专利名称：带回热功能的高效燃气灶具的制作方法
技术领域：
带回热功能的高效燃气灶具技术领域[0001]本实用新型涉及一种厨房设备，特别涉及一种带回热功能的高效燃气灶具。
背景技术：
[0002]人工取火的进步，是人类第一次自觉地、成功地利用自然力，根本地改善了人类本身的生存状态和发展条件。恩格斯说“就世界性的解放而言，人工取火的进步超过了蒸汽机”。人工取火的进步，以火为热源的炊事活动的兴起，造就了人类美妙的饮食文化和“舌尖上的中国”。[0003]饮食文化越来越复杂，越来越玄妙，但数千年来，炊事用的灶具，从汉唐的钟鼎，到如今的燃气灶，其基本功能、主体结构一直没有出现颠覆性的变化薪柴、焦炭以及如今金属烧嘴喷出的燃气等等燃料置于灶具的下方，点燃之后由高温烟气组成的火苗，在高温烟气浮力的作用下，向上窜动，通过对流和辐射加热锅底，煎、炒、爆、炖锅内的食物。[0004]几千年来的基本不变的灶具结构，使其热效率长期在50%附近徘徊，导致大量热能的散失、浪费。[0005]据国家统计局的资料，我国城乡居民平均每人每年生活消耗的能源(不含采暖)折合标准煤，由2000年123. 7公斤，上升到2009年的254. 2公斤。其中，天然气平均每人每年生活消耗量由2000年的2. 6m3上升到2009年的13. 3m3，年均增长20%，呈现出快速增长的势头。[0006]在我国城乡居民平均每人每年生活消耗能源的快速增长中，炊事用能占了很大比例。2008年，我国城乡居民除采暖用能外的居民生活总能耗30723. 7万吨标准煤，其中炊事活动总燃气消耗量折合标准煤4127万吨，占民用总能耗的13. 4% .国家发改委2004年发布《中长期节能规划》中提出，到2010年，全国燃气灶具的平均热效率达到60% 65%。 但是，国家燃气具质量检验监测中心的检测结果显示，目前我们台式燃气灶的热效率普遍在50%以下，热效率超过60%的燃气灶具的比例不超过1%。[0007]我国燃气灶具的热效率长期在50%以下，造成了 3个严重问题[0008]一是大量热能浪费。我国城乡数以亿计的燃气灶具每年浪费的热能达到千万吨标准煤以上。[0009]二是造成了严重的热污染。燃气燃烧后未被有效利用的热能，多以热辐射、热对流的形式释放在狭小的厨房空间里，造成严重的热污染。[0010]三是造成了严重的空气环境污染。燃气燃烧形成的高温烟气，直接排入厨房空气中，虽有油烟机的抽排，仍然有大量的有害烟气如二氧化碳、二氧化硫等等弥散在厨房空气中，对家庭成员特别是掌勺人员的健康造成危害。实用新型内容[0011]本实用新型的目的在于提供一种带回热功能的高效燃气灶具，以解决现有燃气灶具的热效率低和室内烟气污染严重的技术问题。[0012]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种带回热功能的高效燃气灶具，包括燃烧区、围护换热区和用于放置炊事锅具的放锅区，所述围护换热区位于所述燃烧区的外侧， 所述放锅区设置在所述燃烧区和围护换热区上方[0013]所述燃烧区内设置一灶头，所述灶头可产生高温烟气；[0014]所述围护换热区包括若干辐射错流换热器、高位烟气出风口和若干双流体通道换热器，所述若干辐射错流换热器位于所述围护换热区内侧；所述高位烟气出风口连通于所述燃烧区，所述高位烟气出风口设置在高位，位于若干辐射错流换热器的上方，所述高位烟气出风口引导高温烟气贴近炊事锅具底部，促进高温烟气与炊事锅具底部形成高温烟气的强制流动通道；[0015]所述双流体通道换热器与所述辐射错流换热器配合连接，若干双流体通道换热器位于所述围护换热区外侧，所述双流体通道换热器高于所述辐射错流换热器，所述双流体通道换热器的上缘与所述炊事锅具的底部配合；所述辐射错流换热器与所述双流体通道换热器之间设置一第一连接通道和一第二连接通道，所述双流体通道换热器包括冷流体通道和热流体通道，所述冷流体通道与被加热介质连接，并与所述第一连接通道连通，所述第一连接通道又与所述辐射错流换热器连通；所述第二连接通道与经过所述高位烟气出风口的高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气连通，所述第二连接通道又与所述热流体通道连通，所述热流体通道的出风口连通至外界大气；[0016]经过所述高位烟气出风口的高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气， 从所述第二连接通道的进口流入第二连接通道至热流体通道；冷的被加热介质从所述冷流体通道的进口流入冷流体通道中，冷流体通道中的冷的被加热介质与热流体通道中的中温烟气进行热交换，热交换后被降温的中温烟气排出灶具之外，热交换后的被加热介质从所述冷流体通道的出口流入第一连接通道至所述辐射错流换热器，并从所述辐射错流换热器的出口流出。[0017]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述热流体通道的出风口与一离心风机连接。[0018]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述离心风机的出口处还设置一测量烟气尾气温度的第一探针，所述第一探针与灶具的控制单元连接以控制离心风机的转速。