接孔和/或第二连接孔为竖向延伸的长孔。这样将支架移动至合适的高度后,将对应的第一连接孔和第二连接孔相固定即可。
为了防止燃烧火焰出现不均匀的现象,所述预混腔中横向设有位于炉板下方的第一板体,该第一板体靠近预混腔的上部设置,第一板体的外周沿和炉头的内壁之间形成供混合气流出的流道。这样因为第一板体的阻挡,混合气会沿着第一板体的外周沿四散到炉板的底部,使得火焰均匀燃烧,避免出现单边燃烧的现象。
优选地,所述第一板体的轴线和炉板的轴线重合,这样混合气能更均匀的流向炉板。
为了进一步使得混合气均匀流向炉板,所述预混腔中设有位于第一板体下方的第二板体,所述第二板体横向设置并外周沿与炉头的内壁相接触,所述第二板体上邻近中央的位置开设有过气孔。这样混合气会先被第二板体阻挡,全部聚拢到过气孔处再流出,然后沿着第一板体的外周沿散开,气流的均匀性更好。
鼓风机直接将空气吹入预混腔中会导致预混腔中的气流比较混乱,所述燃烧器还包括一端敞口的管体,该管体的敞口端与炉头的预混腔相连通,所述管体上开设有与鼓风机的出气端相连通的进气口;
所述管体中在邻近管体的敞口端具有一理气室,该理气室上开有与供管体内的空气进入的进气孔以及连通理气室和预混腔的出气孔,所述燃气喷嘴位于理气室中。空气先进入管体中压缩,然后经过进气孔流出,再进入理气室中扩张,此时空气流已经被理顺并与燃气混合,最后通过出气孔压缩流出,这样燃气和空气初步混合,再进入预混腔中进一步混合,提高了燃气和空气的混合均匀性。
为了在管体中形成理气室,沿着管体内的空气气流的流向,所述管体中依次间隔设有第一隔板和第二隔板,且所述第二隔板对着管体的敞口端,所述第一隔板、第二隔板与管体的内壁之间围成了所述理气室,所述第一隔板上开设有多个第一通孔以形成所述的进气孔,所述第二隔板上开设有供混合气流出的第二通孔以形成所述的出气孔。另外,第一隔板上开设有多个第一通孔,能够使空气通过第一通孔均匀流入理气室中。
优选地,所述第二通孔与所述燃气喷嘴相对应,使得气流顺畅流出。
与现有技术相比,本发明的优点:本发明由于设计了调节器,能够使空气量和燃气量相适配,二者达到较佳的配比,没有过多空气或者过多燃气,燃气和空气的预混效果好,燃烧更充分,热效率更高,使燃烧器稳定工作,且使燃烧器的啸叫和共振等一些噪声得到压制,即即使没有设置消声板等消声部件,燃烧器也可以低噪工作。
附图说明
图1为本发明实施例的剖视图;
图2为图1中的管体的剖视图;
图3为图2的A-A向剖视图;
图4为图2的B-B向剖视图;
图5为第一隔板的结构示意图。
图6为调节器的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1~5所示,本优选实施例的燃烧器包括炉头1、鼓风机2、燃气组件、炉板3以及调节器4,炉头1内部形成有预混腔11,鼓风机2用于向预混腔11中通入空气,燃气组件用于向预混腔11中通入燃气,炉板3设置在炉头1中并位于预混腔11的上部。
燃气组件包括燃气源51、燃气喷嘴52以及燃气阀门53,燃气阀门53设于燃气源51和燃气喷嘴52之间的燃气通道54上,燃气阀门53用于控制燃气流量,燃气喷嘴52与预混腔11相连通。
如图6所示,调节器4能够根据燃气组件的燃气流量调节鼓风机2的出风量、使得燃气量和出风量相适配。调节器4包括传感器以及控制器,传感器的输出端与控制器的输入端相连,控制器的输出端与鼓风机2的电机相连。本实施例中,传感器采用角度传感器,能够检测燃气阀门53的开启角度并发送信号给控制器,控制器根据燃气阀门53的开启角度来确定燃气导通角,进而确定燃气流量,通过燃气流量来调节控制鼓风机2的电机电压,从而控制鼓风机2的出风量。当然,也可以根据燃气流量来调节鼓风机2的电机的工作频率,以调节出风量;或者根据燃气流量同时调节鼓风机2的电机的电压和工作频率,以调节出风量。
也就是,当燃气流量增大时,鼓风机2的电机的电压和/或电机的工作频率升高,风机的出风量相应增大。但由于各炉板的种类、样式不同,在相同燃气流量下,要达到上述效果,风机的出风量也会有所不同,但对于炉板确定的燃烧器而言,燃气量和出风量之间的配比是可以通过实验确定,然后在控制器中设定就能实现。所以无沦采用何种炉板,最终以消除燃烧器燃烧时的啸叫和共振等噪声为目的来选定相应的配比即可。当然,该传感器也可以采用流量传感器,即直接根据燃气流量来调节控制鼓风机2的电机电压。
上述控制器则可以采用现有芯片组成的电路,也可以采用现有的PLC控制器或PC机。
