一种带温差驱动进风装置的加热系统的制作方法

本发明涉及加热装置技术领域，更具体的说是涉及一种带温差驱动进风装置的加热系统。

背景技术：

公知的商用猛火炉等加热系统燃料燃烧产生的大量热量被直接排入空气中，热效率和燃料利用率低，浪费严重。而且，还必须配备电力驱动的进风系统；不但体积、重量和制作成本大，而且在停电、野外或救灾等没有电力的场合很难应用。而且，此类公知加热系统在工作时一般都是明火外露，不但火焰或高温烟气直接烤炙操作人员的身体和周边设施、废气尾气威胁人员健康、使操作空间过于热等缺点，而且外露的明火很容易引燃抽油烟机上的积油、野外的草木或帐篷等易燃物。

中国专利授权公告号cn204254692u公开了一种带温差发电片的燃气灶辅助进风装置，但其温差发电片的低温端面远离进风口且还需另外配备散热装置，成本高昂且体积、重量均变大。中国专利授权公告号cn208886839u公开了一种带温差发电机的野营炉，但其温差发电机的冷却面与进风口隔离，温差不能做到最大，未能最大程度地发挥其发电功能；而且在使用时随着野营炉内的温度越来越高，温差变得越来越小，发电功能会越来越差。

但是，不管是否有外界电源，只要由燃料的燃烧就会有温差。

因此，如何设计一种在无电场合也能使用、没有明火热且效率更高的带温差驱动进风装置的加热系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种带温差驱动进风装置的加热系统，以至少解决上述背景技术部分所提出的问题之一。

为了实现上述方案，本发明采用以下技术方案：

一种带温差驱动进风装置的加热系统，加热系统配备有温差驱动进风装置；温差驱动进风装置包括温差驱动系统和被所述温差驱动系统驱动的风扇，与燃料反应所需的空气或预混气通过所述风扇驱动进入所述加热系统的燃烧区；所述温差驱动系统的高温端位于燃烧区、低温端位于进风口或进气通道内；所述温差驱动系统为斯特林系统或是由温差发电片与马达组成的系统。

优选地，所述斯特林系统的飞轮和所述风扇设置为一体，同飞轮一起转动，这样既减少了材料又减少了部件。为有更强劲的吸力，风扇的外周缘可加设铁圈或铅环等增加飞轮惯性和角动量的适当结构。

斯特林系统无需电力驱动，既节省了电力又可使没有电力供应的野外和街头等场合都能使用。而且，所述加热系统的燃烧区可恰好位于所述斯特林系统的高温端，斯特林系统的低温端恰好位于进风口或进气通道内。

安装了斯特林进风装置的加热系统，燃烧区就可被部分或完全地封闭起来，不会明火外露。这样就既不会烤炙操作人员、周围环境或设施，也减少了火灾风险，使在帐篷等易燃物周边或内部使用的风险更低。

所述加热系统甚至可进行预混燃烧，以提高加热温度和加温均匀度，减少油烟的产生。

优选的，在上述一种带温差驱动进风装置的加热系统中，所述温差驱动进风装置驱动的空气、燃气、预混气和/或液态燃料与所述加热系统加热区排出的烟气之间进行热交换，回收余热并输送至所述加热系统的燃烧区。

将进风通道和排气通道设置在一起进行余热回收，使尾气中的热量重新回到燃烧和加热区被加以利用，可明显提高加热系统的热效率。

所述加热系统既可使用固态或液态燃料，也可使用气态燃料。

如果是使用固态或液态燃料，只要将燃料置于温差驱动系统的高温端或加热面上燃烧即可。

优选的，在上述一种带温差进风装置的加热系统中，在使用气态或液态燃料时，所述温差驱动系统的高温端和低温端均设置有燃料进口，高温端的燃气或液态燃料在启动所述温差驱动系统时和过渡时使用，低温端的燃气或液态燃料在过渡时和过渡后正常运转时使用。

高温端燃气和低温端燃气还可设置为用同一气阀控制。启动系统时，气阀的开启程度较小，燃气全部或主要流入高温端以获得启动温差驱动系统所需的热量；

在温差驱动系统运行稳定后，再加大气阀的开启程度使燃气全部或主要输入温差驱动系统的低温端，采用此操作方式，尤其适合于使用压缩燃气的场合。例如：在登山、野营等户外活动中使用的压缩气罐，其内压缩燃气气化或膨胀时需吸收大量热量；普通气炉在用气罐提供燃气时，有较大部分的燃烧热被低温的刚气化或膨胀的燃气所中和，整体热效率和燃料利用率受到影响。