[0019]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述辐射错流换热器的内侧的金属板上还设置一用于测试灶头火焰温度的第二探针，此第二探针对应于灶头上方，并与灶具的控制单元连接以控制离心风机的转速。[0020]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，每一辐射错流换热器均为圆弧型，每一辐射错流换热器均为独立的个体，若干圆弧型的辐射错流换热器紧密连接成一圆型，对应的，每一双流体通道换热器均为圆弧型，每一双流体通道换热器均为独立的个体，若干双流体通道换热器紧密连接成一圆型。[0021]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述被加热介质为冷的助燃空气，所述冷的助燃空气从所述双流体通道换热器的冷流体通道的进口进入， 所述冷空气进口设置在所述灶具的下方，所述辐射错流换热器的出口连通至所述燃烧区， 为所述灶头提供升温后的助燃空气。[0022]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述被加热介质为冷水，所述灶具还包括一水箱，所述水箱通过出水管路与所述双流体通道换热器的冷流体通道的进口连接，所述水箱通过进水管与所述辐射错流换热器的出口连接，所述进水管上还连接一循环水泵。[0023]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述离心风机的吸入口处还连接一管翅式换热器，所述管翅式换热器内的水管一端与自来水连接，另一端与水箱连接。[0024]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述辐射错流换热器包括由金属板折成的内腔，所述辐射错流换热器的金属板上设置若干第一翅片，若干第一翅片将所述内腔分成若干流体通道。[0025]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，若干第一翅片平行于所述辐射错流换热器的底部，若干第一翅片的前端为进口空腔，所述进口空腔与所述辐射错流换热器的进口连接，若干第一翅片的后端为出口空腔，所述出口空腔与所述辐射错流换热器的出口连接。[0026]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述双流体通道换热器的上缘与炊事锅具的底部紧密配合，形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。[0027]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，在所述放锅区内设置一防止所述炊事锅具内的食物落入所述围护换热区内的炊事锅支撑环，所述炊事锅具的底部紧密配合在此炊事锅支撑环上，所述炊事锅支撑环为环状，所述炊事锅支撑环的外边缘设置在所述外层围护装置上，所述炊事锅支撑环的内边缘设置在所述内层围护装置的上方。[0028]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，在所述放锅区设置一中间传热板，所述中间传热板的上表面与所述炊事锅具的外廓相匹配，所述外层围护装置的上缘与所述中间传热板的边缘密闭连接，形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。[0029]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述中间传热板的下表面设置若干用于强化烟气换热的第一翅柱。[0030]依照本实用新型较佳实施例所述的带回热功能的高效燃气灶具，所述炊事锅具的底部设置若干第二翅柱。[0031]与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果[0032]I、高温烟气的强制性组织。[0033]带回热装置的高效燃气灶具，设置强制性的烟气通道，将原来在灶头与空气混合燃烧、在灶具与锅具周围扩散到空气中的高温烟气组织起来，在规定的通道中流动，不与低温空气混和掺杂，保持烟气中热能的品质，保持烟气对炊事锅具等被加热物品有较高的传热温差和传热动力。[0034]温度、湿度、浓度、压差等等物理场，如果无组织的扩散，在空间均匀化，就是熵增， 就是走向混沌，是一件很可惜的事情，白白牺牲了能量的品质。把它们组织起来，防止扩散， 有序利用，就有了节能减排的意义。[0035]2、在中间传热板或者炊事锅具烟气侧加翅柱，强化高温烟气对中间传热板、炊事锅具的传热[0036]在炊事锅具与灶具之间设置“中间传热板”，灶具燃气燃烧首先加热中间传热板， 中间传热板再将热量传导和辐射给炊事锅。在中间传热板底部或者炊事锅具底部加翅柱， 主要是为了扩大高温烟气与中间传热板或者炊事锅具进行热交换的面积，例如，将原来中间传热板底部或者炊事锅具底部O. I Hf的传热面积扩大到O. 2 Hf，并且通过这些翅柱插入， 增加对高温烟气流动的扰动，提高高温烟气与中间传热板或者炊事锅具之间的对流传热系数，强化烟气对中间传热板或者炊事锅具的传热。[0037]3、对烟气的余热进行回收，用于加热灶头之前的进风或生产卫生热水[0038]高温烟气与炊事锅具(或者中间传热板底部的翅柱)进行热交换之后，未在周围空气中扩散之前，温度还有300°C以上，经过一个板翅式换热器，通过翅片将余热传递给另一侧的灶头之前的进风，以提高燃烧器之前助燃空气的温度；也可以经过一个板翅式或者管翅式换热器，通过翅片将余热传递给换热器内冷流体侧流动的低温自来水，用于卫生热水的生产，对烟气的余热进行回收。[0039]上述三点，每一点都很重要，组合起来就更有意义，可以实现“整体大于部分之和”，大大提高了燃气灶具的热效率。
