热利用率超过84的燃气、油灶

摘要

本发明涉及到一种热利用率超过84％的燃气、油灶。它由锅具、密封炉圈、保温器、空气预热器组成了封闭炉膛，保温器、空气预热器形状与锅具形状相似，保温器将锅具包在里面，空气预热器又把保温器包在里面，烟气就在这层层包围所形成的窄平行曲面烟道中流过，烟气的热除了传给锅具外还传给保温器和空气预热器，后两者中的空气又将此份热带回炉膛传给锅具，被吸完热的烟气引到抽油烟机直接排出室外。所采用的燃料—空气匹配同步调节阀，它是一只同阀轴双窗口的匹配同步调节阀。此灶的试用结果是：热利用率超过84％，烟气不流散在厨房中。

说明书

所属技术领域：

本发明涉及到一种燃气、油灶，特别涉及到一种具有：增加锅的吸热量；回收排气热；最佳过量空气系数燃烧等节能环保举措的燃气灶。

背景技术：

目前食堂用的燃气、油灶是“强风混合和闭式燃烧”，其不合理的地方是：①受热面的潜力未充分发掘，②排气热未充分回收利用。而家庭用的燃气灶则是“引射混合和敞式燃烧”，它不合理的地方是：①大量冷空气从燃烧器底部流入，混进燃气中，使过量空气系数增大而偏离了其最佳值，②受热面未能充分利用，③排气热无法回收。由于这些不合理之处导至现在用的燃气、油炉灶有如下缺点：热利用率低约45％左右；家用燃气灶排气还散在室内，既热又碍人的健康。

发明内容：

为了克服现在用的燃气、油灶热利用率低；家用燃气灶排气还散在室内，既热又碍人的健康的缺点，本发明燃气、油灶采取了以下五项技术措施：①设置了保温器，如图1所示，图中画的是汤锅，保温器1由薄钢板冲压而成，它是一个形状与锅具形状相似并把后者包围在里面的另件，其上部封死留下如图2所示120°均布的三只空气入口，中部由三层薄板组成的内外夹套，隔环板10把入口14流来的空气分为两股，内夹套空气多些，外夹套空气少些，底部为两层薄钢板组成的单夹套，空气由此进入镶嵌在其中央的燃烧器。由锅的受热面与保温器内侧面组成了一家庭用灶宽2mm、食堂用灶宽4～6mm的平行窄曲面烟气道，流过此烟气道的烟气将热传给锅的受热面，这是有用热，与此同时烟气也将热传给保温器内侧面，这是损失热，内夹套的空气就将这部份热吸收带入燃烧器重新又回到了炉膛，避免了热损失。烟气流至锅沿，遇到了密封炉圈的阻挡折回流入由空气预热器内侧面和保温器外侧面组成了一家庭用灶宽2mm、食堂用灶宽4～6mm的平行窄曲面烟气道，流过此烟气道的烟气将热传给冷空气起到了预热空气的作用，而此烟道的另一侧面由于保温器中的空气温度比烟气温度高而产生反向烟气传热，这在图1中的截面A-A看得尤为清楚，外夹套的空气就将这份热吸收带入燃烧器重新又回到了炉膛，避免了高温空气反向烟气传热。保温器的作用就是提高了放热系数、扩大了受热面积、绝热了炉膛，增加了锅的吸热量。②设置了空气预热器，如图1所示，空气预热器2由薄钢板冲压而成，它是一个形状与锅具形状相似的并且尺寸更大把保温器包围在里面的另件，其上部封死成∏字形环形顶部嵌置在密封炉圈3的凹形环槽16中，角铁17将密封炉圈3与空气预热器2紧紧联在一起，如图2所示，顶部留下120°均布的三只空气出口，与保温器上部120°均布的三只空气入口对应相连，中部为两层薄钢板形成的单夹套，为使冷空气不留死区地流动，在夹套内设置了螺旋片11，空气在夹套内绕了两圈才流到上部，底部除留一冷空气进口13外其余全部封死，空气预热器作用是回收排气余热。图2所示，烟气道的底部除留下一烟气出口8外也全部封死。③设置了密封炉圈，如图1密封炉圈3，可以用耐热薄板冲压而成，如图3中的a图，也可以铸造而成，如图3中的b图，当中一锥形大孔15气密地放置锅具，如图1所示，传统的园柱形汤锅则需另装一锥面环18，以与锥形大孔配合。密封炉圈有三个作用：放置锅具密封烟气；令烟气调头流向空气预热器；联接锅、保温器、空气预热器形成为一整体。④采用了改型压气机。本发明燃气、油灶要求气源压头高、流量小，现在食堂用的燃气、油灶气源压头低、风量大不适用，而现在家庭用燃气灶根本没有气源，新研制的改型压气机，对于食堂用的燃气、油灶风机参数是：压头130mm水柱，流量1.4M³/Min，功率约170W，气机叶轮直径为0.15M，出口叶宽为0.014M；对于家庭用燃气炉风机压头50mm水柱，流量0.04M³/Min，功率约55W，压气机叶轮直径为0.06M，出口叶宽为0.001M，其结构如图四所示，电动机19为串激式单相交流电机，转速为5000r.p.m，压气机叶轮20和压气机外壳21是用高强度工业塑料压铸出来的，压气机外壳21靠支板23与电动机19联成一整体，其间有排风孔24排出电动机的热冷却空气。改型的压气机既满足了需要，耗电量又比原来用的减少了。⑤设置了燃料——空气匹配同步调节阀，如图5所示它是一个同轴的窗口阀，主要部份由阀轴26和阀壳30组成，阀轴除了有阀杆26外，还有两个阀柱体，一个是直径为Da的空气阀柱体，上有与阀轴垂直的空气量控制孔da，它占住Da的1/8周长，相当园心角45°，实用上一般取值总小于90°，另一是直径为Dg的燃料气或油的阀柱体，上有与阀轴垂直的燃料气或油量控制孔dg，它同样占住Dg的1/8周长，相当园心角也是45°。当根据灶的最大热负荷和系统实际流阻确定好da和dg后，基于1/8园周关系，Da和Dg也随之确定。对于最大热负荷即最大燃料量为0.14KG/H石油气的家用燃炉，Da＝21.6mm，da＝8.5mm，Dg＝3.2mm，dg＝1.3mm，加工da和dg两个控制窗口时，必须先将阀壳和阀体装配定位好，依次钻削da和dg，目的是要做到da全开和全关时，dg也是全开和全关，即同步，套筒31纯粹是为方便加工而设计的，当钻削完da和dg在松动定位前，将套筒与阀体焊死，套筒成为阀体的一部份，燃料—空气匹配同步调节阀的作用是获得最佳过量空气系数的燃烧。

