CN101280928A

CN101280928A - 燃气灶

Info

Publication number: CN101280928A
Application number: CNA2007100888836A
Authority: CN
Inventors: 韩基顺; 刘清发
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2008-10-08

Abstract

一种创立了燃气灶燃烧的全新理念，其火苗很短，甚至看不到火苗的无色的，很明亮的高温热气流(柱)的燃气灶，它由箱体、燃烧器、加风系统、点火和熄火保护系统、以及锅架所组成。在所说的箱体所中，在面板上设有6个感应键、显示屏、以15度为间隔的指示旋钮旋转角的图案，所说的燃烧器，是由底部为封闭的环形空腔的中央下端设有与大气相通的内安装打火和返馈磁针的锥形通道的锥形凸起的燃烧器壳体构成的混合室和由四周带有窗口的主体框架，主体框架的上方设有炽热层和整流罩，下方设置一个呈凹形曲面的多孔板构成燃烧室所组成，所说的加风系统，是由用6个感应键操作的控制单元、微形风扇、风盒等组成，所说的点火和熄火保护系统主要特点是双电源供电、具有点火和返馈作用的单磁针(塞)及脉冲点火器等组成。

Description

燃气灶

本发明涉及到人工煤气、液化气、天然气和沼气的燃烧领域。

本发明的技术背景：

当今世界所有燃气炉灶都不能完美地解决燃气灶中功率(热负荷)、一氧化碳和热效率这三个最重要的参数之间的关系。为了保证一氧化碳达到国家标准，不得不牺牲热效率或降低功率。通常，面市的产品中，较好的也只能使一氧化碳控制在350-400(中国国标为500)时热效率勉强达到52％(国标)，标称功率更是与实际功率严重不符。并且这些数据基本上是在大致标准的配气状态下(液化气为75％的丙烷，25％的丁烷)测的。实际上，一瓶液化气它要经过低热值，标准热值，高热值的变化，具体热值能测出来，其值是在93.6-133.8MJ/M³之间，反映在炉灶的燃烧上是回火、离火、正常蓝火、夹杂红火的蓝火和红火燻锅等。测试表明，即使火焰是纯蓝的，其一氧化碳的含量亦可能达500-1000，甚至达到报警值(2000)，更不说红火，这意味着使用者百分之百的面临着高一氧化碳污染的毒害。以液化气为例说明热值的变化带来的变化如下：

C₃H₈+5O₂＝3CO₂+4H₂O.............需5个氧分子来完成燃烧

C₄H₁₀+6.5O₂＝4CO₂+5H₂O........需6.5个氧分子来完成燃烧

这说明丁烷达到完全燃烧时需要增加30％的氧分子，需要增加的空气的量是很大的，如果丙烷占的比例高，则热值低一些，所需的氧分子(空气)就可以少一点，然而，燃烧过程中分子量相对小的丙烷的挥发性好一些，其消耗的就多一些，丁烷的消耗就比丙烷少，因而燃气的成分在动态的变化着，到一瓶气快要耗尽时，丁烷占的比例甚至超过丙烷，这就是人们称为“底子”，不明白的人以为这是水，其实主要是丁烷，它不易挥发燃烧，很难想象一个普通炉灶能完成对氧气(空气)需求跨度如此大的要求，天然气和人工煤气存在相同的规律，对于管道供应的燃气成分的变化比瓶装的燃气成分的变化有过之而无不及，每时每刻都在变。

专利ZL93115949.0虽然原理是先进的但仍存在如下的问题：

1，当面临像液化气、天然气这样分子量比一氧化碳和氢气的分子量大而流量却小很多时，靠自身的燃烧引入一次空气的能力是很有限的，不能有效的解决一次空气的问题，因而就不能达到理想的结果。(对不同的燃气，其表现也不同)

