專利名稱：余熱回收高效燃?xì)庠畹闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)庠?，特別是涉及一種余熱回收高效燃?xì)庠睢?br> 背景技術(shù)：
當(dāng)前市場上所使用的商用燃?xì)庠罹?，其燃燒方式依然采用傳統(tǒng)的正壓開放式燃燒方式，燃?xì)馊紵^程中使得燃燒火焰及高溫?zé)煔庵苯油庑梗瑥亩沟萌細(xì)馊紵a(chǎn)生的熱量只有一少部分被鍋具利用，熱利用效率極低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有餐飲業(yè)灶具的平均熱效率僅為20%，熱量損失高達(dá)80%，造成了極大的能源浪費(fèi)。導(dǎo)致目前燃?xì)庠罹邿嵝实偷闹饕蛴幸韵聨c(diǎn)(I)燃料不完全燃燒熱損失大。餐飲行業(yè)灶具因受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想限制，其結(jié)構(gòu)不支持燃?xì)庠诳諝庵谐浞秩紵?，使得燃?xì)馊紵笮纬纱罅坎煌耆紵母咛細(xì)怏w直接排入周圍 環(huán)境中。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的灶具燃燒方式至少將導(dǎo)致10-15%左右的未完全燃燒的氣體燃料被釋放于周圍環(huán)境中。(2)熱量損失嚴(yán)重。傳統(tǒng)燃?xì)庠钪饕峭ㄟ^氣體燃燒所產(chǎn)生的火焰與鍋具底面接觸以對(duì)流傳熱的方式將熱量傳遞給鍋具，再由加熱的鍋具將熱量傳遞給食物。同時(shí)，燃?xì)馊紵a(chǎn)生的火焰與鍋具的接觸面較小，大部分火焰以對(duì)流傳熱及輻射換熱的方式將熱量傳遞至周圍環(huán)境中，且由于輻射傳熱量是溫度的四次方，因此使得鍋具有效利用熱量僅為燃?xì)馊紵a(chǎn)生熱量的20%左右。(3)空燒現(xiàn)象非常普遍?？諢诓惋嫹?wù)行業(yè)中也稱荒燒，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于中國菜肴烹飪工藝的特殊性，即廚師在出菜、刷鍋時(shí)爐灶不能關(guān)火(使用長明火或者留火種)，即使無工作狀態(tài)，爐灶一直在燃燒，而這種現(xiàn)象將將造成10-15%左右的燃料被白白浪費(fèi)。(4)環(huán)境污染嚴(yán)重。傳統(tǒng)灶具產(chǎn)生的環(huán)境污染包括兩個(gè)方面一是由于未完全燃燒的燃?xì)忉尫排c周圍環(huán)境中將照成大氣污染；二是由于傳統(tǒng)灶具燃燒時(shí)使用鼓風(fēng)機(jī)來為燃?xì)馊紵峁┐罅垦鯕?，因而造成較為嚴(yán)重的噪聲污染。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可有效提高爐灶的熱效率、降低污染物排放的余熱回收高效燃?xì)庠?。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的余熱回收高效燃?xì)庠?，包括灶體、鼓風(fēng)機(jī)和燃?xì)夤?，在所述的灶體上設(shè)有與所述的燃?xì)夤芘浜瞎┛諝獾臒峥諝夤埽谒龅脑铙w的爐膛內(nèi)設(shè)有罩住所述的燃?xì)夤芎退龅臒峥諝夤艿亩嗫滋沾山橘|(zhì)形成燃燒室，所述的多孔陶瓷介質(zhì)的側(cè)壁與所述的灶體的爐膛側(cè)壁之間形成有煙氣回收通道，鍋具放置在爐膛口時(shí)能密封住爐膛口，在所述的灶體內(nèi)設(shè)有換熱管，所述的鼓風(fēng)機(jī)與所述的換熱管的空氣入口連接，所述的換熱管的空氣出口與所述的熱空氣管連接，所述的熱空氣管上設(shè)有熱空氣調(diào)節(jié)閥，所述的換熱管的煙氣入口與所述的煙氣回收通道連接，所述的換熱管的煙氣出口連接有煙園，所述的煙 上設(shè)有煙氣調(diào)節(jié)閥。所述的煙囪的高度能使將燃燒室內(nèi)的負(fù)壓控制在3 5mm水柱。所述的燃?xì)夤芘c 所述的熱空氣管同軸設(shè)置，所述的熱空氣管的空氣出口為設(shè)在所述的熱空氣管上的軸向空氣出口，所述的燃?xì)夤艿娜細(xì)獬隹跒樵O(shè)在所述的燃?xì)夤苌系膹较蛉細(xì)獬隹?。