实施了以上五项技术措施后，试验数据表明：本发明燃气、油灶的热利用率超过84％，就是说将现在用的燃气、油灶的热利用率提高了一倍左右。

附图说明：

下面结合附图对本发明燃气、油灶作进一步详细说明。

图1为热利用率超过84％的燃气、油灶示意图。

图2为保温器和空气预热器顶视图，图6为保温器和空气预热器正视图。

图3为密封炉圈图。

图4为小叶宽径流型离心式压气机示意图。

图5为燃料——空气匹配同步调节阀示意图。

图中1为保温器，2为空气预热器，3为密封炉圈，4为风源，5为燃料—空气匹配同步调节阀，6为汤锅，7为绝热棉，8为烟气出口，9为燃料入口，10为隔环板，11为螺旋片，12为燃料喷咀，13为冷空气进口，14为过渡通道，(a)为冲压件密封炉圈，(b)为铸造件密封炉圈，15为锥形大孔，16为环形凹槽，17为角铁段，18为锥面环，19为串激式电动机，20为压气机叶轮，21为压气机外壳，22为压气机出口，23为压气机支板，24为电机冷却空气出口，25为火力控制指针，26为阀体杆，27为阀盖，28为空气管，29为燃料管，30为阀壳，31为套筒，32为工艺闷头，33为燃烧器，34燃料量整定阀，35空气量整定阀。

具体实施方式：

此具体实施方式叙述的只是锅具为传统汤锅的家用燃气灶，其最大石油气量为0.14KG/H，最大空气量为2.9KG/H，合1.63KW，获得的有效热量为4924KJ/H，它相当于石油气量为0.28KG/H合3.26KW现在用的家用燃气灶的有效热量。而锅具为炒锅的家用燃气灶和食堂用燃气、油灶实施情况与此相似，故不一一赘述。

按照图2可以采用制罐工艺方法加工保温器，板厚为0.4mm，材质为耐热钢的保温器的内侧面一定要与锅具的形状相吻合且比它大2mm，此例保温器内侧面直径为224mm，隔环板10将保温器分为两个夹套，S＝6mm，T＝2mm，并将过渡通道14流来的空气一分为二，隔环板10的底部做成方齿形，作用一为固定，再为使外夹套中的空气得以流入燃烧器33。保温器的底部为单夹套，燃烧器嵌置在其中央，本专利认为燃烧器33属于已知技术，故不作介绍。

按照图2可以采用制罐工艺方法加工空气预热器，厚度为0,4mm的普通钢材，其内侧面一定要与保温器外侧面形状相吻合且比它大2mm，槽内尺寸R＝5mm，螺旋片是一宽5mm厚为0.4mm的长条，在空气预热器内均匀螺旋状地绕两圈，冷空气进口为直径22mm的园管。

按图3这里选择了a图薄板冲压型，材料为厚1mm耐热钢板，为增加密封炉圈的刚度，自由边都转成如图小园状。按图4、图5加工好相应的组件。

按图1装配完成后就可以进入调试测量工作，内容有二，①燃料——空气匹配同步调节阀的整定，当加工好的燃料——空气匹配同步调节阀与实际总会有少许差异，比如说空气多了，这时将空气量整定阀35调小至合适值为止。若原使用石油气改用天然气，天然气比重小于石油气比重，阀34要调大，而天然气热值又大于石油气热值，阀34要调小，则最终需要将燃料量整定阀34调至合适值为止。②热利用率的测量，比如说汤锅中装了3KG水烧至100℃折合为904KJ热，测量所用石油气热量，两者相除就是热利用率，本灶锅盖散热约占3％。还有更加直观的测量方式，用同样的0.14KG/H石油气流量，将同样汤锅和装3KG水烧开，比较现在用的燃气炉和本灶各花费的时间，就知道了热利用率提高了多少倍。

做完上面的工作即完成了本专利全部技术工作。但作为产品，它还有炒锅、汤锅双头灶结构、外形美化、排气与抽油烟机的连接、智能化调控等问题，跟燃烧器一样，都把它们当作已知技术处理，然而可以肯定，它们会不断地有新专利出现。

在具体实施方式中应该明确地告知读者，①由保温器内侧面和锅具受热面、保温器外侧面和空气预热器内侧面所形成的两个宽2mm平行窄曲面烟气道是十分关键的要求，试验表明，在有充分热吸收的情况下即锅内装满水，若是宽2mm平行窄曲面烟气道，排烟中的水蒸汽已经凝结成水，说明温度已低于100℃，当宽度增加到8mm时，排气温可达300℃，当宽度增加到20mm时，几乎相当于敞式燃烧了；②在不影响耐用度的条件下，保温器、空气预热器、密封炉圈应尽量做得轻一些，做重了金属的吸热量大，对于节能也是不利的。