專利名稱：釔催化燃燒整體式灶具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合稀有金屬釔催化燃燒、紅外線輻射燃燒器、低壓引射式大氣燃燒和強(qiáng)化輻射傳熱優(yōu)勢(shì)的高效低NOx生成燃燒灶具。適用于各類民用燃?xì)庠罹吆筒惋嫎I(yè)專用燃?xì)庠罹?，各類中小?fù)荷的天然氣、沼氣、城市煤氣和液化石油氣燃燒裝置使用。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)大部分的民用(包括餐飲業(yè))燃?xì)庠畈捎眯魅紵訜岱绞?，混合了足夠的二次空氣，燃燒完全。燃燒溫度?1400℃以上)，NOx生成多，另外灶具熱效率(超過55％者不多)有待于提高，餐飲業(yè)專用灶具熱效率更低(僅為20％)，NOx排放高達(dá)500ppm。市場上已有的多孔陶瓷板輻射型灶具燃燒均勻、熱效率較高，耐熱性能好，燃燒穩(wěn)定范圍較大且不易回火，但機(jī)械強(qiáng)度和抗熱震性差，熱安全性差。市場上已有的雙金屬網(wǎng)輻射型燃燒灶具燃燒發(fā)生在內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間，易氧化回火，且長期使用后熱脹冷縮使得金屬網(wǎng)表面凹凸不平，二層網(wǎng)之間的距離不均勻而使燃燒情況不太正常，呈現(xiàn)出紅、黑相間的表面。另外，因纖維材質(zhì)限制，高溫機(jī)械強(qiáng)度差，需在纖維層下設(shè)置支架，空間體積大。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有旋流型和輻射型燃燒灶具的不足，本發(fā)明提供一種燃燒傳熱、加熱高度和外形組合匹配的高效低NOx排放的釔催化燃燒整體式灶具。
釔催化燃燒整體式灶具，主要包括低壓引射式大氣擴(kuò)散燃燒器，輻射屏和支架，燃燒器主要包括殼體，燃燒面，燃空預(yù)混物進(jìn)入口和二次空氣引入管，燃燒面為含稀有金屬釔(Y)0.1％～1％的纖維狀可透性耐火合金毯，二次空氣引入管豎直穿過燃燒面和燃燒器底部殼體，且與燃燒面及燃燒器底部殼體相連接，輻射屏包括兩個(gè)倒圓錐臺(tái)面，位置居上的圓錐臺(tái)面錐度比位置居下的圓錐臺(tái)面錐度小，輻射屏底部和燃燒器頂部在同一個(gè)水平面上且不留空隙，支架放在輻射屏凹槽里，支架能調(diào)節(jié)受熱面到高出燃燒面23mm～27mm的位置。
發(fā)明熱效率高達(dá)63％；點(diǎn)火可靠、燃燒穩(wěn)定、易拆裝和經(jīng)久耐用；燃燒強(qiáng)度在100kW/m2～10000kW/m2范圍可調(diào)，逆燃安全、高溫抗蝕、抗熱沖擊、抗機(jī)械沖擊、熱惰性低、壽命長；低CO排放、NOx排放相對(duì)減少50％～70％。
各類民用及餐飲業(yè)專用燃?xì)庠罹?、各類中小?fù)荷的天然氣、沼氣、城市煤氣與液化石油氣燃燒裝置均可使用本發(fā)明。


圖1為發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明涉及的一種釔催化燃燒整體式灶具，主要包括低壓引射式大氣擴(kuò)散燃燒器1，輻射屏2和支架3。燃燒器1主要包括燃燒面4，殼體5，二次空氣引入管6和燃?xì)饪諝忸A(yù)先混合物進(jìn)入口7。燃燒面4為含稀有金屬釔(Y)0.1％～1％的纖維狀可透性耐火合金毯。二次空氣引入管6豎直穿過燃燒器1的燃燒面4和燃燒器1底部殼體5，二次空氣引入管6和燃燒器1底部殼體5相連接。輻射屏2包括兩個(gè)倒圓錐臺(tái)面，位置居上的圓錐臺(tái)面錐度比位置居下的圓錐臺(tái)面錐度小，輻射屏2底部和燃燒器1頂部在同一個(gè)水平面上且不留空隙。輻射屏2設(shè)有凹槽以便固定支架3，支架3可以上下擺動(dòng)和水平移動(dòng)來調(diào)節(jié)受熱面位置，并使得受熱面高出燃燒面4約23mm～27mm。燃燒器1固定在操作臺(tái)面上，輻射屏2套住燃燒面4并放置在操作臺(tái)面上，輻射屏2底面和燃燒器1頂面在同一個(gè)水平面上。燃燒器1不承受重量，受熱面的重量通過支架3傳遞到輻射屏2，最后和輻射屏2的重量一起被傳遞到操作臺(tái)面。