[0040]图I为本实用新型将烟气余热交换给冷空气的部分结构示意图；[0041]图2为本实用新型辐射错流换热器的结构示意图；[0042]图3为本实用新型将烟气余热交换给冷空气的热交换示意图；[0043]图4为本实用新型一种带回热装置的高效翅柱式燃气灶具中带炊事锅支撑环的结构示意图；[0044]图5为本实用新型一种带回热装置的高效翅柱式燃气灶具中将炊事锅具放在炊事锅支撑环上的结构示意图；[0045]图构示意图；[0046][0047][0048][0049][0050][0051][0052]图图图图图图图6为本实用新型一种带回热装置的高效翅柱式燃气灶具中带中间传热板的结7A为本实用新型中间传热板的下表面结构平面图；7B为本实用新型中间传热板的下表面的侧视图；8A为本实用新型炊事锅具的立体结构平面图；9B为本实用新型炊事锅具的底部结构示意图；9为本实用新型将烟气余热交换给冷水以产生卫生热水的部分结构示意图；10为本实用新型将烟气余热交换给冷水的热交换示意图；11为本实用新型管翅式换热器的结构拆解示意图。
具体实施方式
[0053]本实用新型提供一种带回热功能的高效燃气灶具，包括燃烧区、围护换热区和用于放置炊事锅具的放锅区，围护换热区位于所述燃烧区的外侧，放锅区设置在所述燃烧区和围护换热区上方。在本实用新型中，围护换热区将燃烧区圈起来，并设置强制性的烟气通道，将原来在灶头与空气混合燃烧、在灶具与锅具周围扩散到空气中的高温烟气组织起来， 在规定的通道中流动，不与低温空气混和掺杂，保持烟气中热能的品质，保持烟气对炊事锅具等被加热物品有较高的传热温差和传热动力，提高高温烟气的热利用率。[0054]为了进一步提高高温烟气的热利用率，本实用新型还将高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气利用起来，如将中温烟气通过换热器与外界的冷助燃空气进行热交换，将冷助燃空气加热后通入灶头上，此举提高了灶头烟气的温度、放热强度和热利用率；还可将中温烟气通过换热器与水箱里的冷水进行热交换，将冷水加热后变成的卫生热水再通回水箱中以供人们使用，此举同样也大大提高了高温烟气的热利用率。[0055]以下列举几个具体实施例加以详细说明。[0056]实施例一[0057]请参考图1，一种带回热功能的高效燃气灶具，包括燃烧区、围护换热区和用于放置炊事锅具50的放锅区，在本实施例中，燃烧区和围护换热区之间通过一内腔隔板12连接，本实用新型对此内腔隔板的材料不做限制。围护换热区位于燃烧区的外侧，放锅区设置在燃烧区和围护换热区上方，为了提高高温烟气的热利用率，通过将高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气与助燃的冷空气进行热交换，将冷空气加热后而形成的热空气通至灶头10上，具体结构如下[0058]燃烧区内设置一灶头10，灶头10与一进气管11连接，通过进气管11向灶头10内提供燃气，灶头10可产生高温烟气。[0059]围护换热区内包括内层围护装置、外层围护装置和高位烟气出风口，内层围护装置设置在围护换热区的内侧；外层围护装置设置在围护换热区的外侧，外层围护装置高于内层围护装置，外层围护装置的上缘与炊事锅具50的底部配合；高位烟气出风口连通于燃烧区，并位于内层围护装置的上方，高位烟气出风口引导由灶头10产生的高温烟气贴近炊事锅具50的底部，形成高温烟气与炊事锅具50底部形成高温烟气的强制流动通道，以促进高温烟气与炊事锅具50的底部进行热交换。其中，[0060]内层围护装置包括[0061]请参考图2，至少一辐射错流换热器21，辐射错流换热器21位于围护换热区内侧， 辐射错流换热器21包括由金属板折成的内腔，辐射错流换热器21的金属板上设置若干第一翅片211,若干第一翅片211将内腔分成若干流体通道。在本实施例中,若干第一翅片211 平行于辐射错流换热器21的底部，并位于辐射错流换热器21内侧的金属板上。在本实施例中，第一翅片211的长度小于辐射错流换热器21内侧的金属板的长度，即若干辐射错流换热器21内侧的金属板的前端和后端无第一翅片211,若干第一翅片211的前端为进口空腔212，进口空腔212与辐射错流换热器21的进口(在本实施例，此进口为进气口)连接，若干第一翅片211的后端为出口空腔213，出口空腔213与辐射错流换热器21的出口(在本实施例，此出口为出气口)连接，此种设计可减少助燃空气在进入辐射错流换热器21时的阻力。本实用新型对辐射错流换热器21的个数不做限制，即内层围护装置可包括若干个辐射错流换热器21，每个辐射错流换热器21都是独立工作的，即每两个辐射错流换热器21是没有关联的。在本实施例中，每一辐射错流换热器21均为圆弧型，若干个圆弧型的辐射错流换热器21紧密连接成圆型。