一种节能型燃气灶的燃烧装置及其使用方法与流程

本发明属于厨房设备领域，具体涉及一种节能型燃气灶的燃烧装置及其使用方法。

背景技术：

随着经济发展和人们生活水平提高，餐饮服务业快速发展，用于烹饪的中餐燃气炒菜灶数量剧增，其燃烧装置多以大气式或鼓风式为主，过剩空气系数高，鼓风量大和噪音高，导致能源利用率非常低，这从地方标准和国家标准可看出。浙江DB33/T777-2010《商用燃气灶具环保要求及能效等级评定》中规定：中餐炒菜灶，1级能效>50％(热负荷<32kw)，>35％(32kw<热负荷<45kw)，>32％(热负荷>45kw)；炊用燃气大锅灶，1级能效>58％，2级>50％，3级>45％。GB30351-2014《商用燃气灶具能效限定值及能效等级》中规定炒菜灶：1级能效>45％，2级>35％，3级>25％；规定大锅灶：1级能效>65％，2级>55％，3级>45％；其中1级是目标值，是先进、高效水平；2级是产品节能评价值，是节能产品；3级是产品的能效限定值，市场准入的最低限定值。可见，商用燃气灶多能效偏低，如何在满足中餐炊事工艺条件下实现效率最大化，成为行业关注的热点。

目前市场最常见的产品是鼓风旋流燃烧器，多数技术主要关注是如何实现燃气与空气的混合，并形成强烈锅底火焰，如中国专利200410023147中餐燃气灶燃烧器，但效率多数<30％，属于3级能效产品。中国专利201320407238.7一种全封闭隔热型中餐炒菜灶，提出一种环形排烟腔能及时排出烟气，全封闭、隔热及环境更友好，但未能充分利用高温排烟的热量。

目前效率最高的产品是红外无焰燃烧燃烧技术，燃烧器分为陶瓷蜂窝板和金属纤维，如中国专利201210282169.1中餐灶非金属蜂窝状燃烧板，中国专利200620035573.9组合式中餐燃气灶和大锅灶用高效红外燃烧器，其热效率可达到40％以上，属于1级和2级能效产品。但采用陶瓷板燃烧器的面积热强度较低，导致头部笨重，且容易破裂，导致燃烧工况恶化。更重要的是其传热50％以上是辐射换热，造成部分热量散射外操作空间外，甚至造成局部过热并引发烫伤。金属纤维燃烧器是另外一种较先进的燃烧器，主要成分是铁铬铝，成本高，强度差，易被盐水腐蚀能问题。该类型燃烧器均存在容易造成溢出汤或菜而烧结成炭，不易清理且堵塞火孔，容易导致火焰不均匀、回火或脱火。

炒菜灶和集成灶最大的需求是高火力、高速冲刷火焰，来满足中餐炊事的要求。这造成大量的高温烟气排出，优质的天然气能量得不到充分利用。有必要发明一种充分利用天然气能量的高效、低污染排放的新型中餐灶。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种节能型燃气灶的燃烧装置及其使用方法，实现相对封闭、涡轮增压供排气、浓淡燃烧的高温空气蓄热燃烧，能最大程度利用燃气的能量，实现低温排烟，同时降低燃烧烟气中氮氧化物的排放，实现中餐灶的高效、低污染排放。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种节能型燃气灶的燃烧装置，包括灶头、燃气系统、蓄热装置、换气装置、涡轮供排气装置和控制装置；

所述蓄热装置位于所述灶头的下方，所述燃气系统位于所述蓄热装置的顶部，所述换气装置与所述蓄热装置的底部相连，所述涡轮供排气装置位于所述换气装置下方；

所述控制装置控制燃气系统、换气装置和涡轮供排气装置。

所述燃气系统包括燃气腔、依次连接的电磁阀、流量调节器和主管线，在主管线上连接有支管线；

在蓄热装置的顶部设置所述燃气腔，在燃气腔上设置有淡燃气孔，其轴线与燃气腔的轴线平行，在所述蓄热装置上设置有浓燃气孔，其轴线与燃气腔的轴线垂直；所述支管线分别与各个燃气腔相连。

所述燃气腔焊接在蓄热装置的顶部，或者与蓄热装置的外壳铸造成一体。

所述蓄热装置为筒状结构，在其中部的内腔中设置有蓄热体，所述蓄热体上方的蓄热装置的开口为高温空气喷口或高温烟气进口，所述蓄热体下方的蓄热装置的开口为冷空气进口或冷烟气出口，当上方为高温烟气进口时，下方是冷烟气出口，当上方为高温空气喷口时，下方为冷空气进口；

