[实用新型]一种带诱导旋流的反扩散火焰燃烧器

说明书

本实用新型公开了一种带诱导旋流的反扩散火焰燃烧器，包括由上而下依次设置的燃烧器头部、燃烧器主体和燃烧器底板；所述燃烧器头部包括由上而下依次连通的发散出口腔、空气出口腔和收缩进口腔；所述燃烧器主体包括顶面呈圆环的燃料室和内端的涡流室；所述燃料室侧壁设置燃料进气孔；涡流室的侧壁设置多个沿涡流室侧壁切向进气的切向进气孔。该燃烧器结构简单，成本低，使用安全，整体为3个独立的零件，拆卸与清理方便；该燃烧器产生的火焰长度短，大小紧凑，火焰稳定性好；该燃烧器产生的火焰所排放的污染物少，尤其是一氧化碳和氮氧化物等有毒气体；该燃烧器具有加热速度快、加热效率高和传热分布均匀等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，尤其涉及一种带诱导旋流的反扩散火焰燃烧器。

背景技术

设计使用明火的商用炊具面临的主要问题是烹饪火焰的环境污染、热效率提升和经济性等方面，因此，烹饪燃烧器的设计一直以环保、高热效率、低成本为目标。大多数传统烹饪燃烧器设计都依赖于相对清洁的、燃烧速度快的预混火焰，预混火焰可以依赖于自吸气的大气空气，也可以配合鼓风机提供更高热功率。当要求较高的加热速率或较短的加工时间时，火焰射流的运行雷诺数不断增加，当雷诺数超过3000，预混火焰因达到稳定极限而熄灭。例如，在商业餐馆中，为了满足更高的加热速度，一旦加热速率超过燃烧器的容量，为获得更高热功率，就必须安装体积更大的燃烧器，以降低由于空气和燃料流量增加而接近稳定极限的雷诺数。

纯扩散火焰具有高烟气排放的特性，这限制了它的商业应用。虽然预混火焰的运行雷诺数较低，但由于预混火焰没有湍流引发的燃烧增强作用，因此加热速率相对湍流扩散作用较低。在此背景下，基于反扩散火焰燃烧的新型燃烧器设计受到了研究者的关注，以实现高雷诺数下的能量利用，从而发挥湍流燃烧的优势。反扩散火焰燃烧技术最初应用于工业燃烧器和锅炉中，而对于小尺寸规模应用反扩散火焰燃烧技术以提高商用炊具的热功率和降低污染物排放的研究较少。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种运用在商用炊具的带诱导旋流的反扩散火焰燃烧器，该燃烧器的火焰高度短而且稳定燃烧，加热能力强，目标表面加热均匀，空气污染物排放低。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种带诱导旋流的反扩散火焰燃烧器，包括由上而下依次设置的燃烧器头部、燃烧器主体和燃烧器底板。

所述燃烧器头部包括由上而下依次连通的发散出口腔、空气出口腔和收缩进口腔，所述发散出口腔的侧壁上沿圆周方向设置多个倾斜的燃料气孔。

所述燃烧器主体包括顶面呈圆环的燃料室和内端的涡流室；所述燃料室上端连通所述燃料气孔，侧壁设置燃料进气孔；所述涡流室顶端连通所述收缩进口腔，涡流室的侧壁设置多个沿涡流室侧壁切向进气的切向进气孔，所述发散出口腔、空气出口腔、收缩进口腔和涡流室的侧壁横截面均为圆形且依次连接。

当空气进入燃烧器主体的切向进气孔后，气体向上旋转运动，依次经过上部的收缩进口腔、空气出口腔和发散出口腔，带动从燃料气孔喷出的燃料并向外旋转扩散燃烧，在火焰中心形成一个大的流动循环区，流动循环区使燃料和空气进一步快速充分混合，使火焰的稳定性提高；流动循环区增加了火焰轴向速度衰减速率，缩短了火焰长度，降低了CO和NO_X的排放。

发散出口腔、空气出口腔和收缩进口腔的主要作用是减少压力损失，形成循环区。空气从切向进气孔进入并到从发散出口腔喷出形成漩涡射流的过程中，一部分的压降作为射流的动能，其余部分由于和燃烧器内部壁面接触造成机能损失，收缩进口腔的作用就是降低该部分压力的损失，然后再与发散出口腔结合，利用涡流效应，形成和扩大循环区，提高火焰的稳定性。

进一步的是，所述发散出口腔和收缩进口腔均为圆台形腔体，所述空气出口腔和涡流室均为圆柱形腔体，空气出口腔的上下两端均连接圆台形腔体面积较小端面；使空气进入燃烧器主体的切向进气孔后，带动气体向上旋转运动，并且减少机能的损失。