本實(shí)用新型涉及烹飪器具領(lǐng)域，更具體地是用于在烹飪過(guò)程中用于減少熱量散失的煙氣循環(huán)聚熱筒及其加熱器具。

背景技術(shù)：

目前燃?xì)庠罹叩臒嵝嗜匀惠^低，2014年我國(guó)發(fā)布了新國(guó)標(biāo)：《家用燃?xì)庠罹吣苄薅ㄖ导澳苄У燃?jí)》GB 30720-2014、《商用燃?xì)庠罹吣苄薅ㄖ导澳苄У燃?jí)》GB 30531-2014，凸顯了燃?xì)庠罹吖?jié)能的重要性。

現(xiàn)有的燃?xì)庠罹邽槌ㄑ婕訜岱绞剑細(xì)饣鹧嫠尫诺臒崃恐挥幸徊糠帜軌虮挥糜诩訜徨伨邇?nèi)的食物。燃?xì)饣鹧鏈囟容^高，大量的熱量會(huì)散失到周?chē)臻g里而被浪費(fèi)掉。燃?xì)庠罹叩臒釗p失就是指這些散失到周?chē)臻g而未被有效利用來(lái)加熱食物的熱量。燃?xì)庠罹叩臒嵝适菍?shí)際用于加熱食物的熱量占燃?xì)馊紵偡艧崃康谋壤?/p>

燃?xì)庠罹叩臒釗p失包括火焰輻射熱損失、熱煙氣的紅外輻射熱損失、加熱燃燒反應(yīng)混合物的熱損失、熱煙氣與冷空氣混合引起的熱損失、排煙熱損失、鍋具散熱損失和不完全燃燒熱損失。本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有燃?xì)庠罹叩臒釗p失及熱效率作如下分析說(shuō)明。

(I)火焰輻射熱損失

火焰輻射包括可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)部分?；鹧孑椛涞奶攸c(diǎn)是在整個(gè)火焰體積內(nèi)向空間的所有方向同時(shí)發(fā)出熱輻射。由于鍋具是置于火焰上方，僅有約40％的火焰輻射到達(dá)鍋底。其余60％的火焰輻射直接向周?chē)l(fā)而損失掉了，為火焰的直接輻射熱損失。那些到達(dá)鍋底的火焰輻射中的一部分被鍋底吸收，其余部分則被反射向周?chē)?，這些反射的火焰輻射也被損失掉了(鍋底對(duì)于熱輻射的反射率取決于鍋底的材料和表面狀況，比較新的表面拋光的不銹鋼或鋁合金鍋底對(duì)于熱輻射的反射率高達(dá)80％至90％)。這部分由于鍋底的反射而被浪費(fèi)的火焰輻射是火焰的間接輻射熱損失?；鹧孑椛錈釗p失包括直接輻射熱損失和間接輻射熱損失?；鹧孑椛錈釗p失的大小主要與火焰輻射特性有關(guān)。對(duì)于藍(lán)色的燃?xì)饣鹧?，火焰輻射熱損失約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?％。當(dāng)出現(xiàn)黃焰時(shí)，火焰輻射熱損失可達(dá)燃?xì)馊紵偡艧崃康?0％左右。

(II)熱煙氣的紅外輻射熱損失

熱煙氣中的二氧化碳和水蒸氣具有較強(qiáng)的紅外輻射能力。熱煙氣的紅外輻射能是指除了火焰的發(fā)光區(qū)域之外的、位于燃燒區(qū)外圍及下游的熱煙氣所發(fā)射的紅外輻射能。燃?xì)饣鹧娈a(chǎn)生的熱煙氣的紅外輻射能一般大于火焰的發(fā)光區(qū)域所發(fā)射的輻射能。敞焰烹飪時(shí)熱煙氣所發(fā)射的紅外輻射能有較大部分是向燃?xì)庠钪車(chē)l(fā)而損失掉了。因此，估計(jì)熱煙氣的紅外輻射熱損失占燃?xì)馊紵偡艧崃康?％左右。

(III)加熱燃燒反應(yīng)混合物的熱損失

在燃?xì)獾目扇汲煞峙c助燃空氣的氧氣之間發(fā)生燃燒反應(yīng)前，首先需要將燃?xì)夂椭伎諝饧訜徇_(dá)到燃燒溫度。燃燒反應(yīng)混合物(燃?xì)?、氧氣和氮?dú)獾?的加熱需要耗費(fèi)燃?xì)馊紵偡艧崃康囊徊糠?。這部分熱量就是加熱燃燒反應(yīng)混合物引起的熱損失。該熱損失的大小主要與燃?xì)夥N類(lèi)、過(guò)量空氣系數(shù)相關(guān)。一般情況下，加熱燃燒反應(yīng)混合物的熱損失占燃?xì)馊紵偡艧崃康?0％至20％以上。

(IV)熱煙氣與冷空氣混合引起的熱損失

敞焰烹飪時(shí)熱煙氣從鍋底的燃燒區(qū)排出和向上流動(dòng)的過(guò)程中，不可避免地會(huì)與周?chē)睦淇諝庀嗷セ旌希率篃釤煔獾臒崃可⑹Ыo冷空氣。尤其是當(dāng)廚房?jī)?nèi)風(fēng)速較大或使用抽油煙機(jī)時(shí)，熱煙氣的熱量會(huì)迅速地散失給周?chē)睦淇諝?。即使鍋具周?chē)睦淇諝馐峭耆o止的，熱煙氣流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的夾帶和卷吸作用也會(huì)使得熱煙氣與冷空氣相互混合。熱煙氣與冷空氣混合引起的熱損失主要與風(fēng)速有關(guān)。在風(fēng)速較小的情況下，這部分由于熱煙氣與冷空氣混合引起的熱損失大約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?％；在風(fēng)速較大的情況下，則可能高達(dá)15％。

(V)排煙熱損失

排煙不可避免地?cái)y帶走燃?xì)馊紵偡艧崃康囊徊糠帧Ｅ艧煙釗p失包括(a) 顯熱部分和(b)潛熱部分。排煙熱損失的大小主要與排煙溫度、過(guò)量空氣系數(shù)相關(guān)。在燃?xì)庠铋_(kāi)微火時(shí)，熱煙氣與鍋具的換熱時(shí)間稍長(zhǎng)，排煙溫度可能低至120℃，排煙熱損失約為燃?xì)馊紵偡艧崃康?0％；在燃?xì)庠铋_(kāi)大火時(shí)，熱煙氣與鍋具的換熱時(shí)間較短，排煙溫度可能達(dá)200℃以上，排煙熱損失約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?5％以上。

(VI)鍋具散熱損失

鍋具被加熱升溫之后，鍋具的溫度高于周?chē)h(huán)境溫度。由于熱能的特性就是會(huì)自發(fā)地從高溫處向低溫處傳遞，因此，在鍋具被燃?xì)饣鹧婕訜岬耐瑫r(shí)，鍋具又通過(guò)對(duì)流、導(dǎo)熱和輻射的方式散失熱量至周?chē)h(huán)境。

(a)鍋側(cè)壁：當(dāng)廚房?jī)?nèi)風(fēng)速較大或使用抽油煙機(jī)時(shí)，鍋側(cè)壁主要與周?chē)牧鲃?dòng)冷空氣相接觸，鍋側(cè)壁為散熱面。當(dāng)廚房?jī)?nèi)風(fēng)速較小時(shí)，鍋側(cè)壁主要與從鍋底排出的熱煙氣相接觸，鍋側(cè)壁則為受熱面。

(b)鍋蓋：鍋蓋為散熱面。

(c)鍋底：鍋底在接受火焰加熱的同時(shí)，又會(huì)以紅外輻射的方式散失熱量。當(dāng)鍋底溫度較高時(shí)，其紅外輻射熱損失不能忽略。尤其是中式烹飪常用的圓底炒菜鍋內(nèi)有較多烹調(diào)用油(其沸點(diǎn)達(dá)260℃)，炒菜時(shí)鍋底溫度較高(介于油溫與火焰溫度之間)，鍋底的紅外輻射熱損失較為顯著。

(d)鍋內(nèi)：在烹飪過(guò)程中打開(kāi)鍋蓋時(shí)，冷空氣會(huì)進(jìn)入鍋內(nèi)。冷空氣與鍋內(nèi)部有較大溫差，可引起對(duì)流熱損失。

實(shí)際上，鍋具散熱損失的大小與環(huán)境條件(氣溫、風(fēng)速等)、鍋具的溫度、外形、材料和表面狀況、以及烹飪操作等都有關(guān)。估計(jì)平底鍋散熱損失為燃?xì)馊紵偡艧崃康?％左右。圓底炒菜鍋溫度較高，且較多時(shí)間是不加蓋的，因此圓底鍋散熱損失約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?％以上。

(VII)不完全燃燒熱損失

燃?xì)庠钤趯?shí)際使用條件下出現(xiàn)不完全燃燒的可能原因有：

(a)燃燒器性能不良：如燃燒器的質(zhì)量或維護(hù)問(wèn)題。

(b)燃燒器調(diào)整不當(dāng)：如燃?xì)庠畹倪M(jìn)風(fēng)量未適當(dāng)調(diào)整。

(c)外界風(fēng)速的影響：大風(fēng)會(huì)影響火焰穩(wěn)定性，甚至熄滅火焰。

(d)燃?xì)庠铋_(kāi)中火和大火：民用燃?xì)庠钜话悴捎么髿馐饺紵?又稱(chēng)為部分預(yù)混式燃燒器)，燃燒所需總空氣量的45至75％由下進(jìn)風(fēng)(稱(chēng)為“一次空氣”)供給燃燒器，其余的25至55％由上進(jìn)風(fēng)供給(稱(chēng)為“二次空氣”)。燃?xì)庠铋_(kāi)中火和大火時(shí)，灶面以上的上進(jìn)風(fēng)僅僅依靠周?chē)諝獾淖匀粚?duì)流和擴(kuò)散有時(shí)出現(xiàn)供氧不足，引起燃?xì)獠煌耆紵?、出現(xiàn)黃焰。尤其是圓底鍋開(kāi)大火時(shí)不完全燃燒相當(dāng)嚴(yán)重，只有火焰根部是藍(lán)焰，其余大部分火焰為黃焰，生成大量一氧化碳和黑碳顆粒等不完全燃燒產(chǎn)物。

