一种红外燃烧器的制作方法

文档序号:13146476阅读:321来源:国知局
技术领域本实用新型涉及能源利用技术领域,尤其涉及一种红外燃烧器。

背景技术:
红外燃烧器是一种利用红外线进行辐射加热的装置,其多采用蜂窝载体作为承烧板,并通常在承烧板的表面和承烧板的蜂窝状通孔内涂有催化剂,使燃料在通过承烧板时,在催化剂的作用下发生催化燃烧反应,催化燃烧反应放出的热量将承烧板加热至一定温度,使承烧板辐射红外线,辐射的红外线被加热物吸收,从而实现被加热物的加热。当燃烧器腔体内聚集大量燃料,红外燃烧器容易出现回火问题,为了减少回火问题的发生,一般将燃烧器腔体内的燃料出口到承烧板之间的距离设定的比较小,以降低燃烧器腔体内的燃料量;虽然这种设定方式可以减少因燃烧器腔体内聚集大量燃料而出现回火的问题,但是由于燃烧器腔体内的燃料出口到承烧板之间的距离较小,使得燃料在通过承烧板前无法实现均匀分散,以致燃料流速较快;这样当燃料通过承烧板时,燃料不能与承烧板上的催化剂充分接触,导致燃料不能完全进行催化燃烧反应,影响燃烧器的加热效率,另外,燃料中未发生催化燃烧反应的部分会在承烧板的表面通过自由基反应形成一层明火,这部分燃料所释放的热量只能以对流传热形式加热被加热物,极大的降低了红外燃烧器的加热效率。而且,如果红外燃烧器对纸、漆等易燃物进行加热,为了避免明火将被加热物引燃,只能增加红外燃烧器的承烧板与被加热物之间的距离,但是这会进一步降低红外燃烧器的加热效率。

技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种红外燃烧器,以保证红外燃烧器不出现回火的前提下,提高燃料参与催化燃烧反应的比例,减少明火的形成,提高红外燃烧器的加热效率。为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种红外燃烧器,包括燃烧器本体,所述燃烧器本体内设有燃烧器腔体,所述燃烧器本体上设有位于燃烧器腔体顶部的承烧板,所述承烧板上涂有催化剂,所述燃烧器本体上还设有位于燃烧器腔体底部的燃料入口,所述红外燃烧器还包括能够分流燃料使燃料从不同方向进入所述燃烧器腔体的导向管,所述导向管设在所述燃烧器腔体内,所述导向管与所述燃料入口相连。优选的,所述导向管包括主管路和至少一个分支管路,所述燃料供应管路通过所述主管路和各所述分支管路与燃烧器腔体相连。较佳的,各所述分支管路设在所述主管路的周向,各所述分支管路均与所述主管路相连通,所述燃料入口通过所述主管路与各所述分支管路相连通。较佳的,每个所述分支管路的轴线与所述主管路的轴线所呈的夹角α为45°~135°;其中,所述主管路的轴线与所述燃烧器腔体的底部所在平面垂直。进一步的,当α=90°时,在所述分支管路的轴线方向上,所述主管路的轴线与所述燃烧器腔体的内壁之间的距离为W,所述分支管路的轴向长度小于等于W的三分之二;当α≠90°时,在所述分支管路的水平投影所对应的轴线方向上,所述主管路的轴线与所述燃烧器腔体的内壁的距离为W,所述分支管路的轴向长度小于等于W的三分之二。较佳的,所述燃料入口与位于燃烧器本体外部的燃料供应管路相连,所述燃料供应管路包括燃料喷嘴,以及与所述燃料喷嘴连接的引射管,所述引射管的出口通过连接管与所述主管路相连通。进一步,每个所述分支管路的内径大于等于连接管的内径的二分之一。进一步,当α=90°时,每个所述分支管路的轴线到所述承烧板的距离H大于等于4倍的连接管的内径;当α≠90°时,每个所述分支管路的水平投影所对应的轴线到所述承烧板的距离H大于等于4倍的连接管的内径。较佳的,所述分支管路为一个时,所述红外燃烧器还包括能够控制所述分支管路绕所述主管路的周向转动的转动控制机构,所述转动控制机构的控制端与所述主管路相连;所述分支管路为多个时,各所述分支管路均匀设在所述主管路的周向。优选的,所述燃烧器腔体内设有分流板,所述分流板所在高度高于所述导向管的燃料出口所在高度。较佳的,所述分流板上的分流孔孔径为所述承烧板上通孔孔径的2倍-10倍。