熱利用率超過84%的燃氣、油灶的製作方法

2023-09-23 02:48:35 2

專利名稱：熱利用率超過84%的燃氣、油灶的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種燃氣、油灶，特別涉及到一種具有增加鍋的吸熱量；回收排氣熱；最佳過量空氣係數燃燒等節能環保舉措的燃氣灶。
背景技術：
目前食堂用的燃氣、油灶是「強風混合和閉式燃燒」，其不合理的地方是①受熱面的潛力未充分發掘，②排氣熱未充分回收利用。而家庭用的燃氣灶則是「引射混合和敞式燃燒」，它不合理的地方是①大量冷空氣從燃燒器底部流入，混進燃氣中，使過量空氣係數增大而偏離了其最佳值，②受熱面未能充分利用，③排氣熱無法回收。由於這些不合理之處導至現在用的燃氣、油爐灶有如下缺點熱利用率低約45％左右；家用燃氣灶排氣還散在室內，既熱又礙人的健康。

發明內容
為了克服現在用的燃氣、油灶熱利用率低；家用燃氣灶排氣還散在室內，既熱又礙人的健康的缺點，本發明燃氣、油灶採取了以下五項技術措施①設置了保溫器，如圖1所示，圖中畫的是湯鍋，保溫器1由薄鋼板衝壓而成，它是一個形狀與鍋具形狀相似並把後者包圍在裡面的另件，其上部封死留下如圖2所示120°均布的三隻空氣入口，中部由三層薄板組成的內外夾套，隔環板10把入口14流來的空氣分為兩股，內夾套空氣多些，外夾套空氣少些，底部為兩層薄鋼板組成的單夾套，空氣由此進入鑲嵌在其中央的燃燒器。由鍋的受熱面與保溫器內側面組成了一家庭用灶寬2mm、食堂用灶寬4～6mm的平行窄曲面煙氣道，流過此煙氣道的煙氣將熱傳給鍋的受熱面，這是有用熱，與此同時煙氣也將熱傳給保溫器內側面，這是損失熱，內夾套的空氣就將這部份熱吸收帶入燃燒器重新又回到了爐膛，避免了熱損失。煙氣流至鍋沿，遇到了密封爐圈的阻擋折回流入由空氣預熱器內側面和保溫器外側面組成了一家庭用灶寬2mm、食堂用灶寬4～6mm的平行窄曲面煙氣道，流過此煙氣道的煙氣將熱傳給冷空氣起到了預熱空氣的作用，而此煙道的另一側面由於保溫器中的空氣溫度比煙氣溫度高而產生反向煙氣傳熱，這在圖1中的截面A-A看得尤為清楚，外夾套的空氣就將這份熱吸收帶入燃燒器重新又回到了爐膛，避免了高溫空氣反向煙氣傳熱。保溫器的作用就是提高了放熱係數、擴大了受熱面積、絕熱了爐膛，增加了鍋的吸熱量。②設置了空氣預熱器，如圖1所示，空氣預熱器2由薄鋼板衝壓而成，它是一個形狀與鍋具形狀相似的並且尺寸更大把保溫器包圍在裡面的另件，其上部封死成∏字形環形頂部嵌置在密封爐圈3的凹形環槽16中，角鐵17將密封爐圈3與空氣預熱器2緊緊聯在一起，如圖2所示，頂部留下120°均布的三隻空氣出口，與保溫器上部120°均布的三隻空氣入口對應相連，中部為兩層薄鋼板形成的單夾套，為使冷空氣不留死區地流動，在夾套內設置了螺旋片11，空氣在夾套內繞了兩圈才流到上部，底部除留一冷空氣進口13外其餘全部封死，空氣預熱器作用是回收排氣餘熱。圖2所示，煙氣道的底部除留下一煙氣出口8外也全部封死。③設置了密封爐圈，如圖1密封爐圈3，可以用耐熱薄板衝壓而成，如圖3中的a圖，也可以鑄造而成，如圖3中的b圖，當中一錐形大孔15氣密地放置鍋具，如圖1所示，傳統的園柱形湯鍋則需另裝一錐面環18，以與錐形大孔配合。