專利名稱：高效節(jié)能環(huán)保爐灶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及灶具，用于各類燃氣灶、燃油灶以及各種加熱過程中有煙氣產(chǎn)生的加熱設(shè)備，均可使用該裝置來提升加熱效率。
背景技術(shù)：
目前市場上出售的燃氣灶的燃燒方式一般都是開放式燃燒，即爐盤外露，燃燒時火焰與周圍空氣直接接觸，沒有圍擋結(jié)構(gòu)和熱回收裝置；對煙氣也是采用直接排放的方式， 沒有經(jīng)過任何處理，既污染環(huán)境，又對使用人員的健康造成影響。普通燃氣灶的火苗散亂無力，對炊具底部幾乎沒有什么作用力，基本上是擦邊而過，熱利用率極低，火順著炊具底部分四處亂竄，沿著炊具邊沿逸出的火苗帶走大量熱量， 導(dǎo)致熱損失非常嚴重；由于它的設(shè)計缺陷，燃燒區(qū)內(nèi)部的燃料不能很好的與空氣接觸，導(dǎo)致燃料的燃燒不完全，由此也會產(chǎn)生的一氧化碳等有害成分。所以，普通灶具使用起來效率低并且能源浪費和環(huán)境污染比較嚴重。上述燃燒方式最突出的缺點是熱損失大，究其原因一是由于是開放式燃燒，火焰的輻射只有一部分被鍋底吸收，其余都輻射到環(huán)境中。二是除了輻射，火焰和煙氣以對流換熱的形式把熱量傳給鍋，但煙氣離開鍋的溫度還很高，一般為250°C左右，這部分熱量被白白浪費。目前常用的炊具是由普通金屬制成，無任何隔熱保溫結(jié)構(gòu)，這樣炊具在受熱過程中吸收的熱量除部分用來加熱飯菜外，其余部分則通過炊具外壁散到空氣中，通過這種方式浪費的熱量也是很大的，有人曾用一只1000W的熱得快加熱一瓶水用了 12min，然后用同樣功率的電爐加熱同樣體積的水，結(jié)果水燒開用了 20min，比前者多耗電67%。之所以如此，原因在于前者加熱是在一個封閉的保溫空間進行的，熱損失很小，而后者部分熱量沒有得到回收就散失到環(huán)境中了?？梢娀厥諢崃靠梢怨?jié)省很多能源。另外，據(jù)國家環(huán)境保護部門多次組織的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果表明，我國不少城市冬季大氣中的懸浮物、硫氧化物和氮氧化物等主要污染物的污染程度普遍超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)， 污染源就是煤爐、液化氣等。在這種情況下，一旦發(fā)生氣象逆轉(zhuǎn)等意外變化，受害深重的將是年老體衰和患有各種慢性病的老年人群。冠心病患者可誘發(fā)心絞痛、心肌梗塞或猝死；支氣管炎患者可誘發(fā)哮喘、肺心病、心衰等。因此，對于煙氣進行催化凈化處理有利于提高居民的生活質(zhì)量，勢在必行。此外，大功率燃氣灶和燃油灶利用鼓風(fēng)機將大量空氣送入燃燒區(qū)，改善了燃燒區(qū)內(nèi)部燃料燃燒不完全的現(xiàn)象，溫度有所升高，減少了燃料的浪費，風(fēng)力吹擊火苗加速了火對鍋底的熱傳遞，效率有所提升，但是鼓風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)多而且散，大量散風(fēng)進入燃燒區(qū)繼而又帶走大量熱量，導(dǎo)致大量熱量被白白地吹走。這樣并沒有達到節(jié)能的目的，反而更加浪費燃料。也有增效節(jié)能灶是在普通的燃氣灶上增加一些增效節(jié)能裝置，它獨特的設(shè)計讓少量具有強烈沖擊力的空氣主動進入燃燒區(qū)內(nèi)部，空氣中含有大量氧氣，它的進入使燃燒區(qū)內(nèi)部的火焰燃燒更充分，改善了普通灶具燃燒不完全的現(xiàn)象，降低了一氧化碳的排放，改善廚房的空氣質(zhì)量；它所產(chǎn)生的火焰溫度高且集中有力，火焰直接作用于鍋底，不再是擦邊而過，并且可以明顯的看到火焰對鍋底有極強的沖擊力，它的沖擊力使火對鍋底的熱傳遞得到極大的提升，加熱速度更快；并且在燃燒區(qū)的外圍有一道氣體屏蔽，這道無形的氣體屏蔽將大量熱量保留在燃燒區(qū)內(nèi)，防止熱量的流失，使燃燒區(qū)內(nèi)的溫度更高，熱能得到更好的利用。