一种换热器结构及使用该结构的加热装置的制作方法

本发明涉及节能加热技术领域，具体为一种换热器结构及使用该结构的加热装置。

背景技术：

传统燃气炉直接在炉头上放置加热容器进行加热，然而燃气燃烧后有大量热量从加热容器四周逸散，造成热能量浪费，降低加热效率，并因为散发的热能量造成厨房温度较高，影响舒适与工作。例如市面上出现节能煮水炉，一般所用燃烧火排的规格为25cm×12cm，而换热管一般规格为内径约5cm，长度约1.3m，点燃后的火焰无法自然进入换热管内，需要经电动抽风机在换热管排烟气端将火抽入换热管内，燃烧使管道发热，使燃烧所产生的热量被比较完全利用，减少热量散失避免周围环境升温，实现了节能，省气，高效，工作环境也提高，节能燃气约一半，高效节约时间快一半。提高了工作效率，受到用户喜欢。但其不足之处为需要使用抽风机才可实现火焰直通管道，抽风机费电，噪音大，需要供电使用，由于厨房潮湿容易导电，使用安全性低。且使用时需要抽风机及其周边配件，配合燃气来实现节能，配件较多，制造复杂，成本大大增加，且使用环境潮湿，电路系统受潮容易坏导致维修成本高等问题。

因此研发一种高效节能，实现快速加热且安全性高，结构简单，生产成本低的节能高速换热器结构及使用该结构的加热装置为目前迫切需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明一方面提供了一种高效节能，实现快速加热且安全性高，结构简单，生产成本低的换热器，另一方面提供另一种使用该结构的加热装置。

本发明一方提供的换热器可以通过以下技术方案来实现：

一种换热器结构，包括换热管和喷火装置，所述喷火装置包括喷火管、燃气喷嘴和气管，所述燃气喷嘴的进气端与气管连接，所述进气端与气管的连接处设有气阀开关，所述燃气喷嘴的喷气端与喷火管连接，所述喷火管靠近喷气端的一端设有空气孔，所述换热管的两端分别设有进火口和排气口，所述喷火管的喷火口与换热管的进火口连接，所述喷火口的内径小于或等于换热管的内径。

本发明以换热管作为传热机构，喷火装置作为加热机构，使用时喷火装置的气管直接与气源连接，打开气阀开关，由于气源所提供的燃气具有一定的压力不容易逸散从而形成气柱，外界空气通过空气孔进入与燃气形成混合气体以便点燃，点燃后形成具有一定长度的火焰柱，可通过气阀开关调整气流量从而调整火焰柱长度，火焰柱从换热管的进火口喷入换热管内，通过火焰柱加热换热管，以换热管导热实现加热。且由于喷火装置喷出的火焰柱具有一定的冲力，排气口无需设置抽风机用于引导火焰进入换热管，减少配件，使结构简单化，有效降低生产成本，无需担心潮湿环境对使用寿命的影响。由于换热管整体密闭的结构可有效避免加热过程中火焰外窜导致的热量散失，保证其燃烧所产生的热量被换热管完全吸收，提高热能利用率，从而提高加热效率。同时本发明主要包括换热管和喷火装置，整体结构简单，制作成本低；保证换热管有足够的内径保证喷火口喷出的火焰柱完全喷射入换热管内，避免热量逸散；当1根换热管对应设置多根喷火管对其进行加热时，多根喷火管的内径之和小于或等于换热管的内径。

进一步地，所述喷火管内设有火焰集喷器，所述火焰集喷器上设有至少1个火焰集喷孔。由于燃气原压输出的气体具有一定压力，经过喷气嘴喷出形成急流喷气并与经过空气孔对流进入喷火管的空气形成混合气体，形状散乱，在喷火管内设置火焰集喷器，由于其设置的多个火焰集喷孔的总直径小于喷火管内径，使混合气体经过火焰集喷孔喷出时形成具有一定压力的急气流，经点燃后可形成笔直的火焰，冲力猛，有利于火焰完全喷入换热管内对换热管进行加热。火焰集喷孔可根据实际使用对火焰柱长度的需求从而设置相应数量的火焰集喷孔。

进一步地，所述喷火管与所述换热管的进火口处于同一轴线上，所述喷火管和换热管的进火口水平设置。所述喷火管与所述换热管的进火口处于同一轴线上，保证喷火管喷出的火焰能完全喷入换热管内，同时喷火管与换热管的进火口水平设置，且喷火管横向喷入换热管内，保证喷火管喷出的火焰完全喷入换热管内，减少热量流失。

