一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具的制作方法

本发明涉及燃气灶具领域，具体而言，涉及一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具。

背景技术：

气灶是指以液化石油气(液态)、人工煤气、天然气等气体燃料进行直火加热的厨房用具。燃气灶又叫炉盘，其大众化程度无人不知，但又很难见到一个通行的概念。台式灶具主要由燃烧器(炉头、内外火盖)、阀体(含喷嘴、风门板、锥形弹簧)、壳体(可以是分体壳体——面板、后板和左右侧板组装而成，也可以是整体拉伸壳体)、炉架、旋钮、盛液盘、炉脚、进气管、和脉冲点火器(脉冲点火方式灶具专用)等组成。燃气灶在工作时，燃气从进气管进入灶内，经过燃气阀的调节(使用者通过旋钮进行调节)进入炉头中，同时混合一部分空气(这部分空气称之为一次空气)，这些混合气体从分火器的火孔中喷出同时被点火装置点燃形成火焰(燃烧时所需的空气称之为二次空气)，这些火焰被用来加热置于锅支架上的炊具。

传统的本生火焰燃气灶有调节比低、火焰不稳定、污染排放高等缺点，排放出nox、co和未燃烧的碳氢化合物(uhc)，这些排放物造成室内空气污染，对人体有害。而多孔燃气灶具有低污染物排放、高功率密度、高降速比、增强燃烧稳定性等特点。

目前，应用较为广泛的多孔介质主要有泡沫陶瓷、金属丝网或单个球体。当固体小球作为填充介质时，孔隙率较小，因而流动阻力较大，具有相对良好的蓄热能力，是家用燃气灶具的理想材料。

技术实现要素：

针对传统的本生火焰燃气灶的缺点，本发明提出了一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具，其通过球体的堆积，从而形成多孔介质燃烧区域，同时通过构建燃烧区域阶梯形式的孔隙率，用于形平成稳的气流和温度梯度，增大了燃烧强度，增强了火焰的稳定性，减少了气体在高温区内的停留时间，降低氮氧化物和一氧化碳的排放量，具有较高的环保与经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具，其特征在于，包括内炉腔、外炉腔、外引射管、内引射管、多孔介质填充床体和点火器，其中，

所述内炉腔套设于所述外炉腔的内部，所述外炉腔的进气口与所述外引射管连接，所述内引射管的进气口与所述内引射管连接；

所述多孔介质填充床体包括多孔介质填充床外环和多孔介质填充床内环，所述多孔介质填充床外环包括依次设于所述外炉腔上方的第一支撑孔板、预热区和第一燃烧区，所述多孔介质填充床内环包括依次设于所述内炉腔上方的第二支撑孔板和第二燃烧区，所述预热区、第一燃烧区和第二燃烧区均填充有用于形成多孔区域的球体，其中，预热区的孔隙率大于第一燃烧区的孔隙率，用于形平成稳的气流和温度梯度，提高燃烧速率和效率，降低氮氧化物和一氧化碳的排放量；

所述点火器依次穿过所述内炉腔和第二燃烧区，用于打火。

进一步的，所述球体包括多个设于所述预热区的第一球体、设于所述第一燃烧区的第二球体以及设于所述第二燃烧区的第三球体。

进一步的，所述多个第一球体形成的孔隙率为30％-40％，优选的，所述多个第一球体形成的孔隙率为35％；所述多个第二球体形成的孔隙率为60％-70％，优选的，所述多个第二球体形成的孔隙率为65％；所述多个第三球体形成的孔隙率为30％-40％，优选的，所述多个第一球体形成的孔隙率为35％。

进一步的，所述第一球体的直径为3mm-10mm，优选的，所述第一球体的直径为6mm；所述第二球体的直径为5mm-15mm，优选的，所述第二球体的直径为10mm；所述第三球体的直径为3mm-10mm，优选的，所述第三球体的直径为6mm。

进一步的，所述预热区的横截面积大于所述外炉腔的横截面积。

进一步的，所述第一燃烧区的上面设有环形压盖，所述环形压盖沿所述第一燃烧区的外边缘布置，所述环形压盖上还设有通孔。

进一步的，所述点火器包括体部和与所述体部固定连接的放电感应头部，其中，体部依次穿过所述内炉腔和第二燃烧区，所述放电感应头部设置于所述第二燃烧区的外部。

进一步的，所述球体为铜球、铁球、陶瓷球中的一种或几种。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明通过球体的堆积，从而形成多孔介质燃烧区域，同时通过构建燃烧区域阶梯形式的孔隙率，用于形平成稳的气流和温度梯度，增大了燃烧强度，增强了火焰的稳定性，减少了气体在高温区内的停留时间，降低氮氧化物和一氧化碳的排放量，使得灶具的使用更加安全可靠，具有较高的环保与经济效益。

(2)本发明预热区的孔隙率(为30％-40％)大于第一燃烧区的孔隙率(为60％-70％)，用于形平成稳的气流和温度梯度，提高燃烧速率和效率，降低氮氧化物和一氧化碳的排放量，同时，增加还用于增加燃烧区出口处气体的流速，避免回火。

(3)本发明通过多个堆积的球体构建燃气灶具的预热区域和燃烧区域的多孔介质，使得燃烧区域温度迅速趋于均匀，保持了平稳的温度梯度，同时由于燃烧区孔隙率较大，有较大的固体表面积，因而蓄热能力较强，使得燃气能够充分燃烧，进而降低氮氧化物和一氧化碳的排放量。

