基于斯特林机的新型节能灶的制作方法
基于斯特林机的新型节能灶的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于斯特林机的节能灶，由灶体、V型斯特林机机构、鼓风机构成，V型斯特林机构包括热缸、冷缸、加热器、冷却器和回热器，加热器为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱，形成水冷部分，鼓风机的风道穿过水冷部分的通气孔，形成风冷部分。本发明加热器吸收火焰余热，通过V型斯特林机直接驱动鼓风机，节省了鼓风机所耗电量；鼓风机风道先通过斯特林机冷却器的空冷部分，对鼓入点火处的空气进行了预热，减少了火焰的额外热消耗；斯特林机将灶台余热传导进冷却器水冷部分，加热储水箱，储水箱中的水用于烹饪，一定程度上减少了燃气消耗。
【专利说明】基于斯特林机的新型节能灶
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型节能灶，具体的说是一种基于斯特林机的新型节能灶。
【背景技术】
[0002]目前随着国内燃气灶技术的不断更，燃气灶热效率不断提升，但普通燃气灶的效率还是不理想，有的甚至低于国家标准局于1997年颁布实施的GB16410-196家用燃气灶中所规定的55%。经过业内不断改善，近年出现的少量家用节能燃气灶可使热效率提升至70%，已经很大程度上改善了家用燃气灶浪费燃气严重的情况。但对于商用燃气灶(营业、团体使用的燃气灶)的研究改善一直停滞不前，商用灶具的热效率超过20%情况很少，国标规定，商用燃气灶的热效率为20%，而实际应用实际上只有15%左右，也就是说，绝大部分(80%以上)的能源白白流失。据国家权威部门统计，全国有1000万家大中小酒店饭店，据统计，每年要消耗燃气，柴油折合标准燃油2000-3000万吨，相当于一个大庆油田！新型节能燃气灶的研发对于我国能源节约意义重大。
[0003]商用燃气灶发展缓慢的原因在于，商用燃气灶要求加热效率高、成本低，而新燃气技术阶段性提升的节能效率不高，同时会降低加热效率，加热效率的降低意味着烹饪效率下降，进而影响饭店的经济，新型商用节能灶的开发得不到使用者的大力支持。
[0004]市场上商用燃气灶主体为鼓风燃气灶和中餐燃气灶。鼓风燃气灶结构紧凑，燃烧强度大，烹饪效率高，但需要消耗电能；中餐燃气灶燃烧稳定，使用方便，但燃烧强度小，烹饪效率低。大多数营业单位为提高烹饪效率，即加热强度，会选用鼓风燃气灶。鼓风燃气灶燃气使用率在10m3/h左右，鼓风机耗电量200W，一般饭店厨房工作时间为每天10小时，燃气灶工作时间6小时一台单灶式燃气灶，年耗气量2.19X 104m3，耗电量438度，鼓风机电机寿命2-3年。另外，鼓风式燃气灶，由下方进风口鼓入冷风，在提高燃烧效率的同时也使火焰更多的热量来加热新鼓入的空气，造成热量的无意义消耗。
【发明内容】
[0005]针对上述情况，本发明提供一种基于斯特林机的新型节能灶，该装置利用斯特林机收集燃气灶余热进行做功，减少了热量浪费；对斯特林机加热器进行改造，螺旋形环状加热器有效利用了燃气余热；采用风冷与水冷结合的形式，风冷部分预热鼓风机气流，水冷部分加热水箱中烹饪用水，对收集的余热进行了再次利用。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于斯特林机的新型节能灶，由灶体、V型斯特林机机构、鼓风机构成，V型斯特林机构包括热缸、冷缸、加热器、冷却器和回热器，其特征在于:加热器为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱，形成水冷部分，鼓风机的风道穿过水冷部分的通气孔，形成风冷部分。斯特林机机构的热缸和冷缸通过连杆带动设于灶体上的转轮转动，并通过传送带传动直接驱动鼓风机。
[0007]水冷部分与回热器接触位置设有水冷翅片；风冷部分与回热器接触位置设有风冷翅片。
[0008]鼓风机的风道出气口与灶体的燃烧桶底端连接。
[0009]冷却器水冷部分通过水箱，加热水箱中的烹饪用水。
[0010]本发明的有益效果是:(I)斯特林机收集燃气灶余热进行做功，减少了热量浪费；
