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嵌入式燃气灶存在的主要问题及改进措施

嵌入式燃气灶存在的主要问题及改进措施

深圳市火王燃器具公司吴成年

关键词：

嵌入式燃气灶问题措施

摘要

本文对嵌人式燃气灶设计上存在的主要问题进行了分析，并对其提出了相应的改进措施。

1．引言

近几年来，嵌人式燃气灶异军突起，发展迅猛，以新潮、美观，深受消费者青睐。

在城市家用燃气灶市场，嵌人式燃气灶已占主流地位。

随着消费者对嵌入式燃气灶的深入了解，嵌人式燃气灶设计上“先天不足”所带来的问题及不足，愈来愈受到消费者的重视。

“好看不好用”，这是消费者对嵌人式燃气灶较为普遍的一种评价。

如果不从设计上对嵌人式燃气灶的“先天不足”采取措施，势必会影响的正常发展。

目前，嵌人式燃气灶市场竞争异常激烈，各生产厂家都在不断研究、改进嵌人式燃气灶，谁能在解决嵌人式燃气灶设计的“先天不足”上取得突破，谁就能掌握市场竞争的主动权。

嵌人式燃气灶设计上的“先天不足”主要有哪些呢？

最典型的“先天不足”当数嵌人式燃气灶热效率普遍较低问题了。

我们知道，热效率是燃气灶的一项重要经济技术指标，热效率高，意味着燃气灶能耗较小，反之，则意味着燃气灶能耗较大。

在GB16410—1996《家用燃气灶具》国家标准中，燃气灶的热效率原规定是55%以上，后来补充嵌人式燃气灶的相关标准时明确，嵌人式燃气灶的热效率

大于50%。

国家标准中之所以将嵌人式燃气灶的热效率指标降低5个百分点，实属绝大多数生产厂家一时无法从设计上去达到热效率55%以上的规定；这样做，对推动我国嵌人式燃气灶的迅速发展起到了十分重要的作用；但是，客观上对嵌人式燃气灶热效率较低、能耗较大这一设计上的“先天不足”问题也起到了掩饰作用。

事实上，嵌人式燃气灶的热效率完全可以达到55%以上。

1999年，笔者设计的一款嵌人式燃气灶，采用了灶面后侧面进风的专利技术（专利号ZL99207111.9）及旋流式防风集热节能技术及装置（专利号ZL99104571.8），灶具热效率达56～58%。

按国标中规定的热效率的最低标准计算，相同热流量的嵌人式燃气灶比台式燃气灶要多耗9%左右的燃气；如果每个用户按月消耗10公斤液化石油气使用台式燃气灶，换用嵌人式燃气灶后，一年则要多消耗10.8公斤液化石油气；如果全国按1000万户用户使用嵌人式燃气灶计算，一年则要多消耗10.8万吨液化石油气，这是何等惊人的数字！

嵌人式燃气灶不节能这一设计上的“先天不足”，目前消费者尚未真正认识到，作为生产厂家，理应引起高度重视。

解决嵌人式燃气灶热效率低不节能的问题，不仅对消费者、对社会、对生产厂家提高产品竞争力都是十分有益的。

本文将针对嵌人式燃气灶设计上存在的主要问题，提出一些改进方面的看法，希望能引起有关部门及有关厂家的一点注意，起到一点抛砖引玉的效果。

2．嵌人式燃气灶设计上存在的主要问题

（1）热效率低，不节能。

嵌人式燃气灶的热效率一般只有50～54%（装用红外线燃烧器或采用旋流式防风集热节能技术及装置的嵌人式燃气灶等除外），比台式燃气灶热效率低5个百分点左右，计算表明，其能耗比台式燃气灶高9%左右。

由于结构限制，嵌人式燃气灶燃烧时，空气的补给远远不如台式燃气灶充分，为保证燃烧烟气中CO浓度不超标，设计上一般只好提高锅架高度，以利于空气的补充。

这样做，虽然保证了燃烧烟气中CO浓度不超标，但却导致嵌人式燃气灶热效率难以达到台式燃气灶热效率的标准，这在设计上实属无奈。

（2）装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，多个燃烧器同时工作时，烟气中CO浓度严重超标。

装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，其特点是：

燃烧器的一次空气进气口（即引射器进气口）在灶具面板下底壳内腔中；为保证空气的补给，有在灶具面板后侧面开通气孔的，也有在燃烧器炉头盘下方承液盘或面板上开通气孔的，还有在灶具面板其他部位开通气孔的；灶具的底壳上普遍开有通气孔；有的燃烧器，其大小火之间二次空气通道的环形空腔直接与灶具内腔连通。