与现有技术相比,本实用新型提供的红外燃烧器具有以下有益效果:本实用新型提供的红外燃烧器中,燃烧器本体上还设有位于燃烧器腔体底部的燃料入口,且燃料入口与位于燃烧器腔体内的导向管相连,而导向管能够分流燃料以使燃料从不同方向进入燃烧器腔体,当燃料从燃料供应管路进入导向管后,在导向管的作用下,燃料能够分流以从不同的方向进入燃烧器腔体中,这样燃料在进入燃烧器腔体前就得到了分散,即使导向管的燃料出口到承烧板之间的距离比较小,也可以完成燃料在燃烧器腔体内的均匀分散,从而保证燃料与承烧板上的催化剂能够充分接触;因此,本实用新型提供的红外燃烧器能够提高燃料参与催化燃烧反应的比例,以达到减少明火形成的目的,而当红外燃烧器对易燃品等被加热物进行加热,形成的明火比较少时,就可以缩小红外燃烧器的承烧板与被加热物之间的距离,以提高红外燃烧器的加热效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1为本实用新型实施例提供的红外燃烧器的装配示意图;图2为本实用新型实施例提供的红外燃烧器的外观结构示意图;图3为本实用新型实施例提供的红外燃烧器的爆炸图;图4为图3中导向管的结构示意图;附图标记:1-燃烧器本体,10-燃烧器腔体;11-承烧板固定件,12-分流板固定件;2-承烧板,3-燃料供应管路;31-燃料喷嘴,32-引射管;320-可调风门,33-连接管;4-分流板,5-导向管;51-主管路,52分支管路。具体实施方式为了进一步说明本实用新型实施例提供的红外燃烧器,下面结合说明书附图进行详细描述。请参阅图1-图3,本实用新型实施例提供的红外燃烧器包括:燃烧器本体1,燃烧器本体1内设有燃烧器腔体10,燃烧器本体1上设有位于燃烧器腔体顶部的承烧板2,承烧板2上涂有催化剂,燃烧器本体1上还设有位于燃烧器腔体底部的燃料入口,该红外燃烧器还包括能够分流燃料使燃料从不同方向进入燃烧器腔体的导向管5,导向管5设在燃烧器腔体10内,导向管5与燃料入口相连。具体实施时,燃料从燃料入口进入导向管5,导向管5将燃料分流使燃料从不同方向进入燃烧器腔体10内,燃料进入燃烧器腔体10内后进一步分散,当燃料到达承烧板2后,与承烧板2的表面和通孔中的催化剂发生催化燃烧反应,催化燃烧反应放出的热量将承烧板2加热至较高的温度,使承烧板2辐射红外线,辐射的红外线被加热物体吸收,从而实现被加热物的加热;而燃料在导向管5中已经经过初步分散,使得燃料能够充分的与承烧板2的表面和通孔中的催化剂发生催化燃烧反应,极大的提高了参与催化燃烧反应的燃料量。通过上述实施例提供的红外燃烧器的具体实施过程可知,燃烧器本体1上还设有位于燃烧器腔体底部的燃料入口,且燃料入口与位于燃烧器腔体10内的导向管5相连,而导向管5能够分流燃料以使燃料从不同方向进入燃烧器腔体10,当燃料进入导向管5后,在导向管5的作用下,燃料能够分流以从不同的方向进入燃烧器腔体10中,这样燃料在进入燃烧器腔体10前就得到了分散,即使导向管5的燃料出口到承烧板2之间的距离比较小,也可以完成燃料在燃烧器腔体10内的均匀分散,从而保证燃料与承烧板2上的催化剂能够充分接触,因此,本实用新型实施例提供的红外燃烧器能够提高燃料参与催化燃烧反应的比例,以达到减少明火形成的目的,而当红外燃烧器对易燃品等被加热物进行加热,形成的明火比较少时,缩小红外燃烧器的承烧板2与被加热物之间的距离,易燃品也不容易被点燃,且由于红外燃烧器的承烧板2与被加热物之间的距离为红外线的辐射距离,而红外线的辐射强度与红外线的辐射距离的平方成反比,因此,本实用新型实施例提供的红外燃烧器在加热易燃物时,其加热效率相对较高。值得注意的是,为了进一步防止燃烧器腔体10内燃料积蓄过多导致红外燃烧器回火,导向管5的最大高度小于等于燃烧器腔体高度的一半,这样能够降低红外燃烧器回火的可能性,还能减小红外燃烧的占用空间。另外,此处导向管5的最大高度是指导向管的底部到顶部的高度差,而燃烧器腔体高度是指燃烧器腔体10的底部到顶部之间的高度差。需要说明的是,为了进一步提高燃料在燃烧器腔体10中的分散均匀性,还可以在燃烧器腔体10中设置分流板4,且分流板4所在高度高于导向管5的燃料出口所在高度;而且,分流板4上的分流孔孔径为承烧板2上通孔孔径的2倍-10倍,这样就能够使燃料更加均匀的分散。另外,为了固定承烧板2和分流板4,在燃烧器本体1上设置承烧板固定件11,承烧板固定件11位于燃烧器腔体顶部,燃烧器腔体10内设置分流板固定件12,以固定分流板4,且分流板固定件12所在高度高于导向管5的燃料出口所在高度,以保证分流板4所在高度高于导向管5的燃料出口所在高度。