一种拆卸式用于煤气炉燃烧器的火焰热量控制装置的制作方法

专利名称：一种拆卸式用于煤气炉燃烧器的火焰热量控制装置的制作方法
技术领域：
一种拆卸式用于煤气炉燃烧器的火焰热量控制装置
发明领域
本发明是属于一种煤气炉灶的附加装置，特别是一种拆卸式可用于一煤气 炉的火焰燃烧器使其增加对炊具的加热效率的火焰热量控制装置。
背景技术：
煤气炉及其炉面结构是众所周知的。以下9个美国专利和公开的专利申请 是最接近本发明的参考文件。
美国专利编号1， 156， 087在1915年10月19日授权予库佰弗的名为"煤 气炉的火焰围罩"公开了一种圆柱形的管子其用作为煤气炉燃烧器的火焰围罩。 该管子有一圆柱面介于园柱型的上下两端。柱面有众多垂直方向的开槽，最佳 为三个。其均匀分布在园柱面上。垂直开槽从下端开始向上伸展至管子一上部 位置。其中一开槽并兼用于连通一煤气管。该圆柱型管子安置在燃烧器的栅栏 和在炉面下的一平板之间。其上端抵在栅栏的内底面，其下端安置在该平板上， 故空心圆柱体围绕一燃烧器。
美国专利编号2， 166， 442在1939年7月18日授权予凯尔的名为"烹调煤 气炉"，其并公开了一用于连接燃烧器的圆周和炉台的底面的园环形的片状结 构。其包围燃烧器的头部，并由此向上向外扩展至炉面底侧。该机械结构的作 用是引导火焰热量流向炉栅口。
美国专利编号3， 187, 742在1965年6月8日授权予鲍获的名为"燃烧器
的炉栅的火焰挡板的联合体"公开了一种改进的炉栅，其包含有8根直条和一 用来阻止对锅柄的加热的弧形屏障。该屏障是安置在两直条的顶端。众多的直 条均匀地分布在联合体的顶部的外环上。该联合体是一杯型的有上述的顶部外 环的结构。其杯底面在中间与燃烧器下部连接。美国专利编号6， 851， 419在2005年2月的授权予雷纳的名为"便携式露 营用炉子"公开了一改进的露营用炉子。该炉子有一多孔的水平安置的基座板。 该板有一大的中心空洞用来安置一燃烧器。该炉子并有三个相同的垂直板，当 其连接后能支撑基座板。该炉子又有一圆柱型的挡风圈，其底端受到在三块板 上的延伸结构的支撑。三块板的低于基座板的下部并置有众多孔洞。圆柱型挡 风圈的顶端高于三板的顶端，挡风圈的下端高于水平安置的基座板。
美国公开的专利申请编号2005/0115556在2005年6月2日公开了卡尔胜的 专利申请名为"用于对户外油炸火鸡用锅的挡风和保温的装置"。其公开了一种 为户外烧烤挡风的装置。该装置由一水平底板和相应的垂直板所组成的一向上 开口长方体，其可容纳众多不同形状和体积的户外烹调器具。该挡风装置的每 块垂直板在近底边有用于空气流通的至少一对空洞，并在一块垂直板上有一用 于通过煤气软管的空洞。
美国公开的专利申请编号2004/0045542在2004年3月11日公开了以张等 人的专利申请名为"户外烹煮器"。该申请陈述了一便携式户外烹煮器，其包括 了一燃烧器和挡风装置。该挡风装置有一圆型底部开口能容纳一炊具。在上部 有不到180度的水平型开口作为废气排出通道，并有一燃烧器安置在挡风装置 底部开口的中央。
美国专利申请编号2005/0109330在2005年5月26日公开了以佰世却等人 的专利申请名为"烹调用炉，包括可翻转用的具有两烹调器支持面的搁架及其 使用方法"。其公开了一户外用的煤气炉，包括中空的环状圈，支撑部件和燃烧 器总装。该总装是连接在环状圈的侧面，同时在环状圈上也安置了一炊具的搁 架。
餐用煤气炉是人们广为使用的器件。使用煤气炉耗费了巨大数量的可燃的 气体，同时也制造了大量的二氧化碳气体。这种制造的二氧化碳气体是整合在 人类社会制造的所有的具有温室效应的二氧化碳气体之中。
当今家用的煤气炉根据安装煤气燃烧器在炉台面上的结构，可分为全封闭 式的燃烧器的装配和开启式的燃烧器的装配。前一种所述的装配可以用两个美国专利来描述。第一个专利编号5， 923， 759是在1994年6月28日授权予哈默 等人名为"全封闭燃烧器的装置"和第二个专利编号6， 505， 621是在2003年 1月14日授予善波门的名为"全封闭煤气燃烧器的装置"。(见本申请中图1和 图2及说明)。
但是从以上两个专利的叙述来看，他们都缺乏了一种火焰热量定向控制装 置。该装置是拆卸式的，可安置在煤气炉台面上围绕一个煤气燃烧器。同时又 可支撑一炊具。这样从火焰产生热的辐射和对流，可以被完善的控制，而去定 向的最大程度地加热炊具。从而达到高效率的对炊具的加热。因此在应用了本 发明拆卸式火焰热量控制装置后，商品煤气炉在烹调时可以达到最大程度的加 热效率。这样就降低了可燃气体的消耗，其有利于减少使用成本，同时也减少 了温室效应气体的产生，其有利于对环境的保护。
总之，社会有明显的对煤气炉燃烧器提供一种拆卸式的火焰热量控制装置 的需求，从而来极大地提高加热的效率。同时也带来附加的效益包括节约消耗 可燃气体的成本和减少在烹调时产生的温室效应的气体。
发明内容
本发明是一种用于煤气炉燃烧器的拆卸式火焰热量控制的装置。其包含有 一空心的内盘和一四边型的外围。该内盘是环形凹面的，具有一较小尺寸的开 口的底部圆周和一个较大尺寸的开口的顶部圆周。该内盘并被众多的孔洞所贯 穿，然而相对于内盘上部分布的孔洞而言，在内盘下部有较密的孔洞分佈。
四边形的外围是由四块相同的向上安装的板片相序连接而成。每块板片上 有众多均匀分佈的孔洞。此外，在每块板片的顶边中间有一向上的延伸。在每 块板片的内表面有众多的用于固定的结构，他们是用来固定可附加的炊具支撑。 这样在烹调时较小尺寸的餐具可被放置在支撑上。