按照常规方法检测嵌人式燃气灶烟气CO浓度时，灶具的安装方式与检测方法完全与台式燃气灶相同；检测时，只有一个燃烧器处于工作状态，其他燃烧器均处于非工作状态。

这样做，显然与嵌人式燃气灶的实际使用状态完全不符，不能真实反映嵌人式燃气灶使用中烟气CO浓度的实际情况；对于装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，实际使用中由于空气补给量的严重不足，即使检测时烟气CO浓度是合格的，一旦多个燃烧器同时工作时，烟气CO浓度就会严重超标。

笔者在实验中发现[1]，即使通气条件不错（灶具面板后侧面开有数个通气孔，通气面积约3600平方毫米；燃烧器大小火之间二次空气通道的空腔直接与灶具内腔连通，通气面积约3000平方毫米；灶具底壳上开有数十个通气孔，通气面积约7300平方毫米）的装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，按常规方法检测时，烟气CO浓度符合国家标准要求；如模拟嵌入式安装使用状态，检测时将另一燃烧器也处于工作状态，则烟气CO浓度增大4.3～4.9倍！

烟气CO浓度由符合国家标准要求变为严重超标。

它说明，装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，其空气的补给量是不能满足多个燃烧器同时工作需要的。

检测嵌人式燃气灶烟气CO浓度的主要目的，是防止嵌人式燃气灶在使用中因烟气CO排放量超过标准对人体健康产生伤害。

现行的测试方法，没有对嵌人式燃气灶在同时使用两个燃烧器时烟气CO浓度进行检测，其检测结果不能真实反映嵌人式燃气灶在同时使用两个燃烧器时烟气CO排放量是否符合标准；装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，实际使用中，当两个燃烧器同时工作时烟气CO浓度会严重超标，而现行的测试方法却不能将此真实情况反映出来；也就是说，不能有效地对消费者的利益进行保护。

消费者在使用装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶时，一旦同时使用两个燃烧器，烟气中CO浓度严重超标将会对消费者的健康产生不利的影响。

从另一方面看，对装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，生产厂家可能因烟气CO浓度符合国家现行检测标准，而忽视从根本上采取措施、通过改进设计去解决多个燃烧器同时使用时烟气CO浓度严重超标的问题。

装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，当多个燃烧器同时工作时，烟气中CO浓度会严重超标。

此问题不解决，必将对嵌人式燃气灶的发展产生不利的影响。

（3）保洁性能普遍较差。

嵌人式燃气灶的保洁性能体现在灶具是否容易清洁，脏物及液体是否容易进入灶具内腔或燃烧器内腔等方面。

装用上进风燃烧器（燃烧器的一次空气进气口位于灶具面板上方，典型结构当数意大利萨巴夫股份公司的燃烧器）的嵌人式燃气灶，保洁性能普遍优于装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶。

装用下进风燃烧器的嵌人式燃气灶，一般在燃烧器炉头盘下承液盘或面板上都开有通气孔；大多数下进风燃烧器，是在台式灶燃烧器的基础上改进而成，其大小火之间二次空气通道的环形空腔直接与灶具内腔连通；脏物及液体容易通过这些部位进入灶具内腔。

在嵌人式燃气灶燃烧器与承液盘或面板的配合面处，在点火针、热电偶与承液盘或面板的配合面处，由于存在间隙，如果密封措施或防止液体渗入的相关措施不力，液体及脏物也会从这些部位进入灶具内腔。

液体及脏物还会通过灶具面板与承液盘之间的密封面处、灶具面板上燃气阀调节孔或面板上其他部位孔进入灶具内腔。

玻璃面板嵌入式燃气灶在面板上燃气阀调节孔处采取专用密封圈进行密封，金属面板嵌入式燃气灶在该处采取向上翻边结构，保洁效果都不理想。

液体及脏物进入灶具内腔，不仅清洁十分不便，而且还容易对相关的零部件造成腐蚀、损坏等。

嵌人式燃气灶的保洁性能较差，还反映在灶具面板与柜台台面之间的密封性不好，脏物及液体容易从此处进入台柜内。

金属面板周边镶嵌橡胶密封条者，脏物进入密封条与面板之间的缝隙内，极不容易清洗；在橡胶密封条外表面包金属层，虽然装饰效果较好，但密封条与台面间的密封效果却较差。

还有，液体及脏物会通过燃烧器的火孔处或火盖与炉头的结合部位进入燃烧器内。

（4）装用上进风燃烧器的嵌入式燃气灶，火力较小，中心小火一般不能单独调节使用。

装用意大利萨巴夫燃烧器或类似结构燃烧器的嵌入式燃气灶，虽然进风方式先进，但火力普遍较小，热流量一般只有3.1kW左右，中心小火一般不能单独调节使用，加大热流量，则出现黄焰。