而上述实施例中的导向管5形式多种多样,只要能够连通燃料供应管路3和燃烧器腔体10,并将燃料分流,以使燃料从不同方向进入燃烧器腔体10均可。下面结合附图给出一种具体的导向管结构形式。请参阅图4,上述实施例中的导向管5包括主管路51和至少一个分支管路52,主管路51的轴线与燃烧器腔体10的底部所在平面垂直。请参阅图1,为了能够使得燃料从导向管5进入燃烧器腔体10中,还限定燃料入口通过主管路51和各分支管路52与燃烧器腔体10相连,使得燃料进入主管路51和每个分支管路52后,能够通过主管路51和每个分支管路52进入燃烧器腔体10中。请继续参阅图1,为了保证燃料进入导向管5能够从不同方向进入燃烧器腔体10中,每个分支管路52的轴线与主管路51的轴线所呈的夹角为α;且考虑到该角度过小会使燃料流向燃烧器腔体底部,使得燃料容易对燃烧器腔体10的底部产生一定的冲击,从而造成安全隐患。而角度过大则减少了燃料到承烧板之间的距离,导致燃料在燃烧器腔体10中分散的时间过少,不足以让燃料在燃烧器腔体10中充分分散,因此,限定每个分支管路52的轴线与主管路51的轴线所呈的夹角α为45°~135°,这样就能保证燃料通过主管路51和每个分支管路52进入燃烧器腔体10后,能够在燃烧器腔体10内充分分散。具体的,上述实施例中燃料入口通过主管路51和各分支管路52与燃烧器腔体10相连通时,可以采用以下两种结构实现燃料进入燃烧器腔体10。第一种结构:燃料入口分别与主管路51的燃料入口和各分支管路52的燃料入口相连,主管路51的燃料出口和每个分支管路52的燃料出口分别与燃烧器腔体10相连通,但主管路51的燃料出口和每个分支管路52的燃料出口不连通,这种结构虽然也能够使得燃料从导向管5进入燃烧器腔体10中,并分流燃料使燃料从不同方向进入燃烧器腔体10中,但是这种结构中,进入主管路51和每个分支管路52中的燃料是直接进入燃烧器腔体10中的,而未在主管路51中进行分流。第二种结构:请参阅图1,每个分支管路52设在主管路51的周向,且每个分支管路52与主管路51相连通,燃料供应管路3通过主管路51与各分支管路52相连通。这种结构中,由于燃料入口通过主管路51与每个分支管路52相连通,因此,燃料通过燃料入口能够直接进入主管路51,而不会同时进入每个分支管路52;而且,由于每个分支管路52与主管路51相连通,因此,进入主管路51的燃料还未到达燃烧器腔体10中,就被每个分支管路52分流,这样就能减少主管路51中燃料的输送量,从而降低了主管路51中燃料和每个分支管路52中燃料的输送速度,使得燃料通过主管路51和每个分支管路52进入燃烧器腔体10后,能够有时间充分分散,提高了燃料在燃烧器腔体10中的分散均匀性。而为了能够进一步延长燃料在燃烧器腔体10中的分散时间,可以限定主管路51与各个分支管路52连接的位置位于主管路51的中下部(即靠近燃烧器腔体10的底部),这样在部分燃料被分流后,剩余的燃料还会在主管路51中慢慢流动,即剩余的燃料在主管路51中有足够的时间降低流动速度,以使燃料在燃烧器腔体10中进一步分散。优选的,当分支管路52的数目为多个时,每个分支管路52沿主管路51的周向均匀排布,并固定在主管路51的周向上,可以保证燃料从每个分支管路52的燃料出口被均匀的输送到燃烧器腔体10中,进一步提高了燃料在燃烧器腔体10的分散均匀性。值得注意的是,如果上述实施例中的分支管路52为一个,则红外燃烧器还可以包括能够控制分支管路52绕主管路51的周向转动的转动控制机构。由于分支管路52为一个时,如果分支管路52的燃料出口位置固定,则不能充分实现在各个方向分散燃料的目的,而通过将分支管路52与转动控制机构的控制端相连,使得转动控制机构能够控制分支管路52绕主管路51的周向转动,这样分支管路52的燃料出口位置就能够时刻变化,使得燃料能够在各个方向上分散,从而提高燃料在燃烧器腔体10中的分散均匀性。当燃料入口通过主管路51和分支管路52与燃烧器腔体10相连通采用第一种结构时,由于此时主管路51和分支管路52相互独立,因此,转动控制机构的控制端与分支管路52相连,以实现转动控制机构控制分支管路52绕主管路51的周向转动时,主管路51并不会转动;而当燃料入口通过主管路51和分支管路52与燃烧器腔体10相连通采用第二种结构时,由于此时分支管路52设在主管路51的外壁,且分支管路52与主管路51相连通,这样主管路51和分支管路52相互关联,因此,转动控制机构的控制端与主管路51相连,以通过控制主管路51转动,带动分支管路52转动,这时主管路51和分支管路52的相对位置并不发生变化。