密封爐圈有三個作用放置鍋具密封煙氣；令煙氣調頭流向空氣預熱器；聯接鍋、保溫器、空氣預熱器形成為一整體。④採用了改型壓氣機。本發明燃氣、油灶要求氣源壓頭高、流量小，現在食堂用的燃氣、油灶氣源壓頭低、風量大不適用，而現在家庭用燃氣灶根本沒有氣源，新研製的改型壓氣機，對於食堂用的燃氣、油灶風機參數是壓頭130mm水柱，流量1.4M3/Min，功率約170W，氣機葉輪直徑為0.15M，出口葉寬為0.014M；對於家庭用燃氣爐風機壓頭50mm水柱，流量0.04M3/Min，功率約55W，壓氣機葉輪直徑為0.06M，出口葉寬為0.001M，其結構如圖四所示，電動機19為串激式單相交流電機，轉速為5000r.p.m，壓氣機葉輪20和壓氣機外殼21是用高強度工業塑料壓鑄出來的，壓氣機外殼21靠支板23與電動機19聯成一整體，其間有排風孔24排出電動機的熱冷卻空氣。改型的壓氣機既滿足了需要，耗電量又比原來用的減少了。⑤設置了燃料——空氣匹配同步調節閥，如圖5所示它是一個同軸的窗口閥，主要部份由閥軸26和閥殼30組成，閥軸除了有閥杆26外，還有兩個閥柱體，一個是直徑為Da的空氣閥柱體，上有與閥軸垂直的空氣量控制孔da，它佔住Da的1/8周長，相當園心角45°，實用上一般取值總小於90°，另一是直徑為Dg的燃料氣或油的閥柱體，上有與閥軸垂直的燃料氣或油量控制孔dg，它同樣佔住Dg的1/8周長，相當園心角也是45°。當根據灶的最大熱負荷和系統實際流阻確定好da和dg後，基於1/8園周關係，Da和Dg也隨之確定。對於最大熱負荷即最大燃料量為0.14KG/H石油氣的家用燃爐，Da＝21.6mm，da＝8.5mm，Dg＝3.2mm，dg＝1.3mm，加工da和dg兩個控制窗口時，必須先將閥殼和閥體裝配定位好，依次鑽削da和dg，目的是要做到da全開和全關時，dg也是全開和全關，即同步，套筒31純粹是為方便加工而設計的，當鑽削完da和dg在鬆動定位前，將套筒與閥體焊死，套筒成為閥體的一部份，燃料—空氣匹配同步調節閥的作用是獲得最佳過量空氣係數的燃燒。
實施了以上五項技術措施後，試驗數據表明本發明燃氣、油灶的熱利用率超過84％，就是說將現在用的燃氣、油灶的熱利用率提高了一倍左右。


下面結合附圖對本發明燃氣、油灶作進一步詳細說明。
圖1為熱利用率超過84％的燃氣、油灶示意圖。
圖2為保溫器和空氣預熱器頂視圖，圖6為保溫器和空氣預熱器正視圖。
圖3為密封爐圈圖。
圖4為小葉寬徑流型離心式壓氣機示意圖。
圖5為燃料——空氣匹配同步調節閥示意圖。
圖中1為保溫器，2為空氣預熱器，3為密封爐圈，4為風源，5為燃料—空氣匹配同步調節閥，6為湯鍋，7為絕熱棉，8為煙氣出口，9為燃料入口，10為隔環板，11為螺旋片，12為燃料噴咀，13為冷空氣進口，14為過渡通道，(a)為衝壓件密封爐圈，(b)為鑄造件密封爐圈，15為錐形大孔，16為環形凹槽，17為角鐵段，18為錐面環，19為串激式電動機，20為壓氣機葉輪，21為壓氣機外殼，22為壓氣機出口，23為壓氣機支板，24為電機冷卻空氣出口，25為火力控制指針，26為閥體杆，27為閥蓋，28為空氣管，29為燃料管，30為閥殼，31為套筒，32為工藝悶頭，33為燃燒器，34燃料量整定閥，35空氣量整定閥。