也有廠家從煤氣和空氣的混合著手提高燃燒率來進行節(jié)能，所有這一切都為我國的節(jié)能降耗做出貢獻。為進一步提高能量利用率，通過大量實驗開發(fā)了一種高效節(jié)能環(huán)保爐灶，能耗有更進一步的降低，污染物排放也大幅降低，順應(yīng)了節(jié)能減排的政策傾向，若能得到推廣，于國于民均是大有益處的。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有灶具的熱效率較低、熱利用率較低、環(huán)保性能較差的不足，本實用新型提供一種熱效率較高、熱利用率高、環(huán)保性能良好的高效節(jié)能環(huán)保灶。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高效節(jié)能環(huán)保爐灶，包括爐底和爐壁，所述爐壁內(nèi)安裝燃燒室，所述爐底設(shè)有燃氣通道，所述燃氣通道與燃氣噴嘴連通，所述燃氣通道與大氣連通，所述爐壁側(cè)壁與煙氣通道連通，所述燃燒室采用催化蜂窩燃燒頭，所述催化蜂窩燃燒頭的蜂窩體內(nèi)涂有燃燒催化劑層，所述蜂窩燃燒頭的表面涂有遠紅外涂層。進一步，所述燃燒催化劑層為含Pd、Pt、Rh或Au貴金屬燃燒催化劑，或鈣鈦礦型稀土氧化物燃燒催化劑，或六鋁酸鹽系列燃燒催化劑。再進一步，炊具底部、爐壁和爐底形成封閉的空腔。更進一步，所述爐灶還包括換熱器，所述換熱器的煙氣進口與所述煙氣通道連通，所述換熱器的煙氣出口與煙囪連通，所述換熱器的空氣進口與空氣連通，所述換熱器的空氣出口與所述燃氣通道連通。離開灶體的煙氣已經(jīng)通換熱器與進入灶體的空氣進行了熱交換，使助燃空氣提溫度升高，并且該空氣進入燃燒室與煤氣混合之后燃燒，由于是熱空氣進一步提高了煤氣燃燒溫度，并提高了單位熱值。所述換熱器的煙氣出口與余熱回收裝置連接。經(jīng)熱交換器吸收后的煙氣還可用來加熱冷水，進一步回收余熱，實現(xiàn)爐灶高效節(jié)能。所述燃燒室的底部鋪設(shè)遠紅外蓄熱輻射板。炊具與灶體之間接觸無空隙或間隙非常少，這樣從炊具底部逸出的煙氣非常少，熱損失相應(yīng)比較少。煙氣到達炊具底部之后，轉(zhuǎn)向進入多孔蓄熱輻射板。所述遠紅外蓄熱輻射板由多塊輻射單元拼接而成。該多孔蓄熱輻射板可以整體成型，也可分塊制備之后組合而成，可以是平面，也可以是曲面，根據(jù)所需加熱器皿形狀來定制。所述煙氣通道的出口設(shè)有煙氣催化凈化蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷內(nèi)涂凈化催化劑層， 所述凈化催化劑為Pd、Pt、Rh或Au貴金屬凈化催化劑、鈣鈦礦型稀土氧化物凈化催化劑或介孔沸石分子篩型凈化催化劑。所述換熱器的空氣進口與鼓風(fēng)機或氣泵連接。進入燃燒室的助燃空氣可以由煤氣射流產(chǎn)生的引力吸入，也可以用鼓風(fēng)機或氣泵強制進氣。燃燒所需的空氣也可不通過支撐體進入，直接通過管道接入燃燒室，空氣可以由煤氣射流產(chǎn)生的引力吸入，也可以用鼓風(fēng)機或氣泵強制進氣。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思為在已有研究基礎(chǔ)上進行了熱傳導(dǎo)和煙氣綜合利用研究，針對普通爐灶煙氣直接排走的缺點進行了改進，利用熱交換器來回收余熱，加熱與燃氣或燃油反應(yīng)的冷空氣，減少熱量損失，用于提高火焰溫度和實現(xiàn)完全燃燒；采用多孔蓄熱輻射板，該采用采用耐高溫材料制備，能長時間經(jīng)受1200 160(TC火焰輻射和煙氣沖刷， 燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過多孔蓄熱輻射板孔洞，煙氣帶有的熱量部分被多孔蓄熱輻射板吸收，陶瓷板受熱后溫度升到，同時把熱量輻射到被加熱器皿，被加熱器皿所吸收輻射熱可占到總能量的20 40%，甚至更高，到一定時間后處于平衡狀態(tài)，一邊吸收煙氣熱量，一邊把能量輻射給被加熱器皿；經(jīng)過多孔蓄熱輻射板的煙氣可進入埋在多孔蓄熱輻射板底部的換熱器或外接換熱器，把能量傳輸給助燃空氣，然后煙氣進入爐圈熱交換器，把煙氣中的能量交換到爐圈中的冷空氣，預(yù)熱進入爐灶中的助燃空氣，最后煙氣從爐圈中的出氣口排出，這是氣溫已非常低了，遠低于普通灶體250°C左右的煙氣溫度。若煙氣進入外部換熱器，則可直接排掉，也可再送入爐圈排出。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在熱效率較高、熱利用率高、環(huán)保性能良好。