采用上述技術(shù)方案的余熱回收高效燃?xì)庠?，常溫空氣?jīng)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入換熱器，在換熱器中與熱煙氣進(jìn)行換熱后變成熱空氣，然后熱空氣由爐灶底部均勻地進(jìn)入燃燒室內(nèi)，并與燃?xì)鈾M向充分混合。混合后的氣體著火燃燒并進(jìn)入其上部的多孔陶瓷介質(zhì)，并在多孔陶瓷介質(zhì)中邊流動(dòng)、邊燃燒、邊加熱多孔陶瓷介質(zhì)。被加熱的高溫多孔陶瓷介質(zhì)與離開多孔陶瓷介質(zhì)的高溫?zé)煔馔瑫r(shí)與鍋具的鍋底同時(shí)發(fā)生強(qiáng)輻射與對(duì)流換熱。發(fā)生熱交換后的煙氣在煙囪自撥力的作用下進(jìn)入換熱器，將煙氣熱量傳遞給燃燒用的空氣，而空氣被加熱后進(jìn)入燃燒室與燃?xì)饣旌隙紵?。顯然，這種結(jié)構(gòu)的燃?xì)庠钆c傳統(tǒng)的燃?xì)庠钕啾?，可極大地的提高燃燒效率與熱利用效率。本實(shí)用新型在燃?xì)庠钪性鲈O(shè)了換熱器，其主要作用是利用燃?xì)馊紵欧诺臒釤煔馀c進(jìn)入爐灶的常溫空氣進(jìn)行熱交換，一方面降低了煙氣的排煙溫度，另一方面又提高了熱空氣的溫度，在提高熱利用率的同時(shí)，還可有效提高燃料的燃燒效率。空氣/燃?xì)飧咝M向混合燃燒技術(shù)，提高了燃?xì)獾娜紵省１緦?shí)用新型在燃?xì)馊細(xì)夤艹隹谏喜坎捎枚嗫滋沾山橘|(zhì)，具有燃燒效率高、污染物排放低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，兼有燃?xì)夤荏w積小、結(jié)構(gòu)緊湊、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、燃燒穩(wěn)定及低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，能廣泛地應(yīng)用于商用爐灶、家用采暖系統(tǒng)、動(dòng)力設(shè)備、汽車預(yù)熱系統(tǒng)和各種各樣的民用和工業(yè)生產(chǎn)過程中。傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)是以自由火焰為特征的，其燃燒不可避免地會(huì)有溫度分布不均、燃燒區(qū)域狹小、污染物排放嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而這全歸因于氣體的導(dǎo)熱性能和輻射性能較差。相對(duì)于自由火焰為特征的預(yù)混燃燒方式來說，多孔陶瓷介質(zhì)中的預(yù)混燃燒方式是一項(xiàng)燃燒途徑完全不同的燃燒技術(shù)，是一種新穎、獨(dú)特的燃燒方式，它使氣體混合物在一種耐高溫與導(dǎo)熱性能好的多孔陶瓷介質(zhì)里組織燃燒。空氣與燃?xì)獾幕旌蠚怏w首先進(jìn)入預(yù)熱，然后再進(jìn)入燃燒室充分燃燒。在燃燒的過程中，區(qū)別于傳統(tǒng)爐灶的對(duì)流傳熱，增加了多孔陶瓷介質(zhì)的燃?xì)鉅t灶的主要傳熱方式為輻射傳熱。綜上所述，本實(shí)用新型是一種可有效提高爐灶的熱效率、降低污染物排放、改善廚師的工作環(huán)境的余熱回收高效燃?xì)庠睢?br>
圖I是余熱回收高效燃?xì)庠罱Y(jié)構(gòu)圖。圖2是空氣/燃?xì)飧咝M向混合燃燒示意圖。圖3是沿圖2中C-C線剖示圖。圖4是多孔陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是多孔陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0021]參見圖I、圖2、圖3、圖4和圖5，灶體5的底部設(shè)有底部支撐鋼柱13，灶體5上設(shè)有爐膛，爐膛從內(nèi)向外依次設(shè)有耐火層17、隔熱層16、保溫層15，爐膛內(nèi)設(shè)有燃?xì)夤?，在灶體5上設(shè)有與燃?xì)夤?配合供空氣的熱空氣管9，燃?xì)夤?