优选的，在上述一种带温差进风装置的加热系统中，液态或气态燃料先被输送到温差驱动系统的低温端，对低温端进行冷却降温；然后再被输送到温差驱动系统的高温端进行燃烧，对高温端进行加热升温；当燃料为气态时，输送模式可为燃气在进风中的扩散输送和/或管道系统输送；当燃料为液态时，输送模式为管道系统输送。

在本发明中，如果刚刚气化或膨胀的低温燃气被输入到斯特林系统的低温端，一则正好降低低温端温度以提高斯特林系统驱动力，这样就可输送更多空气供燃烧使用和对各种气流产生更大的推动力，二则更有利于让经过低温端后的燃气与输入的空气混合后与加热区排出的尾气进行更高效的热交换，温差越大，余热回收效率越高。

优选的，在上述一种带温差驱动进风装置的加热系统中，所述加热系统排出的烟气通过排气通道被排放到帐篷、房车、房间或车间的使用空间之外。

这样一来，厨房、房车或帐篷之类所述加热系统所在的空间的可更凉爽、干净和少污染。

优选的，在上述一种带温差驱动进风装置的加热系统中，所述加热系统的部分或全部外表面被设置成或设置有保温隔热层。

这样既可减少热量损失和/或更利于余热回收，又可使整个加热系统的外表温度变低，甚至可达到用人的手捧着进行加热也不会烫伤人手的程度。

优选的，在上述一种带温差驱动进风装置的加热系统中，所述加热系统还设置有电池和/或外接电源接口。

这样就可利用斯特林系统产生的机械能或加热系统产生的热能温差进行发电，以供在野外作为充电器、手机、定位导航系统、充电电池、照明、警告等装置的电源使用。

优选的，在上述一种带温差驱动进风装置的加热系统中，所述加热系统还设置有电力驱动或启动装置。

所述电力驱动或启动装置可由电池供电，以实现电火花点火、飞轮启动、加大进风力度等功能。如上所述，电力驱动或启动装置也可利用斯特林系统产生的机械能或加热系统产生的热能温差进行发电运行或充电。

此外，上述斯特林系统可被“温差发电 马达”驱动系统取代。温差发电就是诸如帕尔贴陶瓷发电片之类利用冷热两端的温度差产生电压和电流的。在本发明中，斯特林系统和“温差发电 马达”驱动系统的作用是一样的，只不过，斯特灵驱动系统是直接利用温差导致的气体膨胀和收缩做功驱动同时充当风扇的飞轮，而“温差发电 马达”驱动系统是利用温差产生的电流驱动马达带动风扇；斯特林系统是热能直接转化为机械能，而“温差发电 马达”驱动系统是热能先转化为电能，电能再转化为机械能。一般就能量的利用率和制造成本而言，自然是转化次数越少损耗越低、制造成本越低。但是“温差发电 马达”驱动系统优势在于不用活塞、活塞腔、曲柄等机械结构，稳定性、可靠性和避免故障的机率高。二者各有优缺点。

优选的，在上述一种带温差进风装置的加热系统中，在燃烧区和预混空气区之间采用防回火通道连通，防止所述加热系统在预混燃烧时回火或爆炸。该防回火通道的有效直径应该做到与风压配合时让预混气的流速大于燃烧速度，这样就可在预混燃烧时回火或爆炸；防回火通道采用等效直径足够小，以确保工作风压下燃烧速度不会超过预混气流速。

优选的，在上述一种带温差进风装置的加热系统中所述斯特林系统、温差发电片、马达、风扇、电力驱动或启动装置、保温隔热层、管道系统、进气通道、排气通道、防回火通道采用模块化设计，在使用、收纳和/或携带过程中能够进行部分或全部地拆装组合。

这样既可缩小收纳或携带体积，又可在不必要的时候舍弃某些功能，如发电模块在有电源的时候就可不带，以减少成本或操作复杂程度，而在需要时又可将该功能模块加装回去。

优选地，所述带温差进风装置的加热系统可以作为野外炊煮用的锅和炉具，或是饭店餐馆用的商用猛火炉。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种带温差驱动进风装置的加热系统，本发明具有如下优点：

1、无需电力就能获得进风驱动力，可实现预混燃烧、富氧燃烧等提高烟气温度的燃烧方式。

2、因为是封闭式燃烧，锅体温度更均匀、温差更小，炒菜时产生的油烟会更少。

3、燃烧尾气中的余热被大量回收、热效率高、燃料使用效率高、减少了燃料消耗。这点在登山野营等户外活动中对减少燃料气罐的携带量十分有意义；而对商用猛火炉而言，因为可以较大幅度减少燃料费用，则很快就可以收回成本并不断创造利润。

4、无外露明火，使用时不会引燃周围的易燃物。这点对在户外防止引发森林火灾、或是能让所述带温差进风装置的加热系统在帐篷内部进行烹煮、甚至在必要时做加热帐篷内空气的热源使用(例如在高海拔或寒冷地区时)，特别有意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明作为一种斯特林动力侧进风中式猛火锅的剖面示意图；