另外,预混腔11中的混合气在炉板3处的压力需能够保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度,这样该燃烧器可以适用所有的红外燃烧炉板。具体的,无论是空气、燃气还是二者的混合气,在任何流通路段的压力都需要能够保证炉板3处的燃气燃烧速度大于回火燃烧速度。因为燃烧器气流流通路段的设计,随着气流的流动、气流压力也在减小,故流动至炉板3处时气流压力最小,只要此处的气流压力能够保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度,其他路段的气流压力也能满足此要求。
如图1所示,炉头1的顶部还设有用于搁置锅具的支架6,支架6能相对于炉头1上下移动,且支架6在移动到位后通过连接件61与炉头1相固定。这样锅具与炉板3之间的距离可调,使得锅具处于最佳的受热位置。
本实施例中,支架6呈环状,支架6的下部套设在炉头1上,支架6上设有第一连接孔60,炉头1上设有能与第一连接孔60对应的第二连接孔10,连接件61穿过第一连接孔60和第二连接孔10以将支架6和炉头1相固定,第一连接孔60有至少两个并上下间隔设置。这样将支架6移动至合适的高度后,将对应的第一连接孔60和第二连接孔10相固定即可。
当然,也可以将第一连接孔60设计成一个,第二连接孔10设计成上下间隔设置的至少两个。连接件61可以为螺栓,第二连接孔10为螺纹孔。或者,第一连接孔60和第二连接孔10均为一个,第一连接孔60和/或第二连接孔10为长孔。
另外,支架6并不局限于本实施例的结构形式,比如可以包括多个沿炉头1周向间隔布置的倒置的L形的支架单元。
如图1所示,预混腔11中横向设有第一板体71和第二板体72,第一板体71和第二板体72上下间隔设置,第一板体71位于第二板体72的上方,且第一板体71位于炉板3下方。第一板体71靠近预混腔11的上部设置,第一板体71的外周沿和炉头1的内壁之间形成供混合气(指燃气和空气的混合气体)流出的流道73,最好是第一板体71的轴线和炉板3的轴线重合。
第二板体72的外周沿与炉头1的内壁相接触,第二板体72上邻近中央的位置开设有过气孔721。本实施例中,预混腔11的侧壁上设有一圈凸台111,在装配时,第二板体72搁置在预混腔11的凸台111上,然后第一板体71和第二板体72通过连接杆74相固定,以实现第一板体71的固定。
第一板体71和第二板体72的设置,使得预混腔11中的混合气会先被第二板体72阻挡,全部聚拢到过气孔721处再流出,然后沿着第一板体71的外周沿四散到炉板3的底部,使得火焰均匀燃烧,避免出现单边燃烧的现象。
鼓风机2直接将空气吹入预混腔中会导致预混腔11中的气流比较混乱,故燃烧器还包括一端敞口的管体8,该管体8的敞口端与炉头1的预混腔11相连通,管体8上开设有与鼓风机2的出气端相连通的进气口81。
如图1~4所示,沿空气气流的流向,管体8中依次间隔设有第一隔板82和第二隔板83,且第一隔板82、第二隔板83与管体8的内壁之间围成一个理气室84,燃气喷嘴52位于理气室84中,燃气通道54一端位于管体8外部与燃气源51相连,另一端伸入理气室84中与燃气喷嘴52相连,第一隔板82上开设有多个供空气进入理气室84的第一通孔821,即第一通孔821作为进气孔,第二隔板83上开设有供混合气流出的第二通孔831,即第二通孔831作为出气孔,第二隔板83对着管体8的敞口端,燃气喷嘴52对着第二通孔831。空气先进入管体8中压缩,然后经过第一通孔821均匀流出,再进入理气室84中扩张并与燃气混合,最后通过第二通孔831压缩流出,这样燃气和空气已经混合的比较好,再进入预混腔11中进一步混合,提高了燃气和空气的混合均匀性。
在上文中提到“气流的压力需能够保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度”,由于该气流的压力大小与燃烧器的体积、形状、燃烧功率和温度等有关系,而各类燃烧器的体积、形状、燃烧功率和温度等又并不相同,因此,对各类燃烧器而言,让燃气燃烧速度大于回火燃烧速度的气流压力也存在着差异。具体的,对于燃烧器的体积、形状、炉板等确定的情况下,可以通过设计气流流动路径来实现。如上述的第一板体和第二板体的配合,以及增设的第一隔板82、第二隔板83和理气室84。它们相互之间的巧妙结合,使流经的气流在收缩段增压、扩张段减压,理顺流气方向,并能满足气流的压力保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度的要求。如此设计,也可以通过调节上述第一、第二板体和/或第一、第二隔板,来消除气流流动路径的制作误差和装配误差,以使制作完成后的气流流动路径满足预先设计的要求。
