CN101204287B - 加热烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热烹饪器具及其燃烧器系统。所述加热烹饪器具包括外壳，覆盖外壳的板，位于板下方的燃烧器系统，和位于板侧面的排气单元。所述燃烧器系统包括提供混合空间的燃烧器罐，在所述混合空间中燃气和空气进行均匀混合，混合管，通过所述混合管为燃烧器罐输入燃气和空气，以及与混合管单元保持预定距离的喷嘴。所述喷嘴的排放件直径减小了。所述喷嘴的排放孔形成为其长度/直径的比值在0.9到1.1之间。文氏管在相对于混合管直径的收敛部分和扩散部分之间限定分界线。当所述混合管分为三个相等部分时，文氏管设置在中间部分。

Description

加热烹饪器具

与相关申请的交叉参照 

本发明要求于2006年12月20日提交的韩国专利申请No.10-2006-0130612的优先权，该申请美国专利分类号为35 U.S.C.119和35 U.S.C.365，在此以引用的方式整体并入本文中。 

技术领域

本发明涉及一种加热烹饪器具，特别是涉及一种加热烹饪器具及其燃烧器系统，该燃烧器系统在保持高燃烧效率和降低气流阻力的同时，能够减小烹饪器具尺寸。

背景技术

加热烹饪器具是用于加热和烹饪食物的设备。本发明特别致力于一种通过燃气燃烧来产生热量进而加热和烹饪食物的燃气烹饪炉灶。使用热板(也被称作‘铁架’)的所述燃气烹饪炉灶，应用日益广泛。

通过燃气燃烧来运行的燃气烹饪炉灶包括燃烧器系统。所述燃烧器系统是将燃气和空气混合实现燃烧的装置。所述燃烧器系统通过预定管道排放燃气燃料，利用所排放的燃气燃料周围正在减小的空气压力，并且在燃烧器罐里将燃气和空气混合。随后进入所述燃烧器罐的空气-燃气混合物在该燃烧器罐内均匀混合，燃烧所述均匀混合物，并将燃烧产生的热通过辐射和传导的方式传递给食物，由此加热和烹饪食物。

在现有技术的加热烹饪器具中，为了在空气-燃气混合物进入燃烧器内部后均匀排放所述混合物，从燃烧器的底部向上导入燃气。因此存在燃烧器高度增加的局限性。

当燃烧器罐的高度增加时，加热烹饪器具的总高度随之增加，由此对用户而言降低了美感，增加了原材料成本和分销成本，且会占用大的空间。

发明内容

本发明的实施例提供了一种加热烹饪器具及其燃烧器系统，其通过降低燃烧器罐的高度，能够改善对于用户的美感并降低制造成本。

本发明实施例还提供了一种加热烹饪器具及其燃烧器系统，其能够在燃烧器系统中导入最大量的空气和燃气，以提高燃气的燃烧效率，获得高热量输出，并且即使当燃烧器系统变薄时，也能保证最佳的操作可靠性。

在一个方面中，加热烹饪器具包括：外壳；覆盖所述外壳的顶部的板；位于所述板的下方的燃烧器系统；以及位于所述板的一侧处的排气单元，其中，所述燃烧器系统包括提供混合空间的燃烧器罐，在所述混合空间中至少燃气和空气均匀混合，混合管，所述混合管具有收敛部分、扩散部分和在所述收敛部分与所述扩散部分之间的文氏管，所述混合管将所述燃气和空气引入所述燃烧器罐中，以及与混合管维持预定距离的喷嘴，其中，当所述混合管的总长度分成三个相等部分时，所述文氏管设置于中间部分处。

在又一个方面中，燃烧器系统包括：提供混合空间的燃烧器罐，在所述混合空间中至少燃气和空气得以均匀混合；通过其将燃气和空气供给到所述燃烧器罐中的混合管；以及与混合管保持预定距离的喷嘴，其中，所述喷嘴的排放孔形成为它的长度L与直径D的比值在0.9至1.1之间，以增加导入混合管中的空气量。

当燃烧器罐的高度增加时，加热烹饪器具的总高度随之增加，因此对用户而言降低了美感，增加了原材料成本和分销成本，且占用大的空间。

本发明减少了具有燃烧器系统的加热烹饪器具的尺寸，所述燃烧器系统导入最大量的空气和燃气以提高燃气的燃烧效率，改善产品对用户的审美吸引力，并降低多种成本，例如原材料、分销和安装成本。