在本实用新型中，每个辐射错流换热器21的工作原理和结构设置是相同的，因此，在描述本实施例时，只以其中的一个辐射错流换热器21为例加以详细说明。在本实施例中，辐射错流换热器21包括一进气口和一出气口，出气口连通至灶头 10。[0062]在本实施例中，高位烟气出风口连通于燃烧区，高位烟气出风口设置在高位，位于若干辐射错流换热器21的上方，高位烟气出风口引导高温烟气贴近炊事锅具底部，促进高温烟气与炊事锅具底部形成高温烟气的强制流动通道；[0063]外层围护装置包括[0064]至少一双流体通道换热器20，双流体通道换热器20与辐射错流换热器21配合设置，即双流体通道换热器20与辐射错流换热器21的个数相等，一个双流体通道换热器20 与一个辐射错流换热器21是对应相关联工作的，双流体通道换热器20的高度大于辐射错流换热器21的高度。本实用新型对双流体通道换热器20的个数不做限制，外层围护装置可包括若干个双流体通道换热器20，每个双流体通道换热器20都是独立工作的，即每两个双流体通道换热器20之间是没有关联的。在本实施例中，每一双流体通道换热器20均为圆弧型，若干个圆弧型的双流体通道换热器20紧密连接成圆型。在本实用新型中，每个双流体通道换热器20的工作原理和结构设置是相同的，因此，在描述本实施例时，只以其中的一个双流体通道换热器20为例加以详细说明。在本实施例中，双流体通道换热器20可选择板式换热器，但本实用新型并不局限于此，优选的，此板式换热器为板翅式换热器。[0065]在本实施例中，辐射错流换热器21与双流体通道换热器20之间设置一第一连接通道222和一第二连接通道221 ;双流体通道换热器20包括冷流体通道201和热流体通道 202，冷流体通道201和热流体通道202通过一隔板203隔离，冷流体通道的进气口 2011与外界大气连通，并且，冷流体通道201与第一连接通道222连通，第一连接通道222又与辐射错流换热器21连通，辐射错流换热器的出气口 211连通至灶头10 ;第二连接通道221的进气口与中温烟气(从高位烟气出风口流出的高温烟气与炊事锅底进行热交换后变成中温烟气)连通，热流体通道202与第二连接通道221连接，热流体通道202的出气口连通至外界大气。在本实施例中，第一连接通道222和第二连接通道221连接于辐射错流换热器21 与双流体通道换热器20的底部，具体结构如下[0066]请参考图3，冷流体通道的进气口 2011与外界大气连通，冷流体通道201的出气口与第一连接通道222的进气口连通，第一连接通道222的出气口与辐射错流换热器21的进气口连接，辐射错流换热器的出气口 211连通至灶头10 ;第二连接通道221的进气口与经过高位烟气出风口的高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气连通，第二连接通道221的出风口与热流体通道202的进风口连通，热流体通道202的出风口连通至外界大气；经过高位烟气出风口的高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气，从第二连接通道221的进气口流入第二连接通道221，并从热流体通道202的进气口流入热流体通道202 ;助燃的冷空气从冷流体通道的进气口 2011流入冷流体通道201中，冷流体通道201 中的冷空气与热流体通道202中的中温烟气进行热交换，热交换后被降温的中温烟气可通过一离心风机30排出至灶具之外，热交换后的被加热的冷空气变成热空气，并从冷流体通道201的出气口流入第一连接通道222，并从第一连接通道222的出气口流入辐射错流换热器21，并从辐射错流换热器的出气口 211流出至灶头10。由于热空气在辐射错流换热器21 中流动时，可带走辐射错流换热器21上的一部分热量，起到给辐射错流换热器21降温的作用，为了增加热空气在辐射错流换热器21中的受热面积，在辐射错流换热器21的内腔设置一挡板212，挡板212的上端与内腔的上端留有间隙，其目的是使热空气在辐射错流换热器 21中向上流动，可增加热空气在辐射错流换热器21中的受热面积。[0067]在本实施例中，离心风机30可为变频调速风机或多级变速风机，并且，在离心风机30的吸入口处还设置有第一探针，此第一探针并与灶具的控制单元连接，第一探针测量从热流体通道202中流出的烟气尾气的温度，并传给控制单元，控制单元来控制离心风机 30的转速；在本实施例中，还可在辐射错流换热器21的内侧的金属板上设置第二探针，此第二探针对应于灶头上方，此第二探针用于测试灶头的火焰温度，此第二探针也与灶具的控制单元连接。在本实施例中，第一探针和第二探针为耐高温且绝缘材料制成。[0068]为避免吸入灶具上方油烟恶化换热器的换热能力，双流体通道换热器20的冷流体通道的进气口 2011设置在灶具的下方。冷空气从灶具下方低位吸入，流经双流体通道换热器20的冷流体通道201，与热流体通道202中的中温烟气进行热交换升温之后，再流入高位烟气出风口下侧的辐射错流换热器21的内腔，进一步吸热升温，并给腔辐射错流换热器的金属板冷却降温，然后再流入灶头10助燃。[0069]对于家用4kw的灶头10，选圆弧型板翅式换热器，一组4只，组合成圆形。此圆弧型板翅式换热器直径约30cm，高约15cm，肋化系数> 2，总传热面积O. 3m2，平均传热温差 70°C，回热功率1500 以上。