因此，较难满足中国消费者的需求。

有厂家在此基础上作了改进，虽然中心小火可实现单独调节，但热流量仍难做大。

萨巴夫燃烧器热流量做不大，关键在于一次空气的补充受到其结构的限制。

（5）灶具面板温度普遍较高。

测试表明，嵌入式燃气灶承液盘周围面板表面温度，一般在85℃至110℃，个别灶具高达120℃左右。

灶具面板局部温度高，是造成嵌入式燃气灶钢化玻璃面板破坏的重要原因，也是造成嵌入式燃气灶底壳内腔温度较高的重要原因。

测试表明，装于嵌入式燃气灶底壳内腔的电池盒，表面温度可达50℃左右，脉冲点火器表面温度可达70℃左右，这种温度环境，对脉冲点火器及电池的使用寿命是不利的。

造成嵌入式燃气灶面板温度较高的主要原因，是燃烧器火焰出口处距面板的距离较近，在燃烧器与面板间未采取减少热辐射的措施；另外，承液盘与面板间的隔热措施不力，或承液盘与面板间的间隙过小或无间隙，致使承液盘的温度传递到面板上。

（6）钢化玻璃面板爆裂时有发生。

钢化玻璃面板在保洁、装饰效果上明显优于其他材料面板。

但是，由于钢化玻璃面板爆裂问题突出，直接影响了钢化玻璃面板嵌入式燃气灶的正常发展。

造成钢化玻璃面板爆裂的主要原因，除面板本身的质量问题外，从设计上看，主要有两点：

第一，在设计上未采取相应措施降低面板局部高温（其中包括因灶具内腔燃气泄漏着火或因回火而造成的局部高温）；第二，承液盘与面板间的密封圈，其与面板的接触面积偏小，装配承液盘时，使面板在与密封圈接触面上单位面积受力较大，如设计上对装配承液盘的拧紧力控制不力，则会加大面板所承受的装配应力。

当钢化玻璃面板所承受的温差应力、装配应力及钢化玻璃自身的内应力之合力超过其许用应力，钢化玻璃面板即产生破坏；钢化玻璃面板自身的缺陷，加速了这种破坏。

（7）安装灶具时，需要在台柜侧壁上开通气孔。

安装下进风嵌入式燃气灶时，为保证空气从灶具底部进行补充，台柜侧壁上普遍需要开通气孔，影响了台柜的美观；打开台柜门时，可能因“抽力”作用导致灶具火焰熄灭；点火时，有时会因灶具内腔燃气聚集过多造成爆燃，火焰从灶具底部冲出，甚至从台柜侧壁上的通气孔处冲出，危及人身财产安全。

3.嵌入式燃气灶的改进措施

从上述存在的问题中可以看到，装用下进风燃烧器的嵌入式燃气灶问题更为突出，如果不改变燃烧器的下进风方式，要想彻底解决这些问题显然较为困难。

从嵌入式燃气灶存在的主要问题中可以得到这样一个基本的判断：

嵌入式燃气灶发展的主流及方向应该是装用上进风燃烧器的嵌入式燃气灶。

要彻底解决嵌入式燃气灶存在的上述问题，首先要在燃烧器的设计上有所突破；如何保证燃烧所需空气的充分补给，这是燃烧器设计的关键。

下面，笔者将从五个方面谈谈对嵌入式燃气灶进行改进的看法：

（1）设计火力大、中心火可以单独调节使用、热效率高的上进风燃烧器

目前，不少厂家在嵌入式燃气灶燃烧器的设计上做了大量工作，并产生了多项专利，燃烧器的设计有了不少进步，但是这些创新、改进多局限在下进风燃烧器上。

国内不少厂家在上进风燃烧器的结构上进行了大量改进，效果都不太理想。

市场上许多声称上进风的嵌入式燃气灶，其实燃烧器大多是下进风结构的；真正上进风结构，中心小火可以单独调节使用，且热流量可达3.6kW至4.0kW的燃烧器，市场上还未真正出现，笔者在相关专利文献中也未检索到。