图2附图为本发明作为一种斯特林动力底进风中式炒锅的剖面示意图；

图3附图为本发明作为又一种斯特林动力侧进风中式炒锅的剖面示意图；

图4附图为本发明作为一种斯特林动力侧进风直身锅的剖面示意图；

图5附图为本发明作为另一种斯特林动力侧进风直身锅的剖面示意图；

图6附图为本发明作为又一种斯特林动力侧进风直身锅的剖面示意图；

图7附图为本发明作为再一种斯特林动力侧进风直身锅的剖面示意图；

图8附图为本发明产生废气被排出帐篷、房车或房间之外的示意图；

图9附图为本发明作为一种斯特林动力底部进风中式炒锅的剖面示意图；

图10附图为本发明作为另一种斯特林动力底部进风中式炒锅示意图；

图11附图为本发明再一种斯特林动力底部进风中式炒锅的剖面示意图；

图12附图为本发明又一种斯特林动力底部进风中式炒锅的剖面示意图；

图13附图为图12中式炒锅加装向室外排气通道后的示意图；

图14附图为本发明作为一种温差发电侧进风直身锅的剖面示意图；

图15附图为本发明作为另一种温差发电侧进风直身锅的剖面示意图；

图16附图为本发明作为又一种温差发电侧进风直身锅的剖面示意图；

图17附图为本发明作为再一种温差发电侧进风直身锅的剖面示意图；

图18附图为本发明作为一种温差发电底进风中式炒锅的剖面示意图；

图19附图为本发明作为又一种温差发电底进风中式炒锅的剖面示意图；

图20附图为本发明作为再一种温差发电底进风中式炒锅的剖面示意图；

图21附图为本发明作为一种半球形(碗形)温差发电片的实施例示意图。

其中，1-锅体，2-排气口，3-燃烧区，4-壳体，5-隔离层，6-第一燃料进口、6a-第二燃料进口，6b-第三燃料进口，6c-燃料盘，6d-燃料管道，6e-固态燃料，7-第一烟气通道、7a-第二烟气通道、7b-第三烟气通道，8-第一进气通道，8a-第二进气通道，8b-第三进气通道，9-风扇，10-锅把手，11-曲柄结构，12-活塞腔，13-活塞，14-转换装置，15-保温隔热层，16-排气通道，17-温差发电片，18-导线，19-马达；20-接口，21-电池，22-电路控制器，23-导流器，24-上部进气口，p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8-接线端子，a-空气(air)，g-燃气(gas)，f-烟气(fume),a1-第一空气流，a2-第二空气流。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下文所述的第一、第二、第三仅仅是用于区别某一零部件的不同部分，并不代表主次、大小或高下之分。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，在锅体1的下方设置有燃烧区3，通过第一燃料进口6输送进来的燃气g和通过斯特林进风装置输送进来的空气a在此燃烧并加热其上锅体1。斯特林进风装置主要由活塞腔12、曲柄结构11和风扇9组成，活塞13位于活塞腔12内。活塞腔12的上侧充当斯特林系统的高温端(因为燃料恰好在其上方燃烧)，下侧充当斯特林系统的低温端(因为通过风扇9被吹进来的空气恰好经过其下方)。为减少零部件和降低成本，风扇9可同时充当斯特林系统的飞轮。为增加飞轮工作时的角动量，可在风扇9的外缘设置有钢铁或铅等较重材质的圆圈或圆环，以增加风扇9的风力。

燃烧区3内的燃气燃烧时加热活塞腔12上部空间内空气，空气膨胀驱动活塞13及与活塞连在一起的连杆做上下运动，连杆的上下运动通过曲柄结构11被转换为旋转运动使与曲柄结构11连在一起的飞轮(也就是风扇9，安装在空气进口上)高速旋转，风扇9上的叶片旋转时把空气吹入或吸入斯特林系统内，既冷却了活塞腔12下部空间内的空气使之遇冷收缩又同时起到向燃烧区3输送空气的作用。活塞腔12同时具有斯特林系统中的回热器作用，在风扇9充当飞轮的作用下，可持续、连续地完成斯特林循环以带动风扇9不停地转动，吹进的风又进一步冷却活塞腔12下部空间内空气作为斯特林系统低温端和给燃烧区3输入更多的空气作助燃剂；往复循环不断。

