一种炉膛余热自循环利用系统的制作方法

文档序号:13736261阅读:127来源:国知局
技术领域本发明涉及节能灶具领域。

背景技术:
灶具是我们平常生活必不可少的部分,国人都喜欢采用高温(大火)烹饪食品。灶具,特别是燃气灶的热浪费一直是人们的关注焦点,厂家通常通过改变火焰的布置方式来提高热效率。但是燃气灶的热使用率普遍不能达到60%,因为热源通常置于锅底,我们主要利用热源顶部的产生的热量来烹饪食物。因此除了热源顶端产生的热量外,热源周围及底部产生的热量无法得到有效的利用,造成大量的热消散于空气中。在浪费资源的同时加剧了全球温室效应。因此如何有效利用炉灶产生的余热被大家广泛关注。目前为了提高燃料的利用率,各种设计方案层出不穷。例如,现有技术存在一种将热水箱和炉膛整合在一起的技术方案。即炉膛的内壁吸收热源散发的热能后直接给水箱里的水加热。但是,由于水箱内水量大,所以将水箱内的水加热到较高温度需要热量大,需要炉膛长时间使用。短时间零散使用炉膛则不能够起到节能的作用。再如,现有技术还存在一种在外膛体与内膛体之间设置了一个储水箱的方案,利用炉膛余热对水箱内的水进行加热,通过产生蒸汽供给其他灶具使用。但是,这种炉膛需要外部水源供给,同时将水加热沸腾形成大量蒸汽需要一个过程,短时间使用该炉膛只能将水加热,无法产生蒸汽。另一缺点是由于产生蒸汽流出后水箱内自动补充水,因此造成水箱内水温下降,此时可能无法产生连续的蒸汽,因此无法有效的利用余热持续对其它灶具进行加热。