图1为根据本发明的加热烹饪器具的透视图。

附图说明

图2为根据本发明的加热烹饪器具的分解透视图。

图3为根据本发明的加热烹饪器具的俯视图，在所述加热烹饪器具中陶瓷板被移除。

图4为根据本发明沿图1中I-I’线截取的燃烧器系统的横截面视图。

图5为根据本发明的燃烧器系统的透视图。

图6为根据本发明的喷嘴的横截面视图。

图7为说明排放孔的长度L与直径D的比值与燃烧器系统中的热量之间的关系的图。

图8为说明排放孔的长度L与直径D的比值与燃烧器系统中的空气率之间的关系的图。

图9为根据本发明的燃烧器系统中的混合管的横截面视图。

图10为说明根据文氏管的不同位置，燃烧燃气所产生的一氧化碳(CO)的量的图。

图11为根据本发明另一个实施例的喷嘴的横截面视图。

下面将对本发明的实施例进行详细的介绍，其中的示例借助于附 图进行说明。

具体实施方式

第一实施例

图1为根据本发明的加热烹饪器具的透视图。图2为根据本发明的加热烹饪器具的分解透视图。

参照图1和图2，根据本发明的加热烹饪器具包括外壳2，外壳2保护主体的下部，以形成所述烹饪器具的下部的外观，并具有打开的上侧，安装在外壳2上侧的陶瓷板1，以及覆盖陶瓷板1的外围部分的顶部框架3。另外，所述加热烹饪器具的附加外部特征包括形成于烹饪器具的后部用于排放已燃烧燃气的排气格栅13，和形成在陶瓷板1的大致前部用于燃气燃烧的开/关控制的开关14。虽然排气格栅13和开关14的位置和形状随配置和型号会有所不同，但是，用于排放已燃烧燃气的排气口和用于执行燃气燃烧的开/关控制的开关当然是必需的。

由外壳2和陶瓷板1所限定的内部空间容纳有多个用于进行燃气的燃烧和排放，以及烹饪器具控制的部件。以下将对所述内部的结构进行描述。

首先，设置有三个燃烧器罐4以充分混合燃气和空气从而实现后述的均匀燃烧。混合管单元6设置在每个燃烧器罐4的侧表面上，以通过燃烧器罐4的侧表面提供燃气混合物。另外，喷嘴单元5设置在距离混合管单元6等距离处，并向混合管单元6的入口排放燃气。喷嘴(参照图3中的附图标记15)设置在喷嘴单元5的前方以向混合管单元6排放高速燃气。

燃烧器框11设置在燃烧器罐4的顶部。燃烧器框11支撑着燃烧器罐4，并提供在发热板12上燃烧后的废气的排放气流。

用于向外排放废气的排气单元10设置在燃烧器框11的后部，并且排气格栅13设置在排气单元10的上方。

发热板12设置在燃烧器罐4的上部开口侧，通过空气-燃气的混合物燃烧所产生的高温加热所述发热板12。当发热板12被加热后，发射出与发热板12的物理特性相对应的频率范围内的辐射能。发热板12的辐射能至少包括可见光并且优选为红光频率内的可见光，由此用户能够通过所述可见光察觉到本发明的加热烹饪器具正在运行。当然，发热板12也用于加热食物，和加热陶瓷板1，其也加热食物。

以下将对向喷嘴单元5供应燃气的结构进行描述。

通过主燃气供应管道8将来自外部的燃气供应给所述烹饪器具，且通过燃气阀7(燃气阀由开关14控制)调节向每个燃烧器系统的燃气供应。通过所述燃气阀7后，燃气通过各个支燃气供应管道9输送至每个喷嘴单元5，且通过所述喷嘴15排放燃气。

图3为根据本发明的加热烹饪器具的俯视图，其中陶瓷板被移除。

如图3所示，在外壳2的两侧设置有两个相对较大的燃烧器罐4，在两个较大燃烧器罐4之间设置有较小的燃烧器罐4。由此，在各燃烧器罐4上方放置着具有相应加热尺寸的食物容器，以加热容器内的食物。

从前向后为位于外壳2中间的较小尺寸燃烧器罐4供应燃气-空气混合物，且在燃烧器罐中燃气-空气的混合物在第二阶段内得到充分混合。当燃气混合物在发热板12上燃烧后，废气通过后部的排气单元排出。另一方面，从后向前为位于外壳2两侧的较大尺寸的燃烧器罐4供应燃气-空气混合物，且在燃烧器罐中燃气混合物在第二阶段 完全混合，之后混合物在发热板12上燃烧后，且向所述燃烧器罐的后部排放。