2，装配精度要求太高，很难实现批量生产。

3，燃烧器的中间没有通道，不能安装点火针(塞)，不能理想的实现脉冲打火，也就不能理想的实现熄火保护的要求，当然也就不能生产嵌入式炉。

4，不能更有效地调节多孔板上的温度和向燃烧室供应更多的二次空气。

本发明的目的是提供一种燃气灶，在使用各种燃气，在各种热值状态下，当热负荷(功率)≥3.8千瓦时，还能保持热效率＞60％，一氧化碳保持在50-300之间(国标为500)。

本发明的目的是这样实现的：

一种燃气灶，它由构成混合室的燃烧器壳体和燃烧室组成的燃烧器，由微电脑控制单元，受微电脑控制单元控制的，安装在与燃烧器入口处相接的风盒上的微形风扇，组成了向燃烧器内加风的加风系统，点火和熄火保护系统，箱体，以及锅支架所组成。其特征在于所说的燃烧器，是由在底部为封闭的环形结构的中央设有其下方和大气相通，其上方和多孔板的中央的圆孔相接的，其内置有打火、反馈磁针的锥形通道的锥形凸起的燃烧器壳体构成的混合室，和置于混合室上方四周带有引入二次空气的窗口构成的燃烧室主体的燃烧室架，一个带有凹形曲面并把燃烧器分隔成混合室和燃烧室的对混合燃气进行预热和细化的带有多孔的隔板，我们称之为多孔板，在燃烧室架的上方设有炽热层和对空气进行整流的整流罩，组成的燃烧室所构成，所说的微电脑控制单元是由能向点火脉冲器输出3伏直流电压，向风扇输出8档直流控制电压的，由6个感应键控制操作的，“开“、”关“、“增加”、“减小”、“定时”电路的控制单元(控制电路本身已由开发者另行申报专利)，所说的加风系统，由控制单元控制的装在与燃烧器入口相接的风盒上的风扇所组成，所说的点火和熄火保护系统，是由装在燃烧器壳体上的锥形通道内的具有打火和反馈功能的点火线和返馈线共用一根线的磁针，具有多重保护的在停电和熄火两者具备其一即可关闭电磁阀的脉冲点火器、带有行程开关的燃气阀体、电磁阀、气管、燃烧器以及由电池和控制单元组成的向脉冲点火器供电的双电源，成功地实现了单磁针打火，反馈的全新的系统，所说的箱体，在面板上标有六个感应键和显示屏的图案，在阀体旋钮处印有以15度为间隔的指示旋钮转角的角度的图案，所说的锅支架是保证受热的锅底与燃烧器的炽热层的距离为10-15毫米左右，充足的空气还允许采用集热式的锅支架。

本发明的积极效果：

1、合理地解决了一次空气的供应问题，使燃气在很短时间内充分地燃烧，猛烈地燃烧又可增加一次空气和二次空气的引入，使燃烧进入一个良性循环。由此带来的积极效果是燃烧效率高达60％以上时，热负荷可在2.0-3.8kw甚至更高的功率之间任意组合，且在各种火力下均保证热效率高，火力集中，热损失小，其标称3.8kw的功率，相当于普通炉灶4.2KW以上，充裕的火力能满足各个层次用户的使用要求。

2、本发明的控制单元向左、右两个微型风扇输出8种控制电压，可以保证在各种燃气、各种热值阶段，在各种火力需求的情况下，保证充分的燃烧，因一氧化碳的含量始终很低，保证了使用者在低污染下使用，同时在一台炉灶上解决了普通炉灶上不可能解决的从回火、离火、正常燃烧、到红火燻锅，这样大的热值变化范围，并保证一氧化碳是达标的，由于节省燃气，大大减小废气的排放，因而具有较深层次的环保意义。

3、燃烧室架上方，对空气进行整流的整流罩，除了对炽热层起固定作用外，主要是将由燃烧器底部上来的热空气几乎全部整流并进入燃烧室内，增加了二次空气的引入。

4、由于火力极强，可以大大缩短操作时间。

5、由于面板上印有燃气阀体旋钮旋转角度的标志，操作者可以准确的操作，不仅能顺利的按说明打火和操作，还可节省燃气。

6、由于控制单元用六个感应键来操作，及控制单元和脉冲点火器的研制成功，使得本发明可以在极恶劣的环境下实现感应按键操作，避免了采用其它方法带来的隐患，对于本发明步入实用阶段起到重要的作用。

