CN102840606A - 全预混智能型合金纤维灶具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了全预混智能型合金纤维灶具，包括全预混合金纤维灶头、集火器和燃烧智能控制系统；全预混合金纤维灶头包括中空的灶头基座、设置在灶头基座上部的多孔金属布风板和设置在多孔金属布风板上方的合金纤维表面燃烧材料；燃烧智能控制系统包括安装于灶具灶台外侧的密闭式箱体、设置在箱体内的控制器，设置在箱体内的点火装置、与点火装置相连的且设置沿着灶头基座伸至灶头上部的点火针和用来检测点火针是否点着的火焰感应针；设置在箱体内的电磁比例阀、电磁比例阀的燃气入口连接外部燃气出口；与电磁比例阀出口相连的混风器；混风器的空气进口连接设置在箱体内的直流无刷风机；混风器的出口与灶头基座的下部相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种全预混智能型合金纤维灶具，特别涉及一种适用于就餐人数众多的单位如学校、部队、工厂、医院等食堂厨房的智能型节能商用灶具。
背景技术
燃气的燃烧均需要空气助燃，燃气和空气的混合比例及混合程度决定了燃气的燃烧程度。当空气和燃气的混合比例最佳时，燃气燃烧最充分，燃烧得也最完全，所产生的热值也最高，且燃烧后所产生的废气和有害气体也最少，从而达到高效、节能和环保的目的。目前市场上的各类商用灶具，一般来说功能较单一，主要采取鼓风式燃烧，存在多种弊病：（1）燃烧模式是后混式燃烧，即燃气在炉膛内燃烧的同时，与空气进行混合，无法保证空燃比一致，这必然造成部分燃气未能充分燃烧即从烟道中排出，热效率较低且火焰温度较低，浪费了大量能源；（2）由于燃烧不充分，导致了产生大量的CO、NOX等废气，污染严重；（3）由于后混式为敞开式燃烧，火借风势，产生了较大的噪音，且热量损失严重。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高效节能、绿色环保、接近零排放、安全性能高、安装方便、寿命长久、智能化程度高的全预混合金纤维灶具，在燃烧前实现燃气和空气的全预混，从而提高燃气的燃烧效率，最大限度减少有害气体排放，达到节能环保的目的。
本发明的技术方案是全预混智能型合金纤维灶具，包括全预混合金纤维灶头、安装在灶具灶台上的用于延长火焰在炉膛内部停留时间的集火器和燃烧智能控制系统；
所述的全预混合金纤维灶头包括中空的灶头基座、设置在灶头基座上部的多孔金属布风板和设置在多孔金属布风板上方的合金纤维表面燃烧材料；多孔金属布风板与中空的灶头基座形成一个混合空腔；
所述的燃烧智能控制系统包括安装于灶具灶台外侧的密闭式箱体、设置在箱体内的控制器，设置在箱体内的点火装置、与点火装置相连的且设置沿着灶头基座伸至灶头上部的点火针和用来检测点火针是否点着的火焰感应针；点火装置的点火信号输入端与控制器的点火装置点火信号输出端相连同时火焰感应针的感应信号输出端与控制器的火焰感应针感应信号输入端相连；
设置在箱体内的电磁比例阀、电磁比例阀的燃气入口连接外部燃气出口；与电磁比例阀出口相连的混风器；混风器的燃气进口连接电磁比例阀的出口，混风器的空气进口连接设置在箱体内的直流无刷风机；混风器的出口与灶头基座的下部相连；电磁比例阀的信号输入端与控制器的电磁比例阀信号输出端相连；直流无刷风机的信号输入端与控制器的直流无刷风机信号输出端相连。
作为本发明的进一步改进，所述的集火器包括集火器外层、集火器内层和设置在集火器外层与集火器内层之间的保温材料；集火器内层表面上设置有用来增强火焰加热效果的叶片，所述的叶片均匀设置在集火器内层表面上。双层隔热式集火器，两层之间的保温材料大大减少了热量的流失，集火器内层旋转分布固定叶片，显著增加了火焰在炉膛内部的停留时间。
作为本发明的进一步改进，还包括操作面板，所述的操作面板设置在箱体上或灶具灶台上。
