专利名称：家用电气化多功能高效煤灶的制作方法
技术领域：
本设计涉及到一种新型家用煤灶装置，其特征是使普通煤灶的人工操作为电气化操作，集省时、省力、高效节能、防污染、外观装饰豪华为一体，是家庭生活中又一新型家电种类。
本设计是基于以下的考虑，随着社会生活水平的提高，彩色电视机、洗衣机、电冰箱已经成为人们日常生活中一个重要组成部分。虽然这些家用电器从某些方面可以减轻家务劳动强度，节省劳动时间，改善生活环境，调剂家庭精神生活。但结合现实生活中的情况，真正费时、费力，环境条件又差的家务劳动莫过于一日三餐的厨房家务，尤其是厨房灶具以煤灶为主的现状，更是与现代人们注重改变住宅环境条件不相一致。而且，国家能源结构及实用价格限制，必然使这种现状在相当时期内不会改变。因此，人们力求改良煤灶性能，以提高普通煤灶的实用价值及操作水平。但是，从国内煤灶改良情况看，一般也只是局限在普通二次进风节能、供热采暖、余热利用，简易外观装饰造型上。而在煤灶的省时、省力，防污染及可操纵性能上的改良，进展还比较迟缓。特别是使用其它能源的新式灶具不断出现，更使做为常规灶具的煤灶性能显得落后。但是评述新式灶具实际的推广效果，现在看来多数销售也只是限制在大、中城市，既使在有些城市虽也有一定的普及率，但众多家庭内以煤灶为主，气、电灶为辅，各式灶具共存的现象很常见。由此说人们的认识还不仅仅局限在某些新式灶具的先进性，更多方面注重考虑各种灶具的使用价值及各种能源供给条件。以煤、电、气为15.33.67的比值看，煤燃料的实用价值及使用方便性是比较符合人们的消费观念，反之，如果采用现代技术及生产工艺，促使煤灶的功能与人们的现代生活相吻合，那么，这种新式煤灶就会被社会广泛接受。
本设计的目的就是要提供一种以电子控制技术为核心，并具有相关功能的“家用电气化多功能高效煤灶”机电一体化装置。该装置主要特点是炉蕊体内的煤燃料采用电子调速式鼓风机、双向自动风门鼓风助燃，能使煤灶加温速度快，火力集中，温度高，且可调，并使煤灶温度的可操作性得到实现。而且获得了较普通煤灶有明显的节时效果。对强风流送风，电路系统同时又具备了高可靠性低温区间自动调节和相关的防息炉监控报警功能，以及高温区间可任意调节的人工控制功能。为进一步提高煤燃料的热能转换效率，本设计采用了六项节能技术，使该煤灶较普通煤灶在相同煤质及数量下可具有高效的节能效果。其六项节能是可调式二次进风节能，余热利用的热水器，间歇式热能放空中断控制节能，封火阻燃节能，鼓风机鼓风助燃节能，煤质状态选择节能。另外采用电气化控制技术，能使繁琐的人工封火、清渣、火候掌握、时间监控均有电控装置代劳，且操作直观、简便，因此与普通煤灶相比具有明显的省力效果。而且在防污染技术上，本设计采用了整机一体化低位结构电控抽油烟机系统，其进气量0.19立方米／秒，排气量0.22立方米／秒，从某些方面解决了其它分立式抽油烟机的进风孔容易阻塞、油污落溅、高位安装的空间视觉压抑感及单机售价高的问题。并从外观装饰及造型上，本设计又采用了现代高档家电装饰及结构工艺技术，因此与普通煤灶相比显得豪华、美观、大方。其主要技术指标是1、使用煤燃料范围机制蜂窝煤、煤球、煤块、散状煤。
2、整机外型尺寸长70公分、宽55公分、高80公分，灶台平面上部抽油烟机进、排气风道板尺寸长70公分，宽5公分，高45公分。
3、供电电压交流220V±10V控制电路电压直流±15V4、整机消耗功率控制电路≤10瓦抽油烟机≤35瓦5、整机重量≤40千克。
6、操作方式电控操作、停电时可人工操作。
本设计是这样实现的在煤灶中心部位的炉蕊体圆周的边壁内，均匀预设了6条长13.5厘米直径为0.6厘米的孔道，可设置具有正向温度系数簧状形的测温电阻丝。每根阻值300欧姆，其中每3根串联在一起，可组成两支测温电阻体与控制电路输入端的其它元部件组合成一个非平衡式精密测温电桥。该原理是炉蕊体内煤燃料燃烧时产生的温度使测温电阻丝受热并引起相应的阻值变化，经电桥的测量会产生一个正向变化的直流电压信号输出，即温度上升电阻丝阻值增大电桥输出的正向直流电压信号变大。温度下降电阻丝阻值减小电桥输出的正向直流电压信号变小。由于测温电阻丝采取炉蕊体周边上下垂直多处连续测温，可以正确反映出炉蕊体内实际温度的状态变化，且电阻丝不直接接触高温而封闭在孔道内，因此具有较高的使用寿命。炉蕊体本身选用高质耐火材料成型压制烧结，从整体上确保了该煤灶装置的可靠性和质量。另外，煤灶没有起温工作之前，封火状态下炉蕊体内温度较低使电桥输出的正向直流电压信号较小，这时如果按动工作启动开关，这一较小的正向直流电压信号必然不能有效地使执行端的鼓风电机及自动风门迅速启动，由此本设计在电桥的桥臂上又增设了以封火开关键、启动开关键分别控制同一桥臂上两支不同阻值的电阻，以使两种控制在同一温度下有着不同正向直流电压信号的输出差异，实现煤灶操作突然处于工作启动状态，能迫使电桥的输出信号强制升高，达到有利于推动执行机构正常工作之目的。