7、在此我们提出来一个关于评价燃气炉灶的新概念：

普通炉灶的概念是追求火苗大的蓝色火焰，火焰愈高火力愈旺；ZL93115949.0的概念是没有一丝火星的呈现清澈透明的蓝色火焰；在此我们提出，本发明追求的是火苗很短，甚至看不到火苗的高亮度的无色的高温气流，用手离燃烧器一米高的距离探出去，仍觉高温难耐。这是燃气在极短时间内完全燃烧，变成高温气流柱，此高温气流冲向15毫米左右的锅底再返出来，并不出锅底，因而火力集中且热损失极小，这是获得高热效率的重要条件，因此本发明实现了燃气灶燃烧概念上的飞跃，这是真正意义上的完全燃烧，使燃烧的气体在很短时间内变成无色的高温气流，只有在这种状态下我们才可以完成更多的设置，甚至采用集热式的锅架，一氧化碳也完全满足国家标准(任何一种炉灶采用集热式的锅支架都将使仪器报警)，实测表明，在热负荷(功率)为3.8千瓦下，热效率大于60％，通过选择加风档，烟气中的一氧化碳的含量可控制在50-300(国标为500)，此时的效果超过其它标称4.2千瓦的热负荷，不仅实现节能也大大降低污染，所以本产品是真正地实现节能环保的产品，如能获得推广，其经济效益和社会效益将是巨大的。

8、由于燃烧器壳体上的能够安置打火磁针的锥形通道的设置和多孔板上切口和凸起的设置，使阀体旋钮旋转角度为30度左右即能在瞬间打着火，不用满负荷打火，打着火之前减少燃气流量，此举不仅解决了本发明的点火问题，其节省的能源也是很可观的，本发明成功地实现了传统炉灶难以实现的只用单磁针实现打火和反馈的熄火保护。

9、双电源向脉冲点火器供电还有效地解决了“风吹不灭”熄火保护需频繁更换电池的烦恼，而且不用电池时，还会有更多功能，不仅能满足要求急火的操作能力强者，又可适于老人，儿童的操作能力弱者，可以用开/关电源来启动或关闭炉灶，方法是：(1)取出电池盒内的电池。(2)根据需要将阀体旋钮旋转一个适当的角度，例如45度，(3)接通电源，炉灶将会自动打火工作。(4)使用完毕想要关火，只要关闭电源即可。并且可以反复如法操作，可靠的熄火保护，可保证上述操作安全可靠，因为只有旋转阀体上的旋钮，使行程开关接通的同时供电，脉冲点火器和电磁阀才工作。(但正常的操作一般为先通电，后旋转阀体)

10、本发明的加风系统，设置了1-8档，总功耗5瓦，每天用4小时，一个月只用0.6度电，而解决的问题却是无论何种燃气，何种热值，用多大的功率(用气量)均可保证使用者远离污染，并享受本产品的优秀品质。

11、由于强制加风，所要求的装配精度比ZL93115949.0要低得多，因而使成批量生产成为可能。

下面结合图例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的总图。

图2是本发明的燃烧器的结构图。

图3是本发明的点火和熄火保护系统实施图。

图4是本发明加风系统实施图。

图5是加风系统中风扇、风盒、主燃气咀以及燃烧器壳体的装配图。

图6是图5的仰视图。

图7是风扇和主燃气嘴在风盒上的安装孔示意图。

图8是燃烧器进口、主燃气嘴在风盒上的安装孔示意图。

图1中，1是微电脑控制单元(本专利要求的控制单元电路部分由供应商开发并单独申报专利，本专利仅对外形结构和功能进行限定)，2是印有感应键、显示屏和旋钮转角的面板示意图，3是箱体，4是燃烧器，5是锅支架，6是脉冲点火器(本专利要求的脉冲点火器电路部分由供应商开发者申报专利)，7是燃气供应管路系统，8是加风系统的执行组件。