(e)鍋底的冷壁效應(yīng)：火焰與溫度較低的構(gòu)件相接觸時(shí)，部分燃燒反應(yīng)物被淬冷，導(dǎo)致燃燒反應(yīng)未完全進(jìn)行的現(xiàn)象稱(chēng)為“冷壁效應(yīng)”。鍋底與火焰接觸可產(chǎn)生冷壁效應(yīng)，引起局部不完全燃燒。

(f)鍋支架的冷壁效應(yīng)：鍋支架與火焰接觸同樣可產(chǎn)生冷壁效應(yīng)，引起局部不完全燃燒。

由上述可見(jiàn)，燃?xì)庠畹牟煌耆紵裏釗p失受到諸多因素的影響。在多數(shù)情況下，燃?xì)庠罨旧线_(dá)到完全燃燒。在較差的情況下(如圓底鍋大火炒菜時(shí)大部分火焰為黃焰)，燃?xì)庠畹牟煌耆紵裏釗p失可能高達(dá)10％(表示有10％的燃?xì)饣瘜W(xué)能沒(méi)有轉(zhuǎn)換為熱能，而是以不完全燃燒產(chǎn)物的形式向大氣排放而浪費(fèi)掉)。

從上述分析可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的敞焰烹飪方式有許多的熱損失途徑。實(shí)際用于加熱食物的熱量占燃?xì)馊紵偡艧崃康谋壤?即熱效率)是多少呢？由以上所列的第I至VII項(xiàng)熱損失合計(jì)：在較好的條件下，燃?xì)庠罹叩臒釗p失為燃?xì)馊紵偡艧崃康?3％，熱效率為57％。在較差的條件下(并且有10％的不完全燃燒時(shí))，熱效率下降至22％。(GB 30720-2014和30531-2014規(guī)定家用臺(tái)式燃?xì)庠畹臒嵝氏薅ㄖ禐?8％，商用燃?xì)獬床嗽畹臒嵝氏薅ㄖ禐?5％。)

目前燃?xì)庠罹叩臒嵝瘦^低，能源浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。燃?xì)庠罹邿嵝实偷脑蚴嵌喾矫娴模緦?shí)用新型人認(rèn)為下列問(wèn)題尤為突出：

(A)煙氣停留時(shí)間短：以24cm直徑平底鍋為例，其鍋底受熱面積為452cm²。天然氣灶開(kāi)大火時(shí)耗氣量為0.45m³/h，產(chǎn)生的800℃溫度的煙氣量為4870.6cm³/s。鍋底下方的煙氣流經(jīng)直徑等于24cm、高度等于鍋底與燃?xì)庠顮t頭上蓋之間的距離(稱(chēng)為“鍋支架高度”)的圓柱形空間的大約90％，鍋支架高度為2cm時(shí)該圓柱形空間的體積為904cm³。煙氣在鍋底下方的停留時(shí)間為：0.9x 904/4870.6＝0.17s。天然氣灶開(kāi)中火時(shí)耗氣量為0.15m³/h，煙氣流經(jīng)該圓柱形空間的大約50％，煙氣停留時(shí)間為0.28s。天然氣灶開(kāi)小火時(shí)耗氣量為0.05m³/h，煙氣流經(jīng)該圓柱形空間的大約20％，煙氣停留時(shí)間為0.33s?？梢?jiàn)，煙氣在鍋底的停留時(shí)間很短。由于煙氣的溫度較高，密度較低，在周?chē)髿鈮毫Φ淖饔孟?，煙氣不可避免?huì)迅速地向鍋具上方飄走。在零點(diǎn)幾秒這一短暫的停留時(shí)間內(nèi)，相當(dāng)大部分的煙氣熱量根本來(lái)不及傳遞給鍋具，這些熱量就排放到周?chē)諝饫锢速M(fèi)掉了。尤其是圓底鍋開(kāi)大火炒菜時(shí)煙氣量大、煙氣流速高、停留時(shí)間短導(dǎo)致其熱效率在實(shí)際使用條件下僅有20％左右。

(B)鍋具受熱面積小(見(jiàn)上述A和VI的說(shuō)明)

(C)外界風(fēng)吹影響大(見(jiàn)上述IV和VIIc的說(shuō)明)

(D)熱輻射損失大(見(jiàn)上述I、II和VIc的說(shuō)明)

(E)二次空氣供給沒(méi)有得到調(diào)節(jié)：敞焰烹飪方式的二次空氣供給是沒(méi)有調(diào)節(jié)的。微火和小火時(shí)二次空氣量過(guò)大，過(guò)多的空氣會(huì)帶走熱量，降低熱效率，且氮氧化物生成量較大。中火和大火時(shí)僅依靠周?chē)諝獾臄U(kuò)散和自然對(duì)流供給的二次空氣量又不足(而且從鍋底下與灶面之間的狹窄間隙內(nèi)向外流出的已燃煙氣還會(huì)干擾二次空氣流入)，導(dǎo)致出現(xiàn)不完全燃燒，生成一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒑谔嫉炔煌耆紵a(chǎn)物，降低熱效率。

(F)鍋底產(chǎn)生冷壁效應(yīng)(見(jiàn)上述VIIe的說(shuō)明)

(G)鍋支架產(chǎn)生冷壁效應(yīng)(見(jiàn)上述VIIe的說(shuō)明)

(H)鍋支架高度不合適：目前燃?xì)庠铄佒Ъ苁且粋€(gè)簡(jiǎn)單的有四至六個(gè)支爪的架子。鍋具安放在鍋支架后，鍋底與燃?xì)庠顮t頭之間的距離是固定的。燃?xì)庠铋_(kāi)微火時(shí)，鍋底離火焰可能太遠(yuǎn)(俗稱(chēng)“吊火”)；開(kāi)大火時(shí)，鍋底離火焰可能太近(俗稱(chēng)“壓火”或“弊火”)。吊火和壓火都會(huì)造成熱效率下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服以上所列的現(xiàn)有燃?xì)庠罹叱ㄑ媾腼兎绞降囊粋€(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提供一種用于減少熱量散失的煙氣循環(huán)聚熱筒，該聚熱筒應(yīng)用于已有的燃?xì)庠罹邥r(shí)能夠減少已有燃?xì)庠罹叩臒釗p失，提高其熱效率，而且該聚熱筒可方便地與目前常見(jiàn)的燃?xì)庠罹吆湾伨呓M合使用。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

用于減少熱量散失的煙氣循環(huán)聚熱筒，聚熱筒的下部和上部分別與擬使用的燃?xì)庠畹臓t頭和擬使用的鍋具相適配，所述聚熱筒的筒體能夠至少包圍燃?xì)庠畹臓t頭與鍋具底部之間的空間，并且所述聚熱筒布置成燃?xì)庠顮t頭處的火焰產(chǎn)生的煙氣能夠在所述聚熱筒的筒體內(nèi)部發(fā)生循環(huán)流動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述聚熱筒由大圓筒和下圓環(huán)板構(gòu)成，所述大圓筒設(shè)有若干個(gè)支腳，所述大圓筒的下邊緣連接下圓環(huán)板，下圓環(huán)板的內(nèi)孔直徑大于燃?xì)庠顮t頭直徑，下圓環(huán)板的內(nèi)孔邊沿與燃?xì)庠顮t頭之間的環(huán)狀空隙用于通入二次空氣。

更進(jìn)一步地：

所述大圓筒上邊緣設(shè)有排煙口和用于調(diào)節(jié)排煙量的轉(zhuǎn)筒，所述大圓筒內(nèi)側(cè)壁位于排煙口下方設(shè)有卷邊；或者，

所述大圓筒包括內(nèi)層和外層，內(nèi)層和外層之間的環(huán)狀空隙為排煙通道，所述大圓筒外層上邊緣設(shè)有排煙口和用于調(diào)節(jié)排煙量的轉(zhuǎn)筒，所述大圓筒內(nèi)層下邊緣設(shè)有排煙口，所述大圓筒內(nèi)層內(nèi)側(cè)壁位于排煙口上方設(shè)有卷邊；或者，

所述大圓筒外側(cè)設(shè)有若干個(gè)環(huán)形排煙管，所述大圓筒的筒體設(shè)有與環(huán)形排煙管數(shù)目和位置相對(duì)應(yīng)的若干圈排煙孔，所述若干圈排煙孔分別通入所述若干個(gè)環(huán)形排煙管，還包括有排煙筒，所述若干個(gè)環(huán)形排煙管連通所述排煙筒，所述大圓筒內(nèi)的煙氣可以經(jīng)若干圈排煙孔、若干個(gè)環(huán)形排煙管、排煙筒向外排出，所述若干個(gè)環(huán)形排煙管與所述排煙筒的連接管道上分別設(shè)置有用于調(diào)節(jié)排煙量的閥門(mén)。

可選地，所述聚熱筒還包括有若干個(gè)上圓環(huán)板和上圓筒。

可選地，所述上圓環(huán)板的內(nèi)孔邊沿設(shè)有排煙口。

可選地，所述聚熱筒還包括有上蓋，所述上蓋設(shè)置有排煙筒，所述排煙筒上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)排煙量的閥門(mén)。

可選地，所述聚熱筒中的大圓筒和/或上圓筒為二段式。

可選地，所述聚熱筒中的上圓筒上邊緣設(shè)有若干組臺(tái)階。

本實(shí)用新型還提供一種灶具，配置有以上任一所述的用于減少熱量散失的煙氣循環(huán)聚熱筒。

本實(shí)用新型還提供一種鍋具，配置有以上任一所述的用于減少熱量散失的煙氣循環(huán)聚熱筒。

本實(shí)用新型的有益效果主要是：

(1)本實(shí)用新型聚熱筒的筒體包圍燃?xì)庠畹臓t頭與鍋具底部之間的空間，可以阻隔周?chē)鲃?dòng)冷空氣與燃燒熱煙氣相互混合，避免燃燒熱煙氣的熱量流失到周?chē)淇諝庵校?/p>

(2)本實(shí)用新型聚熱筒的筒體可以阻擋燃?xì)饣鹧婧蜔煔獾臒彷椛渖⑹У街車(chē)h(huán)境，避免燃?xì)饣鹧婧蜔釤煔獾闹苯虞椛錈釗p失和間接輻射熱損失；

(3)本實(shí)用新型聚熱筒布置成在聚熱筒的筒體內(nèi)部形成煙氣循環(huán)區(qū)，可以大幅度地延長(zhǎng)熱煙氣在鍋底以下空間的停留時(shí)間，循環(huán)煙氣的對(duì)流傳熱和紅外輻射可增強(qiáng)對(duì)于鍋具的加熱效果；