排往户外的烟气温度应小于1501，灶具热效率70(%。[0070]在本实施例中，为了保证高温烟气对灶具周围大气的封闭，可采取如下几种措施[0071]第一，双流体通道换热器20的内侧上缘直接与炊事锅具50的底部紧密配合，以形成高温烟气对灶具周围大气的封闭；[0072]请参考图4和图5，第二，由于双流体通道换热器20和辐射错流换热器21之间通过连接通道22连接，因此，双流体通道换热器20和辐射错流换热器21之间存在间隙，此种结构，在使用炊事锅具50进行烹饪时，难免会有锅内的食物落入双流体通道换热器20和辐射错流换热器21之间的间隙中，因此，在双流体通道换热器20和辐射错流换热器21的上方设置一防止炊事锅具50内的食物落入围护换热区内的炊事锅支撑环40，炊事锅支撑环 40为环状，炊事锅支撑环40的外边缘设置在双流体通道换热器20上，炊事锅支撑环40的内边缘设置在辐射错流换热器21的上方，炊事锅具50的底部紧密配合在此炊事锅支撑环 40上，以形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。[0073]请参考图6，第三，在放锅区设置一中间传热板60，此中间传热板60的上表面与炊事锅具50的外廓相匹配，双流体通道换热器20的内侧上缘与中间传热板60的外边缘密闭连接，形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。在使用时，炊事锅具50是压在此中间传热板 60上并与该板形成良好的热接触，即高温烟气先对中间传热板60进行热传递，然后中间传热板60再对炊事锅具50的锅底进行热传递。[0074]请参考图7A和图7B，为了强化烟气的换热，中间传热板60的下表面可设置若干第一翅柱601,第一翅柱601是凸设在中间传热板60的下表面柱体，本实施例对第一翅柱601 的形状不做限制；请参考图8A和图SB，也可在炊事锅具50的底部设置若干第二翅柱501， 本实用新型不做限制。[0075]在本实用新型中，炊事锅具可为球面型或平底型，本实用新型不做限制。[0076]实施例二[0077]请参考图9和图10，一种带回热功能的高效燃气灶具，包括燃烧区、围护区和用于放置炊事锅具的放锅区，围护区位于燃烧区的外侧，放锅区设置在燃烧区和围护区上方，为了提高高温烟气的热利用率，通过将高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气与冷水进行热交换，将冷水加热后以形成卫生热水供人们使用。为了更一步提高高温烟气的热利用率，本实用新型还将从灶具内排出的低温烟气(烟气尾气)利用起来，通过管翅式换热器与自来水先进行热交换，将冷的自来水升温成低温水，然后将低温水通入水箱，水箱内的低温水再与中温烟气进行热交换，最终将冷水制成卫生热水。上述两种方案均在本实用新型的保护范围之内，以下具体以再次将烟气尾气利用于生产卫生热水的方案做说明，具体结构如下[0078]燃烧区内设置一灶头10，灶头10与一进气管11连接，通过进气管11向灶头10内提供燃气，灶头10可产生高温烟气。在本实施例中，燃烧区内无内腔隔板，其目的是保证助燃空气从灶头下方进入并与燃气混合助燃。[0079]围护区内包括内层围护装置、外层围护装置和高位烟气出风口，内层围护装置设置在围护区的内侧；外层围护装置设置在围护区的外侧，外层围护装置高于内层围护装置， 外层围护装置的上缘与炊事锅具的底部配合；高位烟气出风口连通于燃烧区，并位于内层围护装置的上方，高位烟气出风口引导由灶头10产生的高温烟气贴近炊事锅具的底部，形成高温烟气与炊事锅具底部形成高温烟气的强制流动通道，以促进高温烟气与炊事锅具的底部进行热交换。其中，[0080]内层围护装置包括[0081]请参考图2，至少一辐射错流换热器21，辐射错流换热器21位于围护换热区内侧， 辐射错流换热器21包括由金属板折成的内腔，辐射错流换热器21的金属板上设置若干第一翅片211,若干第一翅片211将内腔分成若干流体通道。在本实施例中,若干第一翅片211 平行于辐射错流换热器21的底部，并位于辐射错流换热器21内侧的金属板上。在本实施例中，第一翅片211的长度小于辐射错流换热器21内侧的金属板的长度，即若干辐射错流换热器21内侧的金属板的前端和后端无第一翅片211,若干第一翅片211的前端为进口空腔212，进口空腔212与辐射错流换热器21的进口(在本实施例，此进口为进水口)连接，若干第一翅片211的后端为出口空腔213，出口空腔213与辐射错流换热器21的出口(在本实施例，此出口为出水口)连接，此种设计可减少水在进入辐射错流换热器21时的阻力。本实用新型对辐射错流换热器21的个数不做限制，即内层围护装置可包括若干个辐射错流换热器21，每个辐射错流换热器21都是独立工作的，即每两个辐射错流换热器21是没有关联的。在本实施例中，每一辐射错流换热器21均为圆弧型，若干个圆弧型的辐射错流换热器 21紧密连接成圆型。在本实用新型中，每个辐射错流换热器21的工作原理和结构设置是相同的，因此，在描述本实施例时，只以其中的一个辐射错流换热器21为例加以详细说明。在本实施例中，辐射错流换热器21包括一进水口和一出水口，进水口与一水箱的出水管路连接，出水口与一水箱的进水管路连接。