一种基于疏密介质的混合燃气灶具

本发明涉及燃气具，特别涉及一种基于疏密介质的混合燃气灶具。

背景技术：

1、现有的燃气具无法以氢气为燃料，氢气的高反应性增加了预混燃烧系统的自燃和回火风险，且由于氢火焰具有较高的绝热火焰温度，对于固定的燃烧系统，如果不采取额外措施，可能会导致燃烧室出口处的氮氧化合物nox排放增加。

2、申请号为202210045869.2，名称为一种适用纯氢气源的家用燃气灶用红外线燃烧器，通过在所述的燃烧器底板固定有多圈外环整流栅和内环整流栅，在所述的外环整流栅和内环整流栅上方安装有外环辐射盘和内环辐射盘，所述的内环辐射盘和外环辐射盘均包括从下至上依次设置的下层多孔介质、中层多孔介质和上层多孔介质，所述上层多孔介质和下层多孔介质的孔径小于中层多孔介质的孔径，所述上层多孔介质和下层多孔介质的孔隙率大于中层多孔介质的孔隙率，同时所述的燃烧器的外环引射器和内环引射器夹角为60～120度，该发明仅能燃烧纯氢，且目前氢气在国内发展程度尚不成熟，制氢与储氢都是难点，纯氢燃烧对金属腐蚀大，会产生严重氢脆问题，同时氢气更加易燃易爆，多孔介质对孔径要求严格，在制作加工方面也有一定难度，上述多层多孔介质的结构无法将火焰稳定在一个固定的曲面上，经济性与安全性较低，且加工难度较大。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于疏密介质的混合燃气灶具，设置预混腔，在预混腔内填充多孔烧结金属，设置一级燃烧喷头及二级燃烧喷头，并在内部填充多孔介质的惰性材料球体，利用内部填充材料的高导热性和辐射对进入的气体混合物进行预热，能够防止回火且避免燃气燃烧时火焰温度过高，有利于降低nox的生成；本发明在合理利用氢气的同时，克服了纯氢燃烧产生严重氢脆的问题；具有结构简单，操作灵活，燃料利用效率高，燃烧稳定，经济且安全性高的优点。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于疏密介质的混合燃气灶具，包括并列设置的第一燃料通道1和第二燃料通道2，所述第一燃料通道1与第二燃料通道2的出口均与预混腔15相连通，预混腔15内填充有多孔烧结金属15-1，预混腔15上方设置有一级燃烧喷头12，环绕预混腔15设置有二级燃烧喷头14，预混腔15分别与一级燃烧喷头12及二级燃烧喷头14相连通，一级燃烧喷头12与二级燃烧喷头14内填充有多孔介质。

4、所述第一燃料通道1包括第一进气管路1-1，第一进气管路1-1通过第一进气调节阀1-2与灶具内部的一级燃料管1-3的一端相连通，一级燃料管1-3的另一端与预混腔15进气端相连通。

5、所述第二燃料通道2包括第二进气管路2-1，第二进气管路2-1通过第二进气调节阀2-2与灶具内部的二级燃料管2-3的一端相连通，二级燃料管2-3的另一端与预混腔15进气端相连通。

6、所述第一燃料通道1与第二燃料通道2中通过的燃料分别为氢气、天然气。

7、所述一级燃烧喷头12包括第一喷头外壳12-1，第一喷头外壳12-1内部由外而内填充有第一大直径多孔介质7和第一内层小直径多孔介质8，第一喷头外壳12-1外周设有一级出火口9。

8、所述二级燃烧喷头14包括第二喷头外壳14-1，第二喷头外壳14-1内部由外而内填充有第二大直径多孔介质14-2和第二内层小直径多孔介质14-3，第二喷头外壳14-1外周设有二级出火口10。

9、所述第一外层大直径多孔介质7及第二外层大直径多孔介质14-2均采用直径为5.5mm-5.7mm的惰性材料球体，惰性材料采用部分稳定的氧化锆/氧化钇、稳定的氧化锆/氧化铝、氧化锆增韧莫来石、氧化铝或碳化硅。

10、所述第一内层小直径多孔介质8及第二内层小直径多孔介质14-3均采用直径为2.4mm-2.6mm的惰性材料球体，惰性材料采用部分稳定的氧化锆/氧化钇、稳定的氧化锆/氧化铝、氧化锆增韧莫来石、氧化铝或碳化硅。

11、所述预混腔15内填充的多孔烧结金属15-1，多孔烧结金属15-1采用部分稳定的氧化锆/氧化钇、稳定的氧化锆/氧化铝、氧化锆增韧莫来石、氧化铝或碳化硅。

12、所述预混腔15与一级燃烧喷头12之间设置有稳压火盖4。

13、相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

14、1.本发明通过预混腔15对天然气与氢气燃料进行预混，同时通过进气调节阀灵活控制参与燃烧的氢气的量，使装置能够更好地实现对燃料的燃烧利用，且一定程度上减小对金属的腐蚀，且混合气的化学性质较为稳定。

15、2.本发明在预混腔15内填充多孔烧结金属，设置一级燃烧喷头12及二级燃烧喷头14，并在内部填充的多孔介质的惰性材料球体，利用内部填充材料的高导热性和辐射对进入的气体混合物进行预热，可防止回火，同时能够避免燃气燃烧时火焰温度过高，有利于降低nox的排放。

