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浅析环行曲面倾斜缝隙式燃烧器

2010-10-10 15:27:50 来源:燃气具资讯网-厨卫电器资讯 浏览:
内容提要:浅析环行曲面倾斜缝隙式燃烧器:燃烧器的种类、五种燃烧器的燃烧状态、解决燃烧器燃烧效果的基本条件、环行曲面倾斜缝隙式燃烧器。

浅析环行曲面倾斜缝隙式燃烧器

      江南电器总工程师 朱明伦

   一、燃烧器的种类

    目前;我国燃气产品制造业生产的燃气灶具使用的燃烧器燃烧方式大概有五种:1、圆火孔垂直直冲燃烧,火孔高度不一致,中心火与外环火形成交叉状态;2、圆周梯形槽斜冲燃烧;3、内锥缝隙式斜冲燃烧;4、外锥缝隙式斜冲燃烧;5、内聚式旋转燃烧。

   二、五种燃烧器的燃烧状态

    第一种圆火孔垂直直冲燃烧:燃烧器提高热效率的方式是靠坐锅压弯火焰来解决,燃烧火焰高低不一,由其是燃烧器内环火和外环火交叉燃烧的火焰形成碳离子分离,使锅底结碳严重,其结果是一氧化碳(CO)排放高,氮氧化合物排放也高(NOx),热效率低。

 

    第二种圆周梯形槽斜冲燃烧:燃烧时锅底外周围温度高,锅底中间温度低,其结果是;一氧化碳排放满足国标要求,然而热效率低,氮氧化合物排放高(NOx)。


    第三种内锥缝隙式斜冲燃烧:燃烧时火焰内聚,燃烧造形呈内锥体状态,每一条火焰高低悬殊较大,燃烧器外围空气进入焰根区难度较大,二次空气补给焰根区困难,热效率和一氧化碳排放基本满足国标要求,但是氮氧化合物(NOx)排放仍然较高。


    第四种燃烧外锥缝隙式斜冲燃烧:燃烧时火焰呈外锥形体状态,火焰高低悬殊较大,二次空气进入火焰焰根需要爬坡,空气补给困难,燃气燃烧不充分,有害气体排放较高,热效率低下。

    第五种内聚式旋转燃烧:燃烧时火焰呈龙卷风状态,各条燃烧火焰全聚在一起,空气无法进入焰根区,全靠加大喷嘴空气引射孔解决燃气所需空气,燃气燃烧不充分,厨房内燃气臭味较浓,一氧化碳和氮氧化合物(NOx)排放仍是居高不下。


    经过对上述五种燃烧器使用效果分析;燃气燃烧不充分就会产生大量的有害气体一氧化碳(CO),尤其是参差不齐的火焰,更使锅低温度低,如果锅底温度低在700°C左右,燃烧后的产物-氮气和氧气结合生成另一种有害气体-氮氧化合物(NOx),这两种有害气体的排放,造成厨房空间污染,严重的侵蚀着人体健康,而且热效率低下,也构成能源浪费。

   三、解决燃烧器燃烧效果的基本条件

    目前部分燃气灶具行业广泛配装燃烧质量较差的燃烧器,严重侵蚀着人体健康这一情况;江南电器制造有限公司已研制能保障用户使用环保、节能、安全燃气灶具用燃烧器,经过研发部门反复实验验证,解决了如何提高燃气灶具热效率,最大限度的降低一氧化碳、氮氧化合物排放量这三大难题:首先考虑设计燃烧器结构造形,如何使燃烧火焰所需空气能得到充分混合燃烧,然后考虑火槽结构造形,燃烧火焰区域在锅底的平整度,设计燃烧器内环火焰与外环火不相互交叉,并考虑了燃烧器结构强度以及使用寿命。火槽结构造形就决定了燃烧火焰造形,有了正确的燃烧火焰造形就殿定了锅底的高温区域,锅底高温面积大,其热效率就高。火槽结构还决定燃烧产物的流动方向,燃烧产物方向朝外流动,每一条火焰的高温带反射锅底,锅底不压火焰,一氧化碳排放量自然就低了。只要高温区域和燃烧产物排除不紊乱,燃烧产物流动有序,加快燃烧后的氮气和二氧化碳流动速度,使氧气与氮气混合后无生成氮氧化合物(NOx)的温度和时间,这样就有效的控制了氮氧化合物的排放量,并且达到热效率高的目的。由此;江南电器公司将灶具燃烧器优化设计成环行曲面倾斜缝隙式燃烧器。

   四、环行曲面倾斜缝隙式燃烧器

    1、本燃烧器的各条火槽是带等同复合角度的火槽;采用铜合金或US201不锈钢板制作成蘑菇圆形结构,顶面圆弧R和下圆弧r构成圆弧弓形曲面(见示图一),制作成弓形曲面后燃烧器在长期高、低温状态下重复使用不至于变形,其目的使燃烧器使用寿命长。


    2、燃烧器顶面的倾斜曲线结构造形就是燃烧火焰造形,倾斜曲线造形的目的是为了有效利用每一 条燃烧火焰高温区域,坡度不太很高的圆弧曲线由低到高的目的是:燃烧器在燃烧高温状态下,空气容易进入火焰焰根区(见示意图三),使空气进一步与火焰混合燃烧,其目的是燃气燃烧更加充分。


     3、在本燃烧器圆弧面上均匀、等宽、等角度切槽X条,长度为L的圆弧缝隙式火槽,火槽平面角度为Y°(见示意图二),每一条火槽角度均固定了燃烧火焰焰尖向外的方向,使高温区域和燃烧产物排列不紊乱,燃烧产物流动有序,达成有效抑制一氧化碳和氮氧化合物的目的。


     4、本燃烧器中每一条圆弧缝隙式火槽的槽宽为0.8-1.2mm,火槽倾斜面与水平夹角为55-65°,此角度为燃气燃烧火焰最佳高温区域对锅底的辐射角度,也是燃烧火焰稳定性极好的角度,其火焰辐射方向直指锅底中心面。使用时;X条互相平行、长度为L、角度为55-65°的等高度圆弧形火焰,在燃烧器顶面旋转迅猛燃烧(见示意图三),旋转斜冲燃烧的动能拉动空气快速进入火焰焰根区,火焰燃烧所需空气量更加充分,燃气燃烧彻底达到了极至;此刻燃烧火焰外焰边缘刚好与锅底接触,锅底温度平均可达到1200°C以上,测试热效率可达58~60%,一氧化碳排放量100ppm以下,氮氧化合物排放量仅在80ppm以下,其结果使本燃烧器使用在燃气灶具上达到环保、节能状态,也就解决了行业中燃气灶具普遍存在的一氧化碳(CO)和氮氧化和物高、热效率低的矛盾问题。
  
    (此论文发表于《厨卫电器资讯》2009年第7期)

 

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