(4)本實(shí)用新型聚熱筒的下圓環(huán)板的下表面可預(yù)熱二次空氣達(dá)到數(shù)百度溫度，經(jīng)過(guò)預(yù)熱的二次空氣補(bǔ)充給燃?xì)庠顮t頭火焰燃燒區(qū)，有助于提高燃燒溫度；

(5)本實(shí)用新型聚熱筒的布置方式使得二次空氣流量主要是受到煙氣浮升力大小的影響，二次空氣流量隨著燃?xì)庠罨鹆φ{(diào)節(jié)檔位的增大而加大，可以向燃?xì)饣鹧嫣峁┻m量的、有調(diào)節(jié)的二次空氣供給。

本實(shí)用新型的各種具體實(shí)施方案的有益效果將在以下的實(shí)施例中予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的一種配備大號(hào)上圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的一種配備大號(hào)上圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒側(cè)視圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的一種配備中號(hào)上圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3的一種配備內(nèi)孔邊沿排煙口上圓環(huán)板的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例4的一種配備上邊緣排煙口大圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例5的一種配備雙層大圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例6的一種配備單圈排煙孔大圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例7的一種配備雙圈排煙孔大圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。其中，附圖僅用于示例性說(shuō)明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制；為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“連接”、“安裝”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以是通過(guò)中間媒介間接連接；可以是剛性連接，也可以是柔性連接。

本實(shí)用新型中列舉的數(shù)據(jù)僅僅是為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例而給出的示例性數(shù)據(jù)，除非另有說(shuō)明，不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求的任何限制。

實(shí)施例1

(一)煙氣循環(huán)聚熱筒的結(jié)構(gòu)

如圖1和2所示，為本實(shí)用新型中一種配備大號(hào)上圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的煙氣循環(huán)聚熱筒(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為聚熱筒)由大圓筒1、下圓環(huán)板2、上圓環(huán)板3和上圓筒4以積木疊加方式構(gòu)成，以方便適應(yīng)不同尺寸的鍋具。大圓筒1內(nèi)徑為32cm，由四個(gè)支腳101支撐在灶面T上，大圓筒1包括支腳101的高度為6cm，其四個(gè)支腳101之間的空間為二次空氣進(jìn)氣通道。大圓筒1下端連接有用厚度0.2至0.5mm的金屬薄板制成的下圓環(huán)板2，大圓筒1與下圓環(huán)板2之間可以采用固定連接如焊接，也可以采用非固定連接如用螺釘將下圓環(huán)板2固定在大圓筒1下端。下圓環(huán)板2外邊緣直徑為38cm，下圓環(huán)板2中心有開(kāi)孔(以下稱(chēng)為“內(nèi)孔”)，該內(nèi)孔直徑大于燃?xì)庠顮t頭H的直徑，下圓環(huán)板2內(nèi)孔邊沿處高出灶面T的的高度不大于燃?xì)庠顮t頭H高出灶面T的高度。大圓筒1的上邊沿放置有上圓環(huán)板3，大圓筒1與上圓環(huán)板3之間是活動(dòng)的，沒(méi)有緊固件。上圓環(huán)板3外邊沿設(shè)有與大圓筒1外徑相匹配的定位環(huán)，用以防止上圓環(huán)板3滑動(dòng)。上圓環(huán)板3內(nèi)孔直徑為25cm.上圓環(huán)板3內(nèi)孔邊沿處放置有內(nèi)徑為26cm的大號(hào)上圓筒4，上圓環(huán)板3與上圓筒4之間是活動(dòng)的，沒(méi)有緊固件。上圓環(huán)板3內(nèi)孔邊沿處設(shè)有與上圓筒4下邊沿相匹配的圓環(huán)狀定位槽(未在圖1畫(huà)出)，用以防止上圓筒4滑動(dòng)。大圓筒1的內(nèi)側(cè)面、下圓環(huán)板2的上表面和下表面、上圓環(huán)板3的下表面以及上圓筒4的內(nèi)側(cè)面為高反射率表面如高度拋光金屬面。

圖2為本實(shí)施例聚熱筒的側(cè)視圖。參見(jiàn)圖2，大圓筒1配置有觀(guān)火窗102(為石英玻璃窗)。上圓筒4上邊緣沿設(shè)置有兩組臺(tái)階，每組包括6個(gè)臺(tái)階(401至406)，每組占據(jù)上圓筒4上邊緣周長(zhǎng)的二分之一。每個(gè)臺(tái)階占據(jù)上圓筒4上邊緣周長(zhǎng)約65mm，相鄰兩級(jí)臺(tái)階的高度差為5mm，最高的一個(gè)臺(tái)階與最低的一個(gè)臺(tái)階之間的高度差為25mm。每組的臺(tái)階級(jí)數(shù)、寬度和高度差與另外一組完全相同。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)鍋具P使其兩個(gè)鍋耳架在不同臺(tái)階上時(shí)，可以改變鍋具P的底部與燃?xì)庠顮t頭H之間的距離。

(二)使用方法

使用時(shí)首先摘下大氣式燃?xì)庠钤瓉?lái)配備的鍋支架，然后按照以下步驟以疊積木方式安裝本實(shí)用新型的煙氣循環(huán)聚熱筒和擬使用的鍋具：(1)下圓環(huán)板2內(nèi)孔對(duì)準(zhǔn)燃?xì)庠顮t頭H，將大圓筒1及下圓環(huán)板2安放在灶面T上，使燃?xì)庠顮t頭H位于下圓環(huán)板2內(nèi)孔中間；(2)將上圓環(huán)板3放在大圓筒1上；(3)將上圓筒4放在上圓環(huán)板3上；(4)將盛有待烹飪食物的鍋具P放入上圓筒4內(nèi)，鍋具P的鍋耳支承在上圓筒4上邊緣的臺(tái)階上，使其鍋底低于上圓環(huán)板3內(nèi)孔邊沿，鍋底與燃?xì)庠顮t頭H上蓋之間的距離約為1.5至3cm。

點(diǎn)燃燃?xì)庠?，調(diào)節(jié)燃?xì)庠罨鹆n位，加熱鍋具P。燃?xì)馔耆紵璧亩慰諝鈴南聢A環(huán)板2與灶面T之間的空隙流入，并被下圓環(huán)板2下表面加熱為熱空氣。這些熱空氣然后流入爐頭H上方的燃燒區(qū)。燃?xì)饣鹧鏌煔庠诨鹧嫔淞鲃?dòng)能的推動(dòng)下在聚熱筒內(nèi)形成如圖1所示的煙氣循環(huán)區(qū)。部分煙氣然后流入鍋側(cè)壁與上圓筒4之間的環(huán)狀空隙(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“上空隙”)，這些煙氣在上空隙內(nèi)向上流動(dòng)時(shí)繼續(xù)加熱鍋側(cè)壁。最后，煙氣從上空隙向外排出。烹飪過(guò)程中可以從觀(guān)火窗102觀(guān)察火焰燃燒是否良好和鍋底與火焰接觸情況。調(diào)整燃?xì)庠罨鹆κ够鹧娌怀鲥伒追秶?。必要時(shí)將鍋具P架在上圓筒4的不同臺(tái)階上，以調(diào)整鍋底離爐頭火焰的高度。燃?xì)饣鹧嬲r(shí)呈藍(lán)色，肉眼可見(jiàn)燃?xì)馀c一次空氣混合物燃燒形成的內(nèi)焰和燃?xì)馀c二次空氣混合物燃燒形成的外焰。鍋底離燃?xì)饣鹧娴暮线m高度是使鍋底稍低于外焰，且不接觸內(nèi)焰，可以獲得最佳的加熱效果。

(三)排煙與二次空氣供給

本實(shí)用新型煙氣循環(huán)聚熱筒的設(shè)計(jì)必須確保有足夠的排煙能力和適量的二次空氣供給(二次空氣供給不充分時(shí)煙氣一氧化碳濃度可能超標(biāo)，使用者有一氧化碳中毒的安全風(fēng)險(xiǎn))。

本實(shí)施例煙氣經(jīng)上圓筒4與鍋具P之間的環(huán)狀空隙向上排出的推動(dòng)力為煙氣的浮升力。煙氣溫度越高，或煙氣柱高度越高，則浮升力越大。本實(shí)施例當(dāng)鍋具P為24cm直徑、18cm高度的平底鍋，大圓筒1內(nèi)煙氣平均溫度為600℃，上空隙內(nèi)煙氣平均溫度為200℃時(shí)，根據(jù)：煙氣浮升力＝煙氣柱高度x重力加速度x(環(huán)境空氣密度–煙氣密度)，可算得本實(shí)施例大圓筒1內(nèi)煙氣浮升力為0.23Pa，上空隙內(nèi)煙氣浮升力為0.79Pa，總浮升力為1.02Pa。

煙氣向上流動(dòng)的阻力主要是上圓筒4與鍋具P之間環(huán)狀空隙入口的局部阻力和煙氣與壁面摩擦的沿程阻力。環(huán)狀空隙入口的局部阻力與流入環(huán)狀空隙的煙氣流速的平方成正比。天燃?xì)庠铋_(kāi)大火時(shí)耗氣量為0.45m³/h，600℃溫度的煙氣量為3962.8cm³/s，密度0.415kg/m³，流入環(huán)狀空隙的煙氣流速為0.82m/s，根據(jù)：局部阻力＝局部阻力系數(shù)x煙氣密度x煙氣流速x煙氣流速/2，可算得局部阻力為0.28Pa。煙氣在上空隙內(nèi)的流速為0.27m/s，沿程阻力為0.02Pa。

二次空氣經(jīng)下圓環(huán)板2下表面與灶面T之間的空隙流入到爐頭H燃燒區(qū)的推動(dòng)力主要是大圓筒1內(nèi)熱煙氣和上圓筒4與鍋具P之間環(huán)狀空隙內(nèi)熱煙氣浮升力的“煙囪效應(yīng)”產(chǎn)生的引風(fēng)力。二次空氣進(jìn)氣阻力主要是下圓環(huán)板2內(nèi)孔與燃?xì)庠顮t頭H之間的環(huán)狀空隙(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“下空隙”)的局部阻力。當(dāng)燃?xì)庠顮t頭H直徑為10cm、下圓環(huán)板2內(nèi)孔直徑為12cm，二次空氣量482cm³/s(標(biāo)態(tài))，由對(duì)流換熱計(jì)算式可算得下空隙處二次空氣溫度達(dá)300℃，密度0.616kg/m³，二次空氣流經(jīng)下空隙的速度為0.14m/s，局部阻力為0.01Pa。二次空氣經(jīng)下圓環(huán)板2下表面與灶面T之間的空隙流入的沿程阻力約為0.005Pa。由于本設(shè)計(jì)下空隙的寬度較大，二次空氣流速較低，且是流經(jīng)光滑表面，因此二次空氣進(jìn)氣阻力較小。