该内盘和外围被同时放置在炉台面上，内盘围绕一个火焰燃烧器。外围再 围绕该内盘，同时又支撑安放在其向上延伸上的一炊具。该向上延伸又可用作 为火焰挡板来保护炊具的把柄，在烹调时不会受到不必要的加热。应用本发明拆卸式火焰热量控制装置可提高在烹调时的加热效率，其内盘
对提高加热效率的贡献在于控制了火焰产生的热的对流和热的辐射。
在控制热的辐射时内盘把包括由炊具底部反射成的向下和向外的热辐射再 聚焦反射到炊具底部去加热炊具。在控制热的对流，包括空气的对流时，该内 盘引导了热的对流和空气的对流，去流向炊具。其间包括有较低温度的空气从 火焰的四周环境被控制地流向火焰去参与燃烧。该空气主要通过在内盘较低部 分密集分佈的孔洞而流入。具有较高温度的空气和燃烧后的废气被内盘所包围 因而被控制地向上流动去加热炊具。
其四边形外围对于提高的加热效率的贡献在于，首先其阻挡了由内盘向外 辐射的热量。其二为外部环境较低温度的空气流入内盘去参与火焰的燃烧提供 通道。其三由在每块板片的向上延伸提供在于炊具底部和该外圈之间的一间隙， 从而较高温度的空气和燃烧后的废气可由该间隙向上向外流出对炊具的外壁连 续加温。另外，其向上延伸的突出结构又作为一热流阻挡板来防止对炊具把柄 的不必要的加热。
所以本发明的一个目的是对煤气燃烧器提供一种火焰热量控制的装置。该 装置是由一环形凹面中空的内盘和一四边形外围所组成。这样使用该装置能提 高在烹调时对炊具的加热效率。同时也带来另外的效益，包括节约可燃烧气体 的消耗和降低温室效应气体的产生。
本发明还有一个目的是提供一中空的内盘，其有圆环形的内凹面从一个较 小园周的开口底圈向上和向外延展成一个较大园周的开口顶圈。该环形凹面中 空的内盘能贡献高的加热效率，在于其通过控制热的辐射，把由火焰的包括由 炊具底部反射成的向下和向外的辐射热再反射回到炊具底部。
本发明另一附加的目的是提供一环形凹面中空的内罩，其被众多的孔洞所 贯穿。相对于分佈在该内盘上部的孔洞，孔洞是密集的分佈在该内盘的下部。 这样内环对于提高的热效率的贡献在于控制了热的对流，包括空气的对流。具 有较低温度的空气从火焰四周环境流向火焰时，被控制地主要通过分佈在内盘 下部的孔洞流向火焰介入燃烧。具有较高温度的空气和燃烧产生的废气被内盘所包围，因而被限制地向上流动而加热炊具。
本发明的还有一个目的是提供一四边形的外围，其由四块相同的向上安置的 板片连接而成。在每一块板片上有众多的孔洞，在板片的顶边还有一向上延伸。 这样四边形外围对于提高的加热效率的贡献在于阻挡了由内盘向外的热辐射， 提供了由顶端延伸造成的间隙，这样较高温度的空气和燃烧产生的废气可以通 过这间隙向上和向外流出继续加热炊具。
本发明的目的是提供一四边形的外围，其由四块相同的向上安置的板片连接 而成。在每一板片的横向顶边有一向上的延伸，这样该延伸可以用来支撑一炊 具，同时有火焰阻挡作用来防止火焰对炊具把柄的加热。
本发明的另外一个目的是对于内盘和外围提供表面处理，包括用陶瓷，化学， 电化学的方法。所以经过表面处理之后的装置可有助于对热辐射和对流的控制 同时也增进了装置的耐用性。
本发明的又一个目的是在每块板片的内表面提供至少一个连接用结构，其能 支持附加的炊具支撑，所以小尺寸的炊具在烹调时可以放在附加的炊具支撑之 上。
本发明还有的目的是该火焰热量控制装置是拆卸式的，这样便利保养，包括 清洗该装置。
本发明的还有的另一目的是提供一体化的火焰热量控制装置，其内盘和外围 是整合的，这样更便利该装置的使用。
在以后章节的详细叙述，讨论和对权利要求的请求并参照了附图之后能对本 发明创造性的结构和目的有更清楚地认识。


特别要指出的以下公开的结构图仅是为了说明而不是对本发明的限制。现 叙述如下
图1是一有封闭燃烧器装配结构的已知炉面的全视图。其包括用于一燃烧 器的单个的栅栏。该图说明了缺乏一种拆卸式火焰热量控制的装置。该装置可放在炉面上，围绕火焰燃烧器并同时能支撑一炊具。
图2是另一已知炉面结构的正视图。其包括有用于燃烧器的一种延伸的栅 栏。该图也说明了缺乏上述的拆卸式火焰热量控制的装置的。
图3是本发明的按照第一种具体的实施的控制火焰热量装置的透视图。该 装置含有一环形凹面中空的内盘和一四边形的外围及其可附加的炊具支撑结 构。
图4是本发明的按照第一种具体实施的控制火焰热量装置的结构分解图。 其结构包括有环形凹面中空内盘，四边形的外围及在其上的可附加的炊具支撑。 图4A是另一种可附加的炊具支撑的正视图。 图4B是还有的另一种可附加的炊具支撑的正视图。
图5是说明应用本发明第一种具体实施应用的垂直剖面图。其公开了环形 凹面中空的内盘是安置在炉面上而围绕一火焰燃烧器。四边形外围也是放置在 炉面上，并围绕内盘同时又支撑一炊具。为了清楚地表现其应用，该图只显示 了装置的右半边的剖面图，及用虚线表示的空气流动和废气流动。
图6是本发明第二种具体实施的透示图。
图7是向上安置板片变形的正视图，其变形是指每块向上板片的底边至少 有一个向下延伸的支撑体。
具体实施方法
虽然本发明的具体的实施经参考附图后会在以下叙述，但是必须明确的是 这些具体实施仅代表本发明精神和目的的许多种具体表现中的少数例子而已。
众多的对这具体实施的变形和改良对于具有在同一知识领域的人来说是显而易 见的。这些变形和改良都与本发明有联系，因而这些变形和改良都被确认为是 包含在本发明申请的权利要求所表达的精神目的和设想之中。
图1和图2说明了所知的现代煤气炉的炉面的结构。由图1所示的炉面可 知，其具有四个按全封闭结构安装的燃烧器和两个单独的栅栏。每个栅栏放置 在炉面上，罩住了一个火焰燃烧器。所述的图1是复制了美国专利编号5， 323，759所公开的图1。复制图中用了在原图中零部件标号。