进一步地，所述喷火管的喷火口为斜向上设置、水平设置或斜向下设置。喷火管可根据换热管的进火口位置调节其喷火口的喷火方向为斜向上、水平或斜向下，其中斜向上设置时喷火管与水平线的夹角角度范围为0º～90º最佳，斜向下设置时喷火管与水平线的夹角角度范围为0º～10º最佳，保证喷出的火焰完全进入换热管内不会出现火焰倒灌影响使用效果。

进一步地，所述换热管为直管、弯管或弯折管中任意一种。当换热管使用直管时便于根据实际使用需求设置多根换热管实现快速加热；当换热管为弯管或者弯折管时，相邻换热管贯通连接形成连续弯折管，实现热量利用最大化，其特殊的折弯结构可置于容器内对容器内的食材进行加热，不影响用户的使用操作，且可根据实际需要调整所连接的换热长管数量。换热长管的内径截面可以为矩形、圆形、菱形等，本发明换热长管的内径截面不仅限于上述形状。

进一步地，所述换热管设置至少1根，所述换热管的进火口还可以通过多孔控制阀与气管连接，所述多孔控制阀设有管体，所述管体的侧面设有多个连接口，所述燃气喷嘴的进气端与连接口连接，所述管体通过总气阀与气管连接。可根据实际加热容器的大小和被加热物质的量设置换热管的数量，从而根据换热管的数量设置对应数量的燃气喷嘴，便于根据加热容器内被加热物质量的多少控制启动加热的换热管数量。

进一步地，所述进火口横向设置，所述排气口垂直朝上设置，所述进火口外设有与进火口相适配的挡水结构，所述挡水结构包括挡水板和遮挡板，所述挡水板围绕进火口设置形成垂直于进火口的喷火管放置口，所述喷火管放置口上设有遮挡板。当进气口横向设置，排气口垂直朝上设置时可便于将弯折管置于不同的加热容器中，排气口垂直朝上设置，使其置于加热容器中时排气口不会被加热容器内的被加热物质浸泡，保证排气顺畅。为保证换热管放置于加热容器内时进火口干燥，在进火口外设有挡水结构，通过挡水板围绕进火口设置形成垂直于进火口的喷火管放置口，保证进火口处干燥。

进一步地，所述进火口端设有连接固定支架，所述挡水板靠近喷火管放置口的一端和排气口处均设有用于固定换热管的卡槽，所述卡槽侧面贯穿设有固定螺丝。进火口端设置连接固定架可以将喷火装置固定在进火口端不容易移位；将换热管放入加热容器内时将卡槽与加热容器边缘卡合并通过固定螺丝拧紧固定，防止被加热物质的浮力作用使换热管移位，并且在喷火管放置口上设置遮挡板避免异物掉入换热管内。

本发明另一方面提供了一种加热装置，包括加热容器，所述加热容器内设有以上所述的换热器结构。利用换热器结构从加热容器内部进行加热，可根据实际使用需要在加热容器外部设置加热炉体，从而实现单一加热方式或双重加热方式，提高加热装置的适用性。

进一步地，所述换热管置于加热容器内，所述换热管的进火口和排气口均与加热容器的外壁贯穿设置，所述喷火装置设置在加热容器外与换热管的进火口相对设置，所述加热容器外壁设有固定支架，所述喷火装置与固定支架连接。喷火装置所喷出的火焰通过进火口喷入换热管内部，从而实现换热管的加热，通过换热管吸收热量并将热量均匀传送至加热容器内部，使加热容器内的待加热物质均匀受热，在加热容器外壁设置固定支架用于固定喷火装置，保证喷火装置在加热过程中的稳定性。

本发明一种换热器结构及使用该结构的加热装置，具有如下的有益效果：

第一、加热效率高，能源消耗低；本发明利用喷火装置的燃气喷嘴和喷火管的结构设置，使喷出的火焰具有一定的喷射压力形成具有一定长度的火焰柱，具有较高的热量，且喷火口的内径小于或等于换热管的内径保证喷火口喷出的火焰柱完全进入换热管内，有利于提高加热效率，且换热管内部与火焰充分接触加热，提高热量的有效利用率，降低能源消耗；

第二、结构简单，适用性强；本发明的结构主要包括换热管和喷火装置，整体结构简单，且可根据实际加热需求设置换热管的数量和相对应的喷火管和燃气喷嘴或者通过多孔控制阀对多根换热管进行加热，并且所用气阀开关可根据需要调节气源的输出压力，从而调整火焰强度，适用性强；