(2)对斯特林机加热器进行改造，螺旋形环状加热器有效利用了燃气余热；(3)采用风冷与水冷结合的形式，风冷部分预热鼓风机气流，水冷部分加热水箱中烹饪用水，对收集的余热进行了再次利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图
[0012]图2是水冷翅片的结构示意图
[0013]图3是加热器的结构示意图
[0014]图4是本发明的工作流程图
【具体实施方式】
[0015]下面结合【专利附图】
【附图说明】和实施例对本发明作进一步说明。
[0016]在图1、图2、图3所示的第一实施例中，一种基于斯特林机的新型节能灶，由灶体、V型斯特林机构、鼓风机(11)构成，V型斯特林机机构包括热缸(6)、冷缸(7)、加热器(5)、冷却器和回热器(2)，其特征在于:加热器(5)为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口(4)位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱
(I),形成水冷部分(9 )，鼓风机(11)的风道(3 )穿过水冷部分(9 )的通气孔(12 )，形成风冷部分(10)。斯特林机机构的热缸(6)和冷缸(7)通过连杆带动设于灶体上的转轮转动，并通过传送带(8 )传动直接驱动鼓风机(11)。
[0017]水冷部分(9)与回热器(2)接触位置设有水冷翅片；风冷部分(10)与回热器(2)接触位置设有风冷翅片。
[0018]鼓风机(11)的风道(3)出气口与灶体的燃烧桶底端连接。
[0019]冷却器水冷部分(9)通过水箱(1)，加热水箱(I)中的烹饪用水。
[0020]在图1、图2、图4所示的第二实施例中，冷却器的冷却方式包括风冷和水冷两种。活水的冷却效果最佳，但成本高，为加强冷却效果，本发明采用二次冷却。第一道冷却方式为风冷，斯特林发动机驱动的鼓风机(11)吹出的风经风道(3)吹响冷却器的散热片实现风冷，同时冷却器散发的热量又可以对鼓风机(11)的风预热减少了燃料的浪费。第二道冷却方式为水冷，此部分冷却管未设散热片，直接由水箱(I)包围实现水冷。同时水箱(I)设置取水口及补水阀，水箱(I)中的水被冷却器散发的热量加热，可用于烹饪，这样也实现了燃料的节省。先进行风冷后水冷，保证了冷却器的冷却要求。
[0021]回热器(2)采用小直径的金属丝网做回热器(2)填充物。本发明采用120目的不锈钢丝网烧结在一起，作为回热器(2)填充物。
[0022]本发明的工作过程:点火，火焰加热加热器(5)，加热器(5)及热缸(6)内气体膨胀，斯特林机进入加热行程，热缸(6)活塞外拉，而冷缸(7)活塞推进，工质气体从压缩空间(低温空间)流向膨胀空间(高温空间)，即从冷缸(7 )端流向热缸(6 )端，发动机内部压力上升。膨胀行程是两个活塞受到工作气体的压力都外拉，这时发动机就得到了一个驱动力。膨胀行程后进入冷却行程:利用惯性轮所储备的能量使转轮转动起来，这时热缸(6)活塞推进，而冷缸(7)活塞外拉。工作气体便从膨胀空间流入压缩空间，即从热缸(6)端向冷缸
(7)端流动，流动过程中经回热器(2)、冷却器水冷部分(9)及冷却器风冷部分(10)的冷却，气体工质温度降低，斯特林机内部压力随之降低。然后进入压缩行程:由于受到工作气体压力与活塞背面压力差，两个活塞同时推进，气体体积减小。压缩行程使斯特林机回到初始位置，然后斯特林机再次进入加热行程，如此循环，不断的输出动力。输出的动力通过转轮及皮带传递给鼓风机(11)，鼓风机(11)吹出的冷风通过冷却器风冷部分(10 )不断给冷缸(7 )端的工质气体降温，同时冷风变热风，并送入火口(4)助燃。水箱(I)中的水不断冷却水冷翅片，被加热的水可用于餐厨用水。
[0023]回热器(2)与水箱(I)及加热管之间使用法兰连接，加热管与热缸(6)也用法兰连接。冷却管和冷缸(7)使用法兰连接，连接部位皆使用耐高温高压材料密封。热缸(6)、冷缸(7)呈90°角固定在方形架子上，转轮通过2次皮带传动，将动力传递给鼓风机(11)。
【权利要求】