具體實施例方式此具體實施方式
敘述的只是鍋具為傳統湯鍋的家用燃氣灶，其最大石油氣量為0.14KG/H，最大空氣量為2.9KG/H，合1.63KW，獲得的有效熱量為4924KJ/H，它相當於石油氣量為0.28KG/H合3.26KW現在用的家用燃氣灶的有效熱量。而鍋具為炒鍋的家用燃氣灶和食堂用燃氣、油灶實施情況與此相似，故不一一贅述。
按照圖2可以採用制罐工藝方法加工保溫器，板厚為0.4mm，材質為耐熱鋼的保溫器的內側面一定要與鍋具的形狀相吻合且比它大2mm，此例保溫器內側面直徑為224mm，隔環板10將保溫器分為兩個夾套，S＝6mm，T＝2mm，並將過渡通道14流來的空氣一分為二，隔環板10的底部做成方齒形，作用一為固定，再為使外夾套中的空氣得以流入燃燒器33。保溫器的底部為單夾套，燃燒器嵌置在其中央，本專利認為燃燒器33屬於已知技術，故不作介紹。
按照圖2可以採用制罐工藝方法加工空氣預熱器，厚度為0,4mm的普通鋼材，其內側面一定要與保溫器外側面形狀相吻合且比它大2mm，槽內尺寸R＝5mm，螺旋片是一寬5mm厚為0.4mm的長條，在空氣預熱器內均勻螺旋狀地繞兩圈，冷空氣進口為直徑22mm的園管。
按圖3這裡選擇了a圖薄板衝壓型，材料為厚1mm耐熱鋼板，為增加密封爐圈的剛度，自由邊都轉成如圖小園狀。按圖4、圖5加工好相應的組件。
按圖1裝配完成後就可以進入調試測量工作，內容有二，①燃料——空氣匹配同步調節閥的整定，當加工好的燃料——空氣匹配同步調節閥與實際總會有少許差異，比如說空氣多了，這時將空氣量整定閥35調小至合適值為止。若原使用石油氣改用天然氣，天然氣比重小於石油氣比重，閥34要調大，而天然氣熱值又大於石油氣熱值，閥34要調小，則最終需要將燃料量整定閥34調至合適值為止。②熱利用率的測量，比如說湯鍋中裝了3KG水燒至100℃折合為904KJ熱，測量所用石油氣熱量，兩者相除就是熱利用率，本灶鍋蓋散熱約佔3％。還有更加直觀的測量方式，用同樣的0.14KG/H石油氣流量，將同樣湯鍋和裝3KG水燒開，比較現在用的燃氣爐和本灶各花費的時間，就知道了熱利用率提高了多少倍。
做完上面的工作即完成了本專利全部技術工作。但作為產品，它還有炒鍋、湯鍋雙頭灶結構、外形美化、排氣與抽油煙機的連接、智能化調控等問題，跟燃燒器一樣，都把它們當作已知技術處理，然而可以肯定，它們會不斷地有新專利出現。
在具體實施方式
中應該明確地告知讀者，①由保溫器內側面和鍋具受熱面、保溫器外側面和空氣預熱器內側面所形成的兩個寬2mm平行窄曲面煙氣道是十分關鍵的要求，試驗表明，在有充分熱吸收的情況下即鍋內裝滿水，若是寬2mm平行窄曲面煙氣道，排煙中的水蒸汽已經凝結成水，說明溫度已低於100℃，當寬度增加到8mm時，排氣溫可達300℃，當寬度增加到20mm時，幾乎相當於敞式燃燒了；②在不影響耐用度的條件下，保溫器、空氣預熱器、密封爐圈應儘量做得輕一些，做重了金屬的吸熱量大，對於節能也是不利的。
權利要求
1.一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶，它由燃燒器、爐膛、燃料調節閥、空氣調節閥、管路等組成，其特徵是；由鍋具、密封爐圈、保溫器、空氣預熱器組成了封閉爐膛，保溫器、空氣預熱器的形狀與鍋具形狀相似，保溫器將鍋具包在裡面，空氣預熱器又把保溫器包在裡面，所採用的燃料——空氣匹配同步調節閥，它是一隻同閥軸雙窗口的匹配同步調節閥。
