一种烧烤炉的制作方法

本发明涉及一种烧烤炉，具体是一种以木炭或焦炭为燃料的烧烤炉。

背景技术：

传统的木炭烧烤设备结构上都大同小异，而且十分简陋，其一般是由一个耐热容器来盛装木炭，在容器的下方开孔，以为燃烧提供氧气，在容器的上方设置烤网或者支架为烧烤提供方便；木炭被引燃后，空气由下方进入，木炭的燃烧主要在木炭的内部进行，空气依次上升，逐步被消耗，当上升至木炭上部时，空气中的氧气已消耗殆尽，由于缺氧，上部的燃烧反应在很大程度上被抑制，因而远不如中下层剧烈，这种传统的燃烧方式主要是在木炭内部进行，因此被称之为内燃模式；在内燃模式下，燃烧产生的高温会使木炭内部一些易挥发的有毒化学物质挥发，并在上部缺氧的环境中产生不完全燃烧而生成烟雾，烟雾化学成份复杂，有害物质较多，因而十分有害，当这些有毒的化学物质与食物接触后会对食物产生化学污染，扩散到空气中时，又会产生大气污染；此外，下部高温富氧的环境，氧气与氮气很容易化合生成氮氧化合，以传统的内燃模式燃烧木炭时烟气中nox的含量往往会超过180ppm；还有，上部严重缺氧的环境还会使木炭产生严重的不完全燃烧，生成co，以传统的内燃模式燃烧木炭时，烟气中co的含量往往会超过3000ppm（超量程爆表）；再者，木炭内燃模式产生的大量粉尘会随同燃料烧所产生的高温气流一起上升，因此pm2.5的含量也很高，粉尘污染十分严重。所以，从燃烧学的角度来看，传统的内燃模式并不适合用来烧烤，由于燃烧反应主要集中在木炭的内部，因而内部温度高，但内部的热量无法以辐射的形式向外部传递，因而食物无法直接利用燃烧热，所以燃烧产生的热量只能以高温烟气对流传热的方式向界传递，而食物由于与高温接触时间短，因而对对流传热的利用十分有限，木炭的表面虽然能以辐射的形式直接对食物进行加热，但木炭的表面由于缺氧，燃烧反应在很大程度上被抑制，所能辐射的热量十分有限，导致传统的内燃模式烧烤的热利用率十分之低下，所以从传热学的角度来讲，传统的内燃模式也不适合用来烧烤。

此外，在对肉类食物进行烤制时，往往会产生大量的油脂，在采用直接燃烧木炭进行烧烤时，大量的油脂滴落到红热的木炭表面，后果可以说是灾难性的；首先，油脂气化会激起大量粉尘并产生大量的油烟；其次，气化后的油脂在木炭表面严重缺氧的环境中会发生不完全燃烧现象，生成数以百计的有毒化合物，包括苯并（a）芘，会对空气及食物产生严重的污染，所以说从环保及食物安全的角度来看，直接燃烧木炭的方式根本就不适合用来烧烤。

再有，传统的烧烤炉不管质量有多好，外观有多美观，用过一次后都有一种把它扔掉的冲动，因为经过木炭的高温后，会产生严重的变形与变色，再加有机物碳化后产生的污染，其外观早已是面目全非，再加上碳化后有机物有很强的附作力，清洁工作的困难也难以想向，这些因素决定了木炭烧烤炉低档次的命运。

因此，传统的烧烤炉需要进一步改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种设计简单，结构合理，消除空气和食物污染，燃料的燃烧效率提高，而且被充分燃烧，达到绿色环保要求，且确保食用健康的烧烤炉。

本发明的目的是这样实现的：

一种烧烤炉，包括碳火盆，碳火盆内有顶部开口的燃烧腔，其特征在于：所述碳火盆上设有连通外界的进气通道，燃烧腔侧壁设有一次进气口和二次进气口，一次进气口设置于二次进气口下方，进气通道通过一次进气口和二次进气口连通燃烧腔；燃烧腔内上下移动的设置有活动底板，活动底板的上移高度至少高于一次进气口，下移高度至少低于一次进气口；活动底板的上下移动依靠一升降机构控制完成。通过一次进气口、二次进气口和活动底板的相互配合作用，达到了全新的燃烧模式和传热模式，能有效的解决现有烧烤炉燃料燃烧不充分，以致于释放大量有害气体，导致污染空气和食物的问题。