图2是有一加长栅栏炉面的平面图。其是由美国专利编号6， 505， 621的 图2的复制而成。复制图中应用了在原图中的零部件标号。图2说明了在炉面 32上安置了一个延伸的栅栏40，该栅栏从炉面的前边延伸到炉面的后边，并有 众多的单端的水平伸展结构来支撑两炊具。该两炊具是一个放在一个炉前边的 和一个放在炉后边的煤气燃烧器之上。
从图1和图2所示的已有煤气炉的炉面结构，可以看到其缺少一个可控制 火焰热量的拆卸式装置。该装置可放置在炉面上并围绕一燃烧器。其功能有增 加火焰的加热效率，支撑炊具和防止对炊具把柄的不必要加热。
众所周知火焰的热传递是通过辐射和对流两途径实行的。所以在本发明热 量控制装置的作用之下，火焰热量的辐射和对流可以得到完善的控制，因而可 对炊具进行有效的加热。这样本发明可以达到最大程度的增进火焰对炊具的加 热效率的目的。
参考图3、 4和5介绍了根据本发明的第一具体实施的拆卸式火焰热量控制 装置100。该装置100是由安置在炉面上的一环形曲面中空内盘102和一四边形 外围130所组成。内盘102又被安置成围绕一个煤气燃烧器178,而其本身又被 该外围130所围绕。同时外围130又支撑一具有底面174的炊具168，该炊具 168是安置在燃烧器之上。
如图4所示，环形内盘102是有一外表面106，内表面108，顶部开口的圆 周IIO和底部开口的圆周112所组成。空心内盘102从底部的圆周112起向上和 向外延伸到顶部园周110，所以顶部圆周110的尺寸大于底部圆周112的尺寸， 同时他们都有同一的中心旋转轴114。当延着从旋转轴114到内表面108的方向 来看内盘102的话，该空心内盘有一凹曲环形的内表面108。当然最佳的方案是 这个内凹的盘面是对应于中心旋转轴114的一个抛物面。
应该明确的是这种环形内凹面或者是环形内抛物面的内盘是特别按照本发 明的控制热的辐射和对流的原理所设计的。
这种内凹或者内抛物形的环形内盘102能够把包括由火焰以及由炊具底面174反射所造成火焰的向外和向下的热辐射再反射回该炊具的底部。在上述中向 外和向下的热辐射的方向是相对于在安置火焰之上的炊具底面而言。众所周知， 热的辐射是从一火焰中心向周围三维空间进行。这样由火焰产生的热辐射中有 部分是向下和向外进行的，这意味着这部分的热辐射没有直接用于加热炊具。 在装有本发明的环形中空内凹的内盘102以后，向下和向外辐射的火焰的热量 可以再被反射回去加热炊具，这是本发明，相比于没有本发明的内盘所造成低 的加热效率，能够增加热效率的原因之一。
这种中空环形内盘102经图4又显示了有众多的孔洞116通过盘体。该众多 孔洞116是分成了两组。在第一组中的孔洞116，是沿着在内盘102的一较高位 置的圆周118均匀的分佈。该圆周118是安置在接近于盘体的顶部圆周110。在 第二组中的孔洞116是沿着内盘的一较低位置圆周120均匀的分佈，该圆周120 是接近于盘体的底部圆周112。但是如图所述孔洞116的分佈密度在内盘的两圆 周是不同的。
这种不均匀的孔洞分佈可由在图4中的在两个相邻孔洞间的不同的距离 "A"和"B"来描述。距离A是在较低位置圆周120上的两个相邻孔洞间的距 离。该距离"A"是小于一距离"B"。距离"B"是在较高位置圆周118上的两 个相邻孔洞间的距离。所以本发明内盘的又一个特征是，在该内盘较低部位的 孔洞是比较于在较高部位的孔洞有较密的分佈。
应该明确的是这种不均匀孔洞分佈的特征，是本发明为了控制火焰的热的 对流而特别设置的。而热量的对流是凭借了空气的对流来实现的。
在空气对流时，具有较低温度的空气有较大的比重，因而占据了较下部的 空间。与此相反，具有较高温度的空气有较小的比重，因而占据了较上部的空 间，当然也包括了火焰所占据的空间。这种比重的特征决定了空气对流的形式。 冷的空气有比较低的温度从火焰的周围空间，经由占据较低部位的空间通道流 向火焰，去参与火焰的燃烧。热的空气具有较高的温度，其占据较高的空间部 位，从火焰向上流去。本发明这种设置在内罩下部较密分佈的孔洞，对较冷空 气的向火焰的流动提供了较小的阻力。这冷空气的流动对于燃烧来说是至关重要的，因为这流动的空气中所含的氧气是可燃气体燃烧而形成火焰所必不可少 的。
图4所叙述的四边形外围130是由四片相同的向上安置的板片132所组成。 每块板片除了有高度"H2"夕卜，还有外表面134和内表面136。该四块板片132 依次连接而形成外围130，其具四边形的横向顶边138，四边形的横向底边140 和一中心对称轴142。另外有众多的孔洞144均匀的分佈在四边形外围130的每 一块板片132上。根据以上所述本发明的精神之一包括控制空气的对流，可知 通过四边形外墙的孔洞144的数目要比通过内盘孔洞116的要多。
再由图4来看，每一块向上安置的板片132在顶部138中间的位置有一向上 的延伸146。该延伸146是由顶边152还有相同高度"H3"的第一和第二向上的 侧边148和152所组成。如图所述，第一和第二向上侧边的高度"H3"是低于 每块板片132高度"H2"。另外向上延伸146的顶边152—般长于向上两侧边148 和150的边长，这样向上延伸146具有热阻挡的功能。
可以设想作为热阻挡的向上延伸146能够阻挡有火焰产生的向外流向该延 伸的热流。如果不存在该向上延伸146的话，这向外流动的热流可以转变为向 上流动的热流。这样向上流动的热流可以对一安置在火焰之上，并且与该向上 流动的热流取向交叉的物体以及部件加热。如图4A和5所述，炊具168是放置 在四边形外围130的向上延伸146之上，其一部件把柄170是与向上延伸的顶部 152的中心取向一致的。这样向上延伸146可以防止炊具168的把柄170不被火 焰对流的热量加热。除了这个功能外由图5所示，这种向上延伸146是由本发 明设计成能支撑一种有平底面174的炊具168， 或者具有凸底面的炊具如炒 锅之类。