本实施例以燃气g为燃料进行说明。事实上，用液体燃料(如汽油、酒精)甚至固态燃料(如煤粉、煤块、固体酒精、草木柴火等)也同样可实施本发明。无非就是改变相应的燃料输入方式以适应不同形态的燃料而已。例如，如果燃料是液态的酒精或汽油，则仅仅是相应第一燃料进口6输入的燃气变成了酒精或汽油而已；而且，为了避免液态的酒精或汽油滴落到第一进气通道8内，还可将活塞腔12上侧设置成开口向上的碟状、碗状或槽状等结构(如图12中所示的燃料盘6c)，用以容盛从燃料进口输入的酒精或汽油。如果是固态的煤或柴草木屑等，则可如图5所示将活塞腔12上侧设置成开口向上且容积较大的燃料盘6c，足量的煤或柴草木屑等在锅体1被放到带斯特林进风装置的加热系统上去之前就已被放进这个燃料盘6c内；加热完成后再移去锅体1再把燃料盘6c内剩余的灰烬倒出即可；成为一个高效燃烧、节省柴火、没有明火不易引发火灾、防风防雨且外表还不易烫伤人新型柴火炉。图18中的燃料盘6c上进一步示出了放置在其内的固态燃料6e。如果嫌这种移除锅体1进行燃料添加或灰烬移除的方式太麻烦，当然也可设计由侧上方或上方加入固态燃料块或粉末、在下方利用重力自动排出灰烬的通道。这是常规的加料拍灰设计方式，无需赘述。

当然，为了增强加热和/或冷却效果，活塞腔12的上表面和/或下表面也可做成有凹凸、鳍片甚至加热管等的结构。具体加热管的模型图、实物图和尺寸形状等可参考浙江大学倪明江、肖刚、岑可法著《斯特林循环分析与发动机设计》(科学出版社2019年3月第一版)第16页/图2-2、第29页图2-14、第32页图2-17等。

由于斯特林引擎的热效率完全高于汽油机、普遍高于柴油机，且作为锅具进风器所需功率相对较低，因此只要设计合理，就可以获得高效的带斯特林进风装置的加热系统。根据不同的锅体形状和尺寸、燃料种类等不同的指标，通过调节空气a和燃料供应量或比例、调节风门和气门大小等，就可相应地调节烹饪温度和时长等。

图1所示的燃气g和空气a燃烧后的烟气f先是在锅体1的底部被部分辐射和传导到锅体1上进行加热，余下的热量随作为尾气的烟气f在向上的排气口2被排放到空气中去。因此，为了提高热效率，还可采取以下一种或多种措施：

1、增加锅体1与烟气f的接触面积和/或延长二者的接触时间。具体的，例如在锅体外壁设置传热学上常见的鳍片、凹凸、花纹和/或隔挡等。

2、在锅体1和烟气f之外设立壳体4，且进一步地该壳体4还可用保温隔热材料制作，和/或，在锅体1和壳体4形成的第一烟气通道7内设置鳍片或隔片用以增加高温烟气f与锅体1的接触时间，进一步提高热效率。优选地，所述鳍片或隔片可设置为相对复杂的螺旋状上升或横盘的结构。

3、加强烟气f中的余热回收循环使用(参见实施例2)。

此外，具有壳体4的加热装置在燃料燃烧时还可起到防风防雨的作用。这点对在户外使用的加热系统而言更加有意义。

实施例2:

为了进一步提高热效率，还可将烟气通道和进气通道设置为互相包裹或交叉的流动方式，以便强化回收排出烟气f中的余热和提高输入空气a或预混气的温度。这种包裹或交叉的流动方式在传热学中已有很多成例。本实施例选用如图12所示的方式：第二进气通道8a、第三进气通道8b被第二烟气通道7a、第三烟气通道7b所部分或完全包裹，原来在图1中作为外表面的壳体4被设置为易于导热的薄层(如铝片、铝箔、不锈钢箔、钛箔等)，隔离层5和/或新的外表面被设置为陶瓷、高温硅胶或高硅铝等材料做的保温隔热层15。保温隔热层15完全覆盖和封堵了实施例1中的排气口2，并将图1中排气口2设置到整个系统的底部。

本实施例中：锅体1与保温隔热层15之间配合较好，几乎没有空隙(或二者甚至可被焊在一起，完全没空隙)；燃烧区3出来的高温烟气f中的热量在第二烟气通道7a中除被锅体1下表面所吸收用于加热锅内食物外，还通过导热薄层壳体4被第三进气通道8b中的预混气部分吸收后又被带回到燃烧区3重新被利用；第三烟气通道7b中的余热通过导热薄层壳体4被第二进气通道8a中的预混气部分吸收后同样被带回燃烧区3重新被利用。而且，整个带斯特林进风装置的加热系统的外表面设置有保温隔热层15，第三烟气通道7b中的余热穿过保温隔热层15逸散到外界空气中的可能性被进一步降低，余热回收率进一步提高，热效率和燃料利用率也就可进一步提高。