1.一种基于斯特林机的新型节能灶，由灶体、V型斯特林机机构、鼓风机构成，V型斯特林机构包括热缸、冷缸、加热器、冷却器和回热器，其特征在于:加热器为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱，形成水冷部分，鼓风机的风道穿过水冷部分的通气孔，形成风冷部分；斯特林机通过传送带传动，直接驱动鼓风机。
2.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:水冷部分与回热器接触位置设有水冷翅片。
3.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:风冷部分与回热器接触位置设有风冷翅片。
4.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:鼓风机的风道出气口与灶体的燃烧桶底端连接。
5.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:冷却器水冷部分通过水箱，加热水箱中的水为烹饪用水。
6.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:回热器采用小直径的金属丝网做回热器填充物。
7.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:热缸、冷缸呈90°角固定在灶体的方形架子上，转轮通过两次皮带传动，将动力传递给鼓风机。
8.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:回热器与水箱及加热管之间使用法兰连接，加热管与热缸也用法兰连接；冷却管和冷缸使用法兰连接，连接部位皆使用耐高温高压材料密封。
【文档编号】F02G1/055GK103486632SQ201310443093
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】牛灿, 贾衍俊, 李士盈, 郑定洋 申请人:牛灿, 贾衍俊, 李士盈, 郑定洋
【专利摘要】本发明涉及一种基于斯特林机的节能灶，由灶体、V型斯特林机机构、鼓风机构成，V型斯特林机构包括热缸、冷缸、加热器、冷却器和回热器，加热器为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱，形成水冷部分，鼓风机的风道穿过水冷部分的通气孔，形成风冷部分。本发明加热器吸收火焰余热，通过V型斯特林机直接驱动鼓风机，节省了鼓风机所耗电量；鼓风机风道先通过斯特林机冷却器的空冷部分，对鼓入点火处的空气进行了预热，减少了火焰的额外热消耗；斯特林机将灶台余热传导进冷却器水冷部分，加热储水箱，储水箱中的水用于烹饪，一定程度上减少了燃气消耗。
【专利说明】基于斯特林机的新型节能灶
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型节能灶，具体的说是一种基于斯特林机的新型节能灶。
【背景技术】
[0002]目前随着国内燃气灶技术的不断更，燃气灶热效率不断提升，但普通燃气灶的效率还是不理想，有的甚至低于国家标准局于1997年颁布实施的GB16410-196家用燃气灶中所规定的55%。经过业内不断改善，近年出现的少量家用节能燃气灶可使热效率提升至70%，已经很大程度上改善了家用燃气灶浪费燃气严重的情况。但对于商用燃气灶(营业、团体使用的燃气灶)的研究改善一直停滞不前，商用灶具的热效率超过20%情况很少，国标规定，商用燃气灶的热效率为20%，而实际应用实际上只有15%左右，也就是说，绝大部分(80%以上)的能源白白流失。据国家权威部门统计，全国有1000万家大中小酒店饭店，据统计，每年要消耗燃气，柴油折合标准燃油2000-3000万吨，相当于一个大庆油田！新型节能燃气灶的研发对于我国能源节约意义重大。
[0003]商用燃气灶发展缓慢的原因在于，商用燃气灶要求加热效率高、成本低，而新燃气技术阶段性提升的节能效率不高，同时会降低加热效率，加热效率的降低意味着烹饪效率下降，进而影响饭店的经济，新型商用节能灶的开发得不到使用者的大力支持。