再由图4来看，其叙述了在每一向上的板片U2的内表面136有第一组的一 处在较上部和较下部的固定用结构162和164。同时该处在较上部和较下部的固 定用结构162和164与向上延伸146的向上第一侧边148取向一致。另外该较上 部的固定用结构162是处置在靠近并低于向上板片的横向顶边138，而该较下部 的固定用结构164是处置在靠近向上板片132的横向底边140。同样的第二组的组的一较上部和较下部的固定用结构163和165也处置在向上板片132的内表 面136上，他们与向上延伸146的向上第二侧边150取向一致。又由图所述其 较上部固定用结构163是处置在接近横向顶边138。较下部的固定用结构165是 处置在接近横向的底边140。
可知上述的固定用结构例如半圆形园环是用来固定相同的第一和第二可选 择附加的炊具支撑154和156到外围130上。这样，小尺寸的炊具在烹调时可 安置在附加的炊具支撑上。如图4所述相同的第一可选择的附加炊具支撑154 具有通常的倒置"U"形状。其由一横向的顶部结构154a和相同的第一和第二向 下结构154b和154c所组成。该支撑154可由金属扁条或园棍来制作。
当使用附加的炊具支撑154时，第一向下的结构154b被插入在相同的第一 板片132的第一组的较上部和较下部固定用结构162和164中，而第二向下的 结构154c被插入在相同的第二板片132的第二组的较上部和较下部固定用结构 163和165中。如图所述，该相同的第二板片按顺时针方向下紧挨第一板片132。 该顺时针方向是根据外围的对称轴142而言，而且相同的第一和第二板片形成 90度角的联接。在上述的连接下，该第一附加的炊具支撑154的横向顶部结构 154a和相邻的第一和第二板片130的两顶边138形成一直角三角形，其横向顶 部结构154a是直角三角形的斜边。
相同的，可安装第二可选择的附加炊具支撑156。这样就造成第一附加的炊 具支撑154的顶部结构154a和第二附加的炊具支撑156的顶部结构156a相平行 且有较窄的相隔。这样小尺寸的平底锅可以很方便地被放置在该两平行的顶部 结构154a和156a之上。
可以确信的是，由于存在相应板片上的第一组的在较上部的较下部的固定 用结构162和164，和第二组的在较上部和较下部的固定用结构163和165,可 选择的附加炊具支撑可有多种变形。该变形可由图4A和4B所叙述。图A4叙 述了四边形外围130另一种较好的可选择炊具支撑。其有四根相同的有倒置 的"U"形状的支撑157、 158、 159和160所组成。每根相同的支撑157有一横向 的顶部结构157a和相同的第一和第二向下的结构157b和157c所组成(图中都没有表示)。当使用该支撑157时，第一向下的结构156b是被插入相同的第一 板片132的第二组的较上部和较下部的固定用结构163和165中(图中没有画 出)，第二向下的结构156c是被插入相同的第二板片132的第一组的较上部和较 下部的固定用结构162和164 (图中没有显示)。这样第一支撑157的横向顶部 结构157a和相邻的第一和第二板片两顶边138形成在外围130的西北角的一直 角三角形，其中横向顶部结构157a是三角直角型的斜边。
按照相同的顺序,第二炊具支撑158的横向顶部158a是形成在四边形墙130 的东北角的直角三角形的斜边。同样的第三支撑159的横向顶部159a是在东南 角的直角三角形的斜边。第四支撑160的横向顶部160a是在西南角的直角三角 形的斜边。这样横向的顶部157a, 158a， 159a和160a形成一个四边形的结构来 支撑小尺寸的炊具。
由图4B所示，其叙述了有另外一种附加的炊具支撑的结构。其由四个相同 的有倒置"U"型形状的炊具支撑15r， 158'， 159、和160、所组成。这种有图4B 所叙述的结构同有图4A所叙述的物体结构类同。只不过图4B中相同的炊具支 撑157、的顶部157'a是有一弯曲90度的横向顶部，其不同于图4A中的直线形 的横向顶部157a。这样具有90度弯曲的横向顶部157、a， 158、a， 159、a和160、a 组成一个中空的十字形来支撑小尺寸炊具。
可以理解的是，虽然图4， 4A和4B展示了众多形式的附加的炊具支撑，但 是按照本发明精神和目的，这种形式的变化是没有限制的。事实上，任何一种 形式的炊具支撑都是合适的，只要其是可以被拆卸的，又是可以由固定用结构 被安装在四边形外墙130上的。另外固定用结构162， 164， 163和165能够安 置在每块向上板片的内侧面或外侧面。还有按照本发明的精神和目的，在每块 相同的向上板片132可有至少一个固定用的结构。
参考图5说明了应用本发明第一种具体表现的火焰热量控制的装置。环形 的凹面中空内盘102首先被安置在炉面166上去围绕一个煤气的燃烧器178。四 边形的外围130是其次的安置在炉子的炉面166上再去围绕该内盘102。这样的 安置使得内盘102的旋转轴114与四边形外围130的对称轴142重合一致，并且还对准了煤气燃烧器178的头部180的中间位置。该头部180沿着头部的圆周 有众多的煤气出口 182。除此之外一具有圆柱形外表面176的炊具168的底部 174是放置在四边形外围130的每一个向上延伸146顶边152之上。在这样的安 置下，内盘102的顶部的园周110是比煤气燃烧器178的顶部180要高，而且四 边形外围130的四边形顶边138是被放置的至少同内盘102的顶部园周IIO—样 咼。
