CN1172524A - 具有催化燃烧器的炉具 - Google Patents

Abstract

一种炉具包括:一个催化燃烧器(1),由至少一个获得一种燃烧混合气(7)的混合件(2)、至少一个混合气的分配室(8)以及一个由混合气穿过的催化燃烧结构(9)构成;一个热接收器(10),距催化燃烧结构(9)一定距离加以布置,实际上沿所述结构的整个表面延伸,布置成在外侧至少散射一部分从催化燃烧器(1)通过辐射和/或对流而接收的热能;一个燃烧混合气(7)通气率的控制件(11),布置成根据一个阀(4)手动独立控制的燃气(3)的流量,对由一个鼓风机(6)输送的燃烧空气(5)的流量起作用,以便在正常工作情况下,当燃气的流量增大时,使燃烧空气的流量增大,反之,当燃气的流量减小时,使燃烧空气的流量减小。

Description

具有催化燃烧器的炉具

本发明涉及一种具有催化燃烧器的炉具。

文献EP-A-0520913描述了一种加热器，它一般包括：

-一个催化燃烧器，由至少一个混合件、至少一个分配室以及一个催化燃烧结构构成，所述混合件使主燃烧空气与一种燃气流混合以获得一种燃烧混合气，所述分配室对燃烧混合气进行分配，燃气的流量由一个阀或其它相当的控制件加以控制，主燃烧空气由燃气流带动，催化燃烧结构由混合气从其相对于分配室的上游面向其排放燃烧烟气的下游面穿过；

-一个热接收器，距催化燃烧结构一定距离加以布置，在相对于所述结构的一个面的内侧、对着其上游面进行延伸，实际上沿所述结构的整个表面延伸，布置成在外侧至少散射一部分从催化燃烧器本身以辐射为主以对流为辅而接收的热能。

文献EP-A-0469251描述和提出一种具有催化燃烧器的加热器，该加热器与前述加热器类型相同，但与前者的区别在于以下一些主要技术特征：

-主空气由一个鼓风机输送，与燃气混合，以获得燃烧混合气；

-热接收器在面对催化燃烧结构下游面的内侧延伸，燃烧烟气由催化燃烧结构下游面排放；

-通过使炉具尤其是催化燃烧器与外部隔开的一种布置，存在一个燃烧烟气收集室，燃烧烟气由适当构件排放。

根据本发明，所谓“炉具”，一般是指与一种燃气源、例如低压或减压城市燃气相连的、利用由催化燃烧器产生的燃烧热进行烹饪的任何便携式或非便携式器具。符合上述定义的是各种家用或专业用烹饪装置，例如一种烹饪台。这种炉具可包括其它一些能用于预定作用或目的的零部件，例如，如果所述炉具是一种家用烹饪炉，则可包括若干安装在烹饪台上的构件。

下面根据一种安装在一个家用烹饪台上的烹饪炉，作为非限制性实施例，对本发明加以描述。

所谓“催化结构”或者“催化燃烧结构”，是指可使燃烧混合气通过的任何结构，当所述混合气通过时，从所述结构的上游面到下游面产生一种压力损失。所述结构在面积上沿横向于或垂直于燃烧混合气通过的方向进行延伸。所述结构包括一个支架，支架对燃烧混合气、可燃气体和燃烧气体不起化学作用，并且在机械或化学上耐受由催化燃烧产生的高温。支架至少在其一个或若干内表面上直接或间接地覆盖有一种催化材料，例如铂或者铂盐，对燃烧进行催化。所述结构一方面是称之为蜂窝状的催化结构，它是一个耐高温材料例如陶瓷或金属的板材或芯材，由很多相邻接的横向通道穿过，另一方面是催化用织物或滤网型结构。

本发明旨在提出一些装置，使用户可在相当大的数值范围内连续对炉具的热能进行微调，而不中断催化燃烧器的作用，使催化燃烧的性能保持在一个最佳水平。

根据本发明：

-一方面，燃气流量手动控制件例如阀布置成可以连续和独立地改变流量；

-另一方面，炉具包括一个燃烧混合气通气率控制件，控制件布置成在正常工作情况下不对燃气流量起作用，也就是说，不控制流量的手动控制件，但是布置成根据用户使用手动控制件独立控制的燃气流量，至少对鼓风机输送的燃烧空气的流量起作用；在正常工作情况下，当燃气流量增大时，控制方式增大燃烧空气的流量，反之，当燃气流量减小时，控制方式减小燃烧空气的流量。