而且煤质状态选择，又较好地解决了煤质的离散性所带来的不应有的失控问题。我们知道，煤质量有一定的离散性，但煤燃料的使用较有批量性，因此可使电路控制具备一定的规律性。常规讲好煤耐烧，劣煤不耐烧，碰到这样的问题，可调节电桥上特设的煤质选择电阻的大小，就可以改变控制回路的状态控制范围，即好煤控温范围宽，劣煤范围窄。以优质煤工作情况分析，煤质选择电阻变大使相同温度下电桥输出电压信号增高，并驱使控制回路在温度上升阶段提前动作，以及在温度下降阶段推迟动作，并提高了温度上升阶段的工作速度，降低了温度下降阶段的减速速度。对于质量低于正常煤质的煤燃料，这种控制状态正好相反。对于易燃或不易燃的煤质区别无需调节，只因采用闭环测温调温技术，电路控制会自动实现同步调节，即易燃煤起始上升速度快降温速度慢，不易燃煤起始速度慢降温减速快(注以上速度通指执行端鼓风电机旋转速度)。此外，通过电桥对炉蕊体温度状态的测量，电桥输出端毫状量级(2aV／℃)的正向直流电压信号，以正向接入直流线性运算放大器的同相输入端，经放大器放大后在其输出端会产生一个正比于输入端信号(5－10倍)的正向直流电压信号输出，然后通过一级具有高输入阻抗和一定扇出能力的射极跟随器的推动，就可耦合于下级状态控制网络。状态控制网络共有6个单元功能电路组成，即高、低温电平监控电路，自动调节信号控制门电路，手动调节信号控制门电路，起、降温状态比较电路，低温防熄炉监控报警电路，封火辅助延时控制电路。从高、低温电平监控电路功能原理来讲，它主要是担负判断煤灶工作温度是否处于低温阶段或是高温阶段(注煤燃料燃烧时，在最大风量鼓风下不会被熄灭的温度即为高温)。在煤灶工作的始端和末端，其温度变化是逐步上升或逐步下降，由于采用鼓风机鼓风助燃，在低温区间强风流会造成熄炉事故，设置这一监控功能后，使煤灶工作处在低温区间的升温和降温阶段时，其鼓风机速度调节完全是由前级运算放大器输出的灶温随机信号来控制，即升温缓慢加速，降温缓慢减速。其具体过程是低温区间高、低温电平监控电路不动作，保证自动调节信号控制门处于打开状态，并关断手动调节信号控制门，使鼓风机调节完全是随机信号控制。进入低、高温转换点(煤灶已处于正常工作时)时刻，高、低温电平监控电路动作，因此关断自动调节信号控制门和打开手动调节信号门，鼓风机调节完全是人工的随意性调节(且最低速度大于自动调节的最高速度)，以便满足不同烹调工序的火候要求和缩短烹调时间的需要。煤灶工作在降温阶段行至低温区间时，其控制如上所讲相同。这种自动调节和人工调节状态的区别是由设置在煤灶前部电控操作盘显示发光二极管指示和实际运行情况反映来判断。另一方面，从起、降温状态比较电路和低温防熄炉监控报警电路原理来讲，它们主要是担负比较、判断在煤灶温度变化趋于降温工作过程中，温度降至低温报警极限值时，控制电路应及时发出报警音响，并关闭任何信号调节控制门进行阻断停机，以待操作者更换新煤后方可使煤灶重新进入工作状态。由于煤灶工作的始温过程中，其温度上升也要从低温端经过这一低温防熄炉监控报警测点，因此状态比较电路可区别出温度的变化是升温或降温，并与监控报警电路联锁控制，做到始温过程不报警，降温过程煤灶温度降至报警监控点时方可报警。另外从封火操作的辅助延时电路控制功能来讲，我们知道正常规律下封火监控温度比较偏低，这是因为煤灶风门封闭后，炉蕊体内温度自然冷却的结果，且接入封火监控电路后，当温度状态处在封火监控点以上时，电路执行端的鼓风电机以反向旋转将自动打开吸风门对炉蕊体的煤燃料强制吸风降温阻燃。其功能的实现是由封火开关键触点使鼓风机引出线反相接入电路，尽管控制信号的突出均是正向直流电压及电路供电不变，由于鼓风机引出线反相连接，因此，反向旋转的鼓风机可使煤灶温度迅速降至封火监控点以下，才会停转，并使风门重新实现封闭。正如以上所述，当煤灶在正常操作结束后进行封火操作的瞬间，新煤没加入炉蕊或刚刚加上不等预热，这种封火监控功能会从瞬间的高温态或大于封火监控温度点以上的温度状态，可迅速使炉蕊体温度降至封火低温态，会可能造成熄炉事故，而增设封火操作辅助延时电路之后，可使封火操作的瞬间鼓风机在30分钟延时期间因自动调节信号门被关闭而不能反向转动，因此给新煤的预热盈得了时间，且炉蕊体内温度可缓慢的自然冷却降温。只有延时结束后，鼓风机的反向转动才能实现。这里还需要表述的是，鼓风电机在煤灶的送风孔道内是横向装配及封闭，扇叶采用钢性体纵向供风，风门机构采用铝合金板合页式连接，进风门、吸风门采用倾斜式自然下落封闭，且各风门开启的大小可采用在风门上施加配重铁调节。此外，根据实际需要本设计又设置了时间控制功能，因此对具有时间要求的烹调工序，其操作能够直观地选择时间，在时间结束后电路会自动停机并发出报警音响。