专利名称：旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃气燃烧装置，尤其是能提高燃气利用率的旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器。
背景技术：
目前，公知的大气式燃气燃烧器是由燃气喷嘴、引射器、燃烧器头部、火盖、调节风门等组成。燃气在一定的压力下以一定的流速从喷嘴流出，进入吸气收缩管，一次空气也从燃气喷嘴周围靠燃气的引射器造成的真空同时被吸入；在引射器内燃气和空气充分进行能量交换并充分混合均匀后，流入燃烧器头部，燃气——空气混合物最后由头部火孔喷出，一经点燃，与空气进行第二次混合，形成有明显内外锥体的蓝色火焰。
其一，动能消耗大。燃烧器引射器由吸气收缩管、混合管、扩散管、头部构成，燃气路径较长；在混合燃烧过程中，燃气消耗了一部分动能。其二，燃烧不充分。燃烧的气体未经预热，气流速度慢，导致化学反应不充分，其CO含量较高，影响热效率。其三，热损耗大。整个燃烧器体积较大，与炊具有一定的距离，与周围空气接触面大，损耗了一部分热量。其四，火焰温度低。在引射器末端形成所需的剩余压力，用来克服气流在燃烧器头部的阻力损失，使燃气——空气混合物在火孔出口获得必要的速度；由于在火孔之前已经消耗掉较多的动能，火焰速度慢、高度低，炊具底部温度低。其五，使用寿命短。火焰在燃烧器表面燃烧，火盖、燃烧器头部、引射器等长期承受高温，易产生积炭及锈蚀，堵塞火孔，减少了燃烧器的使用寿命。
发明内容
为了克服现有的燃气燃烧器动能消耗大、燃烧不充分、热损耗大、火焰温度低、使用寿命短等不足之处，本发明提供一种旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器。它能够充分利用燃气喷出的动能及燃烧反应的化学能；燃烧稳定，即当燃气压力和热值在正常范围内波动时，不发生回火或脱火现象；燃烧完全，火力猛，燃烧中有毒物质少，噪音小；结构紧凑，安全、可靠、耐用，成本低廉。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是在外壳中，吸气收缩管、预热混合管、头部、火盖顺序连接；换热分配板置于头部内壁周围；头嘴朝上方向布置；弹簧、调节风门、外壳下部以燃气喷嘴为轴，顺序连接。
燃气燃烧器点火工作时，上部呼吸风门及火盖温度较高，其热量就会进行传导、对流和辐射。吸气收缩管、预热混合管、头部等由导热系数较大的材料组成，热传导快均可对气体进行预热；预热混合管中部有空气引入孔，减少了向下部的热传导，因此，下部一级预热混合管温度较低，上部二级预热混合管温度较高。外壳由薄壁板制成，减少了向下部的热传导。由于对流的作用以及燃气喷射动能，燃气和空气在外壳及预热混合管内自下而上流动，同时与预热混合管及外壳进行热交换；逐步预热的同时，也降低了燃烧器下部的温度。以上热交换过程达到动态平衡时，燃烧器上部温度较高，而下部基本处于常温状态。
燃气由燃气喷嘴的燃气喷射孔喷出，燃气喷嘴决定了燃气流量，并将燃气的静压转化为动能。经吸气收缩管引射一定的一次空气量，一次混合后的气体进入一级预热混合管初始预热，气体遇高温体积膨胀，加速运动；在预热混合管中部，由于高速燃气流引射产生负压，空气再次由空气引入孔进入预热混合管，混合气体进入二级预热混合管再次预热；混合后的高温气体进入头部，混合气部分动能转化为静压力，气体与换热分配板进行强烈热交换，呈紊流状态，增加了换热能力；混合气体再次与头部底部进风孔混合，由火盖周围涡旋状缝隙式火口斜向喷出，火焰呈涡旋状态，直达炊具底部燃烧。