根据本发明，获得这样一种炉具，即只要手动调节燃气的流量，就使烹饪用热能的调节同时具有很大的灵活性和良好的准确性。这样，一方面可以进行各种烹饪，从文火烹饪直到大火烹饪，另一方面，在文火烹饪的每个烹饪范围内，可对催化燃烧器的热能进行比较微小的调节。

本发明还旨在改进例如上述的一种炉具的功能，不管由用户调节的炉具的热能怎样，都使催化燃烧的性能保持在一个最佳水平。

根据本发明，一个炉具包括一个输送主燃烧空气的鼓风机，还包括一个燃烧混合气通气率控制件，控制件根据由阀控制的燃气流量进行控制，对由鼓风机输送的燃烧空气的流量起作用，以便在正常工作情况下，当燃气流量增大时，使燃烧空气的流量增大，反之，当燃气流量减小时，使燃烧空气的流量减小。

作为实施例，控制件最好布置成在正常工作情况下使燃烧混合气的通气率保持在0.8至1.5的范围内。

现在参照附图来描述本发明。

附图如下：

-图1是配齐一个控制件和各种控制装置的本发明烹饪炉装置的示意图；

-图2示出图1烹饪炉的控制件和若干控制装置的一个机电型实施方式。

图1所示的烹饪炉安装于一个灶台31，灶台31可以包括一个或若干例如下述的烹饪炉。一个或若干烹饪炉与一个燃气3手动控制件或阀4、一个控制燃气供给的安全电动阀22以及一个燃烧混合气7通气率控制件11相连接，所有这些组件或构件都按照适当的布置方式布置在灶台31之下，而阀4的操纵手轮18和电动阀22的手动轴向按钮32都安装在灶台31之上，便于使用者进行操作。

如图1所示，本发明完整的炉具或烹饪炉包括：

-一个催化燃烧器1本身，装入灶台31中；

-一个热接收器10，刚好水平布置在灶台31之上，因此，其上表面或上侧即外表面或外侧可以置放或支承一个热负载，例如一个有柄平底锅；

-燃气3流量的手动控制阀4和安全电动阀22，安全电动阀如后所述同轴安装在阀4中，其手动控制件18和32布置在灶台31的外部和上部；独立于下面所述的控制件11，仅仅在使用者的手动操作下，阀4即可从零值到例如一个最大值连续改变燃气的流量；

-一个鼓风机6，由一个未示出的马达驱动，输送主燃烧空气5，也布置在灶台31之下；

-燃烧混合气7的通气率控制件11，包括所有适当的电气、电子、机电或微电子类型的控制装置，控制装置适当地布置成执行后面所述的本发明的预定控制程序；如图2所示，控制装置12是机电类型的；控制件11及其各种辅助构件以罩住的方式安装在灶台31中。

催化燃烧器1由一个使燃气3和主燃烧空气5相混合的混合件2构成，燃气由阀4和/或电动阀22控制，主燃烧空气由鼓风机6输送，在混合件的出口获得一种燃烧混合气气流7。所述低压燃气例如天然气可以由一个适当装置例如一个单向喷嘴输送到混合件2中。

参照图1，在催化燃烧器1本身的一种适当布置(不予详述)中，可以看到：

-一个燃烧混合气分配室8，其入口与混合件2连通；

-一个催化燃烧结构9，该结构横向于或垂直于气体流动方向进行布置，燃烧混合气从其相对于分配室8的上游面9a向其排放燃烧烟气的下游面9b穿过；

-一个燃烧烟气收集室33，它与催化燃烧结构9的下游面9b相对，从分配室8的周围向灶台31的外部和上部排放烟气。

鉴于上述功能上的布置，无焰催化燃烧的辐射正面建立在催化结构9的上游面9a附近。

由一个环状玻璃陶瓷板构成的热收集器10由一个隔热环34支承在灶台31的上面，封闭燃烧混合气分配室8。热接收器10距催化结构9一定距离进行水平布置，在相对于所述结构9上游面9a的内侧或下侧延伸，实际上沿后者的整个表面延伸，以便接收由催化燃烧器1主要通过辐射产生的热。热接收器10在外侧或上侧至少使一部分从催化燃烧器1通过辐射和对流接收的热能向任何热负载例如一个有柄平底锅散射，平底锅在使用位置上基本水平置放在也是呈水平状态的玻璃陶瓷接收器或板10上。

燃气3流量的手动控制阀4、控制燃气3供给的安全电动阀22以及它们各自的操纵件18(操纵手轮)和32(按钮)构成一个单个组件，如同法国SAUTER公司制造并出售的、在例如1995年以LINEAFLAMME商标销售的一种灶台中出售的传统组件。所述组件在下面的描述限于本发明炉具功能和控制用的主要构件或零件。