作为本发明的进一步改进，所述的操作面板上设置有开关按键、火力调节旋钮、节能按钮、UI界面；前述的UI界面为液晶界面，液晶界面上包括火力大小数字显示、系统过程状态显示、系统异常状态显示。目的：使用者操作简单、直观，使得本发明灶具的通用性增强。操作面板设置的节能按钮，在本发明灶具在实际使用过程中，按动节能按钮可以使得火焰在使用档位和最小档位中自由切换，实现了免空烧的效果。
作为本发明的进一步改进，所述的箱体内还设置有油水过滤器。增设油水过滤器保证进入直流无刷风机内的空气是干燥、纯净的空气，从整体上延长了本发明灶具的使用寿命。
作为本发明的进一步改进，所述的箱体内还设置有稳压阀；稳压阀的入口连接外部燃气出口，稳压阀的出口连接电磁比例阀的燃气入口。采用稳压阀目的是保证燃气压力保持恒定，使得本发明灶具在实际使用过程中有稳定一致的效果。
作为本发明的进一步改进，所述的控制器为PLC可编程序控制器或单片机控制器。
本发明的有益效果是：
1、高效节能、绿色环保
控制器通过输出低压电压大小控制直流无刷风机的转速并通过输出电流大小控制电磁比例阀燃气进气量，始终保证空气量与燃气量处于燃烧最佳混合配比，空气与燃气进入混风器进行充分混合，混合气体输送至全预混合金纤维灶头进行充分燃烧，大大提高了燃气燃烧利用率、提高了火焰温度并显著减少了CO、NOx等废气的排放量，经测定燃烧后的烟气中CO含量低于30ppm，NOX含量低于90ppm；同时灶具采用了双层隔热式集火器，两层之间的保温材料大大减少了热量的流失，集火器内层分布固定旋转叶片，显著增加了火焰在炉膛内部的停留时间，通过以上措施使得燃气节省比例高达40~50%。燃烧智能控制系统集中设定了节能功能，在操作过程中只要触按控制面板的节能按钮，火焰立即到最小火状态，实现了操作过程中的免空烧，进一步提高了节能效果。
2、符合国家产业调整政策，经济价值潜力巨大
本发明所采用的合金纤维表面燃烧材料是一种特种高新材料，与本发明中的燃烧智能控制系统配合使用更是相得益彰，大大提高了商用灶具的热效率，显著减少了有毒气体的排放。国家号召在十二五期间大力发展节能环保产业，本发明无疑可以契合国家的产业发展目标，在商用灶具领域具有十分巨大的推广价值和市场潜力，同时本发明还可以扩展到其他表面燃烧领域，具有更广大的空间。
3、安全性能高
为了保证产品的安全性能，增加了各项安全保证措施：点火前由直流无刷风机控制进行空气预吹扫，彻底吹扫炉膛中可能残存的可燃气体，防止爆燃；具有火焰检测和熄火保护功能，燃烧过程一旦检测不到火焰，电磁比例阀将自动切断燃气气路并进行吹扫，防止可燃气体溢出；关火后电磁比例阀先关闭，直流无刷风机继续吹扫一段时间，保证炉膛中不会有残存可燃气体；电磁比例阀电磁阀部分采用双阀体，避免因一个阀体损坏而可能产生的漏气现象；智能控制系统中增加极端保护功能，万一智能控制器电路板被损坏，电磁比例阀将自动锁死，保持关闭状态；采用特殊的全预混合金纤维灶头，有效避免了回火现象，进一步提升了安全性。
4、安装方便、寿命长久
本发明采用模块化设计，安装时只要将几个模块连接起来即可，安装简易且维护方便。所有部件均采用符合国家标准或行业标准的成熟电子元件及耐高温、抗氧化金属部件，使用寿命可达10年以上，经久耐用。
5、智能化程度高
本发明为智能控制气体燃烧装置，在使用过程中可实现一键式自动启动、火力无级调节、熄火安全保护、系统自诊断、远程控制、火力大小锁定、一键式免空烧、红外及蓝焰状态一键式切换等诸多智能化功能。
6、填补了节能型大锅灶领域的空白
本发明特别适用于商用大锅灶领域，在就餐人数众多的单位如学校、部队、工厂、医院等食堂的厨房极具推广价值。目前市面上的节能大锅灶普遍存在节能率不高、损坏率高、安全性低、寿命短、火力不足等诸多问题，本发明的出现让上述问题迎刃而解，在商用大锅灶领域有巨大的市场潜力。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图。
图2是集火器的立体结构示意图。
图3是全预混合金纤维灶头的立体结构示意图。
其中：1、直流无刷风机；2、电磁比例阀；3、稳压阀；4、混风器；5、控制器；6、油水过滤器；7、点火装置；8、点火针；9、火焰感应针；10、操作面板；11、灶头基座；12、多孔金属布风板；13、合金纤维表面燃烧材料；14、集火器外层；15、保温材料；16、集火器内层；17、叶片；20、箱体；21、混合空腔。