其时间控制的实现是由钟表式机械定时选择器分别控制鼓风电机驱动线和报警音响电路的触发控制点来完成。六项节能技术的设计，如以上叙述的鼓风机助燃节能、煤质状态选择节能、封火阻燃节能的实现过程外，这里主要讲述以下三项节能是间歇热能放空中断控制节能、余热利用的热水器、可调式二次进风节能。其一间歇热能放空中断控制节能是由煤灶出火口上端的侧处设置一压力微动开关，当放置大于500克以上重物时可使鼓风机受控接通，反之移开重物鼓风机工作中断。为适应其它情况，又增加了连续操作功能，是对间歇热能放空中断控制的功能补充，其实现是短接压力微动开关触点。其二余热利用的热水器被安装在炉蕊体外围上半部，采用不锈钢板制作。并预留有进气管道、漏斗式进水管道，出水管调节阀门和水位指示管。其三可调式二次进风节能的实现，是采用炉蕊体外围增设两根直径为2公分的通风管道，其下端口插入炉蕊底座上端边壁并通风至底座内风道，其上端口与炉蕊体出火口之间采用动、定式密封圈隔离，且两圈的周边上留有通风孔，旋转动圈的角度，可改变动、定密封圈上面通风孔的有效面积，达到改变二次进风量调节之目的。该功能的作用主要是单独设置二次进风管道，可提高炉蕊体的强度，管道口径大热对流能力强，且不会被尘粒阻塞，当煤灶电操作时可起到配合封火密封效能的调节，停电时旋至最大通风量位置可实现理想的二次进风节能效果。电动清渣功能是由220伏直流电压供电，在通电瞬间可使直流电磁线圈产生单方向电磁推力，并使推渣金属导磁连杆向前运动及带动推铲。将煤渣推入集渣容积体内。断电后，导磁金属连杆后部的拉簧将连杆及推铲拉回原始位置。抽油烟机装置是由安装在煤灶台面后部的进、排气风道板其左侧位置上的吸气孔，可将废气吸入机内，然后由平行于后背板左侧的进气管道流进其底部的净化仓内，其中已成为液体的油污落入集污盒内，废气则通过活性炭过滤器及过滤网的双重过滤，再通过吸气扇至上部右侧的排气管道再进入高部位可塑性排气管道，最后排出室外。外观设计的实现是，煤灶工作台面及进排气风道板前侧选用不锈钢板金属材料冲制成型，其余外侧平面为金属薄板模具化冲制成型然后再喷漆、烘干。各装饰件采用电镀工艺，控制盘前面板选用合金铝板喷沙氧化工艺成型制作。煤灶安装时的平衡调整可由煤灶底部的平衡调节支脚来实现。
以下将结合说明书附图对设计作进一步详细描述。
图1－是设计的电气化多功能高效煤灶的外型立体示意图。
图2－是本设计的电气化多功能高效煤灶电气控制逻辑方框图。
图3－图8是本设计的电子控制电路各单元原理图。
图9－图12是本设计的装置外型不同侧面视图。
图13－图15是本设计的装置不同侧面剖视图。
图16－是装置的炉蕊体视图。
图17－是出火口上端压力微动开关结构及二次进风调节结构剖视图。
图18－是电路输入端测温电阻的安装结构示意图。
图19－是鼓风机及双向控风门结构示意图。
图20－是电动清渣结构及电路原理图。
图21、图22、图23是抽油烟机及风道结构和电气原理图。
图24－是热水器视图。
参照图1为电气化多功能高效煤灶的立体示意图；该煤灶包括位于右侧上部的可塑性排气管道(图12)，与台面(图11)上端的抽油烟机进、排气风道板(96)相连接，其中有害气体由进、排气风道板(96)左半侧的机制吸风孔(117)吸入机内净化，经净化过滤处理后的气体可由进、排气风道板(96)右半侧内部管道进入可塑性排气管道(图12)排出室外。其中图1视图所标注的图9、图10、图11、为该煤灶不同外侧视图，请参阅下述
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图2为整机电气控制逻辑方框图；为方便阅图各单元方块功能均用文字直接表达，其图中所示的箭头针对方块指向为进入，指外为输出。有必要说明之处是；整机状态显示和封火延时电路没能表达出，该部分原理放入有关附图说明之中。以下将结合各有关单元电路及部件附图对本设计加以描述。
首先参照图18，在炉蕊体(122)圆周的边壁内，均匀预设了6条长形孔道(154)，可设置正向温度系数的簧状电阻丝，每3根串接在一起，组成2支相同阻值的测温电阻体(图3)中的(4)、(5)，这样就可以连接到图3所示的非平衡式测温电桥的两个不同作用的桥臂上，测温电桥由限流电阻(7)、稳压二极管(11)提供约10伏的标准电压，煤灶正常工作时，工作开关键(52)常开触点闭合使微调电阻(1)接入电桥，此时电桥输出端将有一个受炉蕊体(122)温度控制的正向直流电压信号，即温度增高，直流电压信号增大，温度降低，直流电压信号减小，经耦合电阻(8)、(9)输至线性直流运算放大器(10)的同相输入端，高电位接正端，低电位接负端，改变反馈电阻(13)的大小，可改变放大器(10)的电压放大倍数，放大了的正向直流电压信号经过有一定扇出能力的射极输出器推动管(14)发射极传输到后级电路网络。非平衡式测温电桥上还设计了封火开关键(56)常开触点控制的微调电阻(2)，其作用是便于选择封火操作时的低温监控点，一般选择电阻(2)大于电阻(1)可使电路在相同温度下有不同的起始电压输出，正常工作使电路控制系统有较高的起动电平，封火操作时可使电路控制系统工作在较低温度状态下。详细原理请参照附表说明(一)中的温度－电压关系曲线图。安装在操作盘(102)上的煤质选择可调电阻(3)连接在测温电桥的电阻(4)上端，改变其大小，可使煤灶工作对于不同质量的煤燃料都有相适应的控制状态同步。详细原理说明请参照附表(二)煤质选择状态－－温度关系表。