由所述可見(jiàn)，本實(shí)施例的煙氣浮升力(總浮升力1.02Pa)足以克服排煙和二次空氣進(jìn)氣的局部阻力和沿程阻力(總阻力為0.315Pa)。另外，燃?xì)庠罨鹆n位越大，則煙氣溫度越高，煙氣浮升力產(chǎn)生的引風(fēng)作用越大，二次空氣被預(yù)熱后所具有的浮升力同時(shí)增大，而且火焰射流對(duì)于下圓環(huán)板2內(nèi)孔與燃?xì)庠顮t頭H之間環(huán)狀空隙的二次空氣的引風(fēng)作用也增大，但局部阻力和沿程阻力則隨煙氣和二次空氣流速的增大而急劇增加。這些因素總的影響是二次空氣進(jìn)氣量隨燃?xì)庠罨鹆n位的增大而有一定程度的增加，因此本實(shí)施例能夠順暢地排煙，同時(shí)燃?xì)饣鹧婵色@得適量的、有調(diào)節(jié)的二次空氣供給。

綜上所述，本實(shí)施例圖1所示布置方式可獲得充足的二次空氣供給，不會(huì)出現(xiàn)缺氧燃燒，不會(huì)出現(xiàn)煙氣一氧化碳濃度超標(biāo)，不會(huì)有使用者一氧化碳中毒的風(fēng)險(xiǎn)。能夠確保使用安全性是本實(shí)用新型的最重要優(yōu)點(diǎn)。

(四)煙氣循環(huán)區(qū)的形成

本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒內(nèi)煙氣循環(huán)區(qū)的形成機(jī)制說(shuō)明如下：來(lái)自于燃?xì)夤夤芫W(wǎng)或液化石油氣瓶的燃?xì)饩哂休^高的壓力，火焰射流從燃?xì)庠顮t頭火孔噴出時(shí)具有較高的速度和較大的動(dòng)能(在目前的敞焰烹飪方式中，因?yàn)槿細(xì)庠顮t頭周?chē)嬖谥罅康耐饨缌鲃?dòng)冷空氣，所以從爐頭火孔噴出的火焰射流所具有的動(dòng)能將很快地消散在周?chē)拇罅苛鲃?dòng)冷空氣之中)。參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例聚熱筒的筒體阻隔了外界大量的流動(dòng)冷空氣與火焰煙氣相互接觸和混合。在這種情況下，從爐頭火孔噴出的火焰射流所具有的較大動(dòng)能(以及火焰燃燒引起氣體體積急劇膨脹所產(chǎn)生的動(dòng)壓)推動(dòng)煙氣以爐頭和鍋底的中軸線(xiàn)為中心沿鍋底的徑向向外流動(dòng)，然后這些煙氣所具有的動(dòng)能(慣性力)使大部分煙氣越過(guò)鍋底與上圓筒4之間的環(huán)狀空隙后繼續(xù)向外流向大圓筒1。到達(dá)大圓筒1壁面后，煙氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓，迫使煙氣向下流動(dòng)至大圓筒1下部，再沿下圓環(huán)板2上表面向內(nèi)流動(dòng)，流到火焰附近的煙氣的其中一部分又會(huì)在火焰射流向上的動(dòng)量傳遞(粘性力)的影響下向上流動(dòng)，其余部分煙氣在火焰射流根部負(fù)壓區(qū)的引風(fēng)作用下再次進(jìn)入火焰燃燒區(qū)，與火焰射流混合后向上流動(dòng)。上述的煙氣流動(dòng)過(guò)程形成了煙氣循環(huán)區(qū)，循環(huán)區(qū)內(nèi)的煙氣之所以能夠沿圖1所示的路徑流動(dòng)的主要推動(dòng)力為從爐頭火孔噴出的火焰射流所具有的較大動(dòng)能。圖1中，爐頭H、大圓筒1和平底鍋P的中軸線(xiàn)是重合的，所述煙氣循環(huán)區(qū)是以該中軸線(xiàn)為中心的軸對(duì)稱(chēng)的。上述所謂“火焰根部負(fù)壓區(qū)”是指火焰以高速度從火孔噴出時(shí)能夠帶動(dòng)周?chē)鷼怏w向上流動(dòng)，使得火焰根部周?chē)鷼怏w密度變得稀薄，從而形成的火焰根部負(fù)壓區(qū)。該負(fù)壓區(qū)能夠吸引周?chē)囊讶紵煔膺M(jìn)入火焰射流，并與火焰射流相混合向上流動(dòng)。

煙氣循環(huán)區(qū)的形成首先要求聚熱筒具有適當(dāng)?shù)男螤钭鳛橄葲Q條件，另外還與聚熱筒的尺寸(在本實(shí)施例中，特別是上圓筒4與鍋具P之間環(huán)狀空隙入口的寬度)有關(guān)，還與煙氣量、煙氣溫度等其它因素相關(guān)。在本實(shí)施例中，上圓筒4與鍋具P之間環(huán)狀空隙入口處必須有適當(dāng)?shù)膶挾?，產(chǎn)生合適的局部阻力，才能在確保順暢地排煙的同時(shí)，又能阻擋大部分煙氣直接從鍋底流出到鍋側(cè)壁，才有可能在聚熱筒內(nèi)形成較為顯著的煙氣循環(huán)區(qū)。環(huán)狀空隙入口寬度過(guò)小會(huì)降低排煙量，過(guò)大則難以形成顯著的煙氣循環(huán)區(qū)。在本實(shí)施例以上給出數(shù)據(jù)的條件下，環(huán)狀空隙入口寬度優(yōu)選為4至8mm。

在烹飪開(kāi)始之前聚熱筒內(nèi)部原先存在的可能全部是冷空氣。燃?xì)庠铧c(diǎn)火后，在火焰射流動(dòng)能的推動(dòng)下，聚熱筒內(nèi)出現(xiàn)煙氣循環(huán)區(qū)，使得聚熱筒內(nèi)原先存在的冷空氣部分流動(dòng)到燃燒區(qū)，參與燃燒反應(yīng)，聚熱筒內(nèi)部原先存在的空氣將很快被燃?xì)饣鹧嫦?。然后聚熱筒?nèi)部將主要被熱煙氣所占據(jù)。

(五)煙氣循環(huán)區(qū)的作用

煙氣循環(huán)區(qū)具有以下六個(gè)方面的作用：

(1)延長(zhǎng)煙氣在鍋底的停留時(shí)間，增強(qiáng)對(duì)于鍋底的加熱效果。

煙氣在循環(huán)區(qū)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)可延長(zhǎng)煙氣在鍋底的停留時(shí)間。循環(huán)區(qū)內(nèi)的煙氣除了以對(duì)流換熱的方式將熱量傳遞給鍋底之外，還可以通過(guò)紅外輻射將熱量傳遞給鍋底。燃?xì)?包括天然氣、液化石油氣和煤氣)的特點(diǎn)是氫元素含量高，使得燃?xì)馊紵裏煔夂懈邼舛鹊乃魵?例如，天然氣燃燒煙氣的水蒸氣和二氧化碳濃度典型數(shù)值分別為19％和9.5％濕煙氣體積)。高溫?zé)煔夂械乃魵夂投趸加休^強(qiáng)的發(fā)射紅外輻射的能力，而且，煙氣輻射為體積輻射，即整個(gè)煙氣體積內(nèi)的全部輻射性氣體分子同時(shí)發(fā)出熱輻射，在煙氣體積界面處接收到的是整個(gè)煙氣體積發(fā)出輻射的疊加總和。在本實(shí)施例以上給出數(shù)據(jù)的條件下，火焰燃燒區(qū)平均溫度為1200℃，聚熱筒內(nèi)煙氣平均溫度為800℃時(shí)，根據(jù)煙氣輻射強(qiáng)度的Hottel線(xiàn)算圖得到：火焰為藍(lán)焰時(shí)，火焰輻射傳熱給鍋底為560W，煙氣循環(huán)區(qū)輻射傳熱給鍋底為260W(指循環(huán)區(qū)內(nèi)煙氣對(duì)鍋底的直接輻射，不包括大圓筒1、下圓環(huán)板2反射向鍋底的間接輻射)。因此，本實(shí)施例煙氣循環(huán)區(qū)可通過(guò)對(duì)流和輻射傳熱來(lái)增強(qiáng)對(duì)于鍋底的加熱效果。而且聚熱筒內(nèi)部容積越大，則在聚熱筒內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的煙氣量越大，鍋底接收的煙氣輻射傳熱量越高；聚熱筒內(nèi)煙氣溫度越高，則煙氣輻射強(qiáng)度越高。本實(shí)施例在聚熱筒內(nèi)部的煙氣量比起現(xiàn)有技術(shù)敞焰烹飪時(shí)鍋底下方的煙氣量增大了若干倍，并且聚熱筒的筒體隔絕了外界冷空氣進(jìn)入且阻擋了火焰熱輻射向外界散發(fā)，因此聚熱筒內(nèi)部有較高的煙氣溫度，聚熱筒內(nèi)煙氣的體積輻射可以大幅度增強(qiáng)對(duì)于鍋底的加熱效果。

(2)循環(huán)煙氣的熱量可傳遞給下圓環(huán)板2，用于預(yù)熱二次空氣。

類(lèi)似于上述對(duì)鍋底的加熱，循環(huán)煙氣可通過(guò)對(duì)流和輻射傳熱來(lái)加熱下圓環(huán)板2，使流經(jīng)下圓環(huán)板2下表面的二次空氣被預(yù)熱。

(3)提高燃燒溫度

一方面，經(jīng)過(guò)預(yù)熱的二次空氣補(bǔ)充給燃燒區(qū)，可避免燃?xì)饣鹧婧馁M(fèi)熱量來(lái)加熱冷空氣，因此能夠提高燃燒溫度。另一方面，有較高溫度的已燃煙氣循環(huán)到燃燒區(qū)周?chē)灿欣谔岣呷紵郎囟群驮鰪?qiáng)對(duì)于鍋底的加熱效果。