阀4是套接管式，包括一个阀体16和一个旋转件或套接管17，阀体16具有一个轴向孔径16a，旋转件17以调整的方式安装在孔径16a中，其相对于阀体16旋转的相对位置决定通过阀4的燃气的流量，其相对于阀体16的旋转连续改变燃气流量。操纵手轮18与旋转件或套接管17旋转连接。

安全电动阀22同轴安装在阀4中，更确切地说，与套接管17同轴，以便使燃气3的供给控制在开启位置或关闭位置。所述电动阀包括：

-一个阀瓣24，与阀4的阀体16中的一个阀座相配合；

-一个操纵按钮32，位于阀4操纵手轮18的中央，可进行相对于手轮18的移动，以便手动地使阀瓣24处于开启位置；

-一个回位件或弹簧27，安装在套接管17内的一个凸肩和按钮32之间，以便使后者离开阀瓣24；

-一个电磁铁23，与阀瓣24同轴布置，位于按钮32的对面，当激磁时，可使阀瓣24保持在开启位置。

控制件11的主要作用是根据燃气3的流量，控制燃烧混合气7的通气率，燃气3由使用者根据工作情况和需要的热能用阀4手动独立控制。为此，控制件11对鼓风机6输送的燃烧空气5的流量起作用，在正常工作情况下，当燃气流量增大时，使所输送的燃烧空气的流量增大，当燃气流量减小时，使所输送的燃烧空气的流量减小。

作为非限制性实施例，在炉具的正常工作情况下，控制件11最好布置成使燃烧混合气7的通气率保持在0.8至1.5的范围。

作为非限制性实施例，所输送的燃烧空气5的流量最好断断续续地增减，尤其是连续分阶段地增减。

为此，所述控制件11：

-通过一条控制线路13与一个控制鼓风机6的速度、尤其是控制对鼓风机进行驱动的马达的电源电压的控制件相连通；

-并通过一条检测线路14与旋转件或套接管17相对于阀4的阀体16旋转的相对位置的一个传感器19相连通；最好如图1所示那样，传感器19在一侧包括一个与旋转件或套接管17或者与操纵手轮18相连的滑动触点20，在另一侧包括一系列当滑动触点20旋转时与之进行电接触的固定触点21a至21d，固定触点与接入鼓风机6的马达的电源电路的转换件相连接。

阀4以及构成它的各种构件最好布置成与操纵手轮18和传感器19的各个固定触点相对应，以便：

-位置15对应于燃气流量的完全终止或燃气的零流量；

-与滑动触点20和第一个固定触点21a的接触相对应的相对旋转位置，一方面对应于催化燃烧器1的启动，另一方面对应于燃气3的满流量；

-手轮18的旋转对应于燃气流量的逐渐减少，滑动触点20分别在固定触点21b、21c和21d上通过，对应于所输送的燃烧空气5流量减少的若干连续阶段。

控制件11也布置成在催化燃烧器1的启动阶段，使燃烧混合气的通气率保持在0.8至0.9的范围，启动阶段例如由阀4从其终止位置15进入其开启位置而加以定位或测定，开启位置与固定触点21a相对应。

另外，控制件11包括一个测定催化燃烧结构9内或附近的温度的传感器25，传感器25通过一条线路36与控制件11相连。控制件11布置成控制电动阀22，更准确地说，如果所述结构的工作温度至少等于一个给定值，则使电磁铁23控制在开启位置，如果所述结构的工作温度小于所述给定值，则使电磁铁23控制在关闭位置。因此，控制件11布置成在相应于催化燃烧器1启动阶段的一个预定时期，控制电动阀22，更准确地说，控制电磁铁23保持在开启位置，启动阶段如前所述由阀4从其终止位置15进入其由固定触点21a对准的开启位置而测定。

在正常工作情况下，对电动阀22的这种控制可以提高本发明加热器的使用安全性，一方面是催化燃烧的熄灭，另一方面是催化结构9上游尤其是分配室8中的燃烧，自动使电动阀22关闭。

上述布置与催化结构9工作温度的检测相连，可以配一个指示灯26，指示灯通过一条线路37与控制件11连接并受其控制，如果工作温度至少等于给定值，则灯亮，如果工作温度小于给定值，则灯灭。

控制件11还布置成例如通过对驱动鼓风机6的马达的电源电压加以控制，使所输送的燃烧空气5的流量保持在一个非零值，这是在催化燃烧器1停止工作的一个预定时期，这个时期通过滑动触点20转到固定触点21a上而定位或测定，在这一时期，燃气3的流量因而具有零值。

