燃气烤箱灶管状燃烧器火孔设计

作者:郭荣 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年10月06日
为了迎接燃气烤箱灶全球市场飞速增长的需求,缓解原材料价格上涨的压力,烤箱部分管状燃烧器材料由原来的304不锈钢逐步降低到430、201、202不锈钢,现在又降低到用镀铝管制造,材料厚度也从1.0降低到0.8毫米,这样从设计的角度讲,对火孔的排列,大小布局都要重新考虑,确保正常燃烧时无熄火、离焰、回火、黄焰等缺陷,从全球范围讲现在液化石油气和天然气在使用中交替的现象越来越普遍,这就对火孔设计中同时兼顾两种燃气的使用,烤箱灶使用中还有防止关门熄火的问题、电子点火失效后手工点火的问题。
火孔的设计方面既要保证在最小体积和最少耗材前提下有足够的火孔热强度,足够的热负荷,我们通过不断的探索和试验,认为有以下几点需要同行关注:
一、火孔间距
火孔间距在6毫米时在传火方面最为有利,同时不致使火焰产生连焰现象,小于6毫米则会明显有连焰,火焰清晰程度降低的缺陷,反之,当火孔间距大于6.5毫米时,传火速度明显降低,当火孔间距大于8毫米时,出现传火困难甚至无法传火现象,(这时国外个别制造商在燃烧器下部增加一个半圆形引火板,这样在材料消耗方面又增加了成本),实践证明火孔间距为6毫米时最为合理;当然火孔间距大小受燃烧器长度的限制也是关键因素,在48英寸以上的燃气烤箱灶的烤箱燃烧器就考虑用2个以上的燃烧器了,因为单个燃烧器管太长传火会很慢且管内压力均匀程度都会变化。如果需要的火孔面积太大无法排列火孔时就要考虑用“U”形或其他形状的燃烧器。
二、燃烧器形状与火孔大小数据
火孔一般在考虑到模具制造难度方面因素选择圆形火孔,材料厚度在0.8左右时火孔直径选择在Φ2.3-Φ2.4左右,至于火孔数量则以烤箱腔体容积的大小选择热负荷而定。如30英寸以上的烤箱一般选择“L”形燃烧器,热负荷小的燃烧器可以选择直管形式,这样火焰在腔体内分布均匀,烧烤效果比较好,当然还要以用户烧烤什么食品有关系,肉类食品和面点类食品是有区别的,
1.火孔直径在材料厚度为1毫米时最好选择Φ2.4最佳(尤其是使用液化气和天然气两种气源的情况下),当前许多客户要求一台烤箱要能用两种燃气,这显然对燃烧器的设计提出了更高的要求;
2.火孔直径在材料厚度为0.8毫米时最好选择Φ2.3,这是因为目前材料价格不断上涨,在材料成本方面不得不考虑尽可能地降低材料厚度;
3.有些设计人员为了保险起见干脆用Φ2.的火孔,这显然是对燃烧器设计方面经验有限的缘故,岂不知,在热负荷需要一定时,火孔热强度一定(根据燃烧类型限制)时,火孔总面积为一定值,要保证足够的火孔面积,当间距拉大时就要增加火孔数量,火孔数量又因燃烧器长度所限不能太多时就出现排列不下的问题,所以火孔数量受制于火孔间距和单个火孔面积大小,有人曾经选用Φ2.5的火孔都出现使用液化气时黄焰和使用天然气时回火的现象,Φ2火孔在初点燃时还有明显的离焰现象,火孔的设计是一定要依照规律,否则走入歧途会走许多冤枉路。
三、引火片与燃烧管的间隙
因火孔排列在燃烧管的两边,所以必须考虑当点燃一边火孔时能自动引燃另一边火孔,这样引火片就是不可或缺的结构零件,引火片的形状应与燃烧器管配套。
1.包容燃烧器的圆弧中心角度以180度排列火孔为例,以150度最好,这个角度太大会影响正式火孔出火,太小会使引火效果变差。