笔者认为，嵌入式燃气灶燃烧器的设计，应综合上进风、下进风燃烧器各自的优点，在一次空气的补给方式上采用上进风结构，中心小火可以单独调节使用，热流量至少能达到3.6kW～4.0kW，热效率提高至55%～60%。

要实现这一设计思路，必须在空气的补给方式上有新的突破才行；对于这一点，笔者经过多年研究，已在待申报专利的多项发明创造中做到。

（2）提高嵌入式燃气灶热效率的措施

a.在燃烧器的设计上，采用向内斜冲火焰或旋转火焰，增加火焰与被加热物体的接触面积及接触时间。

采取此措施的同时，要解决好空气的充分补充问题。

b.在燃烧器处安装聚热反射装置，减少热能损失。

笔者在所设计的一款嵌入式燃气灶上采用旋流式防风聚热节能技术及装置（专利申请号：

99104571.8），灶具的热效率从51%提高到56%～58%，效果十分显著。

（3）提高嵌入式燃气灶保洁性能措施

a.采用上进风燃烧器。

b.承液盘或灶具面板上不开通气孔；承液盘或灶具面板上因装配结构需要开孔处，应向上翻边，翻边高度大于2毫米，防止液体从该处流入灶具内腔；在燃烧器与承液盘或灶具面板的有关贴合面、配合孔处，在相关的螺钉孔处，凡可能导致液体或脏物进入灶具内腔的部位，均须设置密封材料或采取相关措施；承液盘或面板上需开孔者，孔应尽可能置于燃烧器炉头盘的下方，避免脏物或液体直接进入孔内。

c.在灶具面板燃气阀调节孔处，宜采用压板与密封材料结合进行密封，尽可能减少压板与阀杆间的配合间隙，防止脏物及液体进入灶具内腔。

d.采用金属面板时，不设置单独的承液盘，将承液盘与面板合为一体。

这样做，不仅可以减少脏物及液体进入灶具内腔的渠道，而且还可以节约密封材料及承液盘材料，有利于降低产品成本。

e.将金属面板周边的镶嵌式密封条该为内置式密封条（从面板上方看不到密封条），不宜采用外表面包金属层的密封条，这样不仅可以提高灶具的保洁性，而且可以降低密封材料成本。

f.尽可能避免在燃烧器顶部设置出口向上的火孔，防止脏物或液体进入火孔内。

（4）降低嵌入式燃气灶灶面温度的措施

a.适当提高燃烧器火焰出口处距灶面的距离。

b.在燃烧器周围安装聚热反射装置，以减少火焰对灶面的辐射热。

笔者在一款嵌入式燃气灶上装用旋流式防风聚热装置（该装置具有聚热反射功能）后，面板温度降低3℃～5℃。

c.增大玻璃面板嵌入式燃气灶的承液盘尺寸，减少玻璃面板受热面积，将原玻璃面板上的高温区域转移到承液盘上。

（5）防止钢化玻璃面板爆裂的措施

a.在钢化玻璃面板下面粘贴铝板或其他隔热防爆材料。

笔者通过实验证明[2]，粘贴铝板的钢化玻璃面板，能有效防止因灶具内腔燃气泄漏着火或回火所导致的玻璃面板爆裂。

b.增大承液盘尺寸，使原玻璃面板上的高温区域转移到承液盘上。

c.加强承液盘与玻璃面板之间的隔热措施。

承液盘与面板间的橡胶材料，不仅起密封作用，而且还起隔热作用，应保证合理的隔热厚度；承液盘边沿与玻璃面板间的间隙，应大于1毫米。

d.减少装配应力。

合理确定承液盘处密封材料的压缩量及保证承液盘边沿与玻璃面板间的间隙；在成本许可的情况下，尽可能增大密封材料与面板间的接触面积。

e.在钢化玻璃面板周边采用金属防护层结构。

这样做，不仅可以防止钢化玻璃面板因强度最薄弱的边沿部位易受意外撞击而损坏，而且对灶具还有较强的装饰、美化作用。

总之，只有真正从设计上解决嵌入式燃气灶存在的“先天不足”，才能使嵌入式燃气灶的发展迈向更新的台阶，才能让消费者更加满意。

“安全环保，节能高效，保洁美观”—这是嵌入式燃气灶发展的必然趋势，也是其他家用燃气灶发展的必然趋势。

参考文献：

[1]吴成年《嵌入式燃气灶空气补给方案实验及分析意见》—《家用燃气具》2003年第2期

[2]吴成年《燃气灶钢花玻璃面板隔热耐温实验》—《家用燃气具》2003年第3期