燃烧器罐4的上述布置方式旨在最优化配置加热燃烧器系统。

根据本发明的加热烹饪器具的燃烧器系统尽管降低了燃烧器罐高度，仍设置有能导入最大量的空气和燃气，并促进燃气与空气的混合以防止燃气燃烧效率额外损耗的结构。本发明的特征在于改善了喷嘴15和混合管61的构造。

图4为根据本发明的燃烧器系统沿图1中I-I’线截取的横截面视图。图5为根据本发明的燃烧器系统的透视图。

根据图4和图5，燃烧器罐4设置在外壳2的顶部。混合管单元6设置在燃烧器罐4的侧表面上。喷嘴单元5设置在距离混合管单元6预定距离处，以靠近混合管单元6的入口。

喷嘴单元5包括多个喷嘴15。所述多个喷嘴15固定在喷嘴保持件16上。在多个混合管61固定在混合管单元16上的状态下，混合管单元6全部固定在燃烧器罐4上。因此，能够轻易执行相关的将多个混合管61固定在燃烧器管4上的操作。

在此，混合管单元6对准燃烧器4的开口42。另外，由于设置在混合管单元6上的多个混合管61和多个开口42相互对准设置，因而使得随燃气一起进入的空气量达到最大化。

以下将描述所述燃烧器系统的效果。

从喷嘴15排放出的燃气以高速进入混合管单元6。这里，由于燃气以高速通过混合管单元6的入口，因此根据柏努利原理，混合管单 元6开口的临近区域的气压会降低。因此，外部空气也进入混合管61，且通过混合管61的蒸汽变为燃气和空气的混合物。该通过混合管单元6的燃气混合物穿过开口42并进入燃烧器罐4的内部，之后燃气混合物经过第二次混合以在发热板12上燃烧。另外，燃气混合物所产生的燃烧热加热发热板12，使得发热板12发出红光并产生辐射热。

此处，在发热板12上形成大量小孔，燃气混合物通过该小孔并燃烧，且废气通过排气通道111排出，并被引导至排气单元10。排气通道111是限定在陶瓷板1的底部和燃烧器框11的顶部之间的空间。

混合管61设置于燃烧器罐4的侧表面，以通过燃烧器罐4的侧表面供应燃气和空气。燃烧器罐4的同一个侧表面处对着燃烧器罐4设置混合管61，使得多个混合管固定在混合管单元6上。因此，虽然燃烧器罐4的高度降低了，但仍能导入充足的燃气和空气，以提高燃烧效率。

由于为了减薄加热烹饪器具降低了燃烧器罐4的高度，所以要求喷嘴15和混合管61具有合适的构造。

具体而言，必须设置多个喷嘴和混合管，以通过减薄的燃烧器罐4的上部或下部空间导入更多的空气和燃气。从喷嘴15排放出的燃气和更大量的空气必须借助于燃气的冲力导入，由此更大量的空气同燃气一起导入。排放燃气通过的混合管61不必相对于从喷嘴15排放出的燃气及通过燃气导入的空气施加气流阻力。

在下文中，将详细描述适于实现以上功能的燃烧器系统。

图6为根据本发明的喷嘴的横截面视图。

如图6所示，喷嘴15整体成管状。固定在喷嘴保持件16上的固 定件151设置在喷嘴15后部。在固定件151的外表面形成有螺纹，由此喷嘴15可旋转地进入喷嘴保持件16中。在固定件151前部设置有决定喷嘴15的插入深度的停止件152。在停止件152的前部设置有喷嘴15的排放件156。

排放件156前端的直径逐渐减小以增加燃气压力。在排放件156的前端形成有排放孔155。

排放件156的主体直径W1约为5mm，且排放件主体的典型直径为7mm左右。此处，直径W1相比典型直径减小了。这种设置的目的是为了使排放件156适用于具有低高度的燃烧器罐。排放件156末端的直径W2大约为4mm。此处，排放件156主体的直径W1大于排放件156末端的直径W2。这种设置的目的是为了引导空气流沿着排放件156外表面向前流动。换言之，排放件156末端的外表面被倒角。

具体而言，燃气通过排放孔155被高速排出，且空气沿着该排放燃气的排放流动管道流动。换言之，接触所述排放燃气的排放流动管道外表面的空气无滑移地沿着燃气流动。燃气流动管道的冲力施加于周围空气。