由图3所示的射极输出器推动管(14)输出的正向直流电压信号耦合到图4所示的控制网络中的低温防熄炉监控极警电路，起降温状态比较电路，高低温电平监控电路及自动调节信号控制门的输入端点。其中低温防熄炉监控报警电路是由电平监测稳压管(16)、泄放电阻(17)、反相器(18)、与非门(19)组成。低温时来自前级的直流电压信号VSr2偏小，不能满足VSr2＝V1的稳压管导通条件可使稳压管(16)截止，反相器(18)输入端经泄放电阻(17)入地，输出为高电位到与非门(19)的一个输入端，与非门(19)是否动作报警，必须满足二个输入端同时具备高电位的逻辑“与”条件，方可使输出端为低电位报警。但与非门(19)的另一输入端是受起、降温状态比较电路联锁控制，以便区别开在温度的上升时刻报警电路不能报警，温度下降并重新达到报警监控值时(VSr2＝V1)，报警电路才能报警。起、降温状态比较电路主要是由状态比较放大器(21)，记忆电容(27)，射极输出器推动管(23)、反相器(25)、(26)、比值分压电阻(28)、(29)、(30)组成。其原理是煤灶工作正常启动时让电源电路瞬间供电，由于记忆电容(27)瞬时充电可使射极输出器推动管(23)输入端为零电位，因此电阻(24)上端也为零电位，造成反相器(25)输入端高电位使得反相器(26)输出端为低电位，造成比值分压电阻(30)的一端从反相器(26)输出端悬空入地，并与上部分压电阻(28)形成一个V3电压接到状态比较放大器(21)的反相输入端做为基准电压，与信号传输线上的VSr2电压相比较。由于煤灶工作此时是在初始起温阶段，VSr2小于V3可使状态比较放大器(21)输出端保持在零电位，又因V3大于V1监控报警动作电平，故此相对保持和稳定反相器(26)输出端的低电位，必然会在煤灶的初始起温阶段封锁与非门(19)的另一输入端，让其保持为低电位而不报警。这一状态持续到VSr2大于稳压管(16)的导通电平V1时，稳压管导通，反相器(16)输出为低电位，解除请求报警的信号，并保持到煤灶工作在乏火降温阶段，不在请求，且工作于防熄炉报警的监控过程中。当VSr2上升到大于V3时，状态比较放大器(21)输出端电压逐步上升使射极输出管(23)导通，电阻(24)的电压降逐步增高，因此反相器(25)输出为零电位，反相器(26)输出为高电位，反相器(25)输出端低电位可使比值分压电阻(28)、(29)组成的分压V2接入状态比较放大器(21)的反相输入端，通常规定V2＜V1＜V3，由于低温防熄炉报警电路反相器(18)输出既使此时已经为低电位，封锁与非门(19)输入端，所以反相器(26)输出为高电位时，与非门(19)也不会报警。只有当煤质燃乏时，温度下降使VSr2＜V1，不能满足于稳压二极管(16)继续导通的条件，反相器(18)输出重新为高电位，并与反相器(26)的输出高电位同时满足与非门(19)的输入端为高电位，达到输出为低电位的报警条件。而与非门(19)输出端的低电位可使图6中的报警音响电路悬空地线(61)入地，报警器开始报警，而且与非门(19)输出端的低电位还通过隔离二极管(20)将自动调节信号控制门开关管(37)关闭，使煤灶停止工作。这种报警时间持续到VSr2＜V2时，可使状态比较放大器(21)输出端重新为低电位，反相器(26)输出端为低电位解除报警，再次将比值分压电阻(28)、(30)的V3电压重新接入状态比较放大器的反相输入端，V3电压又重新做为下次循环的初始条件。以上V1、V2、V3电压的大小选择应是依不能错报警、误动作为原则，并满足V2＜V1＜V3的关系式。