燃烧所需空气由燃气喷嘴的空气引入孔经吸气收缩管进入一部分，由调节风门进入一部分，与预热混合管进行热交换；预热的空气由预热混合管中部空气引入孔进入一部分，进行二次混合。呼吸风门及调节风门对外壳内空气量及空气压力进行调整，在调节风门固定时，呼吸风门对外壳内空气量又能作有效的调节外壳内空气流量过大时，由呼吸风门呼出空气参与燃烧；当外壳内空气不足时，由呼吸风门吸入空气，参与混合燃烧。呼吸风门由环状布置的涡旋状缝隙式进出风口构成，且风口与平面成一定的角度布置，改变了空气流动方向，使空气呈旋风状态，加强了混合燃烧的效果。
充分利用了燃气喷射的动能。燃气输送管将燃气输送至燃气喷嘴，燃气喷嘴直接设于燃烧器正下面，燃气喷嘴朝上方向布置；燃气喷射的动能来自于燃气自身静压力通过燃气喷嘴产生的动能(速度)，燃烧器的外壳上下因温差发生对流而产生动力(压差)；由于燃气从燃气喷嘴至喷火口喷出，预热混合过程路径较短，消耗动能少，因此混合气体具有较高的动能，能高速喷射至炊具底部。
充分利用了燃气燃烧的化学能。预热使活化分子数增加，同时对高分子起裂解作用，使燃气和空气混合物的初始温度较高，在燃烧前就具备了一定的物理热量，因而反应充分。燃烧反应过程要经过许多个中间步骤，例如甲烷裂解成炭和氢，氢和氧生成氢氧原子团，氢氧原子团再与氧生成水；碳与氧生成一氧化碳，一氧化碳再与氧生成二氧化碳等；当所需要的环境条件适宜并能得到足够的氧气时，甲烷的燃烧反应就会顺利地经过各个中部步骤而生成最终产物二氧化碳和水，所有甲烷都参加了反应，而生成物中又不含中间产物——黑烟和积炭，甲烷就被空气燃烧；反之，当燃烧时，得不到所需要的足够空气量，燃烧反应停止在某个中间步骤上而不能生成最终燃烧产物，出现黄焰，甚至冒黑烟，它不仅熏黑炊具，浪费燃气，而且还会产生一氧化炭。燃烧器在燃烧过程中，在预热混合管中部增加了空气引入孔，呼吸风门对空气量进行了有效的调节，喷出的气体进入头部，与底部空气进风孔强化混合；环状布置的涡旋状缝隙式进出风口及火口，增大了与空气的接触面，保证了燃烧所需要的空气量，使燃烧反应顺利地经过各个中部步骤而生成最终产物，使燃烧充分。
热量损失少。燃烧器采用燃气输送管将燃气直接输送到燃烧器正下面，结构紧凑，体积小，与空气接触面小，减少了热量损失；外壳采用薄壁板制作，阻止了热量向燃烧器下部传导，预热混合管等置于外壳内部，防止了预热混合管等热量向周围散失；预热混合过程中，气体从下至上进行预热，充分利用了余热，降低了燃烧器下部的温度，燃气输送管、燃气喷嘴、调节风门基本上在常温下工作，减少了热量的损失。
火焰温度高。预热使燃气和空气混合物的初始温度较高，可提高火焰温度；气流速度快，火焰喷的高，热量集中在炊具底部。
有利于环保，节约资源。反应充分，减少了有害气体及积碳的产生；多火口喷射，减少了单个火口的功率，发出较小的噪音。燃烧器头部温度较低，火盖中部为实心圆，火口环状布置，异物不易掉入燃烧器里堵塞喷嘴，具有保洁功能，延长了燃烧器的使用寿命。
本发明的有益效果是，该燃气燃烧器能使燃气和空气分级预热，分级混合，在头部与换热分配板换热混合，并高速喷射到炊具底部旋风、旋火混合燃烧；燃烧充分，热量集中，充分利用燃气喷出的动能和燃烧反应的化学能，提高了燃气的利用率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的纵剖面图。
图2是本发明第一个实施例的俯视图。
图3是本发明第二个实施例的俯视图。
图4是图1的A——A剖面图。
图5是图1的B——B剖面图。
图中1.燃气输送管，图中2.燃气喷嘴，图中3.弹簧，图中4.调节风门，图中5.吸气收缩管，图中6.预热混合管，图中7.头部，图中8.换热分配板，图中9.火盖，图中10.外壳，图中11.呼吸风门。