低壓引射式大氣燃燒器結(jié)構(gòu)簡單，燃空混合比調(diào)節(jié)范圍寬。利用燃?xì)獾膰娚渚砦饔冒慈細(xì)鉄嶂挡煌A(yù)先混入燃燒所需大部分空氣。燃空混合物經(jīng)由燃空預(yù)混物進(jìn)入口7進(jìn)入燃燒器1的頭部空腔，在燃?xì)鈮毫ο氯伎栈旌衔锞鶆虼┻^燃燒面4后在燃燒面4上著火燃燒，形成高溫氣流。由于燃燒面4的面積大，火焰被均勻分散，受熱面和燃燒面4之間的燃燒空間里溫度分布均勻，不存在長的火焰，有效地抑制由局部高溫引起的熱力型NOx的生成。由燃燒面4上面的高溫氣流和位于燃燒器1底部殼體5之外的冷空氣之間的密度差形成的浮升力使得小部分空氣從燃燒器1底部通過二次空氣引入管6而進(jìn)入燃燒面4上部空間，并和未完全燃燒的混合氣流進(jìn)一步混合，從而使得燃燒效率得到提高，CO排放濃度滿足GB16410-1996要求。二次空氣引入管6的設(shè)置，解決了因燃燒面4致密結(jié)構(gòu)的阻力作用而不能卷吸足夠多的一次空氣的問題?？筛鶕?jù)燃?xì)獍l(fā)熱值和燃?xì)饩砦芰υO(shè)置二次空氣引入管6的數(shù)目、噴口面積和位置，達(dá)到從燃?xì)饪諝忸A(yù)混物進(jìn)入口7進(jìn)入的由燃?xì)鈬娚渚砦饔枚A(yù)混的一次空氣量(大部分)和從二次空氣引入管6進(jìn)入的二次空氣量(小部分)之和為理論空氣量的100％～102％。在稀有金屬釔物理催化和化學(xué)催化作用下，燃燒反應(yīng)活化能降低，燃燒反應(yīng)更容易進(jìn)行，著火更容易、燃燒更穩(wěn)定。在燃燒面4的高溫點(diǎn)火和催化作用下大部分燃燒過程在通過燃燒面4時(shí)完成。燃燒面4和輻射屏2之間不留空隙避免冷空氣混入燃燒面4的上部空間而降低燃燒溫度。輻射屏2包括兩個(gè)不同錐度的倒圓錐臺(tái)面，這樣既提供足夠的燃燒空間，又將通過受熱面和燃燒面4之間的側(cè)部空間的散熱以輻射和對(duì)流換熱方式傳遞給受熱面，進(jìn)一步提高灶具熱效率。燃燒面4的燃燒強(qiáng)度最低值為100kW/m2。燃燒面4的燃燒強(qiáng)度在800kW/m2～900kW/m2范圍時(shí)，呈輻射燃燒，燃燒面4赤紅并出現(xiàn)紅或橙色火焰，以來自赤紅燃燒面4和紅色火焰的輻射換熱為主。燃燒面4的燃燒強(qiáng)度大于900kW/m2時(shí)，出現(xiàn)藍(lán)色火焰。燃燒面4的燃燒強(qiáng)度大于5000kW/m2時(shí)，以輻射為主，同時(shí)輻射換熱和對(duì)流換熱均加強(qiáng)。燃燒器1可視燃燒功率大小制作成不同面積。在同時(shí)具備“采用稀有金屬釔合金毯4進(jìn)行催化燃燒及紅外線輻射燃燒，設(shè)置二次空氣引入管6控制空氣過剩系數(shù)在1.0～1.02范圍內(nèi)，和優(yōu)化設(shè)計(jì)輻射屏2及支架3控制受熱面高出燃燒面23mm～27mm”條件下，整體式灶具排煙流暢，燃燒完全，熱效率高達(dá)63％，和旋流型灶具相比NOx排放減少50％～70％。
0.1％～1％的稀有金屬釔元素使得燃燒面4上表面形成一層致密的金屬氧化物保護(hù)膜，從而能承受不超過1100℃的高溫。燃燒面4的溫度控制在400℃～1100℃范圍內(nèi)，以保證稀有金屬釔元素的物理催化和化學(xué)催化功能。燃燒面4氣體流通空隙很小，沒有回火。燃燒面4具有一定的厚度，上表面進(jìn)行輻射加熱，其余位置金屬不斷地被預(yù)先混合的燃?xì)馀c空氣冷卻，有效地避免了燃燒面4以下的高溫起火現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.釔催化燃燒整體式灶具，其特征在于包括低壓引射式大氣擴(kuò)散燃燒器，輻射屏和支架，燃燒器主要包括殼體，燃燒面，燃空預(yù)混物進(jìn)入口和二次空氣引入管，燃燒面為含稀有金屬釔0.1％～1％的纖維狀可透性耐火合金毯，二次空氣引入管豎直穿過燃燒面和燃燒器底部殼體，且與燃燒面及燃燒器底部殼體相連接，輻射屏包括兩個(gè)倒圓錐臺(tái)面，位置居上的圓錐臺(tái)面錐度比位置居下的圓錐臺(tái)面錐度小，輻射屏底部和燃燒器頂部在同一個(gè)水平面上且不留空隙，支架放在輻射屏凹槽里，支架能調(diào)節(jié)受熱面到高出燃燒面23mm～27mm的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種綜合釔催化燃燒整體式灶具。主要包括低壓引射式大氣燃燒器，輻射屏和支架，燃燒器主要包括殼體，燃燒面，燃空預(yù)混物進(jìn)入口和二次空氣引入管，燃燒面為含稀有金屬釔的纖維狀可透性耐火合金毯，二次空氣引入管豎直穿過燃燒面和燃燒器底部殼體，且與燃燒面及燃燒器底部殼體相連接，輻射屏包括兩個(gè)倒圓錐臺(tái)面，輻射屏底部和燃燒器頂部在同一個(gè)水平面上且不留空隙，支架能調(diào)節(jié)受熱面到高出燃燒面23mm～27mm的位置。本發(fā)明熱效率高出普通民用灶具標(biāo)準(zhǔn)8％～11％，NO
文檔編號(hào)F24C3/08GK1975260SQ20061013686
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者張全, 艾元方 申請(qǐng)人:中南大學(xué)