高低温电平监控电路是由电平监控稳压管(31)，泄放电阻(32)、反相器(33)组成。其原理是，当煤灶工作在起始升温或乏火降温的低温区间，由于VSr2小于稳压管(31)的导通电压V4值，可使反相器(33)截止，输出端为高电位。这一高电位的状态值将图7显示电路的反相器(72)处于饱和导通并让发光二极管(91)点亮，以示操作者为自动信号调节无需手动。此外，反相器(33)的输出高电位将通过隔离二极管(35)悬空手动调节信号控制门复合开关管(41)、(42)的偏置电阻(39)、(40)，使其复合管(41)(42)截止关闭而且反相器(33)输出的高电位不会影响自动调节信号控制门开关管(37)的正常饱和导通，使其随温度变化的直流电压调节信号VSr2在低温区间通过开关管(37)传输到下级图5中的功率驱动电路来推动鼓风电机(133)旋转，即温度缓慢上升，鼓风电机(133)缓慢加速，温度缓慢下降，鼓风电机(133)缓慢减速，因此达到了煤灶防熄炉安全工作之目的。当煤灶处于正常工作阶段时(即高温区间)，VSr2将大于稳压二极管(31)的导通电压V4值稳压管(31)导通，驱使反相器(33)输出端为低电位，经隔离二极管(34)使自动调节信号控制门开关管(37)输入端为低电位，输出端截止关闭。同时使手动调节信号控制门复合开关管(41)(42)的偏置电阻(40)的入地悬空端经反相器(33)输出端入地，复合开关管(41)(42)获得饱和导通的条件。这时操作者可根据烹调工序需要，任意旋转设置在操作盘(102)上的手动可调电阻(44)的大小可使手动温度调节得以实现。另外，手动调节的操作可预先由反相器(33)输出端的低电位经A点使图7中的发光二极管(90)显示告知，并通过反相器(72)熄灭自动调节发光二极管(91)的发光显示。当煤灶工作在降温过程中，再次使VSr2＜V4时反相器(33)截止，可使监控电路又重新恢复到低温控制的状态条件，这样煤灶又进入了下一次循环的准备。其详细原理请参照表(三)所示的温度－－转速关系曲线图。通常V4电压的选择应大于V3电压，以确保煤灶正常运行为原则，来合理确定低、高温控制转折点。
图5所示为功率驱动放大电路、鼓风电机(133)控制逻辑转换电路。来自图4的控制输入信号VSr3，通过电阻(45)耦合于电压放大管(46)输入端，经过放大管(46)的放大输出的电压信号，使功率驱动复合管(48))49)工作，并带动鼓风电机(133)旋转。电阻(54)(47)为偏置电阻，电阻(53)为反馈稳速电阻，隔离二极管(55)、电容(51)、泄放电阻(50)组成一个防止电机线圈反电势击穿功率驱动管(49)的保护电路。其鼓风电机(133)逻辑控制转换电路的实现，是由操作者按动工作启动开关(52)，使其常开触点以正向连接于鼓风电机(133)的引出线，常闭触点动断可切除封火开关(56)触点的反向连线，此刻鼓风机(133)处于正向旋转的接线条件。封火操作时，封火开关(56)常开触点动合使鼓风电机(133)引出线反向接通电路，常闭触点动断切除工作启动开关(52)触点的正向接线，此刻鼓风电机(133)处于反向旋转的接线条件。按动暂停开关键(57)，其常闭触点动断可切除鼓风电机(133)的驱动线让其停转。拨动钟表式机械定时器(60)其常闭触点处于延时动断状态，时间定值到来后常闭触点动断，并切除鼓风电机(133)的驱动线让鼓风电机(133)停转，而接在图6中报警音响电路悬空地线(61)处的常开触点延时动合，可让报警音响电路的悬空地线(61)入地报警，恢复时间定时器(60)的零位置，该延时状态解除。其压力开关(58)是间歇式热能放空中断检测开关，此开关的操作动作是受煤灶出火口上端放置大于500克以上重物的支配，即重物的压力可使开关(58)的常开触点闭合，使鼓风电机(133)驱动线接通，反之移开重物且开关(58)常开触点放开，使鼓风电机(133)停转。连续操作开关(59)的功能是对压力开关(58)功能的补充，即煤灶出火口上端放置不足500克重物时刻及相应的操作需要时，连续开关(59)的常开触点动合可短接压力开关(58)的常开触点，使鼓风电机(133)驱动线接通。
图6所示的为报警音响电路，其组成是由两支对称三极管(62)(63)及有关元件组合成一个工作在音频范围内的多谐振荡器，其功率输出变压器(64)的两组初级线圈绕组连接在振荡管的集电极回路，可使变化的音频信号直接推动功率变压器(64)的次级来带动扬声器(65)发出报警音响。但报警音响电路的重要工作条件是悬空地线(61)必须接地。因此报警音响电路分别受到如图4中低温防熄炉报警监控的电路中的与非门(19)和机械式时间定时器(60)的控制。其报警音响作用时间是受机械式时间定时器(60)的人工复位清零和与非门(19)报警状态的保持时间长短制约。尤其是与非门(19)报警状态的持续时间是受图4中VSr2＜V2过渡时刻的快慢控制，因此规定这一时间差一般为1.5分钟。另外，报警音响电路在封火操作时，封火开关(56)的常闭触点将切断其电路电源线路与供电电源(92)连线，谨防封火操作的初始阶段，产生误报警。
