專利名稱：一種熱集成燃?xì)鉅t裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉅t裝置及節(jié)能系統(tǒng)，具體地說，它將傳統(tǒng)燃?xì)鉅t燃燒尾氣進(jìn)行熱集成，能有效提高燃料的熱能利用率。
背景技術(shù)：
調(diào)查表明，由于沒有保溫和密封設(shè)計(jì)，現(xiàn)行的小型燃?xì)鉅t在開放的環(huán)境中直接加熱，造成高溫尾氣直接排放，嚴(yán)重降低了燃料的利用率。因此，對燃燒尾氣熱量進(jìn)行二次集成利用，對提高小型燃?xì)鉅t的傳熱效率、降低燃料消耗，具有重要意義。國內(nèi)外針對家用爐節(jié)能也做出了很多研究，獲得了不同的效果。96242669.5設(shè)計(jì)了一種煤氣節(jié)能爐，采用雙曲面爐膛內(nèi)壁在熱風(fēng)室中對空氣進(jìn)行預(yù)熱，利用可活動(dòng)的灰盆產(chǎn)生足夠的水蒸氣。200620129957.7設(shè)計(jì)了一種家用高效節(jié)能爐，采用梯形結(jié)構(gòu)爐膛充分利用爐膛內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，達(dá)到節(jié)能目的。200720089471.X設(shè)計(jì)了一種多功能高效節(jié)能爐，通過增加蒸汽室、蒸汽籠達(dá)到炒、煮、蒸一體化且同步進(jìn)行的目的。200720089472.4設(shè)計(jì)了一種高效環(huán)保節(jié)能爐，采用除塵室、避塵孔等，減少煙氣排放同時(shí)增加保溫功能。201110144848.8設(shè)計(jì)了一種帶有旋風(fēng)發(fā)生裝置的節(jié)能爐，通過旋風(fēng)發(fā)生裝置使燃?xì)夂涂諝馔耆旌?，達(dá)到完全燃燒、節(jié)能的目的。以上專利技術(shù)從不同角度對燃燒爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了新型分析與設(shè)計(jì)，在一定程度上也起到了節(jié)能的效果。而本發(fā)明采用低溫空氣與高溫尾氣套管式換熱技術(shù)，能充分利用燃料釋放熱量，達(dá)到節(jié)能目的。具體方案陳述如下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種熱集成的燃?xì)鉅t裝置，將燃?xì)鉅t爐體和換熱管8、尾氣排管9視為一個(gè)整體的換熱系統(tǒng)，將燃燒的高溫尾氣通過換熱管8對空氣進(jìn)行預(yù)熱。并通過在爐壁內(nèi)加裝保溫材料減少熱量耗散，提高燃?xì)鉅t燃料的利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種熱集成的燃?xì)鉅t裝置，它由燃?xì)鉅t爐體、支撐框體7、換熱管8、尾氣排管9、燃?xì)膺M(jìn)管10和空氣進(jìn)管11組成；其特征是，在燃?xì)鉅t爐體外設(shè)置一個(gè)支撐框體7，支撐框體7上端設(shè)置有支撐架4，支撐架4上端焊接支撐板6用以固定爐芯3，支撐架4下端連接換熱管8，換熱管8連接空氣進(jìn)管11 ;支撐架4內(nèi)部與換熱管8和空氣進(jìn)管11之間為封閉結(jié)構(gòu)；支撐框體7內(nèi)的上下支撐板的中心位置，同換熱管8同軸圍繞換熱管8設(shè)置一圈通道為尾氣排管9 ;支撐架4外部與尾氣排管9之間為封閉結(jié)構(gòu)；兩個(gè)封閉結(jié)構(gòu)相互套嵌為套管式整體換熱系統(tǒng)。優(yōu)選在尾氣排管9外側(cè)與支撐框體7之間設(shè)置為保溫材料層。所述的支撐架4為臺體，上臺直徑大于下臺直徑，下臺直徑大于尾氣排管直徑。支撐框體7間距大于燃?xì)鉅t爐體豎直高度；上下支撐板間距等于換熱管8所需換熱長度。支撐框體7與支撐架4之間，靠近支撐框體7邊緣位置，設(shè)置有保溫磚。以減少熱量耗散，提高燃料利用率。保溫磚可以不完全填充。在爐芯3上設(shè)置有加熱板5，與支撐框體7連接；燃?xì)鉅t不使用時(shí)，可將爐蓋I蓋在加熱板5之上，使燃?xì)鉅t閑暇時(shí)盡量保持恒溫，以減少再使用時(shí)因爐預(yù)熱消耗的燃料。在支撐框體7上部，與支撐架4對應(yīng)處設(shè)置有安裝爐門2開孔。在支撐框體7下部設(shè)置有空氣進(jìn)管孔。所述的熱集成燃?xì)鉅t為密封結(jié)構(gòu)，可以通過快速卸壓門式的爐門2保證其安全性和高效性。同時(shí)，將加熱板5打開，燃?xì)鉅t爐體與換熱管8連接一體，既可以直接抽出，又方便拆卸、維修與清洗。燃?xì)庥扇細(xì)夤苓M(jìn)管10進(jìn)入，空氣由空氣進(jìn)管11進(jìn)入，通過換熱管8在支撐架4內(nèi