所述进气通道环抱于燃烧腔外周，碳火盆底部和/或外侧壁设有连通进气通道的进气孔；所述一次进气口设置若干个，且各一次进气口分别连通燃烧腔下部；所述二次进气口设置若干个，且各二次进气口分别连通燃烧腔上部。通过两进气口使燃烧腔上下部达到进气效果，使燃料内部及表面可同时进行燃烧，确保充分燃烧，减少有害气体排放，确保空气和食物不受污染。

所述升降机构包括螺杆、及一组以上由螺套和传动杆组成的传动组件，螺杆相对碳火盆定位转动设置，且通过手动或电动作用转动，螺套螺接于螺杆上，传动杆两端分别铰接活动底板和螺套。通过螺纹调节方式有效的调节活动底板升降运动，从而控制燃烧腔与一次进气口是否连通；

所述碳火盆底部设置有炉脚，螺杆定位转动在炉脚上，且横跨于活动底板下方，传动组件设置于活动底板与螺杆之间。

所述碳火盆顶部拆卸式设置有烤盘和辐射板，烤盘内腔为顶部和底部分别开口设置的辐射腔，辐射腔设置于燃烧腔上方，辐射板设置于辐射腔与燃烧腔之间，辐射板上设有若干网孔，燃烧腔通过该网孔与辐射腔相连通。

所述烤盘对应辐射腔的顶部开口边缘两两对称的设有若干立槽和/或横孔和/或立孔，立槽、横孔和立孔分别用于定位固定截面呈非圆形的烤针。

所述烤盘呈上大下小的喇叭状设置，其由两块相互对称的面板和两块相互对称的侧板组成，面板呈扇形设置，侧板顶部往外侧倾斜，立槽和/或横孔和/或立孔设置于面板顶部的弧形边缘上。

所述烤盘上设有注水槽，该注水槽设置于进气通道上方。

所述辐射板截面呈弧形弯曲，网孔均布于辐射板上。

本发明的有益效果如下：

1、本结构提供了一种全新的燃烧模式，其能够消除空气和食物污染，提高燃料的燃烧效率，使燃料及有害物充分燃烧，达到绿色环保要求；该燃烧模式分为内燃模式、组合燃烧模式和表面燃烧模式，内燃模式可在引火阶段，利用烟囱效应，使引火过程较传统的自然对流引火容易得多，时间也明显缩短；组合燃烧模式的燃烧反应极其猛烈，升温快速，燃料表面一般在5min内就能进入红热的额定工作状态，极大的缩短了准备时间；表面燃烧模式是一种高效可靠的燃烧模式，从燃烧学的角度看，适合用来烧烤；

2、本结构提供了一种全新的传热模式，具体是通过辐射板及辐射板上的网孔实现热传递；该传热模式是一种高效的综合传热模式，其热利用率较传统直接燃烧木炭来烤制食物要高得多，一般来说，采用表面燃烧模式后，木炭的燃烧时间成倍增加，烧烤能力反而会明显增强；

3、本结构中带网孔的辐射板构成一网孔式重油燃烧器，该网孔式重油燃烧器能将燃烧过程中产生的油脂及时燃烧干净，另外，燃烧后的烟气中基本上不含有害的化学物质，并且能将油脂燃烧后产生的热量用于食物加热，能有效的变害为宝；

4、本结构通过设置立槽、横孔和立孔，在配合烤针的不同形式设置实现了三维立体式烧烤模式，具体包括立烤模式、横烤模式和烤架模式，本三维立体式烧烤模式能对食物的烧烤距离及烧烤角度实行精准定位，并能实现360⁰全方位烤制；