本实施例烟气通道中的高温烟气与进气通道中的室温空气或预混气流不但互相包裹进行逆向热交换，而且行程更长、热交换时间更长、交换路线更复杂，可十分明显地回收高温烟气f中的余热循环进行利用，热效率和燃料利用率自然就更高。

如果图12中的余热回收系统因层数太多而显得过于复杂，则也可将其简化为如图2或图3所示的双层系统。就烟气通道而言，图1等为无余热回收的单层系统、图2和图3等为有余热回收的双层系统、图12等为有余热回收的多层系统。一般而言，层数越多，余热回收率越高；当然，制作成本也一般会越高。

图2所示为加热系统底部和上部同时进气且有余热回收的双层系统。第一空气流a1通过风扇9被从加热系统的顶部吸入并输送到燃烧区3。第一空气流a1通过导热性良好的隔离层5回收部分第一烟气通道7中烟气余热，而且，因为第一空气流a1回收了余热温度较高不宜直接输送到温差驱动系统的低温端，所以可通过导流器23将回收余热后温度较高的第一空气流a1直接输送到燃烧区3，不经过或尽量少地经过活塞腔12的下方。风扇9不但从顶部吸入第一空气流a1,而且还同时从底部吸入第二空气流a2。第二空气流a2没有发生余热回收，属于室温或相对低温气流，因此可被直接输送到活塞腔12的下方做为冷却气流使用。热的不良导体(如塑料等)制作导流器23分开了第一空气流a1和第二空气流a2，避免二者过早混合使第二空气流a2过早升温降低了温差。

当然，图2所示的上部进气口24和上部排气口2画的比较接近，容易出现刚从排气口2排出的烟气f马上又被上部进气口24吸进降低了空气含氧率的不良现象，因此上部进气口24和上部排气口2可错开位置，或使在二者直接设置隔离层，使排气和吸气的方向各不一样或正好相反。

图3所示为加热系统侧部进气有余热回收的双层系统。空气a通过风扇9被从侧部吸入并输送到燃烧区3。而燃气通过设置在第一烟气通道7中的燃料管道6d进行余热回收。由此可见，余热回收既可通过吸进的助燃空气实现，也可通过如图3所示的输进燃气实现，甚至还可如图15或图16所示的同时通过助燃空气和燃气实现。

本实施例图3中的第一燃料进口6被设置在活塞腔12的下方的原因是：燃气在气罐内气化或膨胀时需要吸收大量热量，普通气炉在燃烧时，有较大部分的燃烧热被刚刚气化或膨胀的低温燃气所中和，热效率和燃料利用率受到影响；但在本实施例中，刚气化或膨胀的低温燃气马上被输到斯特林系统的低温端(也就活塞腔12的下部)，一则可进一步降低低温端温度以提高斯特林系统的驱动力(可输送更多空气供燃烧使用和提高输送气流的压力)、二则可加强经低温端后的燃气与输入的空气混合后和加热区排出的尾气进行热交换(温差越大，余热回收效率越高)。

当然，为了控制预混气体的燃烧速度，除了控制预混气体的流速之外，还可在以图12为代表的第二进气通道8a或第三进气通道8b上的某一位置或某些位置将进气通道设置为足够细小且数量较多的毛细气流通道或“特斯拉阀”结构。在风压的推进下，预混气的流速始终要大于预混气的燃烧速度；这样预混气中的燃烧速度就可被狭小的通道所抑制，防止预混气过早燃烧或产生爆炸等事故。

尽管本实施例中各种气体的流动阻力会因层数变多而变大(进气通道和烟气通道变长、变复杂，为控制预混气的燃烧速度或将预混气通道变细变多，均增加气体流动的阻力)，但是因斯特林系统驱动风扇的速度可以很快，产生风压可以很大，气体在各大小通道内的流动并不成问题。

当然，为防止预混燃烧带来的回火、爆炸等风险，也可先将刚刚气化或膨胀的燃气通过管道(管道截面可为常规的圆形、扁平形状、异形以及带鳍片管道等可强化换热的方式)先在活塞腔12或温差发电片17的底部通过并冷却该底部，然后再如图17中的燃料管道6d所示穿过隔离层5，或，如图15或图16所示沿第一进气通道8和/或第一烟气通道7在有余热回收的情况下被输送到活塞腔12或温差发电片17的上方进行燃烧，这样就可得到不管是预混燃烧还是扩散燃烧，火焰只能是到独立的第三燃料进口6b为止，不可能回火到只有燃气没有助燃剂(或是只有助燃剂没有燃气)的管道内部去，更不可能产生爆炸。