(4)本发明预热区的横截面积大于所述外炉腔的横截面积，进而使得混合后的气体能够更快的流向预热区，避免回火。

(5)本发明球体为铜球、铁球、陶瓷球中的一种或几种，具有相对良好的蓄热能力，使得预混气体燃烧产生的部分热量从燃烧区的高温区传递到预热区的低温区，用于预热未燃混合气体，进而提高燃烧速率并促使燃料完全燃烧，进而降低氮氧化物和一氧化碳的排放量。

附图说明

图1为本发明一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具的结构示意图；

图2为本发明一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具涉及的多孔介质填充床体的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件，其中，1-点火感应针，2-外炉腔，3-内炉腔，4-多孔介质填充床体，5-环形压盖，6-内引射管，7-外引射管，41-多孔介质填充床外环，42-多孔介质填充床内环，411-第一支撑孔板，412-预热区，413-燃烧区，421-第二支撑孔板，422-第二燃烧区。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1和图2所示，其中，图1为本发明一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具的结构示意图，图2为本发明一种基于球体堆积的多孔介质燃气灶具涉及的多孔介质填充床体的结构示意图，本发明的燃气灶具包括点火感应针1，外炉腔2，内炉腔3，多孔介质填充床体4，环形压盖5，内引射管6，外引射管7，多孔介质填充床外环41，多孔介质填充床内环42，第一支撑孔板411，预热区412，第一燃烧区413、第二支撑孔板421，第二燃烧区422。燃气从高压喷嘴喷出，带动周围空气流动，在燃气炉里面充分混合后流入多孔介质填充床体区域，然后经由脉冲点火器连续放电并在点火感应针处产生电火花，点燃混合气，可通过风门调节混合气的过量空气系数，预热区412的下部设有金属支撑孔板411，第一燃烧区413的上部设有可拆卸的环形压盖5，固定了堆积的球体，同时使出口的燃气更加均匀，可取下环形压盖5更换内部的球体。所述环形压盖5上还设有通孔。

具体而言，本发明的装置包括与所述外炉腔2连接的外引射管7，与内炉腔3连接的内引射管6，所述内炉腔3套射在所述外炉腔2的外部，其中，在大功率条件下(功率不小于1.5kw)，外引射管7与内引射管6同时开启，分别向外炉腔2和内炉腔3内输入燃气，并卷吸一次空气进入外炉腔2和内炉腔3内预混；在小功率条件下，内引射管6开启，向内炉腔3内输入燃气，并卷吸一次空气进入内炉腔3内预混。

多孔介质填充床体4包括多孔介质填充床外环41以及设于所述多孔介质填充床外环41内部的多孔介质填充床内环42，其中，所述多孔介质填充床内环42设于所述内炉腔3的上部，所述多孔介质填充床外环41设于所述外炉腔2的上部。所述多孔介质填充床外环41包括金属支撑孔板411，预热区412，第一燃烧区413，其中，所述第一支撑孔板411设于所述外炉腔2上方，所述预热区412设于所述第一支撑孔板411的上方，所述第一燃烧区413设于所述预热区412上方。其中，所述预热区412内填充有第一球体，所述第一球体的直径为3mm-10mm，优选的，所述第一球体的直径为6mm，所述第一燃烧区413内填充有第二球体，所述第二球体的直径为5mm-15mm，优选的，所述第二球体的直径为10mm。所述多孔介质填充床内环42包括设于所述内炉腔3上部的第二支撑孔板421以及设于所述第二支撑孔板421上方的第二燃烧区域422，所述第二燃烧区域422内填充有第三球体，所述第三球体的直径为3mm-10mm，优选的，所述第三球体的直径为6mm。

进一步的，本发明还包括穿过所述内炉腔3和所述多孔介质填充床内环42的点火感应针1。所述点火感应针为脉冲式点火感应针。所述点火器包括体部和与所述体部固定连接的放电感应头部，其中，体部依次穿过所述内炉腔和第二燃烧区422，所述放电感应头部设置于所述第二燃烧区422的外部。所述预热区412的横截面积大于所述外炉腔2的横截面积。进一步的，为了减小第一燃烧区413出口的流通面积，在所述第一燃烧区413的上方，还设有环形压盖5。优选的，所述预热区412的横截面积不小于所述第一燃烧区413的横截面积。

在大功率条件下(功率不小于1.5kw)，外引射管7与内引射管6同时开启，分别向外炉腔2和内炉腔3内输入燃气，并卷吸一次空气进入外炉腔2和内炉腔3内预混，预混后的气体流入预热区时，通流面积增加，流速下降，有助于稳定燃烧火焰，达到防回火的目的，而当燃烧产物流入第一燃烧区时，预热区填充物孔隙率为60％-70％，流通面积减小，流速增加，增强对流换热作用，降低排烟温度损失。由于第一燃烧区内孔隙率较大，有助于支持燃烧，提高燃烧温度。同时，不同的孔隙密度可以避免火焰面附近温度梯度陡，温度分布不均，局部高温区的存在，解决了火焰不稳定的问题，使燃烧更充分，实现低热值气体的稳定燃烧。同时，本发明球体为铜球、铁球、陶瓷球中的一种或几种，具有相对良好的蓄热能力，使得预混气体燃烧产生的部分热量从燃烧区的高温区传递到预热区的低温区，用于预热未燃混合气体，进而提高燃烧速率并促使燃料完全燃烧，进而降低氮氧化物和一氧化碳的排放量。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。