5、本结构通过设置注水槽营造出饱合水蒸汽的烧烤环境，其有效的阻止食物表面与内部的水份流失，从而使食物更加嫩滑多汁，对提升食物的外观品质与口感有很大帮助。

本发明适合适用木炭或焦炭等作为燃料，适用范围广。

附图说明

图1和图2分别为本发明第一实施例不同方位的剖视图。

图3和图4分别为本发明第一实施例组合燃烧模式下不同方位的剖视图。

图5为本发明第一实施例表面燃烧模式下的剖视图。

图6为图1中a处的放大示意图。

图7为本发明第一实施例中立槽与烤针的配合示意图。

图8为本发明第一实施例中立烤模式下的局部结构示意图。

图9为本发明第一实施例中横孔与烤针的配合示意图。

图10为本发明第一实施例中横烤模式下的局部结构示意图。

图11为本发明第一实施例中烤架模式下的局部结构示意图。

图12为本发明第二实施例的使用状态剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1和图2，本烧烤炉包括烤盘1、辐射板2、碳火盆3、活动底板4、升降机构5和炉脚6；烤盘1拆卸式装配于碳火盆3顶部；辐射板2拆卸式装配于烤盘1内；活动底板4设置于碳火盆3内；炉脚6为相互对称的两倒t形支架，且分别固定于碳火盆3底部；升降机构5设置于碳火盆3与炉脚6之间；本烧烤炉使用的燃料可以是木柴、木炭b等，本实施例以木炭为例加以说明。

进一步地，碳火盆3的内腔为顶部和底部分别开口的燃烧腔301，燃烧腔301用于堆放木炭b，该燃烧腔301为相对密闭的燃烧空间，所有燃烧模式都是在燃烧腔301内进行，因此，燃烧的可靠性及稳定性要比传统的开放式燃烧有本质的提高；燃烧腔301外周环抱式设置有连通外界的进气通道302，进气通道302呈套筒状设置；燃烧腔301侧壁设有一次进气口304和二次进气口305，一次进气口304和二次进气口305分别设置若干个，且分别成排排布，一次进气口304设置于二次进气口305下方，即各一次进气口304分别连通燃烧腔301下部，各二次进气口305分别连通燃烧腔301上部，进气通道302通过一次进气口304和二次进气口305连通燃烧腔301，碳火盆3底部设有连通进气通道302的进气孔303；活动底板4上下移动的设置于燃烧腔301内，活动底板4的上移高度至少高于一次进气口304，下移高度至少低于一次进气口304，以实现燃烧腔301与一次进气口304是否连通的控制；活动底板4的上下移动依靠升降机构5控制完成，该升降机构5包括螺杆501、及两组由螺套502和传动杆503组成的传动组件，螺杆501相对定位转动在炉脚6上，且横跨于活动底板4下方，并通过手动作用转动，为方便转动调节，螺杆501两端分别设置有手轮504；传动组件设置于活动底板4与螺杆501之间，其中，两螺套502分别螺接于螺杆501上，传动杆503两端分别铰接活动底板4和螺套502；螺杆501上设有方向互为相反的第一螺纹段5011和第二螺纹段5012，两螺套502分别螺接在相应的螺纹段上，转动螺杆501时，两螺套502同时相互远离或靠拢，相互远离时，活动底板4下移，相互靠拢时，活动底板4上移。

上述结构的工作原理及有益效果如下：

1、引火阶段---传统的内燃模式

燃烧腔301分为下部的内部燃烧区和上部的二次燃烧区，木炭b堆放于内部燃烧区内且被引燃后，木炭堆上部空气被加热，在烟囱效应的作用下，空气从一次进气口304强制吸入，燃烧反应首先在木炭b的下部进行，整体温度快速上升，燃烧反应快速向中上部扩展；一次空气中的氧气在上升的过程中逐步消耗而成为烟气，烟气连同易挥发的化学物质一起进入二次燃烧区。此时，由于二次燃烧区的温度较低，燃烧反应还不能在此发生，所以燃烧主要在内部燃烧区进行。本阶段由于烟囱效应的作用，引火过程较传统的自然对流引火容易得多，时间也明显缩短。