圖1是高效節(jié)能環(huán)保灶的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖1和圖2，一種高效節(jié)能環(huán)保爐灶，包括爐底和爐壁，所述爐壁內(nèi)安裝燃燒室，所述爐底設(shè)有燃氣通道，所述燃氣通道與燃氣噴嘴9連通，所述燃氣通道與大氣連通， 所述爐壁側(cè)壁與煙氣通道連通，所述燃燒室采用催化蜂窩燃燒頭2，所述催化蜂窩燃燒頭 2的蜂窩體內(nèi)涂有燃燒催化劑層，所述蜂窩燃燒頭的表面涂有遠紅外涂層。所述燃燒催化劑層為含Pd、Pt、Rh或Au貴金屬燃燒催化劑，或鈣鈦礦型稀土氧化物燃燒催化劑，或六鋁酸鹽系列燃燒催化劑。炊具底部、爐壁和爐底形成封閉的空腔。所述爐灶還包括換熱器6，所述換熱器6的煙氣進口與所述煙氣通道連通，所述換熱器的煙氣出口與煙囪連通，所述換熱器的空氣進口與空氣連通，所述換熱器的空氣出口通過空氣通道7與所述燃氣通道連通。離開灶體的煙氣已經(jīng)通換熱器與進入灶體的空氣進行了熱交換，使助燃空氣提溫度升高，并且該空氣進入燃燒室與煤氣混合之后燃燒，由于是熱空氣進一步提高了煤氣燃燒溫度，并提高了單位熱值。所述換熱器6的煙氣出口與余熱回收裝置12連接，所述余熱再利用回收裝置12 上安裝盛水裝置13，余熱再利用回收裝置設(shè)有煙氣出口 12。經(jīng)熱交換器吸收后的煙氣還可用來加熱冷水，進一步回收余熱，實現(xiàn)爐灶高效節(jié)能。所述燃燒室2的底部鋪設(shè)遠紅外蓄熱輻射板1。炊具與灶體之間接觸無空隙或間隙非常少，這樣從炊具底部逸出的煙氣非常少，熱損失相應(yīng)比較少。煙氣到達炊具底部之后，轉(zhuǎn)向進入多孔蓄熱輻射板。所述遠紅外蓄熱輻射板1由多塊輻射單元拼接而成。該多孔蓄熱輻射板可以整體成型，也可分塊制備之后組合而成，可以是平面，也可以是曲面，根據(jù)所需加熱器皿形狀來定制。所述煙氣通道的出口設(shè)有煙氣催化凈化蜂窩陶瓷10，蜂窩陶瓷內(nèi)涂凈化催化劑層，所述凈化催化劑為Pd、Pt、Rh或Au貴金屬凈化催化劑、鈣鈦礦型稀土氧化物凈化催化劑或介孔沸石分子篩型凈化催化劑。所述換熱器6的空氣進口與鼓風(fēng)機5或氣泵連接。進入燃燒室的助燃空氣可以由煤氣射流產(chǎn)生的引力吸入，也可以用鼓風(fēng)機或氣泵強制進氣。燃燒所需的空氣也可不通過支撐體進入，直接通過管道接入燃燒室，空氣可以由煤氣射流產(chǎn)生的引力吸入，也可以用鼓風(fēng)機或氣泵強制進氣。爐壁上部設(shè)有通氣孔3，爐壁下側(cè)設(shè)有煙氣進口 4，所述煙氣進口 4與煙氣通道連通，所述空氣通道7內(nèi)設(shè)有調(diào)氣閥8。本實施例中，針對普通爐灶煙氣直接排走的缺點進行了改進，利用熱交換器來回收余熱，加熱與燃氣或燃油反應(yīng)的冷空氣，減少熱量損失，用于提高火焰溫度和實現(xiàn)完全燃燒；采用多孔蓄熱輻射板，該采用采用耐高溫材料制備，能長時間經(jīng)受1200 160(TC火焰輻射和煙氣沖刷，燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過多孔蓄熱輻射板孔洞，煙氣帶有的熱量部分被多孔蓄熱輻射板吸收，陶瓷板受熱后溫度升到，同時把熱量輻射到被加熱器皿，被加熱器皿所吸收輻射熱可占到總能量的20 40%，甚至更高，到一定時間后處于平衡狀態(tài)，一邊吸收煙氣熱量，一邊把能量輻射給被加熱器皿；經(jīng)過多孔蓄熱輻射板的煙氣可進入埋在多孔蓄熱輻射板底部的換熱器或外接換熱器，把能量傳輸給助燃空氣，然后煙氣進入爐圈熱交換器，把煙氣中的能量交換到爐圈中的冷空氣，預(yù)熱進入爐灶中的助燃空氣，最后煙氣從爐圈中的出氣口排出，這是氣溫已非常低了，遠低于普通灶體250 0C左右的煙氣溫度。