[0004]市场上商用燃气灶主体为鼓风燃气灶和中餐燃气灶。鼓风燃气灶结构紧凑，燃烧强度大，烹饪效率高，但需要消耗电能；中餐燃气灶燃烧稳定，使用方便，但燃烧强度小，烹饪效率低。大多数营业单位为提高烹饪效率，即加热强度，会选用鼓风燃气灶。鼓风燃气灶燃气使用率在10m3/h左右，鼓风机耗电量200W，一般饭店厨房工作时间为每天10小时，燃气灶工作时间6小时一台单灶式燃气灶，年耗气量2.19X 104m3，耗电量438度，鼓风机电机寿命2-3年。另外，鼓风式燃气灶，由下方进风口鼓入冷风，在提高燃烧效率的同时也使火焰更多的热量来加热新鼓入的空气，造成热量的无意义消耗。
【发明内容】
[0005]针对上述情况，本发明提供一种基于斯特林机的新型节能灶，该装置利用斯特林机收集燃气灶余热进行做功，减少了热量浪费；对斯特林机加热器进行改造，螺旋形环状加热器有效利用了燃气余热；采用风冷与水冷结合的形式，风冷部分预热鼓风机气流，水冷部分加热水箱中烹饪用水，对收集的余热进行了再次利用。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于斯特林机的新型节能灶，由灶体、V型斯特林机机构、鼓风机构成，V型斯特林机构包括热缸、冷缸、加热器、冷却器和回热器，其特征在于:加热器为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱，形成水冷部分，鼓风机的风道穿过水冷部分的通气孔，形成风冷部分。斯特林机机构的热缸和冷缸通过连杆带动设于灶体上的转轮转动，并通过传送带传动直接驱动鼓风机。
[0007]水冷部分与回热器接触位置设有水冷翅片；风冷部分与回热器接触位置设有风冷翅片。
[0008]鼓风机的风道出气口与灶体的燃烧桶底端连接。
[0009]冷却器水冷部分通过水箱，加热水箱中的烹饪用水。
[0010]本发明的有益效果是:(I)斯特林机收集燃气灶余热进行做功，减少了热量浪费；
(2)对斯特林机加热器进行改造，螺旋形环状加热器有效利用了燃气余热；(3)采用风冷与水冷结合的形式，风冷部分预热鼓风机气流，水冷部分加热水箱中烹饪用水，对收集的余热进行了再次利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图
[0012]图2是水冷翅片的结构示意图
[0013]图3是加热器的结构示意图
[0014]图4是本发明的工作流程图
【具体实施方式】
[0015]下面结合【专利附图】
【附图说明】和实施例对本发明作进一步说明。
[0016]在图1、图2、图3所示的第一实施例中，一种基于斯特林机的新型节能灶，由灶体、V型斯特林机构、鼓风机(11)构成，V型斯特林机机构包括热缸(6)、冷缸(7)、加热器(5)、冷却器和回热器(2)，其特征在于:加热器(5)为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口(4)位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱
(I),形成水冷部分(9 )，鼓风机(11)的风道(3 )穿过水冷部分(9 )的通气孔(12 )，形成风冷部分(10)。斯特林机机构的热缸(6)和冷缸(7)通过连杆带动设于灶体上的转轮转动，并通过传送带(8 )传动直接驱动鼓风机(11)。
[0017]水冷部分(9)与回热器(2)接触位置设有水冷翅片；风冷部分(10)与回热器(2)接触位置设有风冷翅片。
[0018]鼓风机(11)的风道(3)出气口与灶体的燃烧桶底端连接。
[0019]冷却器水冷部分(9)通过水箱(1)，加热水箱(I)中的烹饪用水。
[0020]在图1、图2、图4所示的第二实施例中，冷却器的冷却方式包括风冷和水冷两种。活水的冷却效果最佳，但成本高，为加强冷却效果，本发明采用二次冷却。第一道冷却方式为风冷，斯特林发动机驱动的鼓风机(11)吹出的风经风道(3)吹响冷却器的散热片实现风冷，同时冷却器散发的热量又可以对鼓风机(11)的风预热减少了燃料的浪费。第二道冷却方式为水冷，此部分冷却管未设散热片，直接由水箱(I)包围实现水冷。同时水箱(I)设置取水口及补水阀，水箱(I)中的水被冷却器散发的热量加热，可用于烹饪，这样也实现了燃料的节省。先进行风冷后水冷，保证了冷却器的冷却要求。