與熱空氣管9同軸設(shè)置，熱空氣管9的空氣出口為設(shè)在熱空氣管9上的軸向空氣出口 8，燃?xì)夤?的燃?xì)獬隹跒樵O(shè)在燃?xì)夤?上的徑向燃?xì)獬隹?71，燃?xì)夤?上設(shè)有燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥11和流量計(jì)12，在灶體5的爐膛內(nèi)設(shè)有罩住燃?xì)夤?和熱空氣管9的多孔陶瓷介質(zhì)6形成燃燒室，多孔陶瓷介質(zhì)6的側(cè)壁與灶體5的爐膛側(cè)壁之間形成有煙氣回收通道18，鍋具19放置在爐膛口時(shí)能密封住爐膛口，在灶體5內(nèi)設(shè)有換熱管4，鼓風(fēng)機(jī)I與換熱管4的空氣入口連接，換熱管4的空氣出口與熱空氣管9連接，熱空氣管9上設(shè)有熱空氣調(diào)節(jié)閥10，熱空氣管9包裹有熱空氣管保溫層14，換熱管4的煙氣入口與煙氣回收通道18連接，換熱管4的煙氣出口連接有煙囪3，煙囪3上設(shè)有煙氣調(diào)節(jié)閥2，煙囪3的高度能使將燃燒室內(nèi)的負(fù)壓控制在3 5mm水柱。參見圖I、圖2、圖3、圖4和圖5，根據(jù)傳統(tǒng)商用燃?xì)庠畹耐庑?，設(shè)計(jì)出一種具有余熱回收功能的高效率商用燃?xì)鉅t灶，常溫空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入換熱器，在換熱器中與熱煙氣進(jìn)行換熱后變成熱空氣，然后熱空氣由爐灶底部均勻地進(jìn)入燃燒室內(nèi)，并與燃?xì)鈾M向充分 混合?；旌虾蟮臍怏w著火燃燒并進(jìn)入其上部的多孔陶瓷介質(zhì),并在多孔陶瓷介質(zhì)中邊流動(dòng)、邊燃燒、邊加熱多孔陶瓷介質(zhì)。被加熱的高溫多孔陶瓷介質(zhì)與離開多孔陶瓷介質(zhì)的高溫?zé)煔馔瑫r(shí)與鍋具的鍋底同時(shí)發(fā)生強(qiáng)輻射與對(duì)流換熱。發(fā)生熱交換后的煙氣在煙囪自撥力的作用下進(jìn)入換熱器，將煙氣熱量傳遞給燃燒用的空氣，而空氣被加熱后進(jìn)入燃燒室與燃?xì)饣旌隙紵Ｓ捎跓焽璧墓軆?nèi)煙氣溫度高于高空中的常溫空氣而存在壓力差，這種因壓差而產(chǎn)生的自拔力將會(huì)引導(dǎo)完成熱交換后的煙氣順利排出。顯然，這種結(jié)構(gòu)的燃?xì)庠钆c傳統(tǒng)的燃?xì)庠钕啾?，可極大地的提高燃燒效率與熱利用效率。本實(shí)用新型的核心技術(shù)為負(fù)壓封閉燃燒技術(shù)、煙氣余熱回收技術(shù)、空氣/燃?xì)飧咝M向混合燃燒技術(shù)和多孔介質(zhì)燃燒等技術(shù)。I、負(fù)壓封閉燃燒技術(shù)煙囪3的自拔力使整個(gè)爐灶內(nèi)部處于微負(fù)壓燃燒狀態(tài)，而煙囪自拔力形成的原因有以下幾點(diǎn)(I)高空中空氣密度小,大氣壓本身就比地表大氣壓低；(2)高空中風(fēng)大，空氣流速非?？?，在煙囪頂口會(huì)形成一個(gè)很大的負(fù)壓區(qū)形成抽力；(3)煙囪內(nèi)煙氣溫度高，與煙囪外空氣密度相比密度小，在煙氣上升過程中對(duì)外界形成負(fù)壓抽力。爐灶內(nèi)部處于微負(fù)壓狀態(tài)，氣體在微負(fù)壓工況下燃燒與換熱，有效防止了燃燒高溫火焰與煙氣的外漏，使得燃燒后產(chǎn)生的煙氣能夠順利進(jìn)行熱交換。根據(jù)煙囪這一特點(diǎn)，燃?xì)鉅t灶設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)煙囪3的高度，使之將燃燒室內(nèi)的負(fù)壓控制在3 5mm水柱。2、煙氣余熱回收技術(shù)燃?xì)鉅t灶熱效率的提高主要包含兩方面燃燒效率和換熱效率。燃燒效率主要由燃?xì)夤芗叭紵^程決定，商用爐灶中所用的天然氣的燃燒效率已經(jīng)很高，再進(jìn)一步提高有一定困難。因此，提高換熱效率就是提高燃?xì)鉅t灶熱效率的基本方法。本實(shí)用新型在燃?xì)庠钪性鲈O(shè)了余熱回收換熱單元一換熱管4，即熱管(或管殼)換熱器，其主要作用是利用燃?xì)馊紵欧诺臒釤煔馀c進(jìn)入爐灶的常溫空氣進(jìn)行熱交換，一方面降低了煙氣的排煙溫度，另一方面又提高了熱空氣的溫度，在提高熱利用率的同時(shí)，還可有效提高燃料的燃燒效率。