最后，炉具在催化燃烧结构9的下游面9b附近还具有一个至少产生一个电火花的火花发生器28，火花发生器通过一条线路38与控制件11相连。控制件11布置成在催化燃烧器启动阶段暂时控制火花发生器28，启动阶段如前所述由阀4从其终止位置15进入其由固定触点21a对准的开启位置而测定。

作为实施例，控制件11同其各辅助构件的关系的机电构造12示于图1安装图，其中，与图1中相同的标号表示相同的构件、组件或部件。

机电构造的特征在于以下主要构件的装配

-一个遥控开关继电器39，它包括两个触点391和392，遥控开关继电器39与同操纵手轮18有关系的固定触点21a相连；

-三个遥控开关继电器40、41、42，它们在一侧分别与同操纵手轮18有关系的三个固定触点21b至21d相连，在另一侧通过一个唯一触点401、411、421分别与三个可变电阻43、44、45相连；

-一个延时吸持继电器46，其输出端根据其电接触位置与两个不同的可变电阻48和49中一个或另一个连通，可变电阻48和49并联在鼓风机6的马达的电源电路中；

-一个延时释放继电器47，它具有两个电触点，控制继电器46及其触点的电源；

-一个比较器30，它与工作温度传感器25、工作指示灯26以及电动阀22的电磁铁23相连，在催化结构9的工作温度下，可使指示灯26以及电磁铁23工作稳定；

-一条由一个电池组75供电的电路，使上述若干构件彼此连接以及连接到鼓风机6的马达上。

炉具的时序工作来自上述说明，可建立如下。

按住操纵按钮32，手动转动操纵手轮18，从终止位置一直转到固定触点21a，下述操作是连贯的：

-手动完全打开电动阀22，通过对电磁铁23激磁，使阀瓣24保持在开启位置；

-使燃气3的流量从零值达到一个最大值；

-在火花发生器28处打火花；

-通过继电器39触点391的闭合，向电子比较器30供电；从此时起，一方面在延时例如30秒启动阶段，电动阀22保持在开启位置，另一方面，超过启动阶段，如果由传感器25检测的工作温度至少等于给定值时，电动阀22的电磁铁23被激磁，如果工作温度小于给定值时，电磁铁23解除激磁；在电磁铁23被激磁或解除激磁的同时，指示灯26灯亮或灯灭；

-通过继电器39触点392的闭合，向由继电器47延时的继电器46供电，利用串联电阻49确立向鼓风机6的马达供电，使输送的流量较小，利用串联电阻48确立向鼓风机6的马达供电，使输送的燃烧空气5满流量。

比较器30的延时时间可以根据继电器47的延时时间加以调整。

一旦启动阶段的时间过去，在催化燃烧器1正确工作的情况下，指示灯26灯亮，电动阀22处于开启位置，控制阀4处于最大流量位置。

从相应于固定触点21a的位置开始转动手轮18，减小燃气3的流量，这样，相应地并同时降低鼓风机6的速度，例如分阶段进行，确立如下：

-使滑动触点20转到固定触点21b上，向继电器40供电，电阻43接入鼓风机6的电源电路，与电池组75串联，这样继续下去，使滑动触点20转到固定触点21c和21d上，以便分别接入电阻44和45；

-在两个连续的固定触点例如21a和21b之间，鼓风机6的速度固定不变，但是，燃气流量的变化足够小，以便使催化燃烧器所需的通气率保持在允许范围。

最后，沿反方向转动操纵手轮18，电阻45、44、43陆续脱离鼓风机6的电源电路。当滑动触点20再转到固定触点21a上时，继电器39连通，触点391和392进入开启位置。但是，延时继电器47保持与电阻49连接数秒钟，其作用是使所输送的燃烧空气继续以最大输送量流通到催化燃烧器1中，这样可以吹净催化燃烧器，吹除所有可以重新点燃的燃气或可燃混合气。

Claims (14)

1.一种炉具，它包括：

-一个催化燃烧器(1)，由至少一个混合件(2)、至少一个分配室(8)以及一个催化燃烧结构(9)构成，所述混合件使一种燃气(3)与主燃烧空气(5)混合以获得一种燃烧混合气(7)，所述燃气的流量由一个手动控制件(4)加以控制，所述主燃烧空气由一个鼓风机(6)输送，所述分配室对所述混合气进行分配，所述催化燃烧结构由所述混合气从其相对于所述分配室的上游面(9a)向其排放燃烧烟气的下游面(9b)穿过；

