一种低噪高效燃气炒灶的制作方法

本实用新型属于厨房设备制造领域。尤其是涉及一种低噪高效燃气炒灶。

背景技术：

常规的商用厨房设备燃气炒灶(中式炒菜必备)燃烧效率低、噪音大是一直存在的问题，这类燃气炒灶的燃气燃烧头由于空气和燃气采用紊流的形式混合，空气采取泵入，因此燃气在燃烧时就会产生高分贝的噪音，通常噪音超过85分贝(远高于油烟机)，严重影响到使用者的使用环境，中国实用新型专利200880000738.0及201310343820.6都是空气、燃气紊流混合的代表结构形式。201310343820燃气燃烧器包括引射管组件、燃烧器基座、外环燃烧器和内环燃烧器(35)，引射管组件包括：与燃气管连通的气管副接头(31)、副喷嘴(32)、副引射管(33)，且依次连通，副引射管(33)还与副一次空气进口(34)连通；与燃气管连通的第一气管主接头(13)、第一主喷嘴(12)、第一主引射管(11)，且依次连通，第一主引射管(11)还与第一主一次空气进口(14)连通；第二气管主接头(43)、第二主喷嘴(42)和第二主引射管(41)，且依次连通，第二主引射管(41)还与第二主一次空气进口(44)连通，第二气管主接头(43)通过主气分气道(2)与第一气管主接头(13)连通；外环燃烧器(5)包括外环底座(51)和外环火盖(7)且形成两个对称的混气室(52)，外环底座(51)上设置有对称的第一出口(61)和第二出口(62)且分别与对称的混气室(52)连通；引射管组件中的副引射管(33)经燃烧器基座(6)与内环燃烧器(35)连通；引射管组件中的第一主引射管(11)、第二主引射管(41)经燃烧器基座(6)分别与第一出口(61)和第二出口(62)连通；所述外环燃烧器(5)中的外环火盖(7)设置有两块位置对称的燃烧隔离板(712)，从而构成所述的两个混气室(52)。

这类燃气炒灶的助燃空气和燃气的供应比例是利用齿轮链条的结构形式实现所谓的风气同步，因此不能进行量化控制，而是凭感觉或使用者的经验定性控制，因此，燃烧效率或高或低，严重影响燃烧效率，在助燃空气严重不足的状况下，这类炒灶还会产生大量的CO，严重威胁到使用者的身体健康。中国实用新型专利201310333361.3虽然将空燃比进行了分段控制，但也只是减少了误差范围，而不能从根本上解决空燃比的量化问题。此外，这类燃气炒灶的炉膛都采用大量的耐火砖及耐火泥进行隔热，炉具的重量很重，从而增加了制造及运输成本。

CN201610370738.6虽然设计了一种超低噪音商用灶具，燃烧器设于耐火炉内胆的底部，燃烧器套设于供气管道内，环绕炉内胆外侧设有第一多通道流通器件，在第一多通道流通器件的顶面上设置炉圈，炉圈设有与锅具底面密闭接触的支撑部，支撑部与炉内胆上边沿之间的炉圈设有连通燃烧室和第一多通道流通器件出风通道的炉圈通道；依次连通设置：第一多通道流通器件的进风通道、第一连接管道、供气管道、燃烧室、炉圈通道、第一多通道流通器件的出风通道，使通道在炉灶处被密闭，噪音在曲折的管道通路内被削弱。经过实体测试，本实用新型可实现40KW的大功率灶具在全火运行时噪音仅为70分贝以下。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提出一种低噪高效燃气炒灶，改进助燃空气和燃气的层流混合方式，从而降低燃烧噪音；采用常规的伺服燃气阀门，并有效控制助燃空气的供应量，实现空燃比的量化控制，提高燃烧效率和燃烧安全性；采用自冷却的结构形式，省去常规的耐火砖或耐火泥，减轻设备的自身重量，降低制造及运输成本。

本实用新型的技术方案是，一种低噪高效燃气炒灶，包括炉体和燃烧头，炉体由助燃空气入口、腔底和助燃空气静压盖形成静压腔体；燃烧头包括燃气喷嘴21、长层流空燃混合管22、短层流空燃混合管23、空燃混合气体分布环24；燃气喷嘴21位于筒状的长层流空燃混合管22的下端中央，长层流空燃混合管2置于静压腔体的中央，层流空燃混合管体上筒壁上圆周均匀设有小孔，小孔与静压腔体连通；燃气喷嘴21的出口位置高于小孔的水平高度。长层流空燃混合管22的上部安装短层流空燃混合管23、空燃混合气体分布环24。