下面对本系统作进一步的说明：

微电脑控制单元1，是由六个感应键，围绕这些键的电路将这些键的操作运算后将输出信号送到端口47，48，并在一个两位的数码管51上显示，箱体3的面板2上，在数码管51的上方设有窗口52以供操作者观察用，微电脑控制单元1还向脉冲点火器6输出3伏直流电压，并通过六个感应键控制八档直流电压，以控制加风系统的工作，电路部分不在本发明范围，其余部分将在相应系统中说明。

图2中，9是燃烧器4的壳体，在其底部设有封闭的环形结构的空腔，构成了燃气和空气的混合室15，又称混合区，在图2中以I表示，在其内设有环形凸起14和带有能向燃烧室16供应二次空气，并通过磁针架11，安装点火磁针10的锥形凸起13的锥形通道12的空腔，空腔12在图2中以II表示，在燃烧器壳体9的上方的燃烧室16的内部我们称为燃烧区，在图2中以III表示，在其周围是设有能吸入二次空气的窗口18的燃烧室的主体框架17，在燃烧室的主体框架17的上方设有炽热层20和固定炽热层，并将燃烧器周围的上升的热空气进行整流进入窗口18的整流罩21，在其下方是将燃烧器分隔成混合区I和燃烧区III的对混合燃气进行预热和细化的多孔板19，多孔板中央的圆孔附近开有三面切开的长条孔59和上翻的凸起60。

图3中，10是点火和反馈磁针，脉冲点火器6的相关插头中，23表示两个打火感应插头，分别接在燃气阀体的行程开关插座32和40上，24表示3伏供电插座，它接在控制单元的3伏直流输出插头36上，电池盒的3伏输出34，39也通过防充电接口37连到控制单元的3伏直流输出插头36上，电池盒的另两端35和38用插件短接使电池呈串连，就构成双电源向脉冲点火器6供电，25是脉冲点火器6向电磁阀31输出信号的插头，它与电磁阀31的插座相插接，27是脉冲点火器6的地线，它与底壳上的接地点61相连接，28，29是点火脉冲的打火信号和反馈信号线，它与左右两个点火磁针10插接。30是安装在底壳上的12伏交流输入插座，它与12伏变压器输出插头45和控制单元的12伏输入插座33连接。

下面对图2和图3所示的系统作进一步说明：

在图3中，当12伏交流电通过端口45、30加入微电脑控制单元6的端口33，再通过端口36、向脉冲点火器6上的端口24供3伏直流电，电池则通过端口34、39、37再通过端口36向脉冲点火器6供3伏直流电，由于有防充电保护端口37，电池盒内的电池不会被充坏，将燃气阀体旋钮63或64反时针旋转30-45度，阀体上的行程开关32或40接通脉冲点火器6，并向电磁阀31发出信号，使电磁阀31吸动，开通，燃气进入管路系统7的气管62后，经电磁阀31，再通过阀体63或64进入燃烧器4，同时磁针10对燃烧器的多孔板上的凸起60打火，炉灶会在2秒钟内打着火，打火后、反馈信号线28和29维持工作状态，如果6秒钟内没有打着火，脉冲点火器将指令电磁阀关闭，等待重新打火，打着火后炉灶即进入工作状态，如非正常熄火，脉冲点火器6将在10秒钟内重打一次火，如打不着火，将指令电磁阀31关闭并切断燃气，如果用户无停电之忧，可以不加电池，此时打火方式有两种：通电后旋转阀体旋钮或先旋转旋钮再通电，针对用户的操作能力选用操作方法是本发明的又一特点。

图4中，直流电压输出插座47是右灶眼风扇42的直流电压输出插座，它与右灶眼风扇上的插头43对插，46为加风控制开/关键，49为右路控制电压“减少”键，50为右路控制电压“增加”键，直流电压输出插座48为左风扇的直流电压输出插座，它与左风扇插头44对插，55为控制电压开关/键，53为控制电压“增加”键，54为控制电压“减少”键，。51为右灶眼显示的数码管，52为左灶眼显示的数码管。