-一个热接收器(10)，距所述催化燃烧结构(9)一定的距离加以布置，在面对所述结构的一个面(9a)的内侧进行延伸，实际上沿所述结构的整个表面延伸，布置成在外侧至少散射一部分从所述催化燃烧器(1)通过辐射和/或对流而接收的热能；

其特征在于，一方面，所述燃气流量手动控制件(4)布置成可以连续和独立地改变所述流量，另一方面，所述炉具包括一个燃烧混合气通气率控制件(11)，所述控制件(11)布置成在正常工作情况下不对燃气流量起作用，但是布置成根据用户使用所述手动控制件(4)独立控制的燃气(3)的流量，至少对由鼓风机(6)输送的燃烧空气(5)的流量起作用，以便在正常工作情况下，当燃气的流量增大时，使所述燃烧空气的流量增大，反之，当燃气的流量减小时，使所述燃烧空气的流量减小。

2.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，所述控制件(11)布置成在正常工作情况下使燃烧混合气(7)的通气率保持在0.8至1.5的范围内。

3.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，它包括一个对鼓风机(6)的速度、尤其是对驱动所述鼓风机的马达的电源电压进行控制的控制装置(13)，所述控制装置由所述控制件(11)加以控制。

4.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，所述控制件(11)布置成在所述催化燃烧器(1)的启动阶段，尤其是在由所述手动控制件(4)从一个终止位置(15)进入一个开启位置而定位的阶段，使燃烧混合气(7)的通气率保持在0.8至0.9的范围。

5.根据权利要求1所述的炉具，其中，所述手动控制件(4)例如是阀或套接管式，包括一个阀体(16)和一个旋转件(17)，所述阀体具有一个孔径(16a)，所述旋转件以调整的方式安装在所述孔径中，其相对于所述阀体旋转的相对位置以连续的方式决定通过所述手动控制件(4)的燃气(3)的流量，一个手动操纵手轮(18)与所述旋转件旋转连接，其特征在于，所述控制件(11)包括一个所述旋转件(17)的所述旋转相对位置的传感器(19)。

6.根据权利要求5所述的炉具，其特征在于，所述旋转件(17)的旋转相对位置的传感器(19)在一侧包括一个与所述旋转件相连的滑动触点(20)，在另一侧包括一系列当所述滑动触点(20)适当旋转时与之进行电接触的固定触点(21a至21d)，所述固定触点与接入所述鼓风机(6)的马达的电源电路的转换件进行电连接。

7.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，所输送的燃烧空气(5)的流量以断续的方式，尤其是分连续阶段地进行增减。

8.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，它包括一个安全电动阀(22)，所述安全电动阀控制燃气(3)的供给，而且所述控制件(11)一方面包括一个测定所述催化燃烧结构(9)内或附近的工作温度的传感器(25)，另一方面，所述控制件(11)布置成如果所述工作温度至少等于一个给定值，则使所述电动阀(22)控制在开启位置，如果所述工作温度小于所述给定值，则使所述电动阀控制在关闭位置。

9.根据权利要求8所述的炉具，其特征在于，所述控制件(11)布置成在相应于所述催化燃烧器(1)启动阶段的一个预定时期，使所述电动阀(22)控制在开启位置，所述启动阶段尤其由所述手动控制件(4)从一个终止位置(15)进入一个开启位置而进行定位。

10.根据权利要求9所述的炉具，其特征在于，它包括一个所述催化燃烧器(1)工作情况的指示灯(26)，所述指示灯由所述控制件(11)加以控制，如果所述工作温度至少等于所述给定值，则灯亮，如果所述工作温度小于所述给定值，则灯灭。

11.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，所述控制件(11)布置成在所述催化燃烧器(1)停止工作阶段，使所输送的燃烧空气(5)的流量保持在一个非零值，在这一阶段，所述燃气(3)的流量由用户手动控制在零值。

12.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，它在所述催化燃烧结构(9)的下游面(9b)附近具有一个至少产生一个火花的火花发生器(28)，而且所述控制件(11)布置成在所述催化燃烧器(1)的启动阶段，尤其是在由所述手动控制件(4)从一个终止位置(15)进入一个开启位置而定位的阶段，暂时控制所述火花发生器。

13.根据权利要求1所述的炉具，其特征在于，无焰燃烧的辐射工作面位于所述催化结构(9)的上游面(9a)附近，所述热接收器(10)在相对于所述结构的上游面(9a)的内侧延伸，以便接收由所述催化燃烧器(1)主要通过辐射产生的热。

14.根据权利要求1所述的炉具，所述炉具基本水平布置在使用位置，所述热接收器(10)基本呈水平状态，以便在外侧支承一个热负载，例如一个有柄平底锅。

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