优选地，空气沿着燃气流动管道方向流动，以允许空气平稳附着于燃气流动管道上。因此，排放件156的末端直径W2小于排放件156的主体直径W1，这样空气会从排放件156的后方向其前方流动。另外，在排放件156的末端和主体之间设置有流动引导件153，其中排放件156的直径沿末端方向逐渐减小。

如图6所示，通过指示气流的箭头能够理解与排放件156的构造相关的技术特征。因此，能够理解当排放件156的两端具有相同直径，以在排放件156的前端提供一个宽的平面时，对于空气难以沿着燃气流动管道流动。

优选地，设置排放孔155的长度L与直径D在尺寸上相近。这种设置是因为，检测从排放孔155所流出的燃气自湍流向层流转变的位置，促进湍流的早期转变，以导入更多空气并促进燃气和空气的混合。排放孔155的长度越长，则燃气越容易排放到层流条件，并且排放孔155的长度越短，则燃气向湍流条件转变的越早。当然，当燃气和空气之间的混合促进时，混合燃气的燃烧性能得到改善。

为了确定排放孔155的直径是否适当，通过改变排放孔155的长度L/直径D的比率，试验检测了加热烹饪器具的热能和空气率(空气在所述混合燃气中的比率)。当然，其他条件，例如排放孔155的出口和混合管之间的距离保持不变。

图7为说明排放孔长度L与直径D的比值与燃烧器系统中的热量间关系的图。如图7所示，在排放孔长度L/直径D比值为1的情况下，热量最高。另外，即使喷嘴的直径改变了，也能得到相同的结果。

图8为说明排放孔长度L与直径D的比值与燃烧器系统中空气率之间关系的图。如图8所示，在排放孔长度L/直径D比值为1的情况下，空气率最大。这意味着从湍流向层流的转化出现以导入更多空气。然而，排放孔的直径不能太短，这是因为当排放孔的长度太短时，排放孔与混合管入口之间的空间变得非常狭窄，也无法提供足够的用于导入空气的空间。

在根据本发明的排放孔中，排放孔的长度L/直径D比值大约为0.9至1.1。甲醇作为燃料燃气。

在上述描述中，提出了能够发挥最大效果的喷嘴构造。下文中将详细描述将从喷嘴排放出的燃气和随燃气一起导入的空气相混合的混合管的构造。

图9为根据本发明的燃烧器系统中混合管的横截面视图。

如图9所示，混合管61包括将从喷嘴喷出的燃气和空气平缓导入至混合管内的收敛部分62，扩张收敛部分62以平缓混合通过收敛部分62的燃气和空气的扩散部分63，以及设置在收敛部分62和扩散部分63之间的文氏管66。

收敛部分63可以为喷嘴，并且扩散部分63可以称为扩散器。研究了文氏管66相对于收敛部分62的总长度的最佳位置。下述条件被作为执行该研究的前提条件。

在加热烹饪器具处于较低水平的情况下，具有较低压力，例如180毫米水柱的燃气可以从喷嘴排放出来。在加热烹饪器具处于较高水平的情况下，具有较高压力，例如200毫米水柱的燃气可以从喷嘴排放出来。因为混合管的构造不能随着加热烹饪器具的操作条件而改变，因此提出可应用在上述两种情况下的最优混合管的构造。

在收敛部分62的长度非常短的情况下，进气量减少了。在扩散部分63的长度非常短的情况下，湍流气流的流动不平稳，阻止了空气混合。其结果是，燃气没有充分燃烧，由此增加了一氧化碳(CO)的产生并降低了排放性能。

为了解决这些问题，已进行多次实验以检测出混合管61设置在文氏管66处的相对位置。

优选地，当整个混合管的长度分成三个相等部分时，文氏管66设置在中间部分。优选地，在加热烹饪器具中，由于喷嘴的排放孔靠近混合管的入口64，所以当整个混合管的长度分成六个相等部分时，文氏管66设置在自混合管入口64起的第三个部分处，以实现燃烧器系 统的最小化。因此，当燃烧器系统置于低水平或高水平时，加热烹饪器具可以获得高燃烧效率而不降低效率。。

图10为说明根据文氏管的不同位置，燃烧燃气所产生的一氧化碳(CO)的量的图。

如图10所示，情况1为文氏管66设置在靠近混合管入口64的部分的情况，情况2为文氏管66设置在混合管中部的情况，情况3为文氏管66设置在靠近混合管出口65的部分的情况。在文氏管66设置在混合管中部的情况下，一氧化碳(CO)量最低，为18ppm。