[0082]在本实施例中，高位烟气出风口连通于燃烧区，高位烟气出风口设置在高位，位于若干辐射错流换热器21的上方，高位烟气出风口引导高温烟气贴近炊事锅具底部，促进高温烟气与炊事锅具底部形成高温烟气的强制流动通道；[0083]外层围护装置包括至少一双流体通道换热器20，双流体通道换热器20与辐射错流换热器21对应设置，即双流体通道换热器20与辐射错流换热器21的个数相等，一个双流体通道换热器20与一个辐射错流换热器21是对应相关联工作的。本实用新型对双流体11通道换热器20的个数不做限制，外层围护装置可包括若干个双流体通道换热器20，每个双流体通道换热器20都是独立工作的，即每两个双流体通道换热器20之间是没有关联的。在本实施例中，每一双流体通道换热器20均为圆弧型，若干个圆弧型的双流体通道换热器20 紧密连接成圆型。在本实用新型中，每个双流体通道换热器20的工作原理和结构设置是相同的，因此，在描述本实施例时，只以其中的一个双流体通道换热器20为例加以详细说明。 在本实施例中，辐射错流换热器21与双流体通道换热器20之间通过一第一连接通道222 和一第二连接通道221连接，双流体通道换热器20包括冷流体通道201和热流体通道202， 冷流体通道201和热流体通道202通过一隔板203隔离，冷流体通道201与第一连接通道 222连通，热流体通道202与第二连接通道221连通。在本实施例中，双流体通道换热器20 可为翅片式换热器或管翅式换热器。[0084]在本实施例中，热流体通道202的出口连接一离心风机30，冷流体通道201中的冷水与热流体通道202中的中温烟气进行热交换，从热流体通道202的出口流出的经热交换后被降温的中温烟气(即烟气尾气)可通过一离心风机30排出至灶具之外。为了更一步地提高高温烟气的热效率，本实施例提出可将烟气尾气中水蒸汽的冷凝热利用起来，即将烟气尾气与冷的自来水先进行热交换，将烟气温度降低到烟气的露点以下，从而将烟气尾气中水蒸汽的冷凝热传递给冷的自来水。具体如下[0085]此灶具还包括一水箱80，水箱80通过出水管路802与双流体通道换热器20的冷流体通道的进水口 2012连接，通过进水管路801与辐射错流换热器的出水口 212连接。在本实施例中，在出水管路802上还设置一循环水泵90，水箱80中的低温冷水在循环水泵90 的推动下进入管翅式换热器100与烟气尾气进行换热，然后再流入灶具。在本实施例中，管翅式换热器100连接在离心风机30的出口处，管翅式换热器100内的水管1005 —端与自来水连接，另一端与水箱80连接，烟气尾气通过管翅式换热器100与冷的自来水先进行热交换，将烟气温度降低到烟气的露点以下，从而将烟气尾气中水蒸汽的冷凝热传递给冷的自来水，冷的自来水吸热变成低温水后再通入水箱80内，通入水箱80的低温水再通过出水管路802流入双流体通道换热器20的冷流体通道201中，与热流体通道202中的中温烟气进行热交换而变成高温水，高温水通过第一连接通道222进入辐射错流换热器21，在辐射错流换热器21内，高温水吸收高温灶头的辐射热最终变成卫生热水，卫生热水通过水箱80 的进水管路再次流入水箱内以供人们使用。[0086]请参考图11，管翅式换热器100包括一外壳,此外壳包括上壳体1001、下壳体1002 和两侧板1003组成，此外壳形成一进气口和出气口，此外壳的进气口与离心风机30的出气口连接，此外壳的出气口与外界大气连接；在外壳内设置若干翅片1004，管翅式换热器100 的水管1005穿梭在若干翅片1004中。在本实施例中，水管1005的一端与自来水连接，另一端与水箱80连接。[0087]在本实施例中，助燃空气直接从灶头10下方引入。[0088]在本实施例中，第一连接通道222和第二连接通道221连接于辐射错流换热器21 与双流体通道换热器20的底部。[0089]在本实施例中，自来水通入管翅式换热器100的水管中先与从离心风机30中排出的低温烟气(即从双流体通道换热器的热流体通道的出口排出的烟气尾气)进行热交换而升温变成低温水，低温水再通入水箱80内，水箱80内的低温水再从冷流体通道的进水口12012流入冷流体通道201中，冷流体通道201中的低温水与热流体通道202中的中温烟气进行热交换，热交换后被降温的中温烟气可通过一离心风机30再排出至管翅式换热器100 的翅片1004间，经热交换后的被加热的低温水变成高温水，并从冷流体通道201的出水口流入第一连接通道222，并从第一连接通道222的出水口流入辐射错流换热器21，在辐射错流换热器21中再次经过热辐射升温而变成卫生热水，并从辐射错流换热器的出水口 212通过水箱80的进水管路801再次流入水箱80。由于卫生热水在辐射错流换热器21中流动时，可带走辐射错流换热器21上的一部分热量，起到给辐射错流换热器21降温的作用，为了增加卫生热水在辐射错流换热器21中的受热面积，在辐射错流换热器21的内腔设置若干第一翅片211。[0090]在本实施例中，离心风机30可为变频调速风机或多级变速风机，并且，在离心风机30的吸入口处还设置有第一探针，此第一探针并与灶具的控制单元连接，第一探针测量从热流体通道202中流出的烟气尾气的温度，并传给控制单元，控制单元来控制离心风机 30的转速；在本实施例中，还可在辐射错流换热器21的内侧的金属板上设置第二探针，此第二探针对应于灶头上方，此第二探针用于测试灶头的火焰温度，此第二探针也与灶具的控制单元连接。在本实施例中，第一探针和第二探针为耐高温且绝缘材料制成。