、升温阶段---组合燃烧模式

参见图3和图4（图中：虚线箭头为进气方向，实线箭头为高温烟气流动方向和热辐射方向），随着温度的升高，烟囱效应加强，空气从二次进气口305被大量吸入，经进气通道302预热后进入二次燃烧区，二次进气效果使二次燃烧区内缺氧状况彻底改变，木炭堆内因缺氧而没有完全燃烧的易挥发的化学物质连同煤烟一起在二次燃烧区着火并燃烧殆尽，因此二次燃烧区最终排放的烟气中可燃的化学成份大大减少，不会造成空气污染；同时二次空气中的氧气会向木炭b表面扩散，木炭b表面的缺氧状态也会有根本的改善，因此，木炭b表面的燃烧反应也会加强，燃烧反应会在内部与表面同时进行，则被称之为组合燃烧模式。由于设置了二次燃烧区，并引入了二次空气，木炭b的燃烧在组合燃烧模式下进行，燃烧工况有了根本的改善，不完全燃烧产生的化学污染不复存在；此外，燃烧反应极其猛烈，升温快速，燃烧效率高，木炭b表面一般在5min内就能进入红热的额定工作状态，极大的缩短了准备时间。

、额定燃烧工况---表面燃烧模式

参见图5（图中：虚线箭头为进气方向，实线箭头为高温烟气流动方向和热辐射方向，空心箭头为升降机构5的传动方向），当木炭b表面红热，燃烧反应正常后，可进入表面燃烧阶段，具体的操作方法是：通过升降机构5向上驱动活动底板4，使燃烧腔301不再连通一次进气口304，让木炭堆内部的燃烧状态处于半休眠状态，此时，燃烧所需的氧气约80%以上由二次空气供给，燃烧反应主要在木炭b表面进行，因此叫表面燃烧模式；在该模式下，由于使用的是经预热的二次空气，而且供氧充足，所以燃烧反应要剧烈得多；同时，易挥发物也能燃烧殆尽，因而不存在烟气化学污染的问题；由于本表面燃烧模式是在富气高温的环境中燃烧，木炭b的燃烧反应要完全得多，co含量通常只有300ppm左右，再由于二次空气是从木炭b上方供给，氧气是以向下扩散的方式参与燃烧反应，因而不会对木炭堆表面及内部的粉尘产生气流搅动，因而烟气中pm2.5的浓度一般较低，不会产生粉尘污染；再有，虽然二次燃烧区也是富氧高温的环境，但氧气在二次燃烧区行经的路径很短，因而nox的生成减少，一般不超过20ppm。可见，表面燃烧模式是一种高效可靠的燃烧模式，从燃烧学的角度看，适合用来烧烤。

进一步地，参见图1和图2，烤盘1内腔为顶部和底部分别开口设置的辐射腔101，辐射腔101设置于燃烧腔301上方，辐射板2设置于辐射腔101与燃烧腔301之间，辐射板2上设有若干网孔201，燃烧腔301通过该网孔201与辐射腔101相连通。辐射板2截面呈弧形弯曲，网孔201均布于辐射板2上。

上述结构的工作原理及有益效果如下：

辐射腔101分为上部的烧烤区和下部的油脂燃烧区，木炭b与食物c之间通过辐射板2完全隔离，木炭b在表面燃烧模式下能将辐射板2加热至红热的高温状态，温度一般会超过450℃，燃烧后生成的高温富氧烟气会穿过网孔201向上流动，在这种状态下，辐射板2对其表面的油脂具有良好的燃烧能力，整体构成一网孔式重油燃烧器，其工作原理如下：

在烧烤状态下，辐射板处于高温红热状态，额定工作温度在450℃以上，同时，富氧的高温烟气均匀的穿过网孔201向上流动，额定温度在600℃以上，当油脂滴落到红热的辐射板2上时，油脂中的水份会在接触的那一瞬间完全汽化成水蒸气，从而引爆油脂使其瞬间雾化，同时，高温且富氧的烟气会使油脂蒸气着火燃烧，油脂蒸气会在与高温富氧烟气的相互扩散混合中燃烧干净，生成co2和ho2，并放出大量的燃烧热，这一过程快速而猛烈，生成的火焰一闪即逝，所以叫闪燃。