静压腔体的容积大于1升-10升，是一个柱体状；筒状的长层流空燃混合管筒壁上小孔20的个数为3～32个，优选的数量为8个。孔的直径为Φ5～Φ25mm，优选的直径为Φ10-16mm。小孔的总面积为130平方毫米以上。

燃气喷嘴21的出口位置高于小孔的水平高度5-30mm。燃气喷嘴21的直径根据燃气属性、压力及炉具的功率计算得出，一般直径在1.5～8mm，燃气喷嘴的高度应该高于长层流空燃混合管22的空气入口孔的10～20mm。燃气可以是人工煤气、石油液化气(包括C3-C5的石化燃气)、包括甲醇的醇类、包括凝析油、煤油或重油的石油燃油(包括C6-C18的液体燃油)；也包括其它可燃烧的溶剂。

静压腔体的上方设有环状板，环状板包裹住静压腔体，静压盖12与炉体1环状板之间留有一定的缝隙。静压盖12与筒状燃烧头组件2之间留有一定的缝隙。

静压盖是一块中央带孔的环状板，中央孔内置有长层流空燃混合管；在助燃空气入口处设有空气压力检测传感器和检测孔；短层流空燃混合管为筒状或多层套筒状，直径小于长层流空燃混合管并与长层流空燃混合管同轴，同轴外侧置有空燃混合气体分布环24，并同轴置于长层流空燃混合管22顶端，即短层流空燃混合管与长层流空燃混合管气体在上端接合处构成分布环的外环，空燃混合气体分布环的邻近处设有高压点火针25及火焰离子探针26。筒为柱形或略带锥形均可。

短层流空燃混合管的长度约为长空燃混合管的1/2-1/4，短层流空燃混合管与混合气体分布环根据燃气炒灶的功率需要，在长空燃混合管的同轴方向并设有多层结构，即同轴方向多层筒设计构成分布环的内环，以增加燃烧头的燃烧功率及面积。分布环的外环与内环上设有均匀的出气孔。

空燃混合气体分布环的厚度为5～20mm，优选的厚度为10mm。在内圆圆周方向以1～6mm通槽均布，且缝隙面积和所留实体部分面积大致均等，优选的槽宽2mm。

在长空燃混合管外侧设有高频点火针，其针尖与空燃混合气体分布环的距离为1～5mm，优选的距离为2mm。

在长空燃混合管外侧设有火焰离子探针，其针尖与空燃混合气体分布环的距离为5～30mm，优选的距离为15mm。

低噪高效燃气炒灶控制逻辑为，压力传感器检查数据正常时方能启动高频点火，高频点火装置工作0.2～3s后方能打开燃气阀门，优选的时间为0.5s；火焰离子探针检测到火焰0.2～5s后方能关闭高频点火装置，优选的时间为1s；火焰离子探针检测不到火焰必须在0.1～3s内重新点火或关闭燃气阀门，优选的时间为0.2s。

低噪高效燃气炒灶由炉体及燃烧头组成，定量的助燃空气与定量的燃气(这二者可以通过比例阀或伺服比例阀控制流量的比例)严格按照空燃比要求在燃烧头内的中部以层流的形式混合，经高频电子打火点燃，火焰离子探针侦测确保点火成功且实现熄火保护。这种层流形式的空气及燃气预混合，大大提高了燃烧效率，尤其是降低了燃烧过程中所产生的噪音，从而有着良好的经济效益和社会效益。

有益效果：通过常规的可编程PLC控制器，严格控制点火、燃气阀门开启、点火失败及意外熄火状况处理的时间顺序，确保炒灶工作的安全性。炉体组件形成一个助燃空气静压腔，以一定的压力提供助燃空气，静压盖板和炉体之间留有适当的缝隙，使得炉体在常温下工作。燃烧头组件中的燃气喷嘴的高度略高于助燃空气的进口，确保助燃空气和燃气以层流形式预混合。

附图说明

图1低噪音高效燃气炒灶剖面图；

图2空燃混合气体分布环俯视图；

图3多层层流空燃混合燃烧头结构。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型作进一步说明。

图示：1、炉体组件，11、助燃空气口，12、助燃空气静压盖；2、燃烧头组件；20、助燃空气在燃烧头的进口21、燃气喷嘴22、长层流空燃混合管；23、短层流空燃混合管；24、空燃混合气体分布环，25、高压点火针，26、火焰离子探针。