在所述蓄热装置的外部设有壳体，所述蓄热装置成对使用。

所述换气装置包括腔体和密封阀组，所述腔体被其内的横截面为多边形的墙体分隔成两个不连通的部分，位于墙体内的部分为烟气箱，位于墙体外的部分为空气箱；

每个所述空气箱和所述烟气箱内各有两组所述密封阀组，每组所述密封阀组包括电磁阀、轴、密封阀和气孔，位于空气箱内的气孔均与所述空气箱相接，位于烟气箱内的气孔均与所述烟气箱相连；

在水平面上，冷空气进口在外部圆周上均布，冷烟气出口在内部圆周上均布，所述外部圆周位于所述墙体的外部，所述内部圆周位于所述墙体的内部；

所述空气箱分别与所述蓄热装置的冷空气进口相连，所述烟气箱分别与所述蓄热装置的冷烟气出口相连。

所述灶头的下方设有支架，所述灶台、锅、支架和耐火锅圈组成炉膛，所述锅和所述灶台之间有间隙或无间隙；

在所述炉膛内设置有温度探头。

所述涡轮供排气装置包括烟气涡轮、空气涡轮和电机，所述烟气涡轮和所述空气涡轮共用所述电机；

所述烟气涡轮的进口和空气涡轮的出口均分别与烟气箱和空气箱连通；

所述烟气涡轮和空气涡轮形成的抽力和压力比为1：1至2：1。

所述节能型燃气灶的燃烧装置进一步包括保护装置，其包括设置在炉膛内的熄火保护针和点火针。

上述燃烧装置的使用方法包括以下步骤：

(1)所述控制装置启动所述电机，所述空气涡轮将空气经所述空气箱进入所述蓄热装置的所述冷空气进口，再经所述蓄热体进入所述高温空气喷口喷出；所述控制装置控制所述密封阀组的电磁阀将连通空气涡轮与空气箱的气孔、连通烟气涡轮与烟气箱的气孔打开，将连通空气涡轮与烟气箱的气孔和连通烟气涡轮与空气箱的气孔关闭；

(2)燃气经所述燃气系统的电磁阀和所述流量调节器、所述支管线进入到所述燃气腔，最后从所述淡燃气孔喷出，并与所述高温空气喷口喷出的空气相混合而被所述点火针所点燃；

(3)烟气自所述炉膛进入所述蓄热体的高温烟气进口，所述烟气加热所述蓄热体后，进入所述冷烟气出口后再进入所述烟气箱，经所述烟气涡轮排出；

(4)当温度探头检测到炉膛温度超过800℃时，所述控制装置控制所述密封阀组的电磁阀，将所述控制装置控制所述密封阀组的电磁阀将连通空气涡轮与烟气箱的气孔、连通烟气涡轮与空气箱的气孔打开，将连通空气涡轮与空气箱的气孔和连通烟气涡轮与烟气箱的气孔关闭；

(5)停火时，所述控制装置关闭所述燃气系统的电磁阀和换气装置的密封阀组。

所述控制装置控制所述气孔的切换时间为10-60秒之内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：不管中餐灶如何运行，可使得排烟温度控制在150℃以下，大大降低排烟热损失和减轻热污染；同时采用浓淡的燃气孔结构，实现炉膛内浓淡燃烧，不仅实现稳定燃烧，而且实现低氮排放，氮氧化物排放可低于100mg/m3；同时采用相对封闭的炉膛空间，实现了少量烟气泄漏到灶头上方空间，改善了操作热环境和气氛；充分利用单电机带动双涡轮，利用了烟气排出的能量，降低电机电耗，同时实现炉膛的微正压或微负压燃烧，并实现高温烟气在炉膛的内部循环，促进了烟气对锅底的对流传热。总之，本发明使得中餐灶热效率提高、降低污染物排放。

附图说明

图1为本发明有限实施例的结构示意图。

图2-1为本发明的换气装置的主视图。

图2-2为本发明的换气装置的俯视图。

图2-3为本发明的换气装置切换的示意图。

图3为本发明的浓淡燃气器组合图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明一种节能型燃气灶的燃烧装置及其使用方法：燃烧空气经涡轮增压后进入蓄热体，被蓄热体所蓄热量加热后与浓淡燃气孔喷出的燃气混合后燃烧，高温烟气直喷锅底，冲刷锅底的烟气经涡轮增压的烟气侧强制吸出，并将烟气通道内蜂窝蓄热体加热后排出。两组喷口交替喷高温空气和排出高温烟气，实现在锅底与燃烧器组成的相对封闭炉膛的微正压空间，并实现燃气燃烧稳定及烟气强烈冲刷锅底的过程。