网孔式重油燃烧器正常工作有三个必备条件：一、辐射板2必须具有极高的温度和足够的热容量，以确保油脂能在接触辐射板2的那一瞬间完全汽化；二、助燃空气必须确保有极高的温度（一般不能低于600℃），才能确保燃烧具有足够快的速度；三、助燃空气中的氧含量必须确保燃烧反应能正常进行。一般来说在确保以上三个必备条件后，网孔式重油燃煤器具有良好的燃烧性能，能快速的将油脂燃烧干净，生成co2和ho2，并释放大量的热量，生成的烟气中基本上不会含有有害的化学成份，不会对空气及食物造成污染。本发明的巧妙之处在于让过剩并经预热的二次空气直接参与木炭b的燃烧反应，让高温富氧的烟气燃烧油脂。

木炭堆燃烧后高度会下降，二次燃烧区的容积会增加，木炭堆的燃烧速度会下降，导致高温烟气与辐射板2温度下降，使得网孔式重油燃烧器的不能正常工作，从而产生大量的油烟，这时可通过升降机构5驱动活动底板4上移，确保木炭堆的高度不变，可见，活动底板4和升降机构5对保证网孔式重油燃烧器正常工作是必不可少的。

本网孔式重油燃烧器能将燃烧过程中产生的油脂及时的燃烧干净，燃烧后的烟气中基本上不含有害的化学物质，因此不会产生空气与食物污染且又节能环保；此外，由于油脂的热值较高，而且烧烤过程中肉类食物产生的油脂的数量较多，因此，油脂完全燃烧会释放大量的燃烧热，这对食物的烤制是十分有利的，不仅可以缩短食物的加热时间，而且还可以降低能耗，节省木炭的用量，是名符其实的变害为宝。

另外，结合上述的表面燃烧模式来说：由于表面燃烧模式的燃烧温度高且燃烧反应主要在木炭堆表面进行，所以红热的木炭堆表面能将燃烧反应的热量以辐射的方式传给辐射板2；同时，由于辐射板2与高温烟气的接触面较大，因此高温烟气能以传导的方式对辐射板2进行热交换；另外，高温烟气通过网孔201时，又能以对流传热的形式与辐射板2进行有效的热交换。所以说表面燃烧模式下的热交换虽然是以辐射传热为主导，但传导与对流也在有效地进行着，因此是一种高效的综合传热模式，其热利用率较传统直接燃烧木炭b来烤制食物要高得多；一般来说，采用表面燃烧模式后，木炭b的燃烧时间成倍增加，烧烤能力反而会明显增强，这一点能从烤制食物所需时间明显缩短这一方面表现出来，所以，从热力学的角度来看，表面燃烧模式有利于燃烧热的传递，适合于用来烤制食物。

进一步地，参见图6，烤盘1对应辐射腔101的顶部开口边缘两两对称的设有若干立槽102、横孔103和立孔104，立槽102、横孔103和立孔104分别用于定位固定截面呈矩形的烤针7。烤盘1呈上大下小的喇叭状设置，有效的扩大烧烤面积，且能提升烟囱效应，强化一次空气和二次空气的引入；烤盘1由两块相互对称的面板106和两块相互对称的侧板107组成，面板106呈扇形设置，侧板107顶部往外侧倾斜，立槽102、横孔103和立孔104设置于面板106顶部的弧形边缘上，立槽102、横孔103和立孔104由上至下依次排布构成一组定位结构，若干组定位结构分布于辐射板2的同心圆位置，且等角度均布，定位结构可在烧烤时对烤针7的烧烤距离及烧烤角度起精准的定位作用。