3、空氣/燃?xì)飧咝M向混合燃燒技術(shù)為了提高燃?xì)獾娜紵?，本?shí)用新型設(shè)計(jì)了空氣與燃?xì)獾臋M向預(yù)混結(jié)構(gòu)，即空氣/燃?xì)飧咝M向混合燃燒技術(shù)，工作原理如圖2和圖3所示，燃?xì)夤?與熱空氣管9同軸設(shè)置，熱空氣管9的空氣出口為設(shè)在熱空氣管9上的軸向空氣出口 8，燃?xì)夤?的燃?xì)獬隹跒樵O(shè)在燃?xì)夤?上的徑向燃?xì)獬隹?71，熱空氣沿著熱空氣管9從爐灶底部進(jìn)入爐灶內(nèi)，并從燃?xì)夤?底部的軸向空氣出口 8均勻地軸向排出，燃?xì)夤?的燃?xì)饨?jīng)徑向燃?xì)獬隹?71均勻·地橫向排出，在足夠的預(yù)混空間里熱空氣與燃?xì)膺M(jìn)行橫向混合燃燒從而提高燃燒效率。4、多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)本實(shí)用新型在燃?xì)夤艹隹谏喜坎捎眯路f獨(dú)特的多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)，該技術(shù)具有燃燒效率高、污染物排放低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，兼有燃?xì)夤荏w積小、結(jié)構(gòu)緊湊、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、燃燒穩(wěn)定及低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，能廣泛地應(yīng)用于商用爐灶、家用采暖系統(tǒng)、動(dòng)力設(shè)備、汽車預(yù)熱系統(tǒng)和各種各樣的民用和工業(yè)生產(chǎn)過程中。傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)是以自由火焰為特征的，其燃燒不可避免地會(huì)有溫度分布不均、燃燒區(qū)域狹小、污染物排放嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而這全歸因于氣體的導(dǎo)熱性能和輻射性能較差。相對(duì)于自由火焰為特征的預(yù)混燃燒方式來說，多孔介質(zhì)中的預(yù)混燃燒方式是一項(xiàng)燃燒途徑完全不同的燃燒技術(shù)，是一種新穎、獨(dú)特的燃燒方式，它使氣體混合物在一種耐高溫與導(dǎo)熱性能好的特殊多孔介質(zhì)材料里組織燃燒。本實(shí)用新型采用的多孔陶瓷介質(zhì)6結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，圖中，多孔陶瓷介質(zhì)6設(shè)有預(yù)熱區(qū)62和燃燒區(qū)61，空氣與燃?xì)獾幕旌蠚怏w首先進(jìn)入預(yù)熱區(qū)62預(yù)熱，然后再進(jìn)入燃燒區(qū)61充分燃燒。在燃燒的過程中，區(qū)別于傳統(tǒng)爐灶的對(duì)流傳熱，增加了多孔陶瓷介質(zhì)6的燃?xì)鉅t灶的主要傳熱方式為輻射傳熱。與傳統(tǒng)的燃?xì)庠钕啾?，本?shí)用新型提出的燃?xì)庠羁晒?jié)能30%以上，燃燒噪音低，灶具經(jīng)久耐用，價(jià)格相對(duì)低廉，工藝結(jié)構(gòu)簡單可靠。本實(shí)用新型的提出對(duì)于缺煤、無油無氣的地區(qū)具有十分重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保意義，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)餐飲行業(yè)的節(jié)能減排具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。