技术实现要素:
本发明的目的是解决灶具热能不能充分利用的问题。为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种炉膛余热自循环利用系统,其特征在于:包括炉膛本体、换热装置和至少两条管道。所述炉膛本体具有一个中空且密闭的炉膛内腔。所述炉膛内腔的密闭空间具有两个出口,其一为靠近炉膛内腔顶部的蒸汽出口,其二为靠近炉膛内腔底部的进水口。所述换热装置具有一个中空且密闭的换热内腔。换热装置的换热内腔的密闭空间具有两个出口,其一为靠近换热内腔顶部的蒸汽进口,其二为靠近换热内腔底部的出水口。所述蒸汽出口与蒸汽进口通过第一管道相连。所述蒸汽出口上安装安全阀。所述进水口与出水口通过第二管道相连。所述进水口上安装单向阀,所述单向阀仅允许液体从出水口方向流入进水口。所述第二管道上还安装有一个用于抽真空和充液的可启闭阀门。所述炉膛本体与换热装置通过管道连接好后,打开所述可启闭阀门,对换热内腔和炉膛内腔抽真空,然后通过这个可启闭阀门向炉膛内腔充入蒸馏水,最后封闭所述可启闭阀门。所述蒸汽出口位于水位线之上。所述出水口位于进水口的上方。本专利的工作过程:当炉膛正常生活使用时,炉膛内的高温通过内壁传输到炉膛内腔,炉膛内腔中的液体处于真空状态,因此在较低温度下开始沸腾,并形成蒸汽,蒸汽通过蒸气出口输出,然后在极强的压力差推动下进入换热装置。蒸汽进入换热装置后,通过换热板或换热管的热交换后,重新液化形成液体。这些液体通过重力作用汇聚后通过第二管道流回到炉膛的内腔中,开始下一个循环。本装置无需外力驱动,可以自动无限循环。积极效果:本换热系统可以搜集炉膛余热,并且快速传导到换热装置,通过各种换热装置将热能传导到其他地方。本系统无需外力驱动,无需外加水源。本系统启动快,传热效果好。换热装置可以根据需求更换,灵活性高。附图说明图1炉膛立体图。图2炉膛内部结构示意图(剖视图)。图3带有螺旋式换热管的水箱。图4加热炉立体图。图5加热炉内部结构示意图(剖视图);图6为本发明的装配图。图中:炉膛本体1、蒸汽出口101、进水口102、炉膛内腔103、肋板1031、中空部104、水箱2、蒸汽进口201、水出口202、换螺旋式热管203、加热炉3、蒸汽进口301、水出口302、换热内腔303、斜面3031、内凹部304。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。实施例1:本实施例公开一种炉膛余热自循环利用系统,包括炉膛本体1、换热装置和至少两条管道。参见图1,图中所示的炉膛本体1为一个环状结构,它的中间具有一个容纳热源的安装空间,即中空部104。所述热源选自燃气火源、燃油热源、电热丝、红外加热装置等。所述炉膛本体1具有一个中空且密闭的炉膛内腔103。参见图2,这个炉膛内腔103是一个中空的环形区域(优选为一个回转体区域,其回转面为一个上下狭长、左右狭窄的几何图形)。优选地,炉膛内腔103的一侧与中空部104之间为导热的内壁,炉膛内腔103其余部分均由绝热内壁围成。优选地,炉膛内腔103中具有若干块肋板1031。这些肋板1031环绕着中空部104均匀分布,以增强围成炉膛内腔103的内壁的机械强度,使得炉膛内腔103更耐受高压。同时,这些肋板1031扩大热交换面积,加快热交换速度。所述炉膛内腔103的密闭空间具有两个出口,其一为靠近炉膛内腔103顶部的蒸汽出口101,其二为为靠近炉膛内腔103底部的进水口102。进水口102安装单向阀,只允许水从进水口102流入炉膛内腔103,不允许炉膛内腔103的水从进水口102流出。所述炉膛内腔103内填充蒸馏水,所述蒸汽出口101位于水位线之上。所述蒸汽出口101安装有安全阀,当蒸汽压力超过阈值时,安全阀被冲出排气,之后则需要恢复安全阀。并利用可启闭阀门重新抽真空后补充炉膛内腔103的蒸馏水。实施例中,蒸汽出口101和进水口102之间的高度差为H1,炉膛内腔103中的水位为2/5~4/5×H1,优选为3/5×H1。所述换热装置具有一个中空且密闭的换热内腔。换热装置的换热内腔的密闭空间具有两个出口,其一为靠近换热内腔顶部的蒸汽进口,其二为靠近换热内腔底部的出水口。所述蒸汽出口101与蒸汽进口通过第一管道相连。所述道蒸汽出口101上安装安全阀。换热装置的换热内腔与炉膛内腔103形成一个气密的空间,这个空间为真空。所述进水口102与出水口通过第二管道相连。所述进水口102上安装单向阀,所述单向阀仅允许液体从出水口方向流入进水口102。所述第二管道上还安装有一个用于抽真空和充液的可启闭阀门。这个可启闭阀门是换热内腔与炉膛内腔103形成的气密空间与外界的通道。所述炉膛本体1与换热装置通过管道连接好后,打开所述可启闭阀门,对换热内腔和炉膛内腔103抽真空,然后通过这个可启闭阀门向炉膛内腔103充入蒸馏水,最后封闭所述可启闭阀门。所述蒸汽出口101位于(充入蒸馏水的)炉膛内腔103的水位线之上。所述出水口位于进水口102的上方。实施例2一种炉膛余热自循环利用系统,其特征在于:包括炉膛本体1、水箱2和至少两条管道。其炉膛本体1的结构同实施例1。参见图3,所述水箱2内部具有一条呈螺旋状的中空换热管203。所述换热管203的上端管口对接水箱蒸汽进口201。所述换热管203的下端管口对接水箱出水口202。所述蒸汽出口101与水箱蒸汽进口201通过第一管道相连。所述蒸汽出口101上安装安全阀。所述进水口102与水箱出水口202通过第二管道相连。所述进水口102上安装单向阀,所述单向阀仅允许液体从水箱出水口202方向流入进水口102。所述第二管道上还安装有一个用于抽真空和充液的可启闭阀门。可启闭阀门的安装方式有多种,其中一种是在第二管道上连接支管,将可启闭阀门接在支管上。这个可启闭阀门是换热管203内部与炉膛内腔103形成的气密空间与外界的通道。换热管203内部与炉膛内腔103形成一个气密的空间,工作时,这个空间为真空。所述炉膛本体1与水箱2通过管道连接好后,打开所述可启闭阀门,对换热管203和炉膛内腔103抽真空,然后通过这个可启闭阀门向炉膛内腔103充入蒸馏水,最后封闭所述可启闭阀门。所述蒸汽出口101位于水位线之上。所述水箱出水口202位于进水口102的上方。作为优选,实施例中,炉膛内腔103的容积为V1,蒸馏水的体积为V3。V3=3/5×V1。实施例3本实施例公开一种炉膛余热自循环利用系统,包括炉膛本体1和加热炉3。其炉膛本体1的结构同实施例1。参见图4,加热炉3是一个环状的回转体,其中间部分具有一个内凹部304,这个内凹部304用于安放待加热的保温壶、保温锅等。参见图5,所述加热炉3具有一个中空且密闭的换热内腔303。换热内腔303与内凹部304之间是导热内壁,换热内腔303的其余部分由绝热内壁围成。加热炉3的换热内腔303的密闭空间具有两个出口,其一为靠近换热内腔顶部303的蒸汽进口301,其二为为靠近换热内腔303底部的出水口302。优选地,这个换热内腔303的底部为斜面3031,这个斜面3031向靠近出水口302的方向倾斜。即出水口302位于换热内腔303的最低处。所述蒸汽出口101与蒸汽进口301通过管道相连。所述进水口102与出水口302通过管道相连。换热内腔303内部与炉膛内腔103形成一个气密的空间,优选的,这个空间为真空。所述出水口302位于进水口102的上方。优选地所述出水口302位于蒸汽出口101的上方。作为优选,实施例中,炉膛内腔103的容积为V4,蒸馏水的体积为V6。优选地,V6等于3/5×V4。
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