2.引火片与燃烧管的间隙有个最佳的尺寸范围,因为引火传火的时间在各国标准中都有明确的规定,如果太大会出现局部火焰高度明显高出其他火孔的现象,如果设计火孔热强度接近极限火孔热强度时有明显黄焰,这在许多主流市场是不允许的,按照世界各地燃气烤箱灶标准都是难以通过认证测试的,如果太小(如δ≦0.8毫米)则引火困难,出现一边燃烧另一边无火的现象,若长时间这样用户又没有及时发现将是严重的事故隐患。
3.正常的引火片间距以1.2毫米为好,这个尺寸在设计图纸上一定要标示出公差,制造时有模具保证零件成型尺寸,焊接时夹具保证焊接时的位置尺寸,当然这个数据是针对液化气和天然气而言,若使用人工煤气则此数据将会有很大不同,显然目前使用人工煤气的用户已经很少了,不需要考虑它。
四、火孔排列技巧
火孔的排列很有技巧,在有些公司生产的烤箱因门体铰链结构对自动关门角度和关门力矩的矛盾处理方面不到位,使得当使用上燃烧器(GRILL)时因为每个用户关门的习惯不同有时会出现关烤箱门上燃烧器熄火问题,若不能及时发现(特别是使用无熄火保护阀体的产品时)是很危险的,为此提高火孔燃烧火焰的抗风能力是相当必要的,这种风不是正常情况下自然风,而是关门时的关门速度过大引起的短时吹向上燃烧器的风,因为上燃烧器直接暴露在腔体里,而下燃烧器一般有烤盘隔开关门的高速气流吹不到。一般采取大小火孔交替排列时可以有效提高抗风能力,主火孔用Φ2.3毫米、副火孔用Φ2毫米基本可以满足要求,有些设计者将副火孔设计成Φ1.6或Φ1.8是不合理的,因为燃烧器供我们加工火孔的长度很有限,要考虑到在有限的长度上加工尽可能多的火孔面积。否则当火孔热强度超出允许范围时燃烧工况将急剧恶化,造成燃烧时火焰拉长,排放CO超标问题。但是需要提出的是大小火孔排列使得火焰呈现长短不一,似狼牙状的问题,给人以火焰不均匀的感觉。
五、回火的预防
当燃气压力降低到极限压力之下时,许多管状燃烧器会因设备受震动,强风吹或人为敲击出现熄火,甚至有的产品在人为轻轻拍击烤箱侧板时也会有此问题,实际上这个问题归根结底是一次空气引射口调节不当所引起,在固定式一次空气口会很容易出现。
1.在设计管状燃烧器时一定要采用一次空气口可调节结构,这样当使用液化气或天然气时都可以方便地调节一次空气量,完全避免回火熄火现象。
2.当然选择文丘里管的形式也是很重要的方面。
3.另外在一次空气口增加防虫网对防止回火有一定的作用。当然一次空气口开度大小要做许多试验确定,液化石油气与天然气的理论空气量相差很多,需要试验找到具体燃烧器的最佳参数,
4.喉管直径选择适当与否也有一定的作用,需要设计者不断锤炼,积累经验才能做到应用自如;
5.材料选择方面,选择镀铝管制造会避免小火状态发红问题,但是材料厚度一定要大于1.0毫米;形状方面,弯曲状燃烧器比直管状燃烧器防止回火方面要好。
网友评论 more
安全管理论坛新帖

论坛数据加载中...
东方创想 |  网站简介 |  会员服务 |  广告服务 |  业务合作 | 提交需求 |  会员中心 | 在线投稿 | 版权声明 | 友情链接 | 联系我们 
北京东方创想科技有限公司 ©2007-2016 
联系电话:   
E-mail:[email protected]关注安全管理网  微博     关注安全管理网  微信
京ICP备11001792号    京公网安备110105014886