下面对图4再做进一步说明：

本系统微电脑控制单元是产生控制电压的，“开/关”键46和55分别控制右，左微型风扇42和43工作或停止工作，增加键50，53为增加向微型风扇42和43输送控制电压，“减少”键48，54则相反。数码管51，52则显示操作的结果。风扇42和43则是本系统的执行元件，它将空气送进风盒41内，再进入燃烧器的混合室。实例表明，此微型机构提供的一次空气满足了各种燃气在多种热值阶段下，热负荷为2.0-3.8千瓦的各种用气量的需要，充足的一次空气保证燃气完成一次燃烧，猛烈的一次燃烧又从多方向吸入一次空气和二次空气，从而保证了燃烧的良性循环。

图5中，41是风盒，42是风扇，9是燃烧器壳体，22是主燃气嘴。

图6中，56是主燃气嘴在风盒上的安装孔位。

图7中，57是风扇的通风孔。

图8中，58是燃烧器壳体9在风盒上的安装孔，56是主燃气嘴的安装孔位。

Claims

1. 一种燃气灶，它由包括印有感应键和指示燃气阀体旋钮旋转角图案的面板[2]的箱体[3]、带有燃烧室和混合室的燃烧器[4]、控制单元[1]、打火和熄火保护系统[7]、以及向燃烧器[4]内供应空气的加风系统[8]所组成。其特征在于所说的箱体的面板上印有6个感应键，在阀体旋钮的位置上印有以15度为间隔的指示旋钮旋转角的图案以及数码显示屏，所说的燃烧器[4]，由设有带锥形通道[II]的锥形凸起[13]的燃烧器壳体[9]所构成的混合室[I]和由4-8个吸入二次空气窗口[18]的燃烧室主体框架[17]，在燃烧室主体框架[17]的上方设有炽热层[20]和整流罩[21]，在燃烧室主体框架[17]的下方设有呈凹形曲面的多孔板[19]所构成燃烧室[III]所组成，所说的控制单元[1]，向脉冲器点火[6]输出3伏直流电压，向微型风扇[42]输出8档控制电压，所说的打火和熄火保护系统，由置于锥形通道[II]中通过磁针架[11]安装的单磁针[10]、脉冲点火器、电磁阀、以及构成双电源的控制单元[1]和电池[33]、[39]所组成，在所说的加风系统[8]，是由的控制单元[1]，和将空气加入燃烧器[4]内的风盒[41]所组成。

2. 按照权利要求1所说的燃气灶，其特征在于所说的燃烧器壳体[9]具有封闭的环形结构的中央设有下端和大气相通，上端与多孔板中心的圆孔相接的，在其内通过磁针架[11]安装的点火和反馈磁针[10]的锥形通道[II]。

3. 按照权利要求1所说的燃气灶，其特征在于所说多孔板[19]，实施例是高为10毫米呈凹形曲面有264个1-1.7毫米，分9圈分布的小孔，在中心处设有与锥形通道[II]的上端相接的圆孔，在圆孔附近开有三面切开的长条孔[59]和上翻的凸起[60]。

4. 按照权利要求1所说的燃气灶，其特征在于控制单元具有如下功能：能对脉冲点火器供应3伏直流电压，并且能对电池进行防充电保护，能控制左右两组各3个感应键[46][49][50][53][54][55]，分别表示“开/关”、“减小”和“增加”并向数码显示器[51][52]输出操作结果，向执行元件，即风扇[42]输出8档直流控制电压，在显示屏上显示(“1”-“8”)。

5. 按照权利要求1所说的燃气灶，其特征在于打火和熄火保护系统是采用双电源向脉冲点火器供电，且其功能为断电和熄火两者有一种情况成立，电磁阀即关闭。

6. 按照权利要求1所说的燃气灶，其特征在于加风系统[8]中的执行元件，采用直流微型风扇，风盒为设有与燃气主咀配合的孔[56]，与风扇的通风孔[57]和与燃烧器壳体[9]的配合孔[58]的，实施例为长约100毫米，宽52毫米，厚12毫米的金属盒。