参见图1-图3，本发明装置包括灶头1、燃气系统2、保护装置3、蓄热装置4、换气装置5、涡轮供排气装置6、控制装置7，所述蓄热装置4位于所述灶头1下方，所述燃气系统2位于所述蓄热装置4的顶部，所述换气装置5与所述蓄热装置4的底部相连，所述涡轮供排气装置6位于所述换气装置5下方。

所述灶头1上方设置灶台11和锅14，灶头1侧边设置耐火锅圈12，灶头1上方设置支架15，所述灶台11、锅14、支架15和耐火锅圈12组成相对封闭的炉膛13，所述锅14和所述灶台11之间有间隙17，所述间隙17可为少量间隙或无间隙，所述炉膛13内设置有温度探头16来探测所述炉膛13内温度。

所述燃气系统2依次包括电磁阀21、流量调节器27、主管线22、支管线23、燃气腔24(燃气腔是焊接在蓄热装置的顶部，或者与蓄热装置铸造成一体，从功能上在此分解成燃气系统和蓄热装置两个部分)、淡燃气孔25、浓燃气孔26，所述淡燃气孔25位于所述燃气腔24上，所述淡燃气孔25喷向所述炉膛13，所述浓燃气孔26位于所述蓄热装置4上，所述浓燃气孔26水平布置，所述燃气腔24位于所述蓄热装置4的顶部侧边，所述支线23分别与各个燃气腔24相连。

所述保护装置3包括熄火保护针31和点火针32。

如图3所示，所述蓄热装置4包括蓄热体41，所述蓄热体41位于蓄热装置4的中部，所述蓄热体41上方为高温空气喷口42或高温烟气进口43(对于单个蓄热体来讲，一定时间是空气喷口，一定时间是烟气进口，按照一定时间循环进行，因此相应的蓄热体下方的冷空气进口或冷烟气出口是对应的，当是高温烟气进口时下方就是冷烟气出口，当是高温空气喷口时下方就是冷空气进口。也就是成对使用的原因，成对使用时一回走烟气一回走空气)，所述蓄热体41下方为冷空气进口44(对应高温空气喷口时)或冷烟气出口45(对应高温烟气进口43时)，所述蓄热体41外侧为保温壳体46，所述蓄热装置4成对使用。

如图2-1和图2-2所示，所述换气装置5包括空气箱51、烟气箱52和密封阀组53，所述空气箱51位于所述烟气箱52外侧，所述空气箱51和所述烟气箱52内各有两组所述密封阀组53，所述两组密封阀组53分别为开启和关闭状态，所述密封阀组53包括电磁阀531、轴532、密封阀533和气孔534，所述气孔534包含气孔5341、气孔5342、气孔5343、气孔5344，所述气孔5341和5342与所述空气箱51相接，所述气孔5343和5344与所述烟气箱52相连。所述空气箱51分别与部分所述蓄热体4的所述冷空气进口44相连，所述烟气箱52分别与所述蓄热体4的所述冷烟气出口45相连。如图2-2所示，所述空气箱51是虚线六边形(也可以是不规则的六边形、五边形或者其它形状等等)外的腔体，烟气箱52是虚线六边形内的腔体，图2-3为切换后的流动方向。

所述涡轮供排气装置6包括烟气涡轮61、空气涡轮62和电机63，所述烟气涡轮61和所述空气涡轮62共用所述电机63，所述烟气涡轮61和空气涡轮62形成的抽力和压力比为1：1至2：1。

本发明还公开了一种节能型商用燃气炒菜灶燃烧运行方法，包括以下步骤

(1)首先所述控制装置7启动所述电机63，所述空气涡轮62将空气64经所述空气箱51进入所述蓄热装置4的所述冷空气进口44，再经所述蓄热体41进入所述高温空气喷口42喷出；所述控制装置7向所述电磁阀531供电或断电，将所述气孔5341、5343打开和将所述气孔5342和5344关闭

(2)所述燃气28经所述电磁阀21和所述流量调节器27、所述支管线23进入到所述燃气腔24，最后从所述淡燃气孔25喷出，并与所述高温空气喷口42喷出的所述空气64相混合而被所述点火针32所点燃。

(3)所述烟气65自所述炉膛13进入所述蓄热体4的高温烟气进口43，所述烟气65加热所述蓄热体41后，进入所述冷烟气出口45后再进入所述烟气箱52，经所述烟气涡轮61排出；

(4)当温度探头16检测到炉膛温度超过800℃时，所述控制装置7向所述电磁阀531供电或断电，将所述气孔5342、5344打开和将所述气孔5341和5343关闭，所述控制装置7控制所述气孔534的切换时间为10-60秒之内

(5)停火时，所述控制装置7关闭所述燃气电磁阀21和所述密封阀533。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。