图7所示为状态显示电路及封火操作时辅助延时电路。图中发光二级管(81)为电源指示，发光二级管(82)为抽油烟机工作指示，(83)为电动清渣指示，(84)为启动工作指示，(85)为连续工作指示，(86)为封火操作指示，(87)为暂停操作指示，(88)为间歇式热能放空中断控制节能指示，(89)为时间控制操作指示，(90)为手动调节指示，(91)为自动调节指示。这里主要讲述的是封火延时电路工作原理；由电阻(67)、电容(66)组成RC充电回路连接于集成电路(69)的输入端点，封火开关(56)常开触点闭合的瞬间使电源(92)接通，RC开始充电使集成电路(69)输入端为低电位、输出端为高电位，反相器(71)输出为低电位，可使图4中的自动调节信号控制门(37)关闭，阻档封火工作瞬间在高温时刻鼓风电机(133)倒转吸风的突变降温作用，但不影响处于高温阶段手动调节过程中的突然按动封火开关键(56)而引起的鼓风机(133)倒风降温作用(在这里我们的目的是使封火操作的初始阶段，给予刚添入的煤燃料有一定的预热时间)。尤其是在低温阶段封火，自动调节信号门由于延时电路作用于关闭状态，使鼓风电机(133)停转，因此不会发生煤灶温度突降封火监控温度点以下的失控现象。当延时电路中RC充电时间结束后，集成电路(69)输出为低电位，反相器(71)输出为高电位，使自动调节信号控制门(37)重新打开，可以封火监控电路恢复正常工作，且延时电路控制中断，并将保持到封火开关键(56)解除操作之后，由开关键(56)切断延时电路工作电源。
如图8所示的电路是控制电路所需的正、负两组稳压电源电路，其作用主要是为了配合控制系统使用直流运算放大器(10)、(21)而设计的。其中由三级管(73)、(74)、(75)组成正向电源，三级管(76)、(77)、(78)组成负向电源，且正向电源输出功率大于负向电源输出功率。此外，本双向稳压电源较通常稳压电源有稳压互补特性，其原理不在叙述。
如图9所示，是本设计家用电气化多功能高效煤灶的正视图，图(96)为安装在煤灶体上部后侧部位的进、排气风道板(其图1所示的机制吸气孔(117)在这里没有画出)，(97)为安装在风道板(96)右上端的排气口，可与图(12)中的可塑性排气管道(115)的接口(114)相连接，并有出口处(116)排放室外。图11中煤灶体工作台面上端的锅架(98)内含有炉蕊体(122)上端的出火口(111)和锅支脚(110)组成，(112)为二次进风调节手柄，(113)为热水器(120)的漏斗式加水孔，(99)为热水器进气孔，一般情况下，进气孔(99)和进水孔(113)可以互用。水位指示管(100)安装在同一管道的出水调节阀门(101)上方，可通过煤灶体前侧左上方的观察窗来观察水位指示管(100)的刻度值，以便观察。掌握热水器容积(120)内的储水情况。电气操作盘(102)处于煤灶体前侧的右上角，这里仅是示意图画法。(103)是报警音响电路的扬声器(65)的前护罩网。(104)为煤灶的电控鼓风电机(133)进、排气孔道的前护置，是有金属板冲制后外镶金属装饰镀光圈组成。推拉式活动结构并具有密封性能的集渣容积体(105)置于煤灶下部储备仓(144)前仓门(106)的上方中心方位。为了煤灶体具有一定的装饰性，以上部件均采用镀光金属装饰圈、框镶装。在前仓门(106)的左侧设置一个推、拉手柄(107)，以此可开启或关闭储备仓门(106)。调节煤灶体下方的四个平衡调节支脚(108)的高、低位置，可使煤灶体处于平衡放置。从图18所示的煤灶侧视图上，可以看出与煤灶一体的抽油烟机进、排气风道板(96)是位于煤灶的后侧上下垂直部位，并高出煤灶工作台面(图11)45厘米，且前侧面与工作台面一样选用不锈钢板冲制成型，煤灶体本身的负重提手(109)安装在煤灶两侧如图10所示的位置上，侧视图中两个巨型轮廓线是为增强煤灶体垂直方位的强度。包括煤灶体外前后、左右侧面均选用金属冷轧薄板冲压成型制作，通过防锈、防腐处理后，选用淡色高强度耐腐油漆喷涂、烘干工艺加工。
如图13所示，是家用电气化多功能高效煤灶的正剖视图，可看到在煤灶中心部位炉蕊体(122)边壁的两侧，分别安装了二根二次进风管道(121)，其下端口置入炉蕊底座(134)上端预留通风口内，并通过其风口可实现二次进风的热对流交换。风管道(121)的上端口与图17中二次进风动、定密封圈(156)、(157)组成一个可调节进风量大小的可调装置。改变调节手柄(112)的位置，可使动、定密封圈预留孔(119)的交叉面积改变，以达到调节二次进风量之目的。锅架支脚(110)与锅架口(98)基本平行，可便于热空气对外流通。炉蕊体(122)外围还设置了紧配合的圆型热水器(120)容积体，并固定在金属托架(132)上。电子元器件印刷线路焊接板及有关电气部件固定在封密盒(131)内，封密盒(131)与煤灶前侧板及装饰框架用紧固件锁紧并固定在金属托架(132)上端。从正剖视图的下半部分来讲，可以看到炉蕊底座(134)是固定在与底仓隔离托板之上的金属紧固座(137)内，且底座(134)的上方两侧有两个伸入内风道的二次进风对流孔，其上部是安放煤齿盘(150)的位置，中部为鼓风机(133)部件装置盒(164)与炉蕊底座(134)之间的对接孔(152)。