如果燃料是液态的，那预热和/或余热回收等只需通过将液态燃料通道的表面设计成尽量多地暴露在烟气通道内的烟气中即可。而且，由于液态燃料不需考虑控制预混气的燃烧位置和速度，其设计可更为简单，安全性会更高。除了压力容器中的液态燃料在容器压力的作用下具有自流的动力之外，还可把非压力容器中出来的液态燃料的储存部位放高利用液位差获得自流的动力，甚至还可用斯特林系统产生的机械能或温差发电片产生的电能驱动液体泵获得自流的动力。

实施例3:

图4所示为本发明一种直身锅的实施例。

除了锅体1和壳体4被改为直身之外，其他结构和部件与图1中锅体1和壳体4截面为圆弧或近圆弧形的中式爆炒锅并无太大区别。

优选地，壳体4可被设置为或是在其外设置保温隔热层。

优选地，在锅体1和壳体4之间的燃烧区3和/或第一烟气通道7内还可设置鳍片，用以在支撑锅体1的同时还可控制烟气的流速和/或流向，增加传热效率和燃料利用率。

当然，为强化余热回收，还可如图5所示延长第一烟气通道7；甚至是延长的第一烟气通道7包裹住整个壳体4。

进一步地，为方便携带和收纳，直身部分的壳体4和/或鳍片等还可设置为类似相机快门那样的可旋转收缩和扩大结构。需要使用时，由多个单元片状结构组成的壳体4和/或鳍片被扭转至最大扩张状态，其内放入锅体1进行加热；在收纳或携带时，由多个单元片状结构组成的壳体4和/或鳍片被扭转至最小收缩状态，甚至可把收缩后的它们拆下放入锅体1的空腔内以减少收纳体积和更方便携带。

实施例4:

图6所示为对实施例3的改进：在第一烟气通道7的外侧加设了用以余热回收的第一进气通道8，可提高热效率和燃料使用率。

优选地，在第一烟气通道7外侧加设的第一进气通道8及其壳体4的直身部分也可如实施例3中所述的壳体4和/或鳍片那样被设置为类似相机快门的可旋转缩扩结构。

实施例5:

图7所示为对实施例4的进一步改进：本实施例不但在实施例3的烟气通道外侧加设了第二进气通道8a和第三进气通道8b，而且还在该加设的第二进气通道8a和第三进气通道8b的外侧又再加设了第三烟气通道7b，以改变图1、图4和图6中在锅体1上口附近直排到空气中去的烟气f的流向，使烟气f掉头向下排放，实现进一步的余热回收。

具体如图7所示：除了在第二烟气通道7a的外部设置有第三进气通道8b之外，还将第二烟气通道7a延长后紧贴第二进气通道8a形成向下的第三烟气通道7b。由此，烟气f中的余热除在第二烟气通道7a中被第三进气通道8b中的气流部分回收循环利用外，还被第二进气通道8a中的气流在第三烟气通道7b位置再次被回收并循环利用。

本实施例虽比实施例1看似增加了不少层数和用料，但是如果采用密度较小且导热优良的铝制材料，整体重量增加有限，不会成为明显的携行负担；而且，还可采用诸如中山市昌凯精密科技有限公司和中山市星莱仕照明有限公司(贝雷塔)等公司的工矿灯散热器那样利用连续冲压模生产并自动组装出较多个或极多个片状单元组成的圆柱或圆桶状结构，生产和组装费用通过这些已十分成熟和大量应用的自动化手段，并不会增加太多。

图7还示出了在活塞腔12的上下同时设置有燃料进口的实施例：活塞腔12上方的第二燃料进口6a负责斯特林系统启动阶段的初始供热(第二燃料进口6a内的燃气g进入后启动压电陶瓷点火器即可)，活塞腔12下方的第三燃料进口6b负责斯特林系统启动后的供气。第二燃料进口6a和第三燃料进口6b的气量可由同一按钮(阀门)控制：在斯特林系统的启动阶段，少量扭转按钮或阀门，燃气只进入活塞腔12的上方进行启动供热；启动完成后，再多一点扭转按钮或阀门，第二燃料进口6a和第三燃料进口6b同时供气，完成第三燃料进口6b排出的燃气从活塞腔12下部通过第二进气通道8a和第三进气通道8b到达活塞腔12上部这一过渡阶段；完成过渡阶段后(也就是第三燃料进口6b排出的燃气到达达活塞腔12上部并开始燃烧后)进一步扭转按钮或阀门，此时第二燃料进口6a被完全关闭，不再有燃气输入，燃气g全部通过第三燃料进口6b输入，实现对活塞腔12下部的冷却降温并供气的功能。供气量大小完全可同已非常成熟的燃气灶气门按钮一样的方式通过同一按钮或阀门进行调节。

本实施例不但实现了无明火燃烧，而且还很大程度地实现了余热回收循环使用。

实施例6:

图8所示为对实施例5的进一步改进：在密闭或相对密闭的房间、房车或帐篷内(图中以虚线框代表房间、房车或帐篷)，在第三烟气通道7b的排气出口接上排气通道16；则燃烧产生的烟气f在完成余热回收后，被排气通道16排放到房间、房车或帐篷之外。

本实施例的益处在于，不但实现了实施例5中的余热回收、无明火暴露燃烧和防风防雨，而且还实现了将烟气f全部排到房间、房车或帐篷之外，不污染房间或帐篷内的空气。

本实施例对在帐篷内使用而言优点特别明显。因为帐篷内空间一般很小且制作帐篷的纺织材料一般很容易着火，已公知的带斯特林进风装置的加热系统(燃气炉具)在帐篷内使用时，不但它们的明火容易点着帐篷或帐篷内的睡袋等物品，而且燃烧产生的烟气被直接排放到帐篷空间内，污染帐篷内的空气(因帐篷内部空间小，这种污染十分明显)；而本实施例中的带斯特林进风装置的加热系统既无明火又无帐篷内的空气污染，也不会因为在狭小空间内使用容易使人碰到烫伤，因此可直接在帐篷内使用，优点明显。可在帐篷内直接使用这点对攀登高海拔地区时避免在寒冷且风大的帐篷外进行炊煮而言特别有意义。

实施例7:

图9-13所示为本发明一种不用曲柄结构而是利用直线运动到转动的转换装置14在活塞腔12的正下部扇入空气a的实施例。

在下部直接扇入空气a的好处在于既可减少气流转弯带来的阻力，又可将原来互相垂直的活塞平面和飞轮平面改为互相平行的两个平面，可明显减少整个系统的体积，更加便于携带和收纳。

在机械设计理论和实践中已有很多中不同的转换装置14。比较简单的例子是：将直线运动的轨迹与转动的轴互相重叠或平行，由直线运动杆推动转轴周围轨迹呈周期性平稳变化的凸轮机构，即可将直线运动转换为凸轮结构的转动。

与以上实施例1-6类似地：图9所示为下部入气的中式爆炒锅，第一燃料进口6在活塞腔12的上方，可适合固体、液体和气体状态的燃料；图10第一燃料进口6在活塞腔12的下方，适合燃气，尤其适合刚刚从气罐等压力罐中气化而来的低温燃气以冷却斯特林系统的低温端；图11为设置了余热回收通道以提高热效率的下部入气中式爆炒锅；图12为进一步延长排气通道以增加余热回收循环使用率的下部入气中式爆炒锅；图13为将本实施例中产生的所有烟气排出帐篷、房车或厨房外的下部入气中式爆炒锅。

图12所示的中式爆炒锅属于全封闭燃烧，既提高热效率和无明火外露，又使得封闭的第二烟气通道7a上传到到锅体1的热量更均匀，可减少或避免因锅体1温度差太大导致的烹饪油烟。

图13所示能将所有烟气排出厨房外的中式爆炒锅对中式商用炉灶而言特别有意义：所有烟气f通过排气通道16被排出到厨房之外，厨师就既不用担心锅沿喷出的火焰或高温烟气炙烤或烫伤手臂，锅把手10也不会被锅沿的火舌和高温烟气加热到烫手，厨房内的温度也不会因大量高温烟气被排入而过高，厨师出汗污染菜品的概率就更低，而且会被厨师呼吸到的烟气污染物也被完全排出室外，对长期站在炉灶边工作的厨师健康也会更好。

当然，图13中的排气通道16后还可再接水帘、滤网、滤池甚至就是一个简单的水桶等烟气处理装置，使烟气f即便使被排到厨房之外，但还是继续获得处理，直到污染极少或消失为止。这样的装置，对减少和控制饭店或街边大排档等处产生的空气污染很有意义。

实施例8：

图14所示为本发明的温差发电驱动系统实施例。

具体而言就是利用温差发电片17产生电流，电流通过导线18接到驱动马达19，马达19带动风扇9运转。

本实施例中由“温差发电片17 马达19”代替了纯机械式的斯特林系统。温差发电片17的高温端位于燃烧区3内部或边上，被燃烧区3内的火焰和辐射所加热；低温端位于进风口或第一进气通道8内，被外界输入的空气a和/或燃气g所冷却。除此之外，其他的功能、结构或设置与斯特林系统的并无多大区别。

实施例9：

图15和图16所示为燃料管道6d进行余热回收的实施例。

其中图15所示的燃料管道6d仅设置在第一进气通道8内，不与第一烟气通道7接触；图16所示为用以余热回收的燃料管道6d仅设置在第一进气通道8内，而且和紧贴第一烟气通道7的外壁，因此也同时回收第一烟气通道7的部分余热。