另外由向上延伸146所造成的在四边形的顶边138和炉具的底部174形成的 间隙172是足够的宽。该间隙172允许有火焰燃烧产生的热的废气和热的空气不 受阻挡的向外流出并继续沿着炊具168的外表面176向上流动。这样就可通过加 热外表面176来加热炊具168。可以想像由于存在着是够宽的间隙172，这样就 不会产生对热气体而言的一个向外的压强，这种向外压强可以使火焰喷出间隙 172而造成火焰在间隙172外燃烧。如那样的话，在四边形外墙外的火焰不能最 大程度的用来对炊具168的加热。因此，四边形外围130有足够高度的向上延伸 146对于提高在烹调时的加热效率是十分重要的。
火焰的理论的认为，其顶部有最高的温度。其底部有有最低的温度，并且 那里存在着火焰的核心。在火焰的核心里可燃气体的燃烧是在氧气的存在之下 发生的。另外按照随处可见的对煤气燃烧器机械结构的描述，火焰的底部是连 接着在燃烧器头部的煤气出口，因为有压力的可燃气体在那里流出。另外在由 前述的空气对流中，具有较低温度的空气有较大的比重，因而其通过在较低的 空间部位从火焰的四周向火焰的底部流动去参于火焰的燃烧。
本发明的拆卸式火焰热量控制装置的第一种具体化正是遵循了这些众所周 知的火焰理论，通过对控制火焰热量的辐射和对流来取得在烹调时高的加热效 率。
由图5所示，其阐述了由内盘102控制的空气对流。具有最低温度的空气 190从燃烧器178的四周流向火焰184的底部188去介入火焰的燃烧。该空气190 首先通过四边形外围130的孔洞144，其次再主要通过分布在内盘102较下部靠 近底部园周112的密集分佈的孔洞116。部分进入内盘102的空气参与了从燃烧器头部喷出的可燃烧气体183的燃 烧而形成火焰，产生火焰废气的燃烧连续不断的进行直至火焰的顶部。如图所 示，火焰184的顶部186是在炊具168的底面的174高度附近。 一部分进入内盘
102的空气190没有介入燃烧，但被加热然后继续向上流动，成为具有较高温度 的空气196。该温度与燃烧产生废气的温度相同。在这情形下，最热的空气196 和火焰的顶部186先对炊具168的底面174加热。然后最热的空气196和火焰燃 烧产生的废气189从火焰的顶部186通过间隙172向外流出和继续向上沿着炊具 168的圆柱形外表面176，流动而远离火焰184。同时其也通过对炊具外表面176 的加热而对炊具168的加热。这样， 一种在烹调时高效率的加热可以通过对热 的对流的控制而达到。在这被控制的热的对流中最热的空气和废气的流动，都 是围绕在炊具168的底部174和外表面176而进行的。
在评价上述的火焰热量的对流对高效率加热的贡献，本发明的环形凹面中 孔的内盘102起了对热的对流包括对空气的对流极大的控制作用。其一是密集 分布在内盘102较下部的孔洞，对较低温度的空气流向燃烧器178提供了较小的 流动阻力。该空气中的氧对火焰的燃烧来讲，是必不可少因而有助于达到可燃 气体的完全燃烧。第二在内罩内的热的空气和燃烧产的生废气被内罩102所包 围，因而被迫向上流动，首先对炊具168的底面174加热，然后他们连续地通过 间隙172流出对炊具外表面176加热。
这种被控制的热的对于在烹调时要取得的高加热效率来说是极端重要的。 特别是在对于在燃烧器头180和炊具168的底面174之间只有非常有限的空间高 度的情形下，从燃烧器178的煤气体出口 182中喷出的有压力和有高流速的可燃 气体183立刻与空气中的氧燃烧，其产生的火焰废气具有向上的高速度，但是 炊具168的底面174阻挡了包括废气和空气的热气流的向上流动的途径。在这种
情形下，正常的如前所述的空气对流的特征会被破坏而造成大部分的热气体向 外流动。同时有部分的热空气向下，朝着炉面166运动。如果炉面上没有安置 本发明的环形凹面中孔内盘102的话，就不可能得到本发明所取得的高的加热效率。另外还可以确认的是，除了上述的由内盘102而控制的热的对流外，由外 墙130提供的足够高度的间隙172也对高的加热效率起到了大的贡献。因为该足 够高度的间隙172是被控制的火焰热量和空气的对流所必经的途径。
除了控制热的对流外，本发明的第一具体实施100也能控制如前所叙述的 热的辐射。这种控制的热辐射也对烹调中的高效加热起作用。
除此，众所周知热辐射总是从一个具有较高温度的物体，向其具有较低温 度的环境所发射。所以在烹调中被加热的环形凹面中孔内盘102的外表面106 总是向外发出热辐射。但是由于存在着四边形的外围130，其围绕了内盘102， 所以由内盘102的外表面106向外的热辐射，被外墙130所阻挡。这样外围130 就作为一个保温墙来帮助维持在燃烧器178周围区域内的高温，然而这所述区 域却都是处在炊具168之下，这样四边形外围130对高加热效率有附加的贡献。
以上叙述的烹调时由本发明取得的高的加热效率的原理性解释，可由测试 的结果来证实。该测试的结果例举在本专利申请的例证部分。
另外从以上所公开的第一具体实施的结构可以看到其可有多种结构的变 形，比如一巻边或者边缘可以加在内盘102的顶圈110和底圈112来加强内盘 102的机械强度。同时该内盘102并不限制于是一环形。实际上任何对称的结构 形状都是合适的。例如，该环形的凹面中空内盘102可以是多变形的，比如四 边形，五边形，六边形等。同样的理由，四边形外围130可以是任何对称的多 边形。
由图7所示，其解说了向上安置板片132的变形132、。相比于公开的夸发 明的向上安置的板片132，该变形至少有一个向下的支柱139是安置在每一个的 向上安置板片132，的底边140、上。该底柱139是用以支撑该向上安置的板片 132、，从而支撑整个外围。另外， 一高温橡胶件141可以安装在每个底边柱139 的底部，用以保护炉面的光滑表面，使其免于摩擦损伤。