鼓风电机(133)在风道(164)内为横向安装，钢性扇叶(136)为纵向旋转，这里主要是基于两点考虑；采用封火阻燃控制时，将产生热空气倒流的情况，因此鼓风电机(133)横向安装可便于隔热封闭，扇叶(136)为纵向安装可以不必对扇叶(136)角度要求太严，且可以减少涡流影响有利于自动双向风门(141)、(142)的启动及封闭。从侧剖视图13中可看到鼓风电机(133)及风门(141)、(142)的结构原理情况当煤灶工作在启动阶段时，鼓风电机(133)鼓风阻燃，以钢性扇叶(136)产生的风流压力使进风门(142)开启，且压紧吸风门(141)；鼓风电机(133)倒旋封火阻燃时，以钢性扇叶(136)产生的负向压力使吸风门(141)开启，且压紧进风门(142)；鼓风电机(133)停转后，自动双向风门(141)、(142)靠自身重量下落封闭。电动清渣推铲(135)安装在炉蕊底座(134)的下部风道内侧，其工作原理请参照图13说明。从电控抽油烟机系统设置上，其主要是由几下部件组成工作系统，煤灶工作台(图11所示)上方的各种有害气体，经进、排气风道板左侧的机制吸气孔(117)吸入进气板道，通过机内进风管道(123)进入其下部的净化仓，集油污盒(127)收集由进气倾斜孔(148)落下的液体油污，废气经活性炭过滤器(128)过滤，再由可拆式过滤网(129)再次净化，由吸气扇叶(139)的作用而排入左上侧的排气管道(130)，最后经排气风道板(119)排气孔(97)与外部可塑性排气管道(115)连接排放室外。图中(126)为抽油烟机净化仓前侧紧固档板，(140)为煤灶底托板。(124)为炉灶体内绝缘隔热保温填料珍珠岩。
图14、图15为家用电气多功能高效煤灶左侧剖视图和顶部剖视图。这里必须说明的几点是自动双向风门(141)、(142)采用铝合金薄板冲制而成，为配合鼓风机(133)的正常工作，其风门(141)、(142)的开启大小调整，可在风门(141)、(142)下端放置配重铁来调试，其配重铁可为镙钉等金属材料。为了便于鼓风电机(133)装置的维修，其装置是活动式插入事先预置好的通道孔之内，且前口装上护罩装饰网(104)之后，可直接将鼓风机(133)部件装置盒(164)、煤灶体前侧板、护罩装饰网紧固在一起。另外，电动清渣系统(图2C)是瞬间操作时，使直流电磁铁线圈(145)通电可驱使导磁金属连杆(146)向前运动，并带动推铲(135)将煤渣推入集渣容积体(105)内纵深部位。断电后，推铲(135)、导磁金属连杆(146)均靠后部拉簧(147)的弹力回归原处。从抽油烟机系统的进、排气管道设置在煤灶体后侧部，不利于液体油污有效地滴入集污盒(127)内，所以煤灶体内部进气管道下端口(148)采用倾斜装配。且抽油烟机扇叶(139)工作在封闭档板中心的圆蕊部位。在具体清理、维修抽油烟机装置时，可拉开煤灶底部的储备仓门(106)，通过储备仓(144)再折开净化仓紧固前板(126)上紧固件，方可拉出抽油烟机装置，清理完毕后可直接推入净化仓再重新封闭好前板(126)。
图15所示为电气化多功能煤灶的顶侧剖视图，其中(149)为排气管道的下侧口示意图形，(150)为炉蕊体(122)与炉蕊底座(134)结合部的金属煤齿盘。
图16所示为炉蕊体(122)、炉蕊底座(134)的正剖视图和侧视图。正剖视图中(151)为二次进风管(121)下端在炉蕊底座(134)内对流孔，(152)为设置在炉蕊底座(134)中部的进风孔，(153)是炉蕊底座的下部前侧面，其凹进可使集渣容积前部深入底座下。(155)是电动推渣部件导磁金属连杆的穿接孔。(154)是预置在炉蕊体(122)内壁的测温电阻丝放置孔，电阻丝放入后可填入耐高温绝缘密封材料，并封闭两端进出口。由图18可以看出测温电阻丝在炉蕊体(122)上的连接示意图，连接完毕后即可做为两个测湿电阻体(4)、(5)接入控制电路。
图17所示，(156)为二次进风动向密封圈、(157)为定向密封圈。另外，压力测杆(160)上有一弹性压簧(159)，被封闭物(158)加以阻热保护，其连杆下端头连接于压力开关(58)的固定盒(161)内，当锅支脚(110)被重物压下时，通过连杆(160)使压力开关(58)的常开触点(162)闭合。重物移开后，靠弹簧(159)的弹力推开连杆(160)，使开力开关(58)的常开触点(162)恢复断开位置。
图19所示，为鼓风机(133)、扇叶(136)、进风门(142)、吸风门(141)、阻风隔板(163)、部件装置盒(164)、外观装饰护罩(104)组成鼓风机装置结构视图，其上图为侧视图，中间为顶视图，下部左侧为左视图，右侧为右视图。顶视图中可以看到鼓风电机(133)被封闭在隔离仓内，吸风门(141)的风道是有进风门(142)的倾斜角下端经扇叶(136)吸出机外。正常鼓风助燃时，扇叶(136)风力可直接推开进风门(142)，压紧吸风门(141)。封火阻燃倒吸风时，经扇叶(136)反向旋转的负压作用，可吸开吸风门(141)，并压紧进风门(142)。鼓风机(133)停转后，由于风门采取倾斜式安装，靠重力下落可使两风门(141)、(142)贴紧在平整的阻风隔板(163)上。
