专利名称：高效节能环保炉灶的制作方法
技术领域：
本发明涉及灶具，用于各类燃气灶、燃油灶以及各种加热过程中有烟气产生的加热设备，均可使用该装置来提升加热效率。
背景技术：
目前市场上出售的燃气灶的燃烧方式一般都是开放式燃烧，即炉盘外露，燃烧时火焰与周围空气直接接触，没有围挡结构和热回收装置；对烟气也是采用直接排放的方式， 没有经过任何处理，既污染环境，又对使用人员的健康造成影响。普通燃气灶的火苗散乱无力，对炊具底部几乎没有什么作用力，基本上是擦边而过，热利用率极低，火顺着炊具底部分四处乱窜，沿着炊具边沿逸出的火苗带走大量热量， 导致热损失非常严重；由于它的设计缺陷，燃烧区内部的燃料不能很好的与空气接触，导致燃料的燃烧不完全，由此也会产生的一氧化碳等有害成分。所以，普通灶具使用起来效率低并且能源浪费和环境污染比较严重。上述燃烧方式最突出的缺点是热损失大，究其原因一是由于是开放式燃烧，火焰的辐射只有一部分被锅底吸收，其余都辐射到环境中。二是除了辐射，火焰和烟气以对流换热的形式把热量传给锅，但烟气离开锅的温度还很高，一般为250°C左右，这部分热量被白白浪费。目前常用的炊具是由普通金属制成，无任何隔热保温结构，这样炊具在受热过程中吸收的热量除部分用来加热饭菜外，其余部分则通过炊具外壁散到空气中，通过这种方式浪费的热量也是很大的，有人曾用一只1000W的热得快加热一瓶水用了 12min，然后用同样功率的电炉加热同样体积的水，结果水烧开用了 20min，比前者多耗电67%。之所以如此，原因在于前者加热是在一个封闭的保温空间进行的，热损失很小，而后者部分热量没有得到回收就散失到环境中了。可见回收热量可以节省很多能源。另外，据国家环境保护部门多次组织的环境监测结果表明，我国不少城市冬季大气中的悬浮物、硫氧化物和氮氧化物等主要污染物的污染程度普遍超过国家规定的标准， 污染源就是煤炉、液化气等。在这种情况下，一旦发生气象逆转等意外变化，受害深重的将是年老体衰和患有各种慢性病的老年人群。冠心病患者可诱发心绞痛、心肌梗塞或猝死；支气管炎患者可诱发哮喘、肺心病、心衰等。因此，对于烟气进行催化净化处理有利于提高居民的生活质量，势在必行。此外，大功率燃气灶和燃油灶利用鼓风机将大量空气送入燃烧区，改善了燃烧区内部燃料燃烧不完全的现象，温度有所升高，减少了燃料的浪费，风力吹击火苗加速了火对锅底的热传递，效率有所提升，但是鼓风机产生的风多而且散，大量散风进入燃烧区继而又带走大量热量，导致大量热量被白白地吹走。这样并没有达到节能的目的，反而更加浪费燃料。也有增效节能灶是在普通的燃气灶上增加一些增效节能装置，它独特的设计让少量具有强烈冲击力的空气主动进入燃烧区内部，空气中含有大量氧气，它的进入使燃烧区内部的火焰燃烧更充分，改善了普通灶具燃烧不完全的现象，降低了一氧化碳的排放，改善厨房的空气质量；它所产生的火焰温度高且集中有力，火焰直接作用于锅底，不再是擦边而过，并且可以明显的看到火焰对锅底有极强的冲击力，它的冲击力使火对锅底的热传递得到极大的提升，加热速度更快；并且在燃烧区的外围有一道气体屏蔽，这道无形的气体屏蔽将大量热量保留在燃烧区内，防止热量的流失，使燃烧区内的温度更高，热能得到更好的利用。也有厂家从煤气和空气的混合着手提高燃烧率来进行节能，所有这一切都为我国的节能降耗做出贡献。为进一步提高能量利用率，通过大量实验开发了一种高效节能环保炉灶，能耗有更进一步的降低，污染物排放也大幅降低，顺应了节能减排的政策倾向，若能得到推广，于国于民均是大有益处的。