本发明的热量控制装置100包括的环形内凹中孔内盘102和四边形外围130 最好用耐用的金属或者金属合金，包括铁和钢所做成，另外，可以对内盘的内 外表面108和106做合适的表面处理，包括表面涂层。表面处理有助于对热的辐射和对流的控制，以及增加该装置的耐用性。表面处理可以包括化学的电化 学的或者陶瓷的方法。处理的表面最好是黑色或者白色。同样四边形外围的外
表面内表面134和136也可做表面处理。
图6描述了本发明的第二个具体实施200，其包括了中空的环形凹面的内盘 202和一环形的外围230。
可以确认，该中空环形凹面的内盘202是同第一具体实施中的内盘102 —模 一样，所以该内盘202的每一结构特征不会再被叙述。其结构特征由有3位数的 数字所代表。对于一结构其相同于在第一具体实施中的同一结构，描述该结构 的数字当中的第一第二位数与第一实施中的数字相同。不同的是第三位数是更 换成200。而不是第一实施中的100。
如图所述，环形外围230有一高度是"H12"。其并有一外表面234和内表 面236，顶部园周238和底部园周240和他们共有的一旋转轴242。在组合时该 旋转轴242与内盘202的旋转轴214重合一致。再者，众多孔洞244是均匀地分 佈并穿透该外围230。按照本发明的精神和目的，在环形外围230上孔洞的数目 是多于在内盘202上孔洞的数量。
该环形外围的顶端238上至少有三个相同的按园周均匀分佈的向上延伸 246。该延伸246有横向的顶边252和具有相同高度"H 13"的向上的第一和第 二侧边248和250。当然该向上侧边的高度是设计成低于环形外围230的高度为 "H12"。另外，向上延伸的横向顶边252的长度长于向上两侧边248和250的 高度。这样每个相同的延伸246具有以下三个功能第一是支持有平底或凸底 的炊具；第二是对包括火焰的废气和空气的热流提供一个向上的和向外流动的 途径；第三是作为一热阻板其阻挡了热量可能对炊具把柄的加热。另外可以理 解的是该外围230必须有至少三个向上的延伸来支撑平底的或者凸底的炊具。
图6叙述了第一组的分布在环形外围230内表面236上较上部的固定用结构 262和在较下部的固定用结构264 (图中没有画出)，例如是半圆的钩子。固定 用结构262和264被安置成平行于并且向右方靠近一向上延伸246的垂直中线 247，另外，处在较上部的固定用结构262接近于外围的顶部园周238，处于较下部的固定用结构264接近于环形外围的底部园周240。同样的第二组的在较 上部的和较下部的固定用结构263和265 (图中没有画出)是被安置平行于并且 向左方靠近该垂直中线247。较上部的固定用结构263又被安置在接近顶部园周 238，较下部的固定用结构是接近底部园周238。
这种固定用结构包括半圆形的钩子是设计在环形外围230上用来固定三个 相同的附加炊具支撑256， 258和260。这样在烹调时小尺寸的炊具可以放置在 附加的支撑上。第一个相同的附加炊具支撑256在图6中描述为具有一倒置的 "U"形型状，有一横向顶部256a和相同的第一和第二的向下结构256b和256c
(图中没有画出)。
当安装第一附加的炊具支撑256时，第一个向下的结构256b是首先被插入 在靠近第一个相同的向上延伸246的第二组的固定用结构263和265中。然后 第二个向下的结构256c是被插入在靠近第二个相同的向上延伸246的第一组的 固定用结构262和264中。由图所示，第二个相同的向上延伸246在顺时针方 向排列在第一向上延伸246之后。同样第二和第三相同的炊具支撑258和260 也能如此安装。这样他们的横向顶端256a， 258a和260a的组成了一个等边三角 形的支撑结构，小尺寸的炊具可以方便地放置在三角形的上边而被加热。
必须说明的是把固定用结构包括是半圆形钩子安置成紧靠每一向上延伸的 垂直中线247，就可以得到一个最小尺寸的等边三角形的炊具支撑。这样更小的 炊具都可以放置在这最小的三角形结构的上面。
显而易见的是，这种固定用结构可以放置在外围230的任何地方，只要是 炊具的附加支撑能够由这些固定用结构来固定。另外，每一组固定用结构可由 至少一个结构所组成。
另外由于存在第一和第二组的固定用结构，多种附加的炊具支撑可由以上 叙述的例子变换而成，其中一个是同图4中描述的结构相同。
实例
以下公开的是本发明用在煤气炉的燃烧器上的实例。提供该实例仅仅是为了提供对本发明所阐述的提高加热效率的说明，而不是对于本发明的限制。
(1) 热量控制装置的制作。 一个热量控制装置是根据所叙述的本发明的第一具体实施所制作的。其由
以环形凹面中空的内盘102和一四边形外围130所组成。内盘102有一直径19.3 厘米开口顶端的圆周110和一直径约为7.3厘米的开口底端的园周112，两园周 的高度差是3厘米。
贯穿内盘的102的两组孔洞116由钻孔而成，孔径约为6毫米。第一组的孔 洞116均匀地分佈在一个较上部的圆周118，其靠近内盘顶端圆周110，但比该 园周低1厘米。在圆周118上相邻两孔的距离约为3厘米。第二组的孔洞116是 按圆周均分分佈在一个较下部的圆周120上，其高于内盘的底部圆周112约为 0.7厘米。在园周120上的相邻二个孔洞间的距离约为1.5厘米。
四边形外围130按图4所述所制作的，其由4个相同的向上板片132相继联 接而成。每一块板片132具有长度21厘米和高度"H2" 4.2厘米，每个向上延 伸146有横向顶边152长4厘米和相同的第一第二向上侧边148和150有边长 1.8厘米。向上延伸是处置在每块相同的板片132顶边138的中央。这样每块向 上板片的总高度是6厘米。