至于上述实施例中转动控制机构的选择,可选范围比较多,例如常见的小型电机,但不仅限于此;下面以小型电机为转动控制机构为例,说明转动控制机构如何控制分支管路52绕主管路51的周向转动。当主管路51和分支管路52相互独立时,在分支管路52的外壁上连接杆状连接件,杆状连接件与小型电机的输出轴相连;这样当小型电机的输出轴输出转动扭矩时,小型电机的输出轴就能带动杆状连接件转动,从而实现分支管路52的转动;而当主管路51和分支管路52相互关联时,小型电机的输出轴通过套设在主管路51上的齿轮与主管路51齿轮连接,这样当小型电机的输出轴输出转动扭矩时,小型电机的输出轴就能带动齿轮转动,使得主管路51发生自转,而主管路51发生自转时,会带动其上的分支管路52绕主管路51的周向转动,这样分支管路52的燃料出口的位置就能发生变化。需要说明的是,上述实施例中燃烧器本体上设有的燃料入口与位于燃烧器本体外部的燃料供应管路3相连,供应管路3包括燃料喷嘴31,以及与燃料喷31嘴连接的引射管32,引射管32的出口通过连接管33与主管路51相连通;其中,喷嘴31连接在引射管32的可调风门320上。另外,上述实施例中导向管5的结构参数以及位置参数对燃料在燃烧器腔体10中的分散起到了重要的影响,下面以上述第二种结构下的红外燃烧器为例,从以下几个方面说明导向管5的结构参数以及位置参数对燃料在燃烧器腔体10中分散的影响。第一方面:分支管路51的轴向长度对燃料在燃烧器腔体10中分散的影响。当α=90°时,在分支管路51的轴线方向上,主管路51的轴线与燃烧器腔体10的内壁之间的距离为W,分支管路52的轴向长度小于等于W的三分之二;当α≠90°时,在分支管路51的水平投影所对应的轴线方向上,主管路51的轴线与燃烧器腔体10的内壁的距离为W,分支管路52的轴向长度小于等于W的三分之二。经试验表明,分支管路5的轴向长度具有上述限定时,就能够使分支管路5的燃料出口位于燃烧器腔体10合适的位置,提高燃料在燃烧器腔体10中的分散均匀性,避免因为分支管路5的轴向长度过长,使得燃料从分支管路5的燃料出口流出时过于靠近燃烧器腔体10的内壁,从而影响燃料无法在燃烧器腔体10中的分散均匀性。优选的,上述实施例中燃料供应管路3通过主管路51和各分支管路52与燃烧器腔体10相连通采用第二种结构时,若燃烧器腔体10为圆柱状结构,限定主管路51的轴线可以与燃烧器腔体10的轴线重合,且每个分支管路52的轴向长度一致,这样燃料从各分支管路52能够更均匀的分布在燃烧器腔体10中。第二方面:分支管路52的内径对燃料在燃烧器腔体10中分散的影响。考虑到分支管路52的内径过小会使燃料在导向管5内流速增加,不利于燃料的分散,因此,将每个分支管路52的内径限定为大于等于连接管33的内径的二分之一,经试验表明,分支管路52的内径限定在该范围,可以有效的提高燃料的分散均匀性。第三方面:分支管路52与承烧板2之间的相对位置关系对燃料在燃烧器腔体10中分散的影响。一般来说,按照工程学原理,变径长度需大于四倍管径差才能使流体流速充分降低,具体到现有的红外线燃烧器结构来说,限定燃料供应管路的燃料出口到承烧板的距离需要大于四倍燃烧器腔体的横截面直径与连接管33的直径差值。而上述实施例中,导向管5具有多个出口,这些出口可以是主管路51的燃料出口,也可以为分支管路52的燃料出口;而为了能够充分降低燃料在燃烧器腔体10中的流动速度,限定当α=90°时,每个分支管路52的轴线到承烧板2的距离H大于等于4倍的连接管33的内径;当α≠90°时,每个分支管路52的水平投影所对应的轴线到承烧板的距离H大于等于4倍的连接管33的内径即可。经试验证明,通过上述限定,可以有效降低燃料在燃烧器腔体10中的流动速度,使得燃料在燃烧器腔体10中充分分散。在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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