第三、安全性能高，改善工作环境；本发明通过燃气喷嘴和喷火管将燃烧火焰喷入换热管内对换热管进行加热，避免火焰外窜引起的工作环境温度上升，有效改善工作环境，且无需在排气口设置抽风机将火焰抽入换热管内，避免潮湿的工作环境内使用电气设备引发的安全事故，安全性高；

第四、生产成本低；本发明无需设置抽风机用于将火焰引入换热管内，有效省去抽风机相关配置，而整体结构简单，所用材料均为市面上容易获取，整体生产成本低。

附图说明

图1为本发明换热器结构示意图；

图2为本发明换热器结构的火焰集喷器结构示意图；

图3为本发明换热器结构的燃气喷嘴结构示意图；

图4为本发明换热器结构的挡水结构示意图；

图5为本发明换热器结构的多孔控制阀结构示意图；

图6为本发明加热装置的结构示意图。

如附图所示：1、换热管；11、进火口；12、排气口；2、喷火装置；21、喷火管；211、空气孔；212、喷火口；213、火焰集喷器；214、火焰集喷孔；22、燃气喷嘴；221、进气端；222、喷气端；23、气管；24、气阀开关；3、多孔控制阀；31、管体；32、连接口；33、总气阀；4、加热容器；5、挡水结构；51、挡水板；52、遮挡板；53、喷火管放置口；54、卡槽；55、固定螺丝；56、连接固定支架；6、固定支架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。

如图1和图3所示，一种换热器结构，包括换热管1和喷火装置2，所述喷火装置2包括喷火管21、燃气喷嘴22和气管23，所述燃气喷嘴22的进气端221与气管23连接，所述进气端221与气管23的连接处设有气阀开关24，所述燃气喷嘴22的喷气端222与喷火管21连接，所述喷火管21靠近喷气端222的一端设有空气孔211，所述换热管1的两端分别设有进火口11和排气口12，所述喷火管21的喷火口212与换热管1的进火口11连接。使用时将气管23直接与气源连接，换热管1置于加热容器内，打开气源，由于气源所提供的燃气具有一定的压力不容易逸散形成气柱，空气孔212使外界空气与燃气形成混合气体以便点燃，可采用手动点燃或者电子点火器点燃，当喷火管内径为1～2厘米时，则喷出的火焰柱长度为5～30厘米；当喷火管内径为2～6厘米时，则喷出的火焰柱长度为10～90厘米；使用时可根据火焰柱的长度选择换热管的长度，且换热管长度为130cm以上时加热效果较佳，充分利用热量，有效节能；排气口12无需设置抽风机用于引导火焰进入换热管，减少配件，使结构简单化，有效降低生产成本，并无需担心潮湿环境对使用寿命的影响；进一步优化加热效果，提高热能利用率，所述喷火口212的内径小于或等于换热管1的内径，可保证换热管具有足够宽度的内径保证火焰完全喷射入换热管内，使其燃烧产生的热量被换热管完全吸收，实现热能冲入分利用，有效提高加热效率。

进一步在其它实施例中，如图2所示，所述喷火管21内设有火焰集喷器213，所述火焰集喷器213上设有至少1个火焰集喷孔214。由于气源输出的气体具有一定压力，经过喷气嘴喷出形成急流喷气并与经过空气孔对流进入喷火管的空气形成混合气体，形状散乱，在喷火管21内设置火焰集喷器213，由于其设置的多个火焰集喷孔214的总直径小于喷火管21内径，使混合气体经过火焰集喷孔214喷出时形成具有一定压力的急气流，经点燃后可形成笔直的火焰，冲力猛，有利于火焰完全喷入换热管内对换热管进行加热。火焰集喷孔可根据实际使用对火焰柱长度的需求从而设置相应数量的火焰集喷孔。

进一步地在其它实施例中，所述喷火管21与所述换热管1的进火口11处于同一轴线上，所述喷火管21和换热管1的进火口11水平设置。所述喷火管21与所述换热管1的进火口21处于同一轴线上，保证喷火管21喷出的火焰能完全喷入换热管1内，同时喷火管21与换热管1的进火口水平设置，且喷火管21横向喷入换热管1内，保证喷火管21喷出的火焰完全喷入换热管1内，减少热量流失。