本实施例仅为一个燃料管道6d用于预热回收的简单实例。实际生产中，燃料管道6d、第一烟气通道7和/或第一进气通道8只要在其内流体不泄漏和温度梯度差不紊乱的情况下，三者之间可以设计成有规律甚至无序的纵横交错，以加强热交换能力。

实施例10：

实施例9中的燃料管道6d是沿着第一烟气通道7和/或第一进气通道8从温差发电片17下部的第二燃料进口6a进入上部的第三燃料进口6b的。在有些情况下(例如为节省成本、体积或重量)，还可如本实施例中的图17所示，燃料管道6d直接穿过隔离层5从温差发电片17下部的第二燃料进口6a进入上部的第三燃料进口6b。

实施例11：

如图19所示，燃料管道6d甚至可以不用穿过隔离层5从温差发电片17下部的第二燃料进口6a进入上部的第三燃料进口6b，而是直接通过温差发电片17与壳体4之间的空隙从温差发电片17下部的第二燃料进口6a进入上部的第三燃料进口6b。这样的设置方式显然在制作成本和制作难度上会更低一点。

实施例12：

图18所示为本发明的一种使用固态燃料6e和温差发电片17的实施例。

柴火、煤炭、干草、干动物粪便(草原地区)、干海藻(海岛地区)等固态燃料6e被放置在温差发电片17做成的燃料盘6c内进行燃烧，燃烧产生的热量成为温差发电片17的高温端，燃料盘6c的周边和/或下部为温差发电片17，温差发电片17下部被第一进气通道8内的空气流不断降温，成为温差发电片17的低温端。

当然，所述燃料盘6c并不仅限于为盘状，包括筒状、球状、半球状、盒状在内的规则或不规则形状均可。所述温差发电片17也不仅限于片状，做成包括筒状、球状、半球状、盒状在内的规则或不规则形状在内的温差发电筒、温差发电球、温差发电半球、温差发电盒设置不规则的温差发电体均可。

图21所示就是一种半球形(碗形)温差发电片17。因为这种半球形(碗形)结构的受热面更大，因此高温端的温度就会越高，温差发电能力就会越强。

所述碗形温差发电片17可设计成与锅体1的锅底、风扇9、燃料罐、调味料罐、电池、其他部件和/或配件相匹配的形状。在收纳时，所述碗形温差发电片17可堆叠在锅底之下或之内，也可以是所述风扇9、燃料罐、调味料罐、电池、其他部件和/或配件被放置在所述碗形温差发电片17之内。在使用时再将它或它们取出进行安装、组合和/或连接成完整的系统。

而且，本实施例中温差发电片17产生的电流除了用以驱动马达19之外，还可用导线18引到系统之外，通过接口20(包括插头、插座和/或接线端)对外界用电器做功或充电。例如，可外接充电池、led灯、手机充电器、gps充电器等。

实施例13：

本实施例为在实施例12将温差发电片17产生的电流外接的基础上，再如图20所示设置一个电路控制器22。所述电路控制器22既可如图20所示设置在壳体4的外部，也可设置在壳体4内部的第一进气通道8内；只要确保不影响气流和导线18、电路控制器22等处于低温区不会被高温融化或破坏即可。

根据具体的功能需求，可改变和控制电路控制器22上的各接线端子的开关状态。例如：

在进行加热时，保持接线端子p1与p4接通、p2与p3接通，其他接线端子都不接通。

在需要对外界电池21进行充电时，除了以上p1与p4、p2与p3接通，接线端子p1还与p8接通、p2还与p7接通，对电池21进行充电。也就是马达19和电池21被并联连接。该连接方式反过来在启动整个加热系统时，还可反过来做启动系统使用：电池21出来的电流驱动马达19带动风扇9进风，以防止燃烧区3内的空气太少出现点火失败或燃烧不可持续等故障。

进一步地，也可在电路控制器22的控制下，由外接的市电电源(含相应变压器)或汽车点烟器电源对充电电池21和马达19同时供电，以实现加热系统边使用边充电。

进一步地，在以上电路的基础上，还可再通过接线端子p5和p6继续并联上一个或若干个接口20；在所述斯特林系统或所述温差发电系统在输出功率足够的情况下，还可将这些动力分配或传送到炉外送风装置(例如给厨师吹风)或抽风装置(例如做抽油烟机动力)。

进一步地，在配备所述控制电路控制器22后，在所述燃烧系统不工作时(也就是没有燃料燃烧时)，还可利用帕尔贴片之类的温差发电片17的可逆性，由外接电源或电池21对温差发电片17供电，实现利用温差发电片17进行加热(这也是已公知的众多陶瓷发热小家电的加热原理)。同样，还可利用所述控制电路控制器22调转温差发电片17的正负极，让这个原来用于加热的温差发电片17用来制冷，以利于制作冷饮、冷食或冷冻食材、食物等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术情况人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。