众多的直径约为5毫米的孔洞均匀地分佈并贯穿每一相同的板片132。孔洞 按有十二纵例三横行的形式而分佈。固定用结构162， 163， 164和165按照图4 而制作。两个相同的附加炊具支撑154和156由圆铁棍制成，并于四边形外围 130相连接。
(2) 安装火焰热量控制装置到一煤气炉的炉面上。 一商品煤气炉的炉面有一低于四周边的表面，其与图2叙述的炉面相仿，
被用于实验来检证本发明的提高加热效率的功能。该炉面上有四个具有封闭式 安置结构的火焰燃烧器和两个前后延伸的栅栏。炉面低于四周的表面在以每个 燃烧器颈部为中心的位置上有一向上隆起的圆台。园台的直径约为12厘米和高 度约为1厘米。两个延长的栅栏从炉面的前端延长至炉面的后端。每一个延长 的栅栏被安置在一个炉前端的燃烧器和一个炉后端的燃烧器之上。栅栏的安装高度为6厘米，该高度是从栅栏的顶端到炉面的表面来计算的。这样，当该四 边形外围130也被放置在炉面的表面上时，四边形外围130的总高度同栅栏的 高度相同。
当移去了在炉面右侧延伸的栅栏，环形凹面中空的内盘被放置在圆台上， 其底部小的园周112接触炉面的表面。该内盘并围绕煤气炉右侧前端的煤气燃 烧器178。然后四边形外围130被放置在低于四周边的炉面表面上，并且围绕内 盘102。该外围的安装如同图5的叙述相同。燃烧器头180是一厘米高于高出的 圆台的表面，但是低于内盘102的顶端园周110的3厘米高度。该高度也是对 应于突出的园台的表面而言。另外，内盘102顶端园周的高度对于炉面的低于 四周的表面而言是4厘米。该高度低于四边形外围的顶边的高度约为4.2厘米。 (3)实验条件
a:对照和实验样本。使用现有的商业炉面装置来煮沸在一炊具中一定量的 水所需化的时间作为对照样本。商业炉面的装置已在上述(2)中叙述，在测试 时该炊具盛有的定量水被放在商业炉面上的延长的栅栏上加热。使用由图5所 叙述的本发明装置来煮沸在同一炊具中所盛的相同量的水所需要的时间作为实 验样本。然后实验的样本与参照的样本相比较，从而判断使用本发明的装置是 否达到了增加对炊具的加热效率的目的。
b:可燃气体的流量。在炉面上的右前方的燃烧器被选择用来做对比测试。 用商业煤气炉所限定的最低的可燃烧气体的流量来产生一微弱的火焰，该微弱 的火焰是在整个实验空转的过程中(即不测试对照和实验样本时)是保持在燃 烧的。采用这一程序的目的是消除测试系统的初始温度的误差，即煤气燃烧器 及周边的结构，当开始测试对照或者实验样品时都保持在相同的起始温度。上 述的最低的流量是根据商业炉上的标记"LO"来决定。这个标记"LO"是对所 述的商业煤气炉的一煤气开关最大转动角度的指示。在测试中煤气流量开关的 使用是选择在使开关指向一中间的角度。该中间角度是根据炉面的一标记"5" 来确认。同时另外在煤气的旋钮上画上一附加的箭头，目的是为了精确对准该 标记"5"。通过这样的措施保证了一个相同的转动角度是始终使用在整个实验过程中，其产生了相同的煤气流量来产生火焰，从而得到对照和实验样本。另
外，整个实验是在同一天的晚上10时以后进行并完成。这是因为在这段时间内，
城市供应的煤气压力变化极小，目的也是为了减少实验误差。
C:测试的介质。城市供应的自来水作为测试的介质。该水被收集在第一， 第二和第三的三个大的容器中。在使用前，这些水被储藏在一个储藏室内至少 24小时以上。储藏的目的是为了均衡三个容器里水的温度。在整个使用过程中
多次测量仍藏在该储藏室的三个容器内水的温度，以查看他们温度的一致性。 储藏在第一和第二个大容器中的水是用来平衡一个空的将被用来盛水的容器的 温度。平衡容器温度的措施，首先用流动的自来水冲洗该容器，接着该测试容 器被浸在第一个大容器的水中若干时间，然后该容器中的水被完全倒回到第一 个大容器中为下一次的平衡温度所用。接着该空的容器再被浸在第二个大的容 器中的水中若干时间来第二次平衡容器本身的温度。经过二次的温度平衡，该 容器再被用来去盛储存在第三个极大容器中的水，该水是作为测试用水。
d:测试盛水器。在实验中使用两种不同尺寸的炊具。第一种炊具是具有常 用体积的用来煮泡茶用水的不锈钢制作的茶壶，其水壶的嘴上有一个蒸汽哨。 该茶水壶代表小型的炊具。在测量时该壶被放置在如图3所示的附加的炊具支 撑上。当标定水壶中装的水量时，装着水的水壶是放在一水平面上，然后水壶 里所含的特定的水量是根据壶内水面是否不到或超过壶嘴与壶体连接的一个标 记为基准，做相应的加入水或者取出水的调节而达到的。第二个炊具是一个大 尺寸的铝锅，其有一玻璃的顶盖。该铝锅在测试中，是作为大容器炊具的代表， 当使用时先用上述的茶壶来标定水量，然后把在水壶里的规定量的水全部倒入 该大铝锅中。
e:测试的次序。第一个测试的为实验样本，即茶壶里的水被煮沸所用时间。
第二个测试的为对照样本即该茶壶里的相等量的水被加热。第三个测试的为对 照样本，即大铝锅里的等量的水被煮沸。第四个测试的为实验样本，即该大铝 锅内的相同量的水被加热。
f:决定煮沸水所需的时间(分钟)。当使用该小容量的茶壶时，是根据该茶壶的汽笛，发出连续的较大音量的笛声的最初时刻来决定水被煮沸所用的时间。 当用大的炊具时，判断煮沸水所用的时间方法，也是根据水开时所产生的煮沸 声来决定。
(4)测试的结果。
由下表1列出了依次测试的结果，其证明了相比于应用商业煤气炉所需要 的时间，应用了本发明的装置后对较小的和较大的容器的炊具的加热都提高了 至少14.5%以上的加热效率。增加加热效率的结果证明，对于节约可燃气体而言， 控制热量的辐射和对流，是至关重要的。测试的结果同时也证明，使用了本发 明的热的控制装置极大的降低了可燃气体的消耗和温室效应气体的产生。