炉体1由助燃空气入口11和助燃空气静压盖12形成静压腔，在助燃空气入口处设有空气压力检测孔，通过设置在该孔上的压力传感器检测数据，确保助燃空气的有效供应。助燃空气静压盖12与炉体1及燃烧头组件2之间留有一定的缝隙，通过这个缝隙使得助燃空气的一部分流向炉膛中，阻隔燃气燃烧时产生的辐射热和对流热，因此本实用新型无需在炉膛内使用耐火材料。静压盖与炉体组件及燃烧头组件之间留有缝隙，缝隙距离为1～30mm，优选的距离为4～6mm，同时在助燃空气入口的管道上设有压力传感器。

燃烧头2由燃气喷嘴21、长层流空燃混合管22、短层流空燃混合管23、空燃混合气体分布环24、高压点火针25及火焰离子探针26组成。

燃气喷嘴21的直径根据燃气属性、压力及炉具的功率计算得出，一般直径在1.5～8mm，燃气喷嘴的高度应该高于长层流空燃混合管22的空气入口孔20的10～20mm。

短层流空燃混合管23的长度约为长空燃混合管22的1/3，短层流空燃混合管23与空燃混合气体分布环24根据燃气炒灶的功率需要，可同轴方向多层设计，以增加燃烧头的燃烧功率及面积。空燃混合气体分布环表面均匀分布混和气体出气槽，空燃混合气体分布外环位于长层流空燃混合管顶端，短混合管同轴置于空燃混合气体分布环内圈。

定量的助燃空气通过A处进入静压腔，此时静压腔内的空气压力基本是稳定的，这种稳定压力的助燃空气通过长空燃混合管23下方沿圆周方向均匀布置的助燃空气在燃烧头的进口20稳定进入混合管内。燃气由燃气入孔B处进入，由燃气喷嘴21所喷出，并于同轴方向的助燃空气均匀层流混合。由于燃气喷嘴21的高度略高于助燃空气在燃烧头的进口20，因此混合非常均匀，当空气燃气这种层流预混合的气体到达短空燃气体混合管23时进一步均匀分配到空燃混合气体分布环24，由于空燃气体分布环有一定的厚度，对空燃混合气体产生很好的导流作用，因此流速、流向非常均匀，这种层流式预混合空燃气体在顶部燃烧时，消除了混流混合空燃气体燃烧时产生的热摩擦的噪音。

长空燃混合管的下部沿周长方向均匀布置助燃空气入口孔20，孔的个数为3～32个，优选的数量为8个。孔的直径为Φ5～Φ25mm，优选的直径为Φ16mm。

短空燃混合管及空燃混合气体分布环按照使用功率大小，在同轴方向上可多层布置，以增大本实用新型的燃烧面积及功率。

燃气喷嘴的高度高于助燃空气入口5～40mm，优选的距离为10mm。

所述一种低噪高效燃气炒灶，空燃混合气体分布环的厚度为5～20mm，优选的厚度为10mm。所述空燃混合气体分布环的内圆圆周设有槽，槽宽1～6mm均布，且槽的面积和所留实体部分面积均等。优选的槽宽2mm。

所述一种低噪高效燃气炒灶，在长空燃混合管外侧设有高频点火针，其针尖与空燃混合气体分布环的距离为1～5mm，优选的距离为2mm。

所述一种低噪高效燃气炒灶，在长空燃混合管外侧设有火焰离子探针，其针尖与空燃混合气体分布环的距离为5～30mm，优选的距离为15mm。

控制逻辑为，压力传感器检查数据正常时方能启动高频点火，高频点火装置工作0.2～3s后方能打开燃气阀门，优选的时间为0.5s；火焰离子探针检测到火焰0.2～5s后方能关闭高频点火装置，优选的时间为1s；火焰离子探针检测不到火焰必须在0.1～3s内重新点火或关闭燃气阀门，优选的时间为0.2s。

高压点火针25及火焰离子探针26设置在长空燃层流混合管22的外侧，两针的尖端分别离空燃混合气体分布环24的2mm及10mm处。

炒灶使用时通过PLC可编程控制器按照以下逻辑过程自动工作：

1)电源接通后首先开启助燃空气风机

2)压力传感器确认助燃空气的压力符合要求至少0.2s后启动高压点火装置

3)高压点火装置启动至少0.5s后打开燃气阀门

4)离子探针必须在燃气阀门打开0.5s内探测到火焰，否则关闭燃气阀门，此时人工检查点火失败的原因并回到步骤1；

5)离子探针检测到火焰至少2s后关闭高压点火装置；

6)在炒灶工作过程中意外熄火0.2s内，自动开启高压点火装置，然后回到第4)步。

这个工作逻辑，避免了常规炒灶爆燃的危险状况，确保炒灶安全使用。

本实用新型也可以在电控流量阀门(慈溪产)控制燃气和空气的方式下使用更好，空燃比更科学，也可以采用富氧膜的装置，流入空气获得更高效的燃烧的氧气。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。