[0021]回热器(2)采用小直径的金属丝网做回热器(2)填充物。本发明采用120目的不锈钢丝网烧结在一起，作为回热器(2)填充物。
[0022]本发明的工作过程:点火，火焰加热加热器(5)，加热器(5)及热缸(6)内气体膨胀，斯特林机进入加热行程，热缸(6)活塞外拉，而冷缸(7)活塞推进，工质气体从压缩空间(低温空间)流向膨胀空间(高温空间)，即从冷缸(7 )端流向热缸(6 )端，发动机内部压力上升。膨胀行程是两个活塞受到工作气体的压力都外拉，这时发动机就得到了一个驱动力。膨胀行程后进入冷却行程:利用惯性轮所储备的能量使转轮转动起来，这时热缸(6)活塞推进，而冷缸(7)活塞外拉。工作气体便从膨胀空间流入压缩空间，即从热缸(6)端向冷缸
(7)端流动，流动过程中经回热器(2)、冷却器水冷部分(9)及冷却器风冷部分(10)的冷却，气体工质温度降低，斯特林机内部压力随之降低。然后进入压缩行程:由于受到工作气体压力与活塞背面压力差，两个活塞同时推进，气体体积减小。压缩行程使斯特林机回到初始位置，然后斯特林机再次进入加热行程，如此循环，不断的输出动力。输出的动力通过转轮及皮带传递给鼓风机(11)，鼓风机(11)吹出的冷风通过冷却器风冷部分(10 )不断给冷缸(7 )端的工质气体降温，同时冷风变热风，并送入火口(4)助燃。水箱(I)中的水不断冷却水冷翅片，被加热的水可用于餐厨用水。
[0023]回热器(2)与水箱(I)及加热管之间使用法兰连接，加热管与热缸(6)也用法兰连接。冷却管和冷缸(7)使用法兰连接，连接部位皆使用耐高温高压材料密封。热缸(6)、冷缸(7)呈90°角固定在方形架子上，转轮通过2次皮带传动，将动力传递给鼓风机(11)。
【权利要求】
1.一种基于斯特林机的新型节能灶，由灶体、V型斯特林机机构、鼓风机构成，V型斯特林机构包括热缸、冷缸、加热器、冷却器和回热器，其特征在于:加热器为螺旋向上形状的耐高温管，置于灶体的火口位置，可包围火焰，吸收火焰向四周散发的余热；冷却器通过设在灶体的一侧水箱，形成水冷部分，鼓风机的风道穿过水冷部分的通气孔，形成风冷部分；斯特林机通过传送带传动，直接驱动鼓风机。
2.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:水冷部分与回热器接触位置设有水冷翅片。
3.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:风冷部分与回热器接触位置设有风冷翅片。
4.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:鼓风机的风道出气口与灶体的燃烧桶底端连接。
5.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:冷却器水冷部分通过水箱，加热水箱中的水为烹饪用水。
6.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:回热器采用小直径的金属丝网做回热器填充物。
7.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:热缸、冷缸呈90°角固定在灶体的方形架子上，转轮通过两次皮带传动，将动力传递给鼓风机。
8.根据权利要求1所述的基于斯特林机的新型节能灶，其特征在于:回热器与水箱及加热管之间使用法兰连接，加热管与热缸也用法兰连接；冷却管和冷缸使用法兰连接，连接部位皆使用耐高温高压材料密封。
【文档编号】F02G1/055GK103486632SQ201310443093
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】牛灿, 贾衍俊, 李士盈, 郑定洋 申请人:牛灿, 贾衍俊, 李士盈, 郑定洋
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