也就是,本实施例的燃烧器的结构,在制作完成后,可以根据制作完成后的燃烧器的结构以及燃烧功率、燃烧温度等因素,来调节第一板体71和第二板体72在炉头1中的安装位置、第一隔板82和第二隔板83在管体8中的安装位置,改变扩张段或收缩段的行程,使得流经的气流行程有所调整,经过多次调试后,直至气流的压力达到要求:能够保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度。而同类的燃烧器,可以按此制作。
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”、“轴向”、“径向”、“周向”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,由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制,比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。
Claims (5)
1.一种燃烧器,包括炉头(1)、鼓风机(2)、燃气组件以及炉板(3),所述炉头(1)内部形成有预混腔(11),所述鼓风机(2)用于向预混腔(11)中通入空气,所述燃气组件用于向预混腔(11)中通入燃气,所述炉板(3)设置在炉头(1)中并位于预混腔(11)的上部,其特征在于:所述燃烧器还包括能够根据燃气组件的燃气流量调节鼓风机(2)的出风量、使得燃气量和出风量相适配的调节器(4);
所述预混腔(11)中的混合气在炉板(3)处的压力需能够保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度;
所述预混腔(11)中横向设有位于炉板(3)下方的第一板体(71),该第一板体(71)靠近预混腔(11)的上部设置,第一板体(71)的外周沿和炉头(1)的内壁之间形成供混合气流出的流道(73);
所述预混腔(11)中还设有位于第一板体(71)下方的第二板体(72),所述第二板体(72)横向设置并外周沿与炉头(1)的内壁相接触,所述第二板体(72)上邻近中央的位置开设有过气孔(721);
所述燃烧器还包括一端敞口的管体(8),该管体(8)的敞口端与炉头(1)的预混腔(11)相连通,所述管体(8)上开设有与鼓风机(2)的出气端相连通的进气口(81);
所述管体(8)中在邻近管体(8)的敞口端具有一理气室(84),该理气室(84)上开有与供管体(8)内的空气进入的进气孔以及连通理气室(84)和预混腔(11)的出气孔,所述燃气组件包括燃气喷嘴(52),所述燃气喷嘴(52)位于理气室(84)中;
沿着管体(8)内的空气气流的流向,所述管体(8)中依次间隔设有第一隔板(82)和第二隔板(83),且所述第二隔板(83)对着管体(8)的敞口端,所述第一隔板(82)、第二隔板(83)与管体(8)的内壁之间围成了所述理气室(84),所述第一隔板(82)上开设有多个第一通孔(821)以形成所述的进气孔,所述第二隔板(83)上开设有供混合气流出的第二通孔(831)以形成所述的出气孔;
通过调节第一板体(71)和第二板体(72)在炉头(1)中的安装位置、第一隔板(82)和第二隔板(83)在管体(8)中的安装位置,以保证燃气燃烧速度大于回火燃烧速度。
2.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于:所述燃气组件包括燃气源(51)、燃气喷嘴(52)以及设于燃气源(51)和燃气喷嘴(52)之间的燃气通道(54)上的用于控制燃气流量的燃气阀门(53) ,所述燃气喷嘴(52)与预混腔(11)相连通;
所述调节器(4)包括有传感器以及控制器,所述传感器与控制器的输入端相连,所述控制器的输出端与鼓风机(2)的电机相连,所述传感器为能够检测燃气阀门(53)的开启角度的角度传感器或为能检测输送管路内的燃气流量的流量传感器,所述控制器能根据传感器的信号控制鼓风机(2)的电机的电压和/或电机的工作频率。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧器,其特征在于:所述炉头(1)的顶部还设有用于搁置锅具的支架(6),所述支架(6)能相对于炉头(1)上下移动,且所述支架(6)在移动到位后通过连接件与炉头(1)相固定。
4.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于:所述第一板体(71)的轴线和炉板(3)的轴线重合。
5.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于:所述第二通孔(831)与所述燃气喷嘴(52)相对应。
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