图20所示，是电动推渣部件结构视图及电气原理图。图中(145)为直流电磁线圈，(165)为线圈骨架，(166)为金属托架，电磁线圈(145)缠绕在线圈骨架(165)后可用螺钉固定在金属托架(166)上，从前侧推入导磁金属连杆(146)，再用螺钉把推铲(135)固定在金属连杆(146)上。电气原理图中(79)为推渣操作的复位开关键，(167)为二级管整流电桥，其输入端连接在交流电220V线端上。
图21、22、23所示为电气化多功能高效煤灶的一体化抽油烟机结构示意图和电气原理图。机械视图中的虚线表示风道内部侧面防锈、防腐隔层。电气原理图中(88)为抽油烟机操作开关，(167)为补偿有浸电容，(168)为交流电动机。
图24所示为电气化多功能高效煤灶的余热利用热水器结构视图，上图为侧视图，下图为顶视图。其必要注明热水器容积体的制作选用不锈钢板成型冲制、焊接。水位指示管(100)为玻璃制品，其余管道为镀锌水管。
表(一)温度－－电压关系曲线图
注其斜率的改变可由电桥端的煤质选择微调电阻(3)来实现，R大斜率大、R小斜率小，且状态点在斜线的位置随之变动。
表(二)煤质选择状态－－温度关系表
注正常煤质动态点0、优质煤的动态点＋、劣质煤的动态点－、调节精密测温电桥的煤质选择电阻器的大小，可改变的动态转折点，R正常为0，R大为＋，R小为－。
表(三)温度－－速度关系曲线图
标注自动区域－－指煤灶的始火低温阶段及煤灶的乏火降温阶段。
手动区域－－指煤灶的中、高温区域人功可任意调节的范围。
封火阻燃区域－－指任意时刻及温度点封火时，电动风机反向调速的范围。(自动状态)
权利要求一种家用电气化多功能高效煤灶，是由设置在煤灶体(图9)右侧中部的电气操作盘(102)与其安装在后侧的图3、图4、图5、图6、图7、图8电路组件组成整机控制系统，通过对电气操作盘(102)的具体操作，可分别实现对安装在煤灶上的鼓风电机(133)、风门(141)(142)、电动推渣部件(图20)、一体化抽油烟机(图21)、报警扬声器(65)进行有效控制，其特征是A、设置在图3电路中非平衡式电桥上的工作开关键(52)常开触点闭合，可使微调电阻(1)接入电桥，驱使煤灶工作在起始条件时有一较高启动电平，封火开关键(56)常开触闭合可使微调电阻(2)接入电桥，驱使煤灶封火操作时有一合适的低温封火监控值，改变煤质选择可调电阻(3)的大小，可使煤灶工作对于不同煤质的燃烧都有相应的控制状态，B、设置在图5电路中工作开关键(52)触点和封火开关键(56)触点，可使鼓风电机(133)连接线与功率驱动电路实现正向旋转连接和反向旋转连接，时间控制器触点(60)可使煤灶工作实现时序操作的功能，压力开关触点(58)可使煤灶工作实现间歇热能放空中断的节能目的，普通开关触点(59)、(57)可使煤灶工作实现连续及暂停的操作功能，C、煤灶炉芯底座(134)的后部设置有直流电磁铁线圈(145)、导磁金属连杆(146)、推渣铲(135)组成的电动推渣功能部件，操纵推渣开关(79)，可使电磁铁内导磁金属连杆(146)向前运动，并带动推渣铲(135)将渣圾推出炉芯底座(134)外，D、与煤灶连体的电控抽油烟机，是由安装在工作台面出火口(98)后方的进、排气风道板(96)上的吸气孔(117)将废气吸入机内，通过进气管道(123)流入下部的净化仓里，经活性炭过滤器(128)及过滤网(129)双重过滤后，由吸气扇(139)和排气管道(130)(118)从可塑性排气管道(115)排出，E、煤灶整体外形为长方形结构，其灶体正面右上角置有电气操作盘(102)；中间位置有防熄炉报警扬声器、外装饰件(104)和集渣容积体(105)封闭；左上侧置有水位显示管(100)；下部为储备仓门(106)；煤灶体支脚为平衡调节支脚(108)。
专利摘要本设计提供了一种家用电气化多功能高效煤灶，其特点是电测电路对炉芯内燃烧温度及状态可跟踪监测，通过控制回路的逻辑判断及程序监控，达到调控执行端送风机构的鼓风量及同步状态，以相关的自动控制调节和手动调节、防熄炉报警、时序控制、电动清渣、自动封门、间断节能、封火阻燃节能、煤质选择、可变调节及辅助二次进风调节、热水器、一体化防污染抽油烟机，并结合其良好外观装饰及造型，使该煤灶体具备了新型家电特征。
文档编号F24B1/00GK2146665SQ9220464
公开日1993年11月17日 申请日期1992年3月17日 优先权日1992年3月17日
发明者陈来程, 吕瑞莲 申请人:吕瑞莲, 陈来程