表一 对实验和对照样本测试的结果
试验样本炊具时间时间差别(分)是对照样本的％增加的效率％
1实验茶壶18.75-4.50 81.44+18.56
2对照茶壶24.25
3对照铝锅24.67
4实验铝锅21.08-3.59 85.44+14.55
在上述的公开表达中，本发明的第一和第二具体实施的论述是针对现有煤 气炉其炉面有封闭式的燃烧器安装的结构。然而可以确定是本发明对于现有的 煤气炉其炉面有开启式的燃烧器结构也是合适的。另外，根据本发明的精神和
目的，热控制装置的外围130或230，可以是一个延长的结构，其可以围绕2个 并排排列的煤气燃烧器。
又根据本发明的精神和目的，该装置的内盘102或202和对应的外围130 或230可以制作成一体化。对于一体化的内盘102和外围130的结构而言，内 幾102的顶部园周110同时与外围138每一向上板片132相连接。其连接处137 如图4所述，是在每一向上板片内表面138上。该连接处137是定位在向上板 片132垂直中线和稍低于其顶边138的平行线的连接点。 一体化后，内盘102的旋转轴114和外围130的对称轴142相重合。这样内盘102和外围130各自 都能站立在炉面上。
对于第二具体实施的一体化的结构而言，内盘202的顶部圆周210是连接
在一处在外围230的内表面236较上部的圆周上。该圆周是平行于外围的顶部 圆周238，这样内盘202的旋转轴214和外围230的旋转轴242相重合。除此之 外一体化的模型可有更多的结构上的改变。
一种改变是，外围130或者230縮小成多个支撑炊具的部件。这众多的部 件具有支撑炊具，防止对炊具把柄的加热和对热气体提供一个向外及向上离去 的间隙的功能。在这原则下，比如四方形外围130或者环形的外围230，可以縮 小成具有至少三根相同的窄条。他们按照均等间隔与环形的内盘相连接，每一 个窄条具有相同长度的横向顶边152。另外，每一个窄条具有同向上板片132 — 样的最大高度同时其底部是支撑在炉面上。这样每一窄条顶部可以用来支撑一 炊具底面，并且防止对炊具把柄的加热。此外还可以理解的是，本发明的火焰 热量的控制装置只包含有环形曲面中空内盘，在这种结构之下，该内盘是放置 在炉面上包围一煤气燃烧器而已有的商品化栅栏被用来支撑炊具。
当然虽有以上的公开，但本发明无意被任何特殊形式或安排或任何特殊的 具体化或任何特殊的应用所限制。因为在不偏离以上叙述的本发明的精神和目 的下，他们可以被改换成多种特制的形式和关系。而以上叙述的装置和方法， 仅是为了叙述和公开一种或若干种可操作的具体化并没有展示本发明可以展示 和操作的所有的众多形式的改变。
权利要求1、一种拆卸式用于煤气炉燃烧器的火焰热量控制装置，其特征是包括a)一中空的内盘具有一较大尺寸的顶端开口的圆周和较小尺寸的底端开口的圆周，该内盘被众多的孔洞所贯穿，然而相比在该内盘较上部位孔洞的较稀疏的分怖，在该内盘较下部位的孔洞有较绸密的分布；b)一外围，包括外表面，内表面，顶边和底边，众多的孔洞贯穿了该外围，多个向上的延伸间隔地安置在外围的顶边，每一个延伸包括由顶端和第一和第二向上的侧边；和c)该内盘和外围都放置在一煤气炉的炉面上，该内盘围绕了一煤气燃烧器，该外围围绕了该内盘。
2、 根据权利要求l所述的装置，其特征是该内盘和该外围是制作成一体化。
3、 根据权利要求l所述的装置，其特征是该内盘和外围各具有对称的结构形状。
4、 根据权利要求l所述的装置，其特征是该内盘和外围的表面是化学处理的 表面或者是电化学处理的表面或者是陶瓷处理的表面。
5、 根据权利要求4所述的装置，其特征是该内盘和外围的处理的表面包括是 白色的或者黑色的。
6、 根据权利要求l所述的装置，其特征是该外围有多个固定用的结构。
7、 根据权利要求6所述的装置，其特征是还包括至少二个用于支撑一炊具的 可附加的炊具支撑，其是拆卸式地安装在该外围的固定用的结构上。
8、 根据权利要求l所述的装置，其特征是在该外围的底边有多个向下的支柱。
9、 根据权要求8所述的装置，其特征是在每一个支柱的底部都装有一个橡胶 件，该橡胶件接触该煤气炉的炉面。
10、 根据权利要求1所述的装置，其特征是该外围是延长的结构，其围绕两 个并排排列的煤气燃烧器。
11、 根据权利要求l所述的装置，其特征是该装置所安置的煤气炉的炉面是有封闭燃烧器安装的结构或开启式的燃烧器安装的结构。
12、根据权利要求1所述的装置，其特征是该中空的内盘具有一凹曲的内表 面包括抛物形的内表面。
专利摘要一种拆卸式用于煤气炉燃烧器的火焰热量控制装置。其涉及煤气炉灶的器件结构，由一环形凹面中空的内盘和一外围所组成。该内盘有较小尺寸的底端开口的圆周和较大尺寸的顶端开口的圆周。众多的空洞贯穿了该内盘，然而空洞在内盘较低部位的分布要比空洞在内盘较高部位的分布稠密。该外围也有众多的空洞，又有多个均匀分布在外围顶边的向上的延伸结构用来支撑一炊具。该内盘被安置在煤气炉炉面上去围绕煤气炉的一火焰燃烧器，同时其本身也被安置的外围所围绕。使用本装置能定向控制火焰产生的热辐射和热对流从而增加火焰对炊具的加热效率和阻止对炊具把柄的加热。另外，本实用新型也可只应用该环形凹面中空内盘来增加火焰的加热效率。
文档编号F24C15/10GK201229012SQ20072018352
公开日2009年4月29日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年6月11日
发明者孙一忠 申请人:孙一慧;孙一忠