发明内容
为了克服已有灶具的热效率较低、热利用率较低、环保性能较差的不足，本发明提供一种热效率较高、热利用率高、环保性能良好的高效节能环保灶。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种高效节能环保炉灶，包括炉底和炉壁，所述炉壁内安装燃烧室，所述炉底设有燃气通道，所述燃气通道与燃气喷嘴连通，所述燃气通道与大气连通，所述炉壁侧壁与烟气通道连通，所述燃烧室采用催化蜂窝燃烧头，所述催化蜂窝燃烧头的蜂窝体内涂有燃烧催化剂层，所述蜂窝燃烧头的表面涂有远红外涂层。进一步，所述燃烧催化剂层为含Pd、Pt、I h或Au贵金属燃烧催化剂，或钙钛矿型稀土氧化物燃烧催化剂，或六铝酸盐系列燃烧催化剂。再进一步，炊具底部、炉壁和炉底形成封闭的空腔。更进一步，所述炉灶还包括换热器，所述换热器的一次进口与所述烟气通道连通，所述换热器的一次出口与烟 连通，所述换热器的二次进口与空气连通，所述换热器的二次出口与所述燃气通道连通。离开灶体的烟气已经通换热器与进入灶体的空气进行了热交换，使助燃空气提温度升高，并且该空气进入燃烧室与煤气混合之后燃烧，由于是热空气进一步提高了煤气燃烧温度，并提高了单位热值。所述换热器的一次出口与余热回收装置连接。经热交换器吸收后的烟气还可用来加热冷水，进一步回收余热，实现炉灶高效节能。所述燃烧室的底部铺设远红外蓄热辐射板。炊具与灶体之间接触无空隙或间隙非常少，这样从炊具底部逸出的烟气非常少，热损失相应比较少。烟气到达炊具底部之后，转向进入多孔蓄热辐射板。所述远红外蓄热辐射板由多块辐射单元拼接而成。该多孔蓄热辐射板可以整体成型，也可分块制备之后组合而成，可以是平面，也可以是曲面，根据所需加热器皿形状来定制。所述烟气通道的出口设有烟气催化净化蜂窝陶瓷，蜂窝陶瓷内涂净化催化剂层， 所述净化催化剂为Pd、Pt、1 或Au贵金属净化催化剂、钙钛矿型稀土氧化物净化催化剂或介孔沸石分子筛型净化催化剂。所述换热器的二次进口与鼓风机或气泵连接。进入燃烧室的助燃空气可以由煤气射流产生的引力吸入，也可以用鼓风机或气泵强制进气。燃烧所需的空气也可不通过支撑体进入，直接通过管道接入燃烧室，空气可以由煤气射流产生的引力吸入，也可以用鼓风机或气泵强制进气。本发明的技术构思为在已有研究基础上进行了热传导和烟气综合利用研究，针对普通炉灶烟气直接排走的缺点进行了改进，利用热交换器来回收余热，加热与燃气或燃油反应的冷空气，减少热量损失，用于提高火焰温度和实现完全燃烧；采用多孔蓄热辐射板，该采用采用耐高温材料制备，能长时间经受1200 160(TC火焰辐射和烟气冲刷，燃料燃烧产生的烟气经过多孔蓄热辐射板孔洞，烟气带有的热量部分被多孔蓄热辐射板吸收， 陶瓷板受热后温度升到，同时把热量辐射到被加热器皿，被加热器皿所吸收辐射热可占到总能量的20 40%，甚至更高，到一定时间后处于平衡状态，一边吸收烟气热量，一边把能量辐射给被加热器皿；经过多孔蓄热辐射板的烟气可进入埋在多孔蓄热辐射板底部的换热器或外接换热器，把能量传输给助燃空气，然后烟气进入炉圈热交换器，把烟气中的能量交换到炉圈中的冷空气，预热进入炉灶中的助燃空气，最后烟气从炉圈中的出气口排出，这是气温已非常低了，远低于普通灶体250°C左右的烟气温度。若烟气进入外部换热器，则可直接排掉，也可再送入炉圈排出。本发明的有益效果主要表现在热效率较高、热利用率高、环保性能良好。