16、3.本发明通过燃烧喷头内填充的内层介质孔径8，外层大孔径介质7，燃料气体由内向外流通，燃烧不会向上游传播，防止回火；另外内层介质孔径8作为预加热区，外层大孔径介质7作为燃烧区，利用双层多孔介质结构，且多孔介质采用惰性材料球体，可以实现火焰在多孔介质内的稳定，具有稳定火焰的特点。

17、4.本发明通过预混腔15及其内腔填充的多孔烧结金属材料的高导热性和辐射，对进入的气体混合物进行预热，使燃烧器整场温度分布趋于均匀，减少nox生成，且多孔烧结金属的高热容带来的热惯性使得系统对可燃混合物供应的微小波动相对不敏感。

18、综上，本发明具有结构简单，操作灵活，燃料利用效率高，燃烧稳定，经济且安全性高的优点。

技术特征：

1.一种基于疏密介质的混合燃气灶具，包括并列设置的第一燃料通道(1)和第二燃料通道(2)，其特征在于：所述第一燃料通道(1)与第二燃料通道(2)的出口均与预混腔(15)相连通，预混腔(15)内填充有多孔烧结金属(15-1)，预混腔(15)上方设置有一级燃烧喷头(12)，环绕预混腔(15)设置有二级燃烧喷头(14)，预混腔(15)分别与一级燃烧喷头(12)及二级燃烧喷头(14)相连通，一级燃烧喷头(12)与二级燃烧喷头(14)内填充有多孔介质。

2.根据权利要求1所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述第一燃料通道(1)包括第一进气管路(1-1)，第一进气管路(1-1)通过第一进气调节阀(1-2)与灶具内部的一级燃料管(1-3)的一端相连通，一级燃料管(1-3)的另一端与预混腔(15)进气端相连通。

3.根据权利要求1所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述第二燃料通道(2)包括第二进气管路(2-1)，第二进气管路(2-1)通过第二进气调节阀(2-2)与灶具内部的二级燃料管(2-3)的一端相连通，二级燃料管(2-3)的另一端与预混腔(15)进气端相连通。

4.根据权利要求1所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述第一燃料通道(1)与第二燃料通道(2)中通过的燃料分别为氢气、天然气。

5.根据权利要求1所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述一级燃烧喷头(12)包括第一喷头外壳(12-1)，第一喷头外壳(12-1)内部由外而内填充有第一大直径多孔介质(7)和第一内层小直径多孔介质(8)，第一喷头外壳(12-1)外周设有一级出火口(9)。

6.根据权利要求5所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述二级燃烧喷头(14)包括第二喷头外壳(14-1)，第二喷头外壳(14-1)内部由外而内填充有第二大直径多孔介质(14-2)和第二内层小直径多孔介质(14-3)，第二喷头外壳(14-1)外周设有二级出火口(10)。

7.根据权利要求5所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述第一外层大直径多孔介质(7)及第二外层大直径多孔介质(14-2)均采用直径为5.5mm-5.7mm的惰性材料球体，惰性材料采用部分稳定的氧化锆/氧化钇、稳定的氧化锆/氧化铝、氧化锆增韧莫来石、氧化铝或碳化硅。

8.根据权利要求1所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述第一内层小直径多孔介质(8)及第二内层小直径多孔介质(14-3)均采用直径为2.4mm-2.6mm的惰性材料球体，惰性材料采用部分稳定的氧化锆/氧化钇、稳定的氧化锆/氧化铝、氧化锆增韧莫来石、氧化铝或碳化硅。

9.根据权利要求1所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述预混腔(15)内填充的多孔烧结金属(15-1)，多孔烧结金属(15-1)采用部分稳定的氧化锆/氧化钇、稳定的氧化锆/氧化铝、氧化锆增韧莫来石、氧化铝或碳化硅。

10.根据权利要求1、5、9任一项所述的一种基于疏密介质的混合燃气灶具，其特征在于：所述预混腔(15)与一级燃烧喷头(12)之间设置有稳压火盖(4)。

技术总结
一种基于疏密介质的混合燃气灶具，包括并列设置的第一燃料通道和第二燃料通道，所述第一燃料通道与第二燃料通道的出口处设置有预混腔，预混腔内填充有多孔烧结金属，预混腔上方设置有一级燃烧喷头，环绕预混腔设置有二级燃烧喷头，预混腔分别与一级燃烧喷头及二级燃烧喷头相连通，一级燃烧喷头与二级燃烧喷头内填充有多孔介质；预混腔内填充多孔烧结金属，一级燃烧喷头及二级燃烧喷头内部填充的多孔介质的惰性材料球体，利用内部填充材料的高导热性和辐射对进入的气体混合物进行预热，能够防止回火且避免燃气燃烧时火焰温度过高，有利于降低NOx的生成；本发明在合理利用氢气的同时，克服了纯氢燃烧产生严重氢脆的问题；具有结构简单，操作灵活，燃料利用效率高，燃烧稳定，经济且安全性高的优点。

技术研发人员：王金华,刘泓芳,高思坪,朱志贤
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15