[0091]对于家用4kw的灶头10，选圆弧型管翅式换热器，一组4只，组合成圆形。此圆弧型翅片式换热器直径约30cm，高约15cm，肋化系数> 2，总传热面积O. 3m2，平均传热温差 70°C，回热功率1500 以上。排往户外的烟气温度应小于150°C，灶具热效率> 70%。[0092]以下以烟气热交换的顺序来分别介绍烟气换热的情况[0093]首先，在燃烧区，由灶头内产生的高温烟气沿着高位烟气出风口贴近炊事锅具的底部跟炊事锅具换热而变成中温烟气；[0094]第二，在双流体通道换热器中，冷流体通道内的低温水与热流体通道内的中温烟气进行热交换，将低温水变成中温水；[0095]第三，灶头产生高温烟气的时候，高温烟气具有很强的热辐射，热辐射跟辐射错流换热器进行热交换，辐射错流换热器吸热升温，并对流入辐射错流换热器内腔中的来自双流体通道换热器的中温水进行进一步升温而生产出卫生热水；[0096]第四，从双流体通道换热器的热流体通道内排出的烟气尾气，与从自来水管路引入的冷水进行热交换，将冷水变成低温水后注入水箱，。[0097]在本实施例中，为了保证高温烟气对灶具周围大气的封闭，可采取如下几种措施[0098]第一，双流体通道换热器20的内侧上缘直接与炊事锅具50的底部紧密配合，以形成高温烟气对灶具周围大气的封闭；[0099]请参考图4和图5，第二，由于双流体通道换热器20和辐射错流换热器21之间通过连接通道22连接，因此，双流体通道换热器20和辐射错流换热器21之间存在间隙，此种结构，在使用炊事锅具50进行烹饪时，难免会有锅内的食物落入双流体通道换热器20和辐射错流换热器21之间的间隙中，因此，在双流体通道换热器20和辐射错流换热器21的上方设置一防止炊事锅具50内的食物落入围护换热区内的炊事锅支撑环40，炊事锅支撑环 40为环状，炊事锅支撑环40的外边缘设置在双流体通道换热器20上，炊事锅支撑环40的内边缘设置在辐射错流换热器21的上方，炊事锅具50的底部紧密配合在此炊事锅支撑环40上，以形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。[0100]第三，在放锅区设置一中间传热板60，此中间传热板60的上表面与炊事锅具50的外廓相匹配，双流体通道换热器20的内侧上缘与中间传热板60的外边缘密闭连接，形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。在使用时，炊事锅具50是坐在此中间传热板60上的，即高温焰火先对中间传热板60进行热传递，然后中间传热板60再对炊事锅具50的锅底进行热传递。[0101]请参考图7A和图7B，为了强化烟气的换热，中间传热板60的下表面可设置若干第一翅柱601,第一翅柱601是凸设在中间传热板60的下表面柱体，本实施例对第一翅柱601 的形状不做限制；请参考图8A和图SB，也可在炊事锅具50的底部设置若干第二翅柱501， 本实用新型不做限制。[0102]在本实用新型中，炊事锅具可为球面型或平底型，本实用新型不做限制。[0103]以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求1.一种带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，包括燃烧区、围护换热区和用于放置炊事锅具的放锅区，所述围护换热区位于所述燃烧区的外侧，所述放锅区设置在所述燃烧区和围护换热区上方 所述燃烧区内设置一灶头，所述灶头可产生高温烟气； 所述围护换热区包括若干辐射错流换热器、高位烟气出风口和若干双流体通道换热器，所述若干辐射错流换热器位于所述围护换热区内侧；所述高位烟气出风口连通于所述燃烧区，所述高位烟气出风口设置在高位，位于若干辐射错流换热器的上方，所述高位烟气出风口引导高温烟气贴近炊事锅具底部，促进高温烟气与炊事锅具底部形成高温烟气的强制流动通道； 所述双流体通道换热器与所述辐射错流换热器配合连接，若干双流体通道换热器位于所述围护换热区外侧，所述双流体通道换热器高于所述辐射错流换热器，所述双流体通道换热器的上缘与所述炊事锅具的底部配合；所述辐射错流换热器与所述双流体通道换热器之间设置一第一连接通道和一第二连接通道，所述双流体通道换热器包括冷流体通道和热流体通道，所述冷流体通道与被加热介质连接，并与所述第一连接通道连通，所述第一连接通道又与所述辐射错流换热器连通；所述第二连接通道与经过所述高位烟气出风口的高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气连通，所述第二连接通道又与所述热流体通道连通，所述热流体通道的出风口连通至外界大气； 经过所述高位烟气出风口的高温烟气与炊事锅底换热降温后而成为的中温烟气，从所述第二连接通道的进口流入第二连接通道至热流体通道；冷的被加热介质从所述冷流体通道的进口流入冷流体通道中，冷流体通道中的冷的被加热介质与热流体通道中的中温烟气进行热交换，热交换后被降温的中温烟气排出灶具之外，热交换后的被加热介质从所述冷流体通道的出口流入第一连接通道至所述辐射错流换热器，并从所述辐射错流换热器的出口流出。
2.如权利要求I所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述热流体通道的出风口与一尚心风机连接。