图1是高效节能环保炉灶的结构示意图。图2是图1的俯视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1和图2，一种高效节能环保炉灶，包括炉底和炉壁，所述炉壁内安装燃烧室，所述炉底设有燃气通道，所述燃气通道与燃气喷嘴9连通，所述燃气通道与大气连通， 所述炉壁侧壁与烟气通道连通，所述燃烧室采用催化蜂窝燃烧头2，所述催化蜂窝燃烧头 2的蜂窝体内涂有燃烧催化剂层，所述蜂窝燃烧头的表面涂有远红外涂层。所述燃烧催化剂层为含Pd、Pt、Rh或Au贵金属燃烧催化剂，或钙钛矿型稀土氧化物燃烧催化剂，或六铝酸盐系列燃烧催化剂。炊具底部、炉壁和炉底形成封闭的空腔。所述炉灶还包括换热器6，所述换热器6的一次进口与所述烟气通道连通，所述换热器的一次出口与烟囱连通，所述换热器的二次进口与空气连通，所述换热器的二次出口通过空气通道7与所述燃气通道连通。离开灶体的烟气已经通换热器与进入灶体的空气进行了热交换，使助燃空气提温度升高，并且该空气进入燃烧室与煤气混合之后燃烧，由于是热空气进一步提高了煤气燃烧温度，并提高了单位热值。所述换热器6的一次出口与余热回收装置12连接，所述余热再利用回收装置12 上安装盛水装置13，余热再利用回收装置设有烟气出口 12。经热交换器吸收后的烟气还可用来加热冷水，进一步回收余热，实现炉灶高效节能。所述燃烧室2的底部铺设远红外蓄热辐射板1。炊具与灶体之间接触无空隙或间隙非常少，这样从炊具底部逸出的烟气非常少，热损失相应比较少。烟气到达炊具底部之后，转向进入多孔蓄热辐射板。所述远红外蓄热辐射板1由多块辐射单元拼接而成。该多孔蓄热辐射板可以整体成型，也可分块制备之后组合而成，可以是平面，也可以是曲面，根据所需加热器皿形状来定制。所述烟气通道的出口设有烟气催化净化蜂窝陶瓷10，蜂窝陶瓷内涂净化催化剂层，所述净化催化剂为Pd、Pt、1 或Au贵金属净化催化剂、钙钛矿型稀土氧化物净化催化剂或介孔沸石分子筛型净化催化剂。所述换热器6的二次进口与鼓风机5或气泵连接。进入燃烧室的助燃空气可以由煤气射流产生的引力吸入，也可以用鼓风机或气泵强制进气。燃烧所需的空气也可不通过支撑体进入，直接通过管道接入燃烧室，空气可以由煤气射流产生的引力吸入，也可以用鼓风机或气泵强制进气。炉壁上部设有通气孔3，炉壁下侧设有烟气进口 4，所述烟气进口 4与烟气通道连通，所述空气通道7内设有调气阀8。本实施例中，针对普通炉灶烟气直接排走的缺点进行了改进，利用热交换器来回收余热，加热与燃气或燃油反应的冷空气，减少热量损失，用于提高火焰温度和实现完全燃烧；采用多孔蓄热辐射板，该采用采用耐高温材料制备，能长时间经受1200 160(TC火焰辐射和烟气冲刷，燃料燃烧产生的烟气经过多孔蓄热辐射板孔洞，烟气带有的热量部分被多孔蓄热辐射板吸收，陶瓷板受热后温度升到，同时把热量辐射到被加热器皿，被加热器皿所吸收辐射热可占到总能量的20 40%，甚至更高，到一定时间后处于平衡状态，一边吸收烟气热量，一边把能量辐射给被加热器皿；经过多孔蓄热辐射板的烟气可进入埋在多孔蓄热辐射板底部的换热器或外接换热器，把能量传输给助燃空气，然后烟气进入炉圈热交换器，把烟气中的能量交换到炉圈中的冷空气，预热进入炉灶中的助燃空气，最后烟气从炉圈中的出气口排出，这是气温已非常低了，远低于普通灶体250 0C左右的烟气温度。若烟气进入外部换热器，则可直接排掉，也可再送入炉圈排出。实例1 高效节能环保炉灶，包括燃烧室，炉底和炉壁。炉外设有换热器。采用蜂窝陶瓷燃烧头，表面涂有远红外涂层和Pd催化剂。炉壁上有烟气出口，炉外设有换热器。