綜上所述，本實(shí)用新型在小型燃?xì)庠罹呱暇C合應(yīng)用負(fù)壓封閉燃燒技術(shù)、煙氣余熱熱管回收技術(shù)、空氣/燃?xì)飧咝M向混合燃燒技術(shù)和多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)，并將這四項(xiàng)技術(shù)有機(jī)集成，與目前采用燃?xì)庠罹卟捎玫膫鹘y(tǒng)燃燒技術(shù)相比，具有無可比擬的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，是商用燃?xì)庠罹咝袠I(yè)的重要技術(shù)革新，對(duì)我國商用燃?xì)庠罹哳I(lǐng)域的節(jié)能減排具有重要的現(xiàn)實(shí)與經(jīng)濟(jì)意義，其應(yīng)前景十分廣闊。
權(quán)利要求1.一種余熱回收高效燃?xì)庠?，包括灶體(5)、鼓風(fēng)機(jī)(I)和燃?xì)夤?7)，其特征是在所述的灶體(5)上設(shè)有與所述的燃?xì)夤?7)配合供空氣的熱空氣管(9)，在所述的灶體(5)的爐膛內(nèi)設(shè)有罩住所述的燃?xì)夤?7)和所述的熱空氣管(9)的多孔陶瓷介質(zhì)(6)形成燃燒室，所述的多孔陶瓷介質(zhì)出)的側(cè)壁與所述的灶體(5)的爐膛側(cè)壁之間形成有煙氣回收通道(18)，鍋具放置在爐膛口時(shí)能密封住爐膛口，在所述的灶體(5)內(nèi)設(shè)有換熱管(4)，所述的鼓風(fēng)機(jī)(I)與所述的換熱管(4)的空氣入口連接，所述的換熱管(4)的空氣出口與所述的熱空氣管(9)連接，所述的換熱管(4)的煙氣入口與所述的煙氣回收通道(18)連接，所述的換熱管(4)的煙氣出口連接有煙囪(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的余熱回收高效燃?xì)庠?，其特征是所述的?(3)的高度能使將燃燒室內(nèi)的負(fù)壓控制在3 5_水柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的余熱回收高效燃?xì)庠睿涮卣魇撬龅娜細(xì)夤?7)與所述的熱空氣管(9)同軸設(shè)置，所述的熱空氣管(9)的空氣出口為設(shè)在所述的熱空氣管(9)上的軸向空氣出口(8)，所述的燃?xì)夤?7)的燃?xì)獬隹跒樵O(shè)在所述的燃?xì)夤?7)上的徑向燃?xì)獬隹?71)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的余熱回收高效燃?xì)庠睿涮卣魇撬龅臒?(3)上設(shè)有煙氣調(diào)節(jié)閥(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的余熱回收高效燃?xì)庠?，其特征是所述的熱空氣?9)上設(shè)有熱空氣調(diào)節(jié)閥(10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種余熱回收高效燃?xì)庠睿谠铙w(5)上設(shè)有與燃?xì)夤?7)配合供空氣的熱空氣管(9)，在所述的灶體(5)的爐膛內(nèi)設(shè)有罩住所述的燃?xì)夤?7)和所述的熱空氣管(9)的多孔陶瓷介質(zhì)(6)形成燃燒室，所述的多孔陶瓷介質(zhì)(6)的側(cè)壁與所述的灶體(5)的爐膛側(cè)壁之間形成有煙氣回收通道(18)，鍋具放置在爐膛口時(shí)能密封住爐膛口，在所述的灶體(5)內(nèi)設(shè)有換熱管(4)，所述的鼓風(fēng)機(jī)(1)與所述的換熱管(4)的空氣入口連接，所述的換熱管(4)的空氣出口與所述的熱空氣管(9)連接，所述的換熱管(4)的煙氣入口與所述的煙氣回收通道(18)連接，所述的換熱管(4)的煙氣出口連接有煙囪(3)。本實(shí)用新型是一種可有效提高爐灶的熱效率、降低污染物排放、改善廚師的工作環(huán)境的余熱回收高效燃?xì)庠睢?br> 文檔編號(hào)F24C3/04GK202757154SQ201220399628
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者童斐, 陳冬林 申請(qǐng)人:湖南漢龍節(jié)能科技有限公司, 長沙理工大學(xué)