若煙氣進入外部換熱器，則可直接排掉，也可再送入爐圈排出。實例1 高效節(jié)能環(huán)保爐灶，包括燃燒室，爐底和爐壁。爐外設(shè)有換熱器。采用蜂窩陶瓷燃燒頭，表面涂有遠紅外涂層和Pd催化劑。爐壁上有煙氣出口，爐外設(shè)有換熱器。實例2 與實例1的區(qū)別是蜂窩陶瓷燃燒頭，表面涂有遠紅外涂層和Au催化劑。爐底燃燒頭附近鋪設(shè)有遠紅外蓄熱輻射板。實例3 與實例2的區(qū)別是蜂窩陶瓷燃燒頭，表面涂有遠紅外涂層和鈣鈦礦型稀土氧化物凈化催化劑。換熱器煙氣出口換熱器煙氣出口處涂有Pd催化劑煙氣催化凈化蜂窩陶瓷。實例4 與實例3的區(qū)別是蜂窩陶瓷燃燒頭，表面涂有遠紅外涂層和六鋁酸鹽系列燃燒催化劑。換熱器煙氣出口換熱器煙氣出口處涂有介孔沸石分子篩型催化劑煙氣催化凈化蜂窩陶瓷。煙氣經(jīng)過換熱器后用于加熱冷水。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種高效節(jié)能環(huán)保爐灶，包括爐底和爐壁，所述爐壁內(nèi)安裝燃燒室，所述爐底設(shè)有燃氣通道，所述燃氣通道與燃氣噴嘴連通，所述燃氣通道與大氣連通，所述爐壁側(cè)壁與煙氣通道連通，其特征在于所述燃燒室采用催化蜂窩燃燒頭，所述催化蜂窩燃燒頭的蜂窩體內(nèi)涂有燃燒催化劑層，所述蜂窩燃燒頭的表面涂有遠紅外涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于炊具底部、爐壁和爐底形成封閉的空腔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于所述爐灶還包括換熱器， 所述換熱器的煙氣進口與所述煙氣通道連通，所述換熱器的煙氣出口與煙 連通，所述換熱器的空氣進口與空氣連通，所述換熱器的空氣出口與所述燃氣通道連通。
4.如權(quán)利要求3所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于所述換熱器的煙氣出口與余熱再利用回收裝置連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于所述燃燒室的底部鋪設(shè)遠紅外蓄熱輻射板。
6.如權(quán)利要求5所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于所述遠紅外蓄熱輻射板由多塊輻射單元拼接而成。
7.如權(quán)利要求1或2所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于所述煙氣通道的出口設(shè)有煙氣催化凈化蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷內(nèi)涂凈化催化劑層，所述凈化催化劑為Pd、Pt、Rh或Au 貴金屬凈化催化劑、鈣鈦礦型稀土氧化物凈化催化劑或介孔沸石分子篩型凈化催化劑。
8.如權(quán)利要求3所述的高效節(jié)能環(huán)保爐灶，其特征在于所述換熱器的空氣進口與鼓風(fēng)機或氣泵連接。
專利摘要一種高效節(jié)能環(huán)保爐灶，包括爐底和爐壁，所述爐壁內(nèi)安裝燃燒室，所述爐底設(shè)有燃氣通道，所述燃氣通道與燃氣噴嘴連通，所述燃氣通道與大氣連通，所述爐壁側(cè)壁與煙氣通道連通，所述燃燒室采用催化蜂窩燃燒頭，所述催化蜂窩燃燒頭的蜂窩體內(nèi)涂有燃燒催化劑層，所述蜂窩燃燒頭的表面涂有遠紅外涂層。本實用新型提供一種熱效率較高、熱利用率高、環(huán)保性能良好的高效節(jié)能環(huán)保灶。
文檔編號F24C3/08GK202118958SQ20112017160
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者傅曉云, 盧純福, 王家邦 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)