实例2 与实例1的区别是蜂窝陶瓷燃烧头，表面涂有远红外涂层和Au催化剂。炉底燃烧头附近铺设有远红外蓄热辐射板。实例3 与实例2的区别是蜂窝陶瓷燃烧头，表面涂有远红外涂层和钙钛矿型稀土氧化物净化催化剂。换热器烟气出口换热器烟气出口处涂有Pd催化剂烟气催化净化蜂窝陶瓷。实例4 与实例3的区别是蜂窝陶瓷燃烧头，表面涂有远红外涂层和六铝酸盐系列燃烧催化剂。换热器烟气出口换热器烟气出口处涂有介孔沸石分子筛型催化剂烟气催化净化蜂窝陶瓷。烟气经过换热器后用于加热冷水。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.一种高效节能环保炉灶，包括炉底和炉壁，所述炉壁内安装燃烧室，所述炉底设有燃气通道，所述燃气通道与燃气喷嘴连通，所述燃气通道与大气连通，所述炉壁侧壁与烟气通道连通，其特征在于所述燃烧室采用催化蜂窝燃烧头，所述催化蜂窝燃烧头的蜂窝体内涂有燃烧催化剂层，所述蜂窝燃烧头的表面涂有远红外涂层。
2.如权利要求1所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述燃烧催化剂层为含Pd、 Pt、1 或Au贵金属燃烧催化剂，或钙钛矿型稀土氧化物燃烧催化剂，或六铝酸盐系列燃烧催化剂。
3.如权利要求1或2所述的高效节能环保炉灶，其特征在于炊具底部、炉壁和炉底形成封闭的空腔。
4.如权利要求1或2所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述炉灶还包括换热器， 所述换热器的一次进口与所述烟气通道连通，所述换热器的一次出口与烟 连通，所述换热器的二次进口与空气连通，所述换热器的二次出口与所述燃气通道连通。
5.如权利要求4所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述换热器的一次出口与余热再利用回收装置连接。
6.如权利要求1或2所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述燃烧室的底部铺设远红外蓄热辐射板。
7.如权利要求6所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述远红外蓄热辐射板由多块辐射单元拼接而成。
8.如权利要求1或2所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述烟气通道的出口设有烟气催化净化蜂窝陶瓷，蜂窝陶瓷内涂净化催化剂层，所述净化催化剂为Pd、Pt、I h或Au 贵金属净化催化剂、钙钛矿型稀土氧化物净化催化剂或介孔沸石分子筛型净化催化剂。
9.如权利要求4所述的高效节能环保炉灶，其特征在于所述换热器的二次进口与鼓风机或气泵连接。
全文摘要
一种高效节能环保炉灶，包括炉底和炉壁，所述炉壁内安装燃烧室，所述炉底设有燃气通道，所述燃气通道与燃气喷嘴连通，所述燃气通道与大气连通，所述炉壁侧壁与烟气通道连通，所述燃烧室采用催化蜂窝燃烧头，所述催化蜂窝燃烧头的蜂窝体内涂有燃烧催化剂层，所述蜂窝燃烧头的表面涂有远红外涂层。本发明提供一种热效率较高、热利用率高、环保性能良好的高效节能环保灶。
文档编号F24C15/24GK102261677SQ20111013699
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者傅晓云, 卢纯福, 王家邦 申请人:浙江工业大学