(4)降低排煙的剩余氧濃度

煙氣循環(huán)可以使得煙氣所含的剩余氧再次進(jìn)入高溫燃燒區(qū)參與氧化反應(yīng)，從而使氧化劑能夠被充分地利用，減少所需的二次空氣量，降低排煙中多余的氧氣和氮?dú)鈹y帶走的熱量。

(5)降低污染物形成和排放

較高的燃燒溫度可加快燃燒速度。而且煙氣循環(huán)區(qū)能夠?qū)⒁讶紵煔馑煌耆紵a(chǎn)物或可燃物返回燃燒區(qū)燃盡，因此能夠降低污染物形成和排放。

(6)火焰射流動(dòng)能可得到利用

火焰射流動(dòng)能是機(jī)械能。本實(shí)施例中，火焰射流動(dòng)能通過(guò)氣流的內(nèi)摩擦、氣流與聚熱筒壁面的摩擦轉(zhuǎn)化為聚熱筒內(nèi)的熱能，這些火焰射流動(dòng)能也得到了利用。

(六)節(jié)能作用及熱效率

本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒應(yīng)用于已有的燃?xì)庠罹邥r(shí)，可以大幅度地減少已有的燃?xì)庠罹叩臒釗p失，其節(jié)能作用說(shuō)明如下：

(1)本實(shí)施例聚熱筒使火焰煙氣產(chǎn)生如圖1所示的煙氣循環(huán)區(qū)。由大圓筒1、下圓環(huán)板2和上圓環(huán)板3圍成的那部分聚熱筒內(nèi)部的體積為3375cm³，天燃?xì)庠铋_(kāi)中火時(shí)煙氣量為1623.2cm³/s，煙氣在聚熱筒內(nèi)的停留時(shí)間為3375/1623.2 ＝2.08s。該停留時(shí)間比起沒(méi)有聚熱筒時(shí)的停留時(shí)間(見(jiàn)背景技術(shù)部分A問(wèn)題)增大了2.08/0.28＝7.4倍?？梢?jiàn)，本實(shí)施例大幅度地延長(zhǎng)了煙氣在鍋底下方的停留時(shí)間，克服了在背景技術(shù)部分所述的現(xiàn)有敞焰烹飪方式的A問(wèn)題，使得煙氣有更長(zhǎng)時(shí)間停留在鍋底下方，并通過(guò)對(duì)流傳熱和輻射傳熱方式將熱量更充分地傳遞給鍋具。

(2)本實(shí)施例中，煙氣在鍋側(cè)壁與上圓筒4之間的環(huán)狀空隙向上流動(dòng)時(shí)能加熱鍋側(cè)壁，使鍋側(cè)壁成為了受熱面。鍋側(cè)壁面積為1356.5cm²，鍋底面積為452cm²。本實(shí)施例中鍋具的受熱面積為鍋側(cè)壁面積和鍋底面積之和：1808.5cm²。本實(shí)施例鍋具的受熱面積比起沒(méi)有聚熱筒時(shí)增大了1808.5/452＝4倍?？梢?jiàn)，本實(shí)施例大幅度地增大了鍋具的受熱面積，克服了現(xiàn)有技術(shù)的B問(wèn)題。

(3)本實(shí)施例聚熱筒的大圓筒1、下圓環(huán)板2和上圓環(huán)板3包圍了平底鍋P的底部與燃?xì)庠顮t頭H之間的空間，完全阻隔了外界冷空氣與熱煙氣混合，克服了現(xiàn)有技術(shù)的C問(wèn)題，避免了現(xiàn)有技術(shù)第IV項(xiàng)熱損失。另外，本實(shí)施例聚熱筒還阻擋了火焰和煙氣熱輻射向外界周?chē)l(fā)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的D問(wèn)題，避免了第I、II和VIc項(xiàng)熱損失。

(4)本實(shí)施例中，從下圓環(huán)板2與灶面T之間的空隙流入的二次空氣能夠被下圓環(huán)板2加熱為熱空氣。下圓環(huán)板2下表面積為0.1m²。由于在烹飪過(guò)程中下圓環(huán)板2同時(shí)受到火焰和煙氣的直接輻射和間接輻射的加熱以及聚熱筒內(nèi)煙氣的對(duì)流加熱，下圓環(huán)板2具有較高的溫度，因而對(duì)二次空氣有良好的預(yù)熱作用。經(jīng)過(guò)預(yù)熱的空氣再流入爐頭H上方的燃燒區(qū)，有利于提高燃燒溫度，一定程度上避免了現(xiàn)有技術(shù)第III項(xiàng)熱損失。

(5)隨著火力調(diào)節(jié)檔位的增大，煙氣浮升力產(chǎn)生的引風(fēng)力增大，二次空氣量隨之增大。因此，本實(shí)施例二次空氣供給是有調(diào)節(jié)的，克服了現(xiàn)有技術(shù)的E問(wèn)題，有助于進(jìn)一步提高燃?xì)庠罹叩臒嵝省６?，這些二次空氣是在火焰射流卷吸力的作用下直接進(jìn)入火焰根部，與燃?xì)饣旌狭己?。另外，本?shí)施例下圓環(huán)板2與鍋底之間為排煙通道，下圓環(huán)板2與灶面T之間為補(bǔ)充二次空氣通道，這種布置方式避免了現(xiàn)有技術(shù)中排煙量較大時(shí)干擾二次空氣流入的問(wèn)題，可確保充足的二次空氣供給，減少黃焰和不完全燃燒帶來(lái)的不完全燃燒熱損失(即現(xiàn)有技術(shù)第VIId項(xiàng)熱損失)，提高了熱效率。

(6)本實(shí)施例不需要在鍋具P底部使用鍋支架，克服了現(xiàn)有技術(shù)的G問(wèn)題，避免了第VIIf項(xiàng)熱損失。

(7)本實(shí)施例可以在烹飪過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整鍋具P底部離開(kāi)燃?xì)庠顮t頭H的高度，避免出現(xiàn)吊火和壓火，克服了現(xiàn)有技術(shù)的H問(wèn)題，避免了第VIIe項(xiàng)熱損失。

綜上所述，本實(shí)施例克服了在背景技術(shù)部分所列出的現(xiàn)有技術(shù)的A至E、以及G、H問(wèn)題，部分克服了F問(wèn)題，避免了第I、II、IV、VIa,c、VIIc,d,f項(xiàng)熱損失，部分避免了第III、VIIe項(xiàng)熱損失。觀(guān)察圖1可以看出，本實(shí)施例只有唯一一項(xiàng)較為顯著的熱損失，即排煙熱損失。由于本實(shí)施例有較長(zhǎng)的煙氣停留時(shí)間和較大的換熱面積，因此排煙溫度較低。排煙溫度為200℃時(shí)，排煙熱損失約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?5％。除了排煙熱損失外，本實(shí)施例其它的熱損失較小。例如，(a)聚熱筒外表面的散熱損失：在有保溫層的情況下，其外表面溫度較低，散熱較小；(b)聚熱筒的儲(chǔ)熱損失：在升溫時(shí)，聚熱筒材料會(huì)吸收一定的熱量，有少量的儲(chǔ)熱損失(取決于聚熱筒材質(zhì)和重量)；(c)鍋蓋上表面也有一定的散熱損失?？紤]以上因素，本實(shí)施例的總熱損失約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?0％，熱效率達(dá)80％左右，比起已有的燃?xì)庠罹叱ㄑ媾腼兎绞降臒嵝?22％至57％)有大幅度的提高。

(七)其它說(shuō)明

正如以上的“(四)煙氣循環(huán)區(qū)的形成”所述，煙氣循環(huán)區(qū)的形成與多種因素相關(guān)。實(shí)際使用時(shí)，有些情況無(wú)法形成煙氣循環(huán)區(qū)。例如，(1)圖1中當(dāng)燃?xì)庠铋_(kāi)保溫火時(shí)煙氣量和煙氣動(dòng)能較小，大部分煙氣從鍋底直接流向鍋側(cè)壁后向上排出；(2)圖1的上圓筒4內(nèi)徑為26cm，如果平底鍋P的直徑為20cm，則上圓筒4與平底鍋P之間的環(huán)狀空隙過(guò)大，全部煙氣經(jīng)鍋側(cè)壁后向上排出。盡管上述情況不能形成煙氣循環(huán)區(qū)，在“(六)節(jié)能作用及熱效率”中列出的第2至7點(diǎn)仍然有效，這些情況下使用聚熱筒仍具有節(jié)能作用。

大圓筒1、上圓環(huán)板3和上圓筒4可用耐熱鋼板制作。下圓環(huán)板2用導(dǎo)熱性能良好的鋁合金板制成(上、下表面均高度拋光)，用螺釘安裝在大圓筒1下邊緣。下圓環(huán)板2可以是圖1所示的流線(xiàn)型，亦可以采用其它形式如圓錐臺(tái)型。大圓筒1的四個(gè)支腳101應(yīng)配有防滑膠墊。大圓筒1與四個(gè)支腳101最好采用螺紋連接，用以調(diào)節(jié)高度。

需要說(shuō)明的是，圖1僅是示意圖，爐頭H上的火焰不代表實(shí)際的火焰射流方向?，F(xiàn)有燃?xì)庠罹呷紵饔卸喾N設(shè)計(jì)形式，爐頭一般設(shè)有內(nèi)環(huán)、外環(huán)火孔，外環(huán)火孔軸線(xiàn)與垂線(xiàn)的夾角一般為60°，有利于本實(shí)用新型聚熱筒內(nèi)煙氣循環(huán)區(qū)的形成。

使用本實(shí)用新型聚熱筒對(duì)于燃?xì)庠钊紵鞯幕鼗饦O限可能有輕微影響。但爐頭高于灶面的高度僅為數(shù)厘米，爐頭受到火焰加熱的面積較小，而且爐頭內(nèi)部的燃?xì)馀c一次空氣流動(dòng)已經(jīng)對(duì)于爐頭本身起到了良好的冷卻效果。如果在現(xiàn)有燃?xì)庠钌鲜褂帽緦?shí)用新型聚熱筒后燃?xì)庠畛霈F(xiàn)回火傾向，可以旋轉(zhuǎn)鍋具P，使其雙耳架在上圓筒4上邊緣的更高臺(tái)階上，鍋底與爐頭H的距離達(dá)到3cm以上。