3.如权利要求2所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述离心风机的吸入口处还设置一测量烟气尾气温度的第一探针，所述第一探针与灶具的控制单元连接以控制离心风机的转速。
4.如权利要求3所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述辐射错流换热器的内侧的金属板上还设置一用于测试灶头火焰温度的第二探针，此第二探针对应于灶头上方，并与灶具的控制单元连接以控制离心风机的转速。
5.如权利要求I所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，每一辐射错流换热器均为圆弧型，每一辐射错流换热器均为独立的个体，若干圆弧型的辐射错流换热器紧密连接成一圆型，对应的，每一双流体通道换热器均为圆弧型，每一双流体通道换热器均为独立的个体，若干双流体通道换热器紧密连接成一圆型。
6.如权利要求2所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述被加热介质为冷的助燃空气，所述冷的助燃空气从所述双流体通道换热器的冷流体通道的进口进入，所述冷空气进口设置在所述灶具的下方，所述辐射错流换热器的出口连通至所述燃烧区，为所述灶头提供升温后的助燃空气。
7.如权利要求2所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述被加热介质为冷水，所述灶具还包括一水箱，所述水箱通过出水管路与所述双流体通道换热器的冷流体通道的进口连接，所述水箱通过进水管路与所述辐射错流换热器的出口连接，所述出水管路上还连接一循环水泵。
8.如权利要求7所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述离心风机的出气口处还连接一管翅式换热器,所述管翅式换热器内的水管一端与自来水连接，另一端与水箱连接。
9.如权利要求I所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述辐射错流换热器包括由金属板折成的内腔，所述辐射错流换热器的金属板上设置若干第一翅片，若干第一翅片将所述内腔分成若干流体通道。
10.如权利要求9所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，若干第一翅片平行于所述辐射错流换热器的底部，若干第一翅片的前端为进口空腔，所述进口空腔与所述辐射错流换热器的进口连接，若干第一翅片的后端为出口空腔，所述出口空腔与所述辐射错流换热器的出口连接。
11.如权利要求I所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述双流体通道换热器的上缘与炊事锅具的底部紧密配合，形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。
12.如权利要求I或11所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，在所述放锅区内设置一防止所述炊事锅具内的食物落入所述围护换热区内的炊事锅支撑环，所述炊事锅具的底部紧密配合在此炊事锅支撑环上，所述炊事锅支撑环为环状，所述炊事锅支撑环的外边缘设置在所述外层围护装置上，所述炊事锅支撑环的内边缘设置在所述内层围护装置的上方。
13.如权利要求I所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，在所述放锅区设置一中间传热板，所述中间传热板的上表面与所述炊事锅具的外廓相匹配，所述外层围护装置的上缘与所述中间传热板的边缘密闭连接，形成高温烟气对灶具周围大气的封闭。
14.如权利要求13所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述中间传热板的下表面设置若干用于强化烟气换热的第一翅柱。
15.如权利要求I所述的带回热功能的高效燃气灶具，其特征在于，所述炊事锅具的底部设置若干第二翅柱。
专利摘要本实用新型涉及一种带回热功能的高效燃气灶具，包括燃烧区、围护换热区和用于放置炊事锅具的放锅区，围护换热区位于燃烧区的外侧，放锅区设置在燃烧区和围护换热区上方。围护换热区包括辐射错流换热器、双流体通道换热器和高位烟气出风口，三者共同引导灶头的高温烟气贴近炊事锅具的底部流动，形成高温烟气的强制流动通道，以促进高温烟气与炊事锅具的底部进行热交换，并使经过炊事锅底换热降温后的中温烟气与补充进入灶头的低温助燃空气进行换热，形成烟气的回热机制，减少了高温烟气对环境的高温辐射及烟气在环境中扩散，提高了助燃空气的温度，提高了灶头高温烟气的温度，解决了现有燃气灶具热效率低、环境污染严重的技术问题。
文档编号F24C3/00GK202813469SQ20122043441
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者薛世山, 周萍, 李成伟, 韦林林, 薛世明, 薛世东, 徐言先, 姜城, 余执成, 薛碧荷, 马骥, 周鸣 申请人:上海伯涵热能科技有限公司