具体实施方式
结合附图1-图3对本发明进一步说明：
本发明的全预混智能合金纤维灶具，包括全预混合金纤维灶头、集火器和燃烧智能控制系统；如图1所示。
燃烧智能控制系统包括直流无刷风机1、电磁比例阀2、稳压阀3、混风器4、控制器5、油水过滤器6、点火装置7、点火针8、火焰感应针9、操作面板10、箱体20；
集火器包括集火器外层14、保温材料15、集火器内层16和叶片17；
全预混合金纤维灶头包括灶头基座11、多孔金属布风板12和合金纤维表面燃烧材料13。
燃烧智能控制系统内的箱体20安装在灶具灶台的外侧，直流无刷风机1、电磁比例阀2、稳压阀3、混风器4、控制器5、油水过滤器6和点火装置7均安装在箱体20内。稳压阀3安装在箱体20内，稳压阀3的输入端与外部燃气出口相连，稳压阀3的输出口与电磁比例阀2的输入口相连，电磁比例阀2的输出口与混风器4的燃气进口通过密封装置相连；直流无刷风机1的出口通过连接法兰与混风器4的空气进口相连。点火针8与火焰感应针9均与点火装置7相连，并且点火针8与火焰感应针9均沿着灶头基座11的侧壁伸至灶头上部。控制器5的直流无刷风机1信号输出端连接直流无刷风机1的信号输入端；控制器5的电磁比例阀2信号输出端连接电磁比例阀2的信号输入端；控制器5的点火装置7点火信号输出端连接点火装置7的信号输入端；控制器5的火焰感应针9感应信号输入端与火焰感应针9的感应输出端相连。设置火焰感应针9的目的在于检测点火装置7点火时是否点着即点火针8是否燃烧，保证燃烧过程一旦检测不到火焰，火焰感应针9立即反馈一个信号给控制器5，控制器5将给电磁比例阀2一个信号，电磁比例阀将自动切断燃气气路，防止可燃气体溢出，同时直流无刷风机进行吹扫，防止炉膛内有残存的可燃气体。同时直流无刷风机进行吹扫，防止可燃气体溢出。设置此装置具有火焰检测和熄火保护功能。控制器5采用PLC可编程序控制器或单片机控制器等一些现有的技术成熟的、可操作性强的控制方式。
全预混合金纤维灶头内的灶头基座11与混风器4的出口密封相连，灶头基座11呈中空的喇叭状体；多孔金属布风板12固定安装在灶头基座11上的喇叭开口端，其另一端与混风器4的出口通过螺纹连接。灶头基座11与安装在灶头基座11上的喇叭开口端的多孔金属布风板12形成一个混合空腔21，外部的燃气和空气在此混合空腔21内均匀混合。合金纤维表面燃烧材料13均匀的铺设在多孔金属布风板12的上部，外部的燃气和空气的均匀混合后的混合气体输送至铺设合金纤维表面燃烧材料13时，进行充分燃烧，大大提高了燃气燃烧利用率，提高了火焰温度并显著减少了CO、NOx等废气的排放量，经测定燃烧后的烟气中CO含量低于30ppm，NOX含量低于90ppm。
集火器采用了双层隔热式装置，集火器的集火器外层14与集火器内层16增设保温材料15，大大减少了热量的流失；叶片17设置成带有一定弯度的旋转式叶片，叶片17均匀的设置在集火器内层16的内表面上，显著延长了火焰在炉膛内部的停留时间。
通过以上措施使得燃气节省比例高达40~50%。
本发明还包括操作面板10，操作面板10设置在箱体20上或灶具灶台上。为了便于操作者使用通常情况下应该设置在灶具灶台上。操作面板10上设置有开关按键、火力调节旋钮、节能按钮、UI界面；UI界面为液晶界面，液晶界面上包括火力大小数字显示、系统过程状态显示、系统异常状态显示。目的：使用者操作简单、直观，使得本发明灶具的通用性增强。
本发明的工作原理：
当客户使用该全预混智能型合金纤维灶具时，接通电源此时灶具处于待机状态，液晶界面中显示待机标识。打开开关键，系统开始数秒钟自检，自动检查直流无刷风机1、电磁比例阀2、点火装置7、点火针8、火焰感应针9的接线情况，如检测出问题，则液晶界面中显示相应的错误代码。如通过自检，直流无刷风机1自动启动，进行数秒钟的前吹扫，然后点火装置7启动，点火针8开始打火，电磁比例阀2延时数秒打开，再过数秒钟后关闭点火装置7，然后启动火焰感应针9，如检测到火焰则进入正常燃烧状态，此时液晶界面中显示正常燃烧标识。如果检测不到火焰，电磁比例阀2立即关闭，直流无刷风机1进行数秒后吹扫，液晶显示界面显示故障标识并伴有声音报警。灶具使用完毕后，关闭开关键，电磁比例阀2先自动关闭，直流无刷风机1继续进行数秒的后吹扫，系统进入待机状态。