實(shí)施例2

以上的實(shí)施例1適用于較大規(guī)格的鍋具。當(dāng)需要使用中等規(guī)格的鍋具時(shí)，取出圖1中的大號(hào)平底鍋P，取下大號(hào)上圓筒4。以下參見(jiàn)圖3：再依次放上一個(gè)中號(hào)規(guī)格的上圓環(huán)板3A、一個(gè)中號(hào)規(guī)格的上圓筒4A和一個(gè)中號(hào)規(guī)格的平底鍋P，即成為圖3“一種配備中號(hào)上圓筒的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖”所示形式。其中上圓環(huán)板3A外邊沿設(shè)有定位環(huán)(圖1未示出)，該定位環(huán)與上圓環(huán)板3內(nèi)孔邊沿處的定位槽相匹配，上圓環(huán)板3A內(nèi)孔邊沿處設(shè)有與上圓筒4A下邊緣相匹配的定位槽(圖1未示出)。本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒的結(jié)構(gòu)、使用方法、節(jié)能作用等與實(shí)施例1相同。

本實(shí)施例未提及的部分與實(shí)施例1類(lèi)似，此處不再贅述。

實(shí)施例3

以上的實(shí)施例1和2適用于那些可以支承在上圓筒4上邊緣的鍋具。但有一些鍋具(如燒水壺、砂煲、奶鍋等)不容易支承在上圓筒4上邊緣。當(dāng)需要使用這些鍋具時(shí)，取出圖1中的大號(hào)平底鍋P，取下大號(hào)上圓筒4。以下參見(jiàn)圖4(以使用燒水壺為例)：再依次放上一個(gè)具有內(nèi)孔邊沿排煙口的上圓環(huán)板3B、一個(gè)上圓筒4B、一個(gè)燒水壺K和一個(gè)園板狀的上蓋5，即成為圖4“一種配備內(nèi)孔邊沿排煙口上圓環(huán)板的煙氣循環(huán)聚熱筒結(jié)構(gòu)示意圖”所示的上部形式。其中上圓環(huán)板3B的靠近內(nèi)孔的邊沿處設(shè)有若干個(gè)排煙口，燒水壺K是支承在上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿上(上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿上還固定安裝有若干個(gè)2至5cm長(zhǎng)的橫桿，這些橫桿布置為其長(zhǎng)度方向與上圓環(huán)板3的徑向相重疊，用于防止燒水壺K位置不正時(shí)側(cè)翻)。上蓋5安裝有高度為10cm的排煙筒6，排煙筒6設(shè)有用于調(diào)節(jié)排煙量的閥門(mén)7。

本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒下部形式中大圓筒采用二段式，說(shuō)明如下：大圓筒下段1A的外徑與大圓筒上段1B的內(nèi)徑相配合，使得大圓筒上段1B能夠小范圍上下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。大圓筒下段1A外壁面沿圓周方向均勻地設(shè)置有四組臺(tái)階103(每組占四分之一的周長(zhǎng)，每組的臺(tái)階數(shù)目、寬度和高度差完全相同，類(lèi)似于圖2中上圓筒4上邊緣沿圓周方向布置的2組臺(tái)階)。大圓筒上段1B下邊緣有四個(gè)支腳，大圓筒上段1B有兩個(gè)提手104。提起兩個(gè)提手104，轉(zhuǎn)動(dòng)大圓筒上段1B，使其四個(gè)支腳支承在四組臺(tái)階103的不同臺(tái)階上，可以調(diào)節(jié)鍋底離爐頭H的高度，調(diào)節(jié)范圍為2cm。

本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒內(nèi)部的煙氣流動(dòng)路徑說(shuō)明如下：在火焰射流動(dòng)能的驅(qū)動(dòng)下，大圓筒內(nèi)部形成圖1所示煙氣循環(huán)區(qū)。部分煙氣經(jīng)上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿處排煙口向上流出，然后這些煙氣在加熱燒水壺側(cè)壁的同時(shí)向上流到燒水壺上方。由于閥門(mén)7處有一定的局部阻力，部分降溫后的煙氣沿上圓筒4B內(nèi)側(cè)壁向下流動(dòng)，形成上圓筒4B內(nèi)的煙氣循環(huán)區(qū)。最后，煙氣經(jīng)排煙筒6向外排出。

本實(shí)施例中燒水壺K有著相當(dāng)大的受熱面積：壺底部是受熱面，壺側(cè)壁全部是受熱面，壺蓋也是受熱面，燒水壺內(nèi)部也可能是受熱面(在燒水壺升溫前，如果熱煙氣經(jīng)壺嘴或壺蓋邊沿流入燒水壺內(nèi)部，燒水壺內(nèi)部就成為受熱面。高品質(zhì)天然氣屬清潔燃料，完全燃燒時(shí)煙氣僅含二氧化碳、水蒸氣和氮?dú)?。少量天然氣煙氣流入壺?nèi)是沒(méi)問(wèn)題的)。使用本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒后燒水壺的受熱面積比起敞焰烹飪方式的受熱面積增大約5倍。而且，整個(gè)燒水壺所有外表面周?chē)急幌喈?dāng)厚的熱煙氣層所包圍。煙氣含有的水蒸氣和二氧化碳有較強(qiáng)的發(fā)射紅外輻射的能力，因此熱煙氣的輻射能可很大程度地提高對(duì)燒水壺K的加熱效果。

與以上實(shí)施例類(lèi)似，本實(shí)施例只有唯一一項(xiàng)較為顯著的熱損失，即排煙熱損失。由于本實(shí)施例有5倍于鍋底的換熱面積，煙氣與鍋具可充分地?fù)Q熱，因此燃?xì)庠铋_(kāi)小火時(shí)排煙溫度可低于露點(diǎn)溫度，煙氣所含水蒸氣會(huì)在聚熱筒內(nèi)部冷凝為冷凝水(大圓筒1A側(cè)壁可增設(shè)冷凝水排水管)，煙氣水蒸氣的冷凝潛熱也能得到利用。目前熱效率計(jì)算一般是基于不包括煙氣水蒸氣冷凝潛熱的低位熱值，本實(shí)施例是利用包括煙氣水蒸氣冷凝潛熱在內(nèi)的高位熱值。天然氣的低位和高位熱值分別為34.5和38.3MJ/m³，利用煙氣水蒸氣冷凝潛熱能夠提高熱效率11％。本實(shí)施例排煙溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)排煙熱損失約占燃?xì)馊紵偡艧崃康?％，聚熱筒散熱和儲(chǔ)熱損失占燃?xì)馊紵偡艧崃康?％以下。當(dāng)煙氣水蒸氣冷凝潛熱的一半得到利用時(shí)，本實(shí)施例熱效率將高達(dá)93.5％。

另外，本實(shí)施例當(dāng)用于蒸鍋、湯鍋(或其它產(chǎn)生較大蒸氣量的鍋具)時(shí)，鍋具里面的水沸騰排出的蒸氣可在聚熱筒內(nèi)部冷凝，這樣就回收利用了其冷凝潛熱，可進(jìn)一步提高熱效率。

本實(shí)施例聚熱筒內(nèi)煙氣循環(huán)區(qū)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)一步說(shuō)明如下：大圓筒1、上圓筒4B和排煙筒6內(nèi)煙氣的總浮升力約為1.5Pa。在煙氣的流出路徑上設(shè)置有兩個(gè)具有較大局部阻力的部位：一個(gè)是上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿排煙口(局部阻力約0.5Pa)，另一個(gè)是閥門(mén)7(局部阻力由閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)，閥門(mén)全開(kāi)時(shí)局部阻力約0.1Pa，取決于閥門(mén)結(jié)構(gòu)形式)。煙氣總浮升力(1.5Pa)大于這兩個(gè)局部阻力和沿程阻力之和(約0.6Pa)，可以排煙。這兩個(gè)較大局部阻力的存在，配合本實(shí)施例聚熱筒的布置方式，導(dǎo)致在大圓筒1內(nèi)出現(xiàn)第一個(gè)煙氣循環(huán)區(qū)，并且在上圓筒4B內(nèi)出現(xiàn)第二個(gè)煙氣循環(huán)區(qū)。煙氣浮升力在克服上述煙氣流動(dòng)阻力之余，其煙囪效應(yīng)的引風(fēng)作用再加上被下圓環(huán)板2預(yù)熱的二次空氣本身的浮升力和爐頭H火焰射流對(duì)下空隙空氣的引風(fēng)作用可確保二次空氣供給。

本實(shí)施例煙氣循環(huán)聚熱筒下部形式中大圓筒的二段式設(shè)計(jì)可應(yīng)用于其它實(shí)施例的各個(gè)大圓筒和上圓筒來(lái)進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，用于適應(yīng)不同高度的鍋具和在烹飪過(guò)程中調(diào)整鍋底離火焰的高度。大圓筒下段1A和大圓筒上段1B都應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的觀(guān)火窗，使得在其高度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)都可以透過(guò)觀(guān)火窗觀(guān)察爐頭火焰與鍋底接觸狀態(tài)。

圖4所示聚熱筒的上圓環(huán)板3B內(nèi)孔排煙口面積是固定不變的。為了適應(yīng)煙氣量的變化，本實(shí)施例可進(jìn)一步改進(jìn)為排煙口面積可調(diào)的，說(shuō)明如下：上圓筒4B下邊緣連接一個(gè)圓環(huán)板，該圓環(huán)板的外徑和內(nèi)孔直徑分別與上圓筒4B內(nèi)徑和鍋具外徑相適配，該圓環(huán)板內(nèi)孔邊沿處設(shè)有與上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿處排煙口對(duì)應(yīng)的排煙口。使用時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)上圓筒4B，該圓環(huán)板隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)該圓環(huán)板的排煙口與上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿處排煙口完全重合時(shí)，為排煙口全開(kāi)；當(dāng)該圓環(huán)板的排煙口與上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿處排煙口完全不重合時(shí)，為排煙口全閉；調(diào)節(jié)該圓環(huán)板的排煙口與上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿處排煙口的相對(duì)位置，可調(diào)節(jié)該排煙口的排煙量。燃?xì)庠畲蠡饳n位時(shí)，可開(kāi)大該排煙口，小火時(shí)關(guān)小該排煙口，有利于在各種煙氣流量情況下大圓筒1內(nèi)都可以形成顯著的煙氣循環(huán)區(qū)。

本實(shí)施例尤其適用于蒸鍋、湯鍋、壓力鍋、藥?kù)业儒伨?。烹飪結(jié)束關(guān)閉燃?xì)庠詈笮枰貢r(shí)，可關(guān)閉閥門(mén)7，使熱煙氣留存在聚熱筒內(nèi)部，有很好的保溫效果。

