38 追火族

單位：聖約翰科技大學-機械系

隊長：林士傑

隊員：潘世傑、盧宥昇、章光信、楊凱戎

團隊介紹

本團隊聖約翰科技大學機械系學生組成，為了提倡節能減碳愛地球的理念，在聖約翰科技大學羅玉林教授和溫富亮教授的指導下，共同討論出這項作品「追火族」，希望可以減緩地球暖化危機，造福更多人。

創作動機

瓦斯爐是每個家庭必備的廚房用具，想快速大量節省能源嗎？

人們的三餐溫飽，皆需要依靠炊具的搭配使用，所以瓦斯爐是一般家居生活中的必需品，隨著科技進步，目前市面上各式各樣的瓦斯爐具均強調安全、省瓦斯，包括爐頭到出火口，都有著各式各樣的改良結構因應而生。燃燒的要件不外乎主燃物及助燃物，目前瓦斯爐具所使用的能源為液態天然氣，助燃物則為空氣中的氧，如果瓦斯爐使用過程中，除了提供充足的天然氣外，還能使空氣順暢的流動，以充份提供氧氣，便可使天然氣得以完全燃燒，達到節省能源功效。

瓦斯用量因加熱熱量的需求而變，炒菜或熬湯需要的火燄熱量就大不同．火燄的溫度以火燄上層的氧化燄溫度最高，故爐架高度須讓鍋具的底部置放於火燄溫度最高的氧化燄上，避免瓦斯的浪費，但現今的瓦斯爐的鍋底與爐心距離是固定的，無法調整(如圖2所示)，造成加熱時間緩慢與較浪費能源。

為了找出鍋底與爐心的最佳燃燒距離，本小組作燒開水實驗發現火燄最佳的熱效率位置是在火燄中間部位，也就是在內焰上端的位置(如圖3所示)，鍋底低於或高於最佳的熱效率位置，熱效率越差。由於鍋體在加熱時其周圍環境不論是否有空氣流動，外圍的爐火往往會向外擴張，往往沒有與鍋底接觸，形成熱源的損失。

火燄最佳的熱效率位置

本作品在於提供一種智慧型節能瓦斯爐，可有效調整鍋底與爐心的最佳距離，集中火焰以提升燃燒效率。經過測試，一桶瓦斯大約可以省下40%的瓦斯使用量，不僅延長使用壽命且將熱效能發揮到極致，也為每個家庭或餐廳節省荷包支出，更減少意外產生的可能性。

創作過程

瓦斯爐的爐火過大造成火焰外伸

本作品主要是在瓦斯爐內部提供一種升降機座，機座上設有一機架以數導桿連結至瓦斯爐爐心，且該機架內設有一精密導螺桿，形成一連動作用，該精密導螺桿一端設有渦輪，與渦桿及減速機相互囓合，並以伺服馬達連結，再於該瓦斯爐面板上設置火燄大小指示控制器，俾可控制該伺服馬達轉動，且藉由該渦桿、渦輪組轉動精密導螺桿，使該平機架上下升降，以達到調整瓦斯爐爐心高度的功效。(如圖5-6所示)

作品介紹

現今瓦斯爐上的爐心與鍋具底部之距離是固定的，無法調整，且瓦斯爐所調整的火焰高度不同，使火焰溫度最高的氧化燄不一定直接作用於鍋底，熱源較不集中，造成加熱時間緩慢與浪費瓦斯的問題發生。節能瓦斯爐主要是在瓦斯爐內部提供一種減速升降機構，利用瓦斯爐面板之火燄控制鈕，可控制馬達自動調整爐心高度，使鍋底與爐心保持在火燄中間溫度最高的位置，以達到最大的熱效率。當火焰調大時，爐心自動下降；當火焰調小時，爐心就自動上升，如此可大量節省瓦斯的使用量，並可以達到節能的目的。若是使用弧面底鍋具時，可以切換自動與手動開關，以手動模式來調整爐心的最佳位置。

鍋底與爐心的距離