进一步增加使用的灵活性，喷火管21的喷火口212可根据换热管1的进火口11位置进行调整，其中所述喷火管21的喷火口212为斜向上设置、水平设置或斜向下设置。喷火管21可根据换热管1的进火口11位置调节其喷火口的喷火方向为斜向上、水平或斜向下，其中斜向上设置时喷火管与水平线的夹角角度范围为0º～90º最佳，斜向下设置时喷火管与水平线的夹角角度范围为0º～10º最佳，保证喷出的火焰完全进入换热管内不会出现火焰倒灌影响使用效果。

在一些实施例中，为提高换热管结构使用的灵活性，如图4所示，所述进火口11横向设置，所述排气口12垂直朝上设置，所述排气口12垂直朝上设置，所述进火口11外设有与进火口11相适配的挡水结构5，所述挡水结构5包括挡水板51和遮挡板52，所述挡水板51围绕进火口设置形成垂直于进火口11的喷火管21放置口，所述喷火管21放置口上设有遮挡板52。当进气口11和排气口12垂直设置时可便于将弯折管置于不同的加热容器中，排气口12垂直朝上设置，使其置于加热容器4中时排气口不会被加热容器4内的被加热物质浸泡，保证排气12顺畅。为保证换热管放置于加热容器内时进火口干燥，在进火口外设有挡水结构，通过挡水板围绕进火口设置形成垂直于进火口的喷火管放置口，保证进火口处干燥。

进一步地，所述进火口11端设有连接固定支架56，所述挡水板51靠近喷火管放置口53的一端和排气口12处均设有用于固定换热管1的卡槽54，所述卡槽54侧面贯穿设有固定螺丝55。将换热管1放入加热容器4内时将卡槽54与加热容器4边缘卡合并通过固定螺丝55拧紧固定，防止被加热物质的浮力作用使换热管移位，并且在喷火管放置口上设置遮挡板避免异物掉入换热管内。

其中，所述换热管1为直管、弯管或弯折管中任意一种。在一些实施例中，换热管使用直管可实现快速换热，且加热效率高；在另外一些实施例中，换热管为弯管或者弯折管，相邻换热管贯通连接形成连续弯折管，实现热量利用最大化，且可根据实际需要调整所连接的换热管数量，并且通过连续弯折结构将热能充分锁紧在换热管1内，保证换热管1充分吸收热能。且根据导热原理，热量从高温往低温传导，热量随着传递的距离延长而逐步散失，换热管1在被加热过程中形成高、中、低三个温度段，靠近进火口的前段温度最高，换热效率最高，随着前段的换热使传输至中段的热量减少，中段的温度比前段的温度低，传导至末段时由于热量基本上在前段和中段被待加热物质完全吸收，因此末段的温度更低，实现三段式换热，保证热量被完全吸收。同时可根据实际需求，换热管1的内径截面可以为圆形、矩形、菱形等，

为了提高换热效果，在一些实施例中，所述换热长管13的层间距可设置为0.1～2cm。层间距设置0.1～2cm有利于换热长管的热量充分传导至被加热物质，同时增加换热长管与被加热物质的接触面积，有效提高加热效率。

如图5所示，使用时可根据实际使用需求调整换热管1设置的根数，当换热管1的根数设置超过1根时，所述换热管1的进火口11还可以通过多孔控制阀3与气管23连接，所述多孔控制阀3设有管体31，所述管体31的侧面设有多个连接口32，所述燃气喷嘴22的进气端221与连接口32连接，所述管体31通过总气阀33与气管23连接。提高使用的便捷度，据换热管1的数量设置对应数量的燃气喷嘴22，便于根据加热需求控制启动加热的换热管数量。

另一方面，如图6所示，上述换热器结构可应用于加热容器形成一种加热装置，包括加热容器4，，所述加热容器4内设有上述换热器结构。实现换热器机构内部加热，提高加热效率，还可以根据实际使用需要在加热容器4外设置炉体进行外部加热，实现外部加热和内部加热双重加热效果，可根据被加热物质选择不同加热方式，使用更灵活。

其中，所述换热管1置于加热容器4内，所述换热管1的进火口11和排气口12均贯穿加热容器4的外壁设置，所述喷火装置2设置在加热容器5外与换热管1的进火口11相对设置，所述加热容器4外壁设有固定支架6，所述喷火装置2与固定支架6连接。将换热管1置于加热容器5内，且喷火装置2外置与换热管1形成可拆卸连接结构，提高使用灵活性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。