由于大量进气平缓流入混合管，且空气得以更好地与燃气混合，以在后续过程中产生稳定的燃烧反应。

通过图10中的曲线证明本发明。

第二实施例

图11为根据本发明另一实施例中喷嘴的横截面视图。改变根据本发明的另一实施例的喷嘴排放件的构造，其他部件与第一实施例中的部件相同，相同的标记代表相同的部件并没有给出其具体解释。

如图11所示，喷嘴17包括圆形流动引导件154，其中排放件156的外表面为圆形，目的是便于空气流借助于燃气从排放孔155排出时燃气的冲力进行更平滑地流动。

在圆形流动引导件154中，排放件156的直径不是突然改变，而是沿着气流方向平滑圆整。因此，空气随着气流沿燃气排放方向平滑流动。

虽然流动引导件154的入口不为圆形，而出口为圆形，但是也能 平滑引导紧随燃气流的空气。因此，降低了喷嘴的制造成本，并且进气损失很小或几乎没有。

在燃气从燃烧器罐4的外部向燃烧器罐4内部排放的情况下，喷嘴和混合管的构造和上述描述的一致，这种构造适于降低加热烹饪器具的高度。然而，本发明燃烧器系统除应用于加热烹饪器具外，还能应用于多种器具中。因此，在燃烧效率或器具尺寸方面能够获取多种优点。

虽然在本实施例中安装了多个混合管，但本发明并不限于此，也可以仅安装单独的混合管和喷嘴。与此同时，在安装多个混合管的情况下，即使燃烧器内部高度较低，例如大约19.5mm，使燃烧器也可以通过导入充足的燃气和空气以产生高温加热燃气。

如上所述，在本发明加热烹饪器具中，尽管燃烧器的高度降低了，但是通过按照预定构造和结构设置喷嘴和混合管，仍有充足的空气流入燃烧器系统以平缓混合空气和燃气。因此能够实现高燃烧效率。

尽管所述加热烹饪器具和所述燃烧器系统变薄了，但是加热烹饪器具具有最佳的操作可靠性。

本说明书中提到的任何“一个实施例，”“实施例，”“示例实施例”等，指的是所描述到的与实施例有关的特定特征、构造或特性均包含在本发明至少一个实施例中。这些用语出现于本发明书的不同位置，并不必全部参照同一实施例。另外，当任何实施例中描述特定特征、构造或特性时，应当认为，本领域技术人员也可在其它实施例中实施这些特定特征、构造或特性。

尽管已经通过本发明的许多示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是：本领域技术人员可以设计许多其它的变形和实施例，这 些变形和实施例将落入本发明的原理的精神和范围内。更具体地，在说明书、附图和所附权利要求的范围内，可对元部件和/或主题组合排列的结构作出多种变化和变形。除了在元部件和/或布置方面的变体和变形外，可替换的应用对于本领域技术人员也是明确的。

Claims (7)

1.一种加热烹饪器具，包括：

外壳；

覆盖所述外壳的顶部的板；

位于所述板的下方的燃烧器系统；以及

位于所述板的一侧处的排气单元，

其中，所述燃烧器系统包括提供混合空间的燃烧器罐，在所述混合空间中至少燃气和空气均匀混合，

混合管，所述混合管具有收敛部分、扩散部分和在所述收敛部分与所述扩散部分之间的文氏管，所述混合管将所述燃气和空气引入所述燃烧器罐中，以及

与混合管维持预定距离的喷嘴，

其中，当所述混合管的总长度分成三个相等部分时，所述文氏管设置于中间部分处。

2.根据权利要求1所述的加热烹饪器具，其中，形成所述喷嘴的排放孔，使得所述排放孔的长度(L)/所述排放孔的直径(D)的比值在0.9到1.1的范围内。

3.根据权利要求1所述的加热烹饪器具，其中，设置多个所述混合管和所述喷嘴，并且多个混合管和喷嘴设置在所述燃烧器罐的一侧处。

4.根据权利要求3所述的加热烹饪器具，其中，所述喷嘴固定到喷嘴保持件。

5.根据权利要求2所述的加热烹饪器具，其中，所述排放孔的末端的外表面直径朝向前方向逐渐减小。

6.根据权利要求2所述的加热烹饪器具，其中，所述排放孔的长度L/所述排放孔的直径D的比值为1.0。

7.根据权利要求4所述的加热烹饪器具，其中，单个喷嘴保持件容纳多个喷嘴。

Images