2.根據權利要求1所述的一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶，其特徵是保溫器的形狀與鍋具形狀相似.但尺寸要大些，把鍋具包在裡面，保溫器中部為三層薄鋼板製成的雙夾套，頂部封死只留120°均布的三隻空氣入口，與空氣預熱器頂部120°均布的三隻空氣出口對應相連，底部為兩層薄鋼板製成的單夾套，燃燒器鑲嵌在其中央，煙氣從鍋底向上經保溫器內側面與鍋的受熱面形成的一家庭用灶寬2mm、食堂用灶寬4～6mm的平行窄曲面煙氣道流至鍋沿，再掉頭往下，流進保溫器外側壁面與空氣預熱器內側壁面形成的一家庭用灶寬2mm、食堂用灶寬4～6mm的平行窄曲面煙氣道，然後匯集經抽油煙機直接排出室外。
3.根據權利要求1所述的一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶，其特徵是空氣預熱器的形狀也是與鍋具形狀相似.但尺寸要更大些，把保溫器包在裡面，空氣預熱器的中部為兩層薄鋼板製成的單夾套，內裝有使空氣迂迴流至頂部的螺旋片，園環形頂部封死只留120°均布的三隻空氣出口，與保溫器頂部120°均布的三隻空氣入口對應相連，底部封死只留一空氣進口，與壓氣機出口相接。
4.根據權利要求1所述的一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶，其特徵是密封爐圈可做成薄板件或鑄鐵件，當中有一錐形大孔，氣密地放置鍋具，直經再大點有一園環形的凹槽，空氣預熱器園環形頂部就嵌放在其中，它把鍋、保溫器、空氣預熱器組合成一整體。
5.根據權利要求1所述的一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶，其特徵是使用了改型壓氣機，它是小葉寬高轉速徑流型離心式壓氣機。
6.根據權利要求1所述的一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶，其特徵是燃料——空氣匹配同步調節閥是一隻雙窗口閥，閥軸有兩擋直徑，每一擋直徑有一個與之垂直的窗口，它們都是園孔，此兩園孔在其直徑上所佔的中心角是一樣的。
全文摘要
本發明涉及到一種熱利用率超過84％的燃氣、油灶。它由鍋具、密封爐圈、保溫器、空氣預熱器組成了封閉爐膛，保溫器、空氣預熱器形狀與鍋具形狀相似，保溫器將鍋具包在裡面，空氣預熱器又把保溫器包在裡面，煙氣就在這層層包圍所形成的窄平行曲面煙道中流過，煙氣的熱除了傳給鍋具外還傳給保溫器和空氣預熱器，後兩者中的空氣又將此份熱帶回爐膛傳給鍋具，被吸完熱的煙氣引到抽油煙機直接排出室外。所採用的燃料—空氣匹配同步調節閥，它是一隻同閥軸雙窗口的匹配同步調節閥。此灶的試用結果是熱利用率超過84％，煙氣不流散在廚房中。
文檔編號F24C15/12GK101067498SQ20061016435
公開日2007年11月7日 申請日期2006年12月10日 優先權日2006年5月7日
發明者黃振明, 黃國瑞, 陳瑞玲 申請人:黃振明, 黃國瑞, 陳瑞玲