本灶具在正常使用状态时，可通过旋转开关无级调节火力大小，并可自由切换红外状态和蓝焰状态，液晶界面中相应会数字显示档位大小。并可通过触按操作面板上的节能按钮，在最小档位及使用过程中的档位自由切换，实现了免空烧的功能。
本发明不限于上述及附图示出的实施例，凡依本创造之精神所作的修改及等效变换，或在此基础上采用多种变形，都属于本发明保护范围内。
Claims (7)
1.全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：包括全预混合金纤维灶头、安装在灶具灶台上的用于延长火焰在炉膛内部停留时间的集火器和燃烧智能控制系统；
所述的全预混合金纤维灶头包括中空的灶头基座（11）、设置在灶头基座（11）上部的多孔金属布风板（12）和设置在多孔金属布风板（12）上方的合金纤维表面燃烧材料（13）；多孔金属布风板（12）与中空的灶头基座（11）形成一个混合空腔（21）；
所述的燃烧智能控制系统包括安装于灶具灶台外侧的密闭式箱体（20）、设置在箱体内的控制器（5），设置在箱体内的点火装置（7）、与点火装置（7）相连的且设置沿着灶头基座（11）伸至灶头上部的点火针（8）和用来检测点火针（8）是否点着的火焰感应针（9）；点火装置（7）的点火信号输入端与控制器（5）的点火装置（7）点火信号输出端相连同时火焰感应针（9）的感应信号输出端与控制器（5）的火焰感应针（9）感应信号输入端相连；
设置在箱体内的电磁比例阀（2）、电磁比例阀（2）的燃气入口连接外部燃气出口；与电磁比例阀（2）出口相连的混风器（4）；混风器（4）的燃气进口连接电磁比例阀（2）的出口，混风器（4）的空气进口连接设置在箱体（20）内的直流无刷风机（1）；混风器（4）的出口与灶头基座（11）的下部相连；电磁比例阀（2）的信号输入端与控制器（5）的电磁比例阀（2）信号输出端相连；直流无刷风机（1）的信号输入端与控制器（5）的直流无刷风机（1）信号输出端相连。
2.根据权利要求1所述的全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：所述的集火器包括集火器外层（14）、集火器内层（16）和设置在集火器外层（14）与集火器内层（16）之间的保温材料（15）；集火器内层（16）表面上设置有用来增强火焰加热效果的叶片（17），所述的叶片（17）均匀设置在集火器内层（16）表面上。
3.根据权利要求1所述的全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：还包括操作面板（10），所述的操作面板（10）设置在箱体（20）上或灶具灶台上。
4.根据权利要求3所述的全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：所述的操作面板（10）上设置有开关按键、火力调节旋钮、节能按钮、UI界面；前述的UI界面为液晶界面，液晶界面上包括火力大小数字显示、系统过程状态显示、系统异常状态显示。
5.根据权利要求1所述的全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：所述的箱体（20）内还设置有油水过滤器（6）。
6.根据权利要求1所述的全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：所述的箱体（20）内还设置有稳压阀（3）；稳压阀（3）的入口连接外部燃气出口，稳压阀（3）的出口连接电磁比例阀（2）的燃气入口。
7.根据权利要求1所述的全预混智能型合金纤维灶具，其特征在于：所述的控制器（5）为PLC可编程序控制器或单片机控制器。
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