[发明专利]用于减少热量散失的烟气循环聚热筒及其加热器具

说明书

本发明公开了用于减少热量散失的烟气循环聚热筒，聚热筒的下部和上部分别与拟使用的燃气灶的炉头和拟使用的锅具相适配，所述聚热筒的筒体能够至少包围燃气灶的炉头与锅具底部之间的空间，并且所述聚热筒布置成燃气灶炉头处的火焰产生的烟气能够在所述聚热筒的筒体内部发生循环流动；所述聚热筒由大圆筒和下圆环板构成，所述大圆筒设有若干个支脚，所述大圆筒的下边缘连接下圆环板，下圆环板的内孔直径大于燃气灶炉头直径，下圆环板的内孔边沿与燃气灶炉头之间的环状空隙用于通入二次空气；该聚热筒应用于已有的燃气灶具时能够减少已有燃气灶具的热损失，提高其热效率，而且该聚热筒可方便地与目前常见的燃气灶具和锅具组合使用。

技术领域

本发明涉及烹饪器具领域，更具体地是用于在烹饪过程中用于减少热量散失的烟气循环聚热筒及其加热器具。

背景技术

目前燃气灶具的热效率仍然较低，2014年我国发布了新国标：《家用燃气灶具能效限定值及能效等级》GB 30720-2014、《商用燃气灶具能效限定值及能效等级》GB 30531-2014，凸显了燃气灶具节能的重要性。

现有的燃气灶具为敞焰加热方式，燃气火焰所释放的热量只有一部分能够被用于加热锅具内的食物。燃气火焰温度较高，大量的热量会散失到周围空间里而被浪费掉。燃气灶具的热损失就是指这些散失到周围空间而未被有效利用来加热食物的热量。燃气灶具的热效率是实际用于加热食物的热量占燃气燃烧总放热量的比例。

燃气灶具的热损失包括火焰辐射热损失、热烟气的红外辐射热损失、加热燃烧反应混合物的热损失、热烟气与冷空气混合引起的热损失、排烟热损失、锅具散热损失和不完全燃烧热损失。本发明对现有燃气灶具的热损失及热效率作如下分析说明。

(I)火焰辐射热损失

火焰辐射包括可见光、红外线和紫外线部分。火焰辐射的特点是在整个火焰体积内向空间的所有方向同时发出热辐射。由于锅具是置于火焰上方，仅有约40％的火焰辐射到达锅底。其余60％的火焰辐射直接向周围散发而损失掉了，为火焰的直接辐射热损失。那些到达锅底的火焰辐射中的一部分被锅底吸收，其余部分则被反射向周围，这些反射的火焰辐射也被损失掉了(锅底对于热辐射的反射率取决于锅底的材料和表面状况，比较新的表面抛光的不锈钢或铝合金锅底对于热辐射的反射率高达80％至90％)。这部分由于锅底的反射而被浪费的火焰辐射是火焰的间接辐射热损失。火焰辐射热损失包括直接辐射热损失和间接辐射热损失。火焰辐射热损失的大小主要与火焰辐射特性有关。对于蓝色的燃气火焰，火焰辐射热损失约占燃气燃烧总放热量的5％。当出现黄焰时，火焰辐射热损失可达燃气燃烧总放热量的10％左右。

(II)热烟气的红外辐射热损失

热烟气中的二氧化碳和水蒸气具有较强的红外辐射能力。热烟气的红外辐射能是指除了火焰的发光区域之外的、位于燃烧区外围及下游的热烟气所发射的红外辐射能。燃气火焰产生的热烟气的红外辐射能一般大于火焰的发光区域所发射的辐射能。敞焰烹饪时热烟气所发射的红外辐射能有较大部分是向燃气灶周围散发而损失掉了。因此，估计热烟气的红外辐射热损失占燃气燃烧总放热量的8％左右。

(III)加热燃烧反应混合物的热损失

在燃气的可燃成分与助燃空气的氧气之间发生燃烧反应前，首先需要将燃气和助燃空气加热达到燃烧温度。燃烧反应混合物(燃气、氧气和氮气等)的加热需要耗费燃气燃烧总放热量的一部分。这部分热量就是加热燃烧反应混合物引起的热损失。该热损失的大小主要与燃气种类、过量空气系数相关。一般情况下，加热燃烧反应混合物的热损失占燃气燃烧总放热量的10％至20％以上。

(IV)热烟气与冷空气混合引起的热损失