本實(shí)施例未提及的部分與以上實(shí)施例類(lèi)似，此處不再贅述。

實(shí)施例4

圓底鍋是中式烹飪特有的一種常用于炒菜的鍋具。本實(shí)用新型的一種可用于圓底鍋的煙氣循環(huán)聚熱筒形式如圖5所示。圓底鍋V支承在大圓筒1C上邊緣，大圓筒1C上邊緣處開(kāi)設(shè)有一系列沿大圓筒1C圓周方向均勻分布的排煙口，大圓筒1C內(nèi)側(cè)在排煙口下方設(shè)有一圈卷邊。大圓筒1C外側(cè)配有一個(gè)轉(zhuǎn)筒106，該轉(zhuǎn)筒106是支承在大圓筒1C外側(cè)壁的凸環(huán)105上的。轉(zhuǎn)筒106設(shè)有與大圓筒1C上邊緣排煙口相對(duì)應(yīng)的排煙口。使用時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒106，當(dāng)轉(zhuǎn)筒106的排煙口與大圓筒1C排煙口完全重合時(shí)，為排煙口全開(kāi)；當(dāng)轉(zhuǎn)筒106的排煙口與大圓筒1C排煙口完全不重合時(shí)，為排煙口全閉；轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒106可調(diào)節(jié)大圓筒1C排煙口的排煙量。另外，下圓環(huán)板2下表面安裝有沿下圓環(huán)板2徑向排列的、均勻分布的一系列傳熱翅片201。

使用燃?xì)庠铋_(kāi)大火檔位時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒106增大排煙量；小火時(shí)減小排煙量，使得排煙口產(chǎn)生適當(dāng)?shù)木植孔枇ΑＴ诖髨A筒1C內(nèi)部，從爐頭H噴出的火焰射流具有相當(dāng)大的動(dòng)能(尤其是大火爆炒菜肴時(shí)火焰射流有很大動(dòng)能)，使得煙氣沿鍋底向上外方向運(yùn)動(dòng)，遇到大圓筒1C上邊緣排煙口的局部阻力并且在排煙口下方卷邊的導(dǎo)流作用下部分煙氣沿大圓筒1C內(nèi)側(cè)壁向下流動(dòng)，并流近下圓環(huán)板2，然后向爐頭H方向流動(dòng)，形成煙氣的循環(huán)區(qū)。由于煙氣具有粘度，火焰射流及其煙氣在沿鍋底向上外方向流動(dòng)時(shí)其動(dòng)量逐層向下傳遞，因而對(duì)下方的煙氣循環(huán)區(qū)內(nèi)煙氣的如圖5所示循環(huán)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)一步的推動(dòng)力。

本實(shí)施例下圓環(huán)板2下表面及其傳熱翅片可提供約1m²的換熱面積，天然氣灶開(kāi)猛火時(shí)耗氣量為0.6m³/h，二次空氣流量為642.7cm³/s(標(biāo)態(tài))，由對(duì)流換熱計(jì)算式可算得二次空氣預(yù)熱溫度達(dá)600℃。當(dāng)燃?xì)庠顮t頭H直徑為10cm、下圓環(huán)板2內(nèi)孔直徑為13cm時(shí)，二次空氣流經(jīng)下圓環(huán)板2與爐頭H之間環(huán)狀空隙的速度為0.35m/s，局部阻力為0.03Pa。二次空氣經(jīng)下圓環(huán)板2下表面與灶面T之間的空隙和傳熱翅片201之間的二次空氣通道流入的沿程阻力約為0.04Pa。可見(jiàn)，本實(shí)施例二次空氣進(jìn)氣阻力較小。

由于本實(shí)施例聚熱筒能夠向燃?xì)饣鹧婀┙o預(yù)熱達(dá)到600℃的二次空氣，并且這些二次空氣是在火焰射流卷吸力的作用下直接進(jìn)入火焰區(qū)，與燃?xì)饣旌狭己?，而且聚熱筒?nèi)部還有已燃煙氣循環(huán)區(qū)，因此，在圓底鍋開(kāi)猛火爆炒菜肴情況下燃?xì)庖材軌蛲耆紵怀霈F(xiàn)黃焰，可降低不完全燃燒產(chǎn)物尤其是黑碳顆粒濃度，避免了現(xiàn)有技術(shù)的第VIId項(xiàng)熱損失。

除了爆炒菜肴外，圓底鍋有時(shí)也用于煮、蒸、炸食物等長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)小火的烹飪操作。小火時(shí)應(yīng)按以下方法轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒106來(lái)減小排煙量：緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒106來(lái)減小排煙量，同時(shí)觀(guān)察燃燒器2的火焰燃燒情況。只要火焰燃燒穩(wěn)定，不出現(xiàn)黃焰，二次空氣進(jìn)口不出現(xiàn)倒煙，就可以繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒106來(lái)減小排煙量。

由于大圓筒1C內(nèi)部容積較大，可以容納大量的循環(huán)流動(dòng)的熱煙氣，這些熱煙氣在圓底鍋下方有很長(zhǎng)的停留時(shí)間，可以多次地、長(zhǎng)時(shí)間地與鍋底相接觸。通過(guò)對(duì)流傳熱和輻射傳熱作用，熱煙氣的熱量能夠充分地傳遞給鍋底。因此，本實(shí)施例可獲得很高的熱效率。相比較，目前的敞焰烹飪中，熱煙氣只是一次性地、一瞬間內(nèi)與圓底鍋的鍋底短暫接觸，大部分煙氣熱量來(lái)不及傳遞給鍋底，就隨煙氣迅速地向上飄流到空氣中了。

本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)是將大圓筒1C的形狀從圓筒狀改為采用鼓狀、腰鼓狀、葫蘆狀、喇叭狀、倒漏斗狀等，用以進(jìn)一步增大大圓筒1C內(nèi)部容積，容納更大體積的循環(huán)流動(dòng)的熱煙氣，增強(qiáng)對(duì)于鍋底的加熱效果。以上說(shuō)明同樣適用于本實(shí)用新型其它實(shí)施例。

本實(shí)施例未提及的部分與以上實(shí)施例類(lèi)似，此處不再贅述。

實(shí)施例5

本實(shí)用新型的另外一種適合于圓底鍋的煙氣循環(huán)聚熱筒形式如圖6所示.。圓底鍋V支承在大圓筒外層1D和大圓筒內(nèi)層1E上邊緣，大圓筒外層1D和大圓筒內(nèi)層1E之間的環(huán)狀空隙為排煙通道，大圓筒內(nèi)層1E下邊緣處開(kāi)設(shè)有一系列沿大圓筒內(nèi)層1E圓周方向均勻分布的排煙口，大圓筒內(nèi)層1E內(nèi)側(cè)在排煙口上方設(shè)有一圈卷邊。

大圓筒外層1D的高度(包括四個(gè)支腳101)為10cm。大圓筒外層1D的底部和頂部分別開(kāi)設(shè)有與大氣相通的二次空氣進(jìn)口和排煙口，本實(shí)施例聚熱筒內(nèi)部從二次空氣進(jìn)口至排煙口的最短路徑為：二次空氣進(jìn)口到下圓環(huán)板2與爐頭H之間的環(huán)狀空隙，沿下圓環(huán)板2上表面到大圓筒內(nèi)層1E下邊緣排煙口，再到大圓筒外層1D上邊緣排煙口。本實(shí)施例聚熱筒二次空氣進(jìn)入和煙氣排出的總驅(qū)動(dòng)力為上述最短路徑的熱煙氣柱和熱空氣柱垂直高度上的總浮升力。大圓筒外層1D和大圓筒內(nèi)層1E之間排煙通道的煙氣平均溫度為300℃和500℃時(shí)，可算得總浮升力分別為0.46Pa和0.58Pa(省略熱空氣柱浮升力)。該總浮升力可以克服二次空氣進(jìn)入和煙氣排出的局部阻力和沿程阻力。

本實(shí)施例未提及的部分與以上實(shí)施例類(lèi)似，此處不再贅述。

實(shí)施例6

本實(shí)用新型的另外一種適合于圓底鍋的煙氣循環(huán)聚熱筒形式如圖7所示.。圓底鍋V支承在大圓筒1F上邊緣，大圓筒1F中部外側(cè)壁設(shè)有圍繞大圓筒1F外側(cè)壁一圈的環(huán)形排煙管107，環(huán)形排煙管的橫截面為方形。大圓筒1F壁面上高于燃?xì)庠顮t頭H高度的位置開(kāi)設(shè)有一系列沿大圓筒1F圓周方向均勻分布的排煙孔108，這些排煙孔108將大圓筒1F內(nèi)部的煙氣通入環(huán)形排煙管107(圖5只是示意圖，不代表實(shí)際的排煙孔數(shù)目和尺寸)。環(huán)形排煙管107連通一個(gè)排煙筒6，排煙筒6設(shè)有閥門(mén)7。

本實(shí)施例的排煙筒6高度視實(shí)際需要來(lái)配置。當(dāng)排煙筒6內(nèi)煙氣平均溫度為200℃，煙氣柱高度1m時(shí)，煙氣浮升力為4.4Pa。天然氣灶開(kāi)猛火時(shí)耗氣量為0.6m³/h，產(chǎn)生的800℃溫度的煙氣量為6494cm³/s。排煙孔108的直徑為8mm，數(shù)目為50個(gè)，排煙孔中心間距為20mm。經(jīng)過(guò)排煙孔的煙氣速度為2.59m/s，排煙孔的局部阻力為1.45Pa。這時(shí)排煙筒6的引風(fēng)力足以克服煙氣流動(dòng)阻力。

在大圓筒1F內(nèi)部，天然氣灶開(kāi)猛火時(shí)從爐頭H噴出的火焰射流具有相當(dāng)大的動(dòng)能，使煙氣沿鍋底向上外方向運(yùn)動(dòng)，流近大圓筒1F內(nèi)側(cè)壁后向下流動(dòng)。大部分煙氣越過(guò)排煙孔108流近下圓環(huán)板2，然后向爐頭H方向流動(dòng)，形成煙氣的循環(huán)區(qū)。在排煙筒6的引風(fēng)作用下，部分煙氣經(jīng)排煙孔108流進(jìn)環(huán)形排煙管107，最后經(jīng)排煙筒6排出。

本實(shí)施例排煙筒6的引風(fēng)力足夠排出圓底鍋開(kāi)猛火炒菜產(chǎn)生的相當(dāng)大的排煙量，并且足以在大圓筒1F內(nèi)部產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使得二次空氣在壓力差的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)下圓環(huán)板2與灶面T之間的空隙和傳熱翅片201之間的二次空氣通道流入爐頭H上方燃燒區(qū)。調(diào)整排煙筒6上閥門(mén)7的開(kāi)度可以調(diào)節(jié)大圓筒1F內(nèi)部的負(fù)壓，從而調(diào)節(jié)二次空氣流量。