上述结构的工作原理及有益效果如下：

烧烤前先将食物c穿插在烤针7上（正面与侧面相对应），做成烤串，利用横孔103或立槽102对烤针7的限位作用，可实行不同的烤烤模式：

立烤模式

参见图7和图8（图中：实线箭头为高温烟气流动方向和热辐射方向），立槽102不仅能对烤针7的烧烤距离和角度进行精准定位，还能方便的进行180⁰翻转烤制；立烤模式是将食物的侧面对正辐射板2，大批量烤制食物的烧烤方式，其具有以下特点：

（1）食物均匀的分布在弧形辐射板2的同心圆上，且食物间有均匀的间隙；

（2）所有食物都具有相同的烤距及相同的烧烤角度；

（3）能方便实现180⁰翻烤；

（4）食物c将辐射腔101顶部开口封闭使其形成一个相对密封的空间，食物c的侧面能有效的利用辐射热，当高温烟气从食物c间的间隙通过时又能以对流传热的方式对食物进行加热，由于能对热量时行综合利用，所以这种烧烤方式具有较高的热效率和较大的烤制能力；

（5）能提升烟囱效应，加强一次空气及二次空气的吸入。

横烤横式

参见图9和图10（图中：实线箭头为高温烟气流动方向和热辐射方向），横孔103不仅能对烤针7的烧烤距离和角度进行精准定位，还能方便的进行180⁰翻转烤制；横烤模式是将食物的正面对正辐射板2，利用辐射热直接烤制食物的烧烤方式，它适用于对质量及工艺要求都要较高食物，其具有以下特点：

（1）食物c均匀的分布在辐射板2的同心圆上，且食物c间有均匀的间隙；

（2）所有食物c都具有相同的烤距及相同的烧烤角度；

（3）能方便实现180⁰翻烤；

（4）食物c的正面能有效的利用辐射热，并能确保受热均匀。

架烤模式

参见图11（图中：实线箭头为高温烟气流动方向和热辐射方向），各烤针7对应插设于各立孔104内，构建成用于摆放食物c的立体烤架；架烤模式适用于同时烤制不同规格的食物c，其具有以下特点：

（1）不同规格的食物c可摆放在辐射板2的同心圆上；

（2）能方便实现180⁰翻烤；

（3）食物c的底面能有效的利用辐射热，并能确保受热均匀。

从整结构上看，尤其是在大批示烤制食物c时，食物c将辐射腔101顶部开口封闭使其形成一个相对密封的空间，这种相对密闭的烧烤环境不同于传统的开放式烧烤形式，也不同于传统的加盖闷烤形式，它能有效的阻止热量散失，提高热利用率，还能减少外部环境对烧烤过程的影响，确保质量。

立烤模式、横烤横式和架烤模式共同构成三维立体烧烤模式，该三维立体烧烤模式是一种精准的烧烤方式，与传统的烧烤工艺相比，在质量，产量及可操作性都有质的提升，本烧烤方式能对食物c的烧烤距离及烧烤角度实行精准定位，并能实现360⁰全方位烤制。

进一步地，烤盘1底部设有环形的注水槽105，该注水槽105设置于进气通道302上方，烧烤时，向注水槽105内注水。

上述结构的工作原理及有益效果如下：

注水槽105内的水不仅降低了烧烤炉的整体工作温度，改善工作环境，还能提供一种对提高烧烤质量及为有利的饱合水蒸汽环境。具体是：烧烤炉工作时向外扩散的热量会被水吸收，烧烤炉外壳的温度会大幅下降，这不仅极大的改善了烧烤炉的操作环境与工作环境，还为设计与生产高品质与高档次烧烤炉成为可能；另外，注水槽105内的水受热沸腾会产生大量的蒸汽，使烧烤区形成饱合水蒸汽的烧烤环境，有效的阻止食物c表面与内部的水份流失，从而使食物c更加嫩滑多汁，对提升食物的外观品质与口感有很大帮助。

第二实施例

参见图12，本烧烤炉不同于第一实施例之处在于：取消或拆下烤盘1和辐射板2的设置，取而代之的是常用的家用锅具d，如：平底锅等。取消或拆下烤盘1和辐射板2后，本烧烤炉还可当普通炉灶使用。

其他未述部分同第一实施例，这里不再分析说明。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。