[实用新型]一种4寸大负荷高效节能环保鼓风燃气红外线灶芯

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及的是一种应用在宾馆、酒店、学校、单位等大型厨房燃气中餐灶、大炉灶、蒸箱、蒸柜、矮脚灶上的4寸大负荷燃气红外线灶芯。也可以叠加在广泛使用的4燃气鼓风旋流、板孔式灶芯上。安装或者通过改造成为4寸大负荷高效节能环保的燃气红外线灶芯。

背景技术

宾馆、酒店和食堂使用的燃气炒菜灶蒸柜要求火力集中，炒锅底局部热强度高，加热速度快的特性，即应具有较大的热负荷。因此，在国内大型厨房里绝大多数是采用4寸热负荷≥40KW的鼓风式或板孔式灶芯(燃烧器)。由于，结构和传热方式等问题，大部分热量不能被有效利用，导致热效率较低。一般炒菜灶热效率≤20％，蒸柜热效率≤40％，能源浪费严重。单纯从灶具的结构方面改进，很难取得突破性进展。2005年以后，国内出现红外线燃气灶芯，但是4寸口径灶芯热负荷超过35KW的红外线应用，至今未发现真正的产品。

以对流传热的鼓风旋流式蓝焰灶芯，是在国内95年研发并由南方向北方宾馆、饭店推广使用的。由于该灶芯体积较小、热负荷较大、制造成本低等特点成为至今被广泛使用的原因。但是，对流传热是通过对流热(热空气、火焰)与被加热物体间的温差、停留时间来进行的，由于其停留时间短，加热物体受热面积小，其对流热大量被耗废掉，使得器具所接收到的热量大为减少，故热效率低。除传热方式影响外，还有因灶芯结构缺陷引发的以下问题：

1、助燃鼓风与燃气混合不充分，燃烧不完全，燃烧效率较低。为使空气与燃气充分旋转混合，旋风灶芯设计思想：助燃鼓风和燃气分别从燃烧腔壁气孔及燃气旋流喷头孔斜向吹入燃烧室，边旋转混合边燃烧，喷射助燃风和燃气的斜孔中心线要于燃烧腔壁和燃气旋流喷头径向形成一定角度。由于加工铸件燃烧腔壁的斜孔费工费时难以加工，生产厂家大多改成了垂直孔。部分山东、京式、宁式燃烧腔体是用1毫米左右的钢板或不锈钢板做成，无法作斜孔。使原设计的旋转射流兼有的旋转紊流运动、自由射流及绕流三大特点逊色许多，燃气混合效果大打折扣。另外，燃烧腔体深度不足。广式ZZT2和部分早期山东、京式、无锡式等4寸时口径的鼓风旋流蓝焰灶芯成品，燃烧腔体深度在30～60mm之间较浅。风与燃气在燃烧腔体底部混合时间不足，燃烧时只有很薄的自由火焰，混合气体的传热不充分，化学反应在一个很窄的区域内进行，燃烧室的其它空间不发生化学反应，因此燃烬度不足，燃烧不完全、燃烧效率较低、污染物排放量较高。

2、实操中合适的空气与燃气比例难以实现，燃烧效率高的火焰形状不适合中餐炒菜灶和蒸柜使用。因为，火焰燃烧温度、燃烧效率和烟气状况与空气/燃气比例(空气系数)直接相关，在鼓风旋流猛火灶芯燃烧腔体内，气体从喷孔流出后，旋转上升至炉口的期间完成了燃料燃烧的化学和物理反应。合适的空气燃气比例应在1.05～1.10之间控制，炉膛火焰燃烧温度高，燃烧效率高。这时燃气鼓风旋流猛火灶芯表现为火焰短矮，蓝色火焰离开炉口20～30mm结束。板孔式灶芯火焰不足30mm高。只有靠烟气对流加热锅底，最佳温度区没有利用上。这种火焰形状极不适合中餐炒菜灶和蒸柜使用。如果降低锅底、蒸柜炉膛板与炉口的距离，炉膛内压加大，燃烧条件变劣，加上火焰与锅、板外表面接触时，相对冰冷的炉底板、锅底会造成火焰混合气体的传热原本不足的状况加剧，引起燃气不完全燃烧。导致烟气中有害物质含量的增加。另外，在厨房，厨师们为了满足炒菜的需要，减少或增大鼓风量来加长火焰长度。空气不足焰尾飘动无力，火焰为黄红色。大量风量吹冷火焰温度。两种状态都使锅具底部的温度和燃烧效率较低。不完全燃烧增多了随烟吹出炉堂的来得及燃尽的燃气，进一步引发一氧化碳排放量的加大。

3、燃烧噪声较大。喷射气流及燃烧后急速膨胀的气流通过管状灶芯口发出的轰鸣声。结构引发无法改善。

4、鼓风旋流、板孔式灶芯燃烧方式属于蓝焰燃烧，热交换效率低、烧热效率较低、能源利用率较低。蓝焰燃烧方式主要通过烟气以对流形式进行传热，烟气的辐射传热量极少，由于炉底板、锅底有效利用面积较小，吸收的热量就较少。即使降低支架高度，可以增大外表面烟气的流速，对流传热系数有所增加，但其增加的幅度有限。反映在灶芯的性能方面，即为燃烧热效率较低。国内大量使用的广式ZZT2、山东、京式、宁式等鼓风旋流和板孔式灶芯(4时口径炉头)，检索和实测大多的燃烧效率最高不到18％、21％(40KW时)。燃烧效率低极少达到G B7824-87中餐燃气炒菜灶中对热效率不小于20％的标准。