在大圓筒1F側(cè)壁上開(kāi)設(shè)50個(gè)排煙孔是為了在大圓筒1F內(nèi)部有較均勻的壓力分布，從而使?fàn)t頭H周?chē)慰諝膺M(jìn)氣均勻。大圓筒1F側(cè)壁上的50個(gè)排煙孔之中，那些靠近排煙筒6的排煙孔的直徑可適當(dāng)減小，遠(yuǎn)離排煙筒6的排煙孔的直徑可適當(dāng)加大，更有利于大圓筒1內(nèi)壓力分布均勻和二次空氣進(jìn)氣均勻。

大圓筒內(nèi)煙氣循環(huán)區(qū)的形成與排煙孔位置相關(guān)。本實(shí)施例另外一種方案是將環(huán)形排煙管及其單圈排煙孔改為設(shè)置在大圓筒內(nèi)部中間位置，就是：環(huán)形排煙管的環(huán)直徑取為大圓筒直徑的二分之一，單圈排煙孔設(shè)在環(huán)形排煙管的管壁上，環(huán)形排煙管置于大圓筒內(nèi)部高于爐頭H的位置，環(huán)形排煙管與排煙筒之間的連接管道穿過(guò)大圓筒的壁面。大圓筒內(nèi)部煙氣流進(jìn)單圈排煙孔后經(jīng)環(huán)形排煙管、連接管道和排煙筒向外排出。這種布置方式更加有利于大圓筒內(nèi)煙氣循環(huán)區(qū)的形成。

本實(shí)施例聚熱筒在烹飪結(jié)束后(不需要繼續(xù)對(duì)鍋具食物保溫時(shí))，關(guān)閉燃?xì)庠睿蜷_(kāi)閥門(mén)7，排出大圓筒1F、環(huán)形排煙管107和排煙筒6內(nèi)的煙氣。然后最好是取下圓底鍋V，讓大圓筒1F內(nèi)部冷卻降溫。

以上的圖5、6、7所示聚熱筒都可以用于圓底鍋。圖5結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；圖6的煙氣循環(huán)效果好；圖7的排煙能力強(qiáng)，且煙氣循環(huán)效果好，但占用空間大?？筛鶕?jù)實(shí)際情況選用。

本實(shí)施例未提及的部分與以上實(shí)施例類(lèi)似，此處不再贅述。

實(shí)施例7

以上的實(shí)施例4、5、6不限于使用圓底鍋。需要使用其它鍋具時(shí)，只要取下圓底鍋V后在大圓筒上邊緣安裝與擬使用的鍋具相適應(yīng)的上圓筒和上圓環(huán)板即可。例如，要使用砂鍋時(shí)，如圖8所示，在大圓筒1G上邊緣安裝一個(gè)上圓環(huán)板3C，將砂鍋W放入上圓環(huán)板3C內(nèi)孔即可。

與實(shí)施例6中大圓筒1F配備單圈排煙孔不同的是本實(shí)施例的大圓筒1G配備有雙圈排煙孔。參見(jiàn)圖8，大圓筒1G中部外側(cè)壁設(shè)有圍繞大圓筒1G外側(cè)壁一圈的下環(huán)形排煙管107A和上環(huán)形排煙管107B。大圓筒1G壁面上開(kāi)設(shè)有沿大圓筒1G圓周方向均勻分布的下圈排煙孔108A和上圈排煙孔108B，下圈排煙孔108A和上圈排煙孔108B將大圓筒1G內(nèi)部的煙氣分別通入下環(huán)形排煙管107A和上環(huán)形排煙管107B(圖5只是示意圖，不代表實(shí)際的排煙孔數(shù)目和尺寸)。下環(huán)形排煙管107A和上環(huán)形排煙管107B分別通過(guò)閥門(mén)7A和7B連通同一個(gè)排煙筒6。

烹飪過(guò)程中，燃?xì)庠铋_(kāi)大火時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)7A和7B，下圈排煙孔108A和上圈排煙孔108B同時(shí)排煙；小火時(shí)只打開(kāi)其中一個(gè)閥門(mén)，用下圈排煙孔108A或者上圈排煙孔108B排煙，通過(guò)改變大圓筒1F側(cè)壁的總排煙孔面積，可獲得合適的煙氣流動(dòng)阻力，在大火和小火條件下都能形成顯著的煙氣循環(huán)區(qū)。

本實(shí)施例未提及的部分與以上實(shí)施例類(lèi)似，此處不再贅述。

以上的實(shí)施例給出了本實(shí)用新型應(yīng)用于常見(jiàn)的大號(hào)平底鍋、中號(hào)平底鍋、燒水壺、圓底鍋、砂鍋的具體形式。盡管這些實(shí)施例適用的鍋具和細(xì)節(jié)不同，這些實(shí)施例有相同的技術(shù)目的，就是：提高熱效率；這些實(shí)施例有相同的核心技術(shù)特征，就是：所述聚熱筒布置成燃?xì)庠顮t頭處的火焰產(chǎn)生的煙氣能夠在所述聚熱筒的筒體內(nèi)部發(fā)生循環(huán)流動(dòng)；該核心技術(shù)特征在各實(shí)施例中起到了相同的作用，就是，延長(zhǎng)熱煙氣在鍋具下方的停留時(shí)間，利用循環(huán)流動(dòng)的熱煙氣的對(duì)流傳熱和輻射傳熱將更多的熱量傳遞給鍋具，從而提高熱效率。而且，在各實(shí)施例中聚熱筒內(nèi)部形成煙氣循環(huán)區(qū)的技術(shù)原理基本相同，就是：在煙氣的排出路徑上人為地、有目的地設(shè)置一定的局部阻力(即圖1和3中上圓筒4或4A與平底鍋P之間環(huán)狀空隙的較窄入口、圖4中上圓環(huán)板3B內(nèi)孔邊沿排煙口、圖5中大圓筒1C上邊緣排煙口、圖6中大圓筒內(nèi)層1E下邊緣排煙口、圖7中大圓筒1F中部單圈排煙孔108、圖8中大圓筒1G中部雙圈排煙口108A和108B)，再配合聚熱筒和鍋具的特定形狀，以火焰射流動(dòng)能作為煙氣循環(huán)流動(dòng)的推動(dòng)力在聚熱筒內(nèi)部形成煙氣循環(huán)區(qū)。因此，這些實(shí)施例合案申請(qǐng)符合專(zhuān)利申請(qǐng)的單一性原則。

本實(shí)用新型煙氣循環(huán)聚熱筒的具體形式分為上部形式和下部形式。其中上部形式通過(guò)積木疊加方式使用不同結(jié)構(gòu)、尺寸和數(shù)目的上圓環(huán)板、上圓筒、上蓋及其組合可以適應(yīng)任何類(lèi)型和規(guī)格的鍋具。下部形式與燃?xì)庠顮t頭相適配的同時(shí)，根據(jù)不同的鍋底形狀安排不同的排煙口或排煙孔布置方式，再結(jié)合使用卷邊、轉(zhuǎn)筒、閥門(mén)、排煙筒來(lái)獲得所需的煙氣浮升力和/或局部阻力，從而促進(jìn)煙氣循環(huán)區(qū)的形成。上部形式和下部形式的結(jié)合還要在獲得適當(dāng)?shù)臒煔馀欧帕康耐瑫r(shí)利用煙氣浮升力“煙囪效應(yīng)”產(chǎn)生的引風(fēng)作用將適量的二次空氣供給到爐頭燃燒區(qū)。

本實(shí)用新型煙氣循環(huán)聚熱筒的優(yōu)點(diǎn)之一是對(duì)于制作材料的耐熱性能要求不高，大部分部件可以使用普通材料。下圓環(huán)板2較靠近火焰，但其下表面流過(guò)的二次空氣對(duì)下圓環(huán)板2起到了良好的冷卻作用。只有圖4中的上圓環(huán)板3B較靠近火焰，容易過(guò)熱損壞(雖然上圓環(huán)板3B熱量可傳導(dǎo)至鍋體)，一般需使用高性能耐熱材料。

以上的實(shí)施例只是為了清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式的限定。由于人們使用的鍋具和灶具種類(lèi)繁多，這里不可能逐一針對(duì)每種鍋具和灶具給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，在此無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。

對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上可以根據(jù)具體情況做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。例如，目前人們使用的燃?xì)庠罹呒s有80％為需要在灶面以上補(bǔ)充二次空氣的大氣式燃?xì)庠?，其?0％為不需要在灶面以上補(bǔ)充二次空氣的燃?xì)庠?包括紅外線(xiàn)燃?xì)庠睢⒐娘L(fēng)式燃?xì)庠畹?。本實(shí)用新型煙氣循環(huán)聚熱筒應(yīng)用于這些不需要在灶面以上補(bǔ)充二次空氣的燃?xì)庠顣r(shí)無(wú)需設(shè)置二次空氣通道，下圓環(huán)板2可以取消。這些根據(jù)具體情況所能作出的變化或改動(dòng)對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。

另外，本實(shí)用新型的產(chǎn)品形式除了以上實(shí)施例的聚熱筒之外，還可以是聚熱筒與現(xiàn)有技術(shù)的灶具和/或鍋具的結(jié)合。例如，圖5的大圓筒1C可以與圓底鍋V結(jié)合(如采用焊接方式使大圓筒1C固定連接在圓底鍋V底部、或者采用鑄造方式將大圓筒1C與圓底鍋V整體鑄造為一件產(chǎn)品)，其優(yōu)點(diǎn)是大圓筒1C接收的熱量可以熱傳導(dǎo)方式傳遞給鍋底。進(jìn)一步地，在大圓筒1C內(nèi)部增設(shè)沿其徑向均勻分布的一系列傳熱翅片(傳熱翅片頂端與鍋底固定連接)，則熱傳導(dǎo)效果更佳。

圖5的聚熱筒可以與灶具結(jié)合，即是大圓筒1C的四個(gè)支腳101固定連接在灶面T，使聚熱筒與灶具組合為一件產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是聚熱筒與灶具能夠更好地適配(如四個(gè)支腳101的位置、下圓環(huán)板2與爐頭H之間的配合間隙更合適)，聚熱筒不會(huì)滑動(dòng)、傾倒。

凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、簡(jiǎn)化、替代、添加、組合、修飾、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。