在图1中，吸气收缩管(5)、预热混合管(6)、头部(7)、火盖(9)顺序连接；换热分配板(8)置于头部(7)内壁周围；头部(7)外缘与外壳(10)上部通过呼吸风门(11)连接；燃气输送管(1)与燃气喷嘴(2)连接，燃气喷嘴(2)朝上方向布置；弹簧(3)、调节风门(4)、外壳(10)下部以燃气喷嘴(2)为轴，顺序连接。
在图2所示实施例中，外围呼吸风门(11)环状布置着涡旋状缝隙式进出风口，火盖(10)中心为实心圆板，外部同心圆环板上环状布置着涡旋状缝隙式火口，进出风口及火口均为斜口。为保证旋流效果，斜口与水平方向角度通常为45～85度；火口数量通常10～20个，进出风口数量通常为20～40个。
在图3所示另一实施例中，外围呼吸风门(11)环状布置着涡旋状缝隙式进出风口，火盖(10)中心为实心圆板，外部二层同心圆环板上环状布置着涡旋状缝隙式火口，二层涡旋状缝隙式火口均匀错开布置，进出风口及火口均为斜口。为保证旋流效果，斜口与水平方向角度通常为45～85度；二层火口数量通常均为10～20个，进出风口数量通常为20～40个。
在图4中，头部(8)下设环状布置着进风孔，内壁周围环状布置着相同数量的换热分配板(9)。进出风口数量和换热分配板(9)数量通常均为6～12个。
在图5中，预热混合管(7)中部周围环状布置着空气引入孔。空气引入孔数量通常为6～10个。
权利要求
1.一种旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器，其特征是在外壳中，吸气收缩管、预热混合管、头部、火盖顺序连接，换热分配板置于头部内壁周围；头部外缘与外壳上部通过呼吸风门连接，燃气输送管与燃气喷嘴连接，燃气喷嘴朝上方向布置，弹簧、调节风门、外壳下部以燃气喷嘴为轴，顺序连接。
2.根据权利要求1所述的旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器，其特征是外围呼吸风门环状布置着涡旋状缝隙式进出风口，火盖中心为实心圆板，外部同心圆环板上环状布置着涡旋状缝隙式火口，进出风口及火口均为斜口。
3.根据权利要求1所述的旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器，其特征是外围呼吸风门环状布置着涡旋状缝隙式进出风口，火盖中心为实心圆板，外部二层同心圆环板上环状布置着涡旋状缝隙式火口，二层涡旋状缝隙式火口均匀错开布置，进出风口及火口均为斜口。
4.根据权利要求1所述的旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器，其特征是头部下设环状布置着进风孔，内壁周围环状布置着相同数量的换热分配板。
5.根据权利要求1所述的旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器，其特征是预热混合管中部均匀布置着空气引入孔，下部为一级预热混合管，上部为二级预热混合管。
全文摘要
一种旋风、旋火式高效节能燃气燃烧器。它是在薄壁外壳中，吸气收缩管、预热混合管、头部、火盖顺序连接；换热分配板置于头部内壁周围；头部外缘与外壳上部通过呼吸风门连接；燃气输送管与燃气喷嘴连接，燃气喷嘴朝上方向布置；弹簧、调节风门、外壳下部以燃气喷嘴为轴，顺序连接。燃气与空气分级预热、分级预混，高速喷射到炊具底部旋风、旋火混合燃烧，充分地利用了燃气喷出的动能及燃烧反应的化学能；燃烧充分，热量集中，提高了燃气的利用率。
文档编号F23D14/62GK1502847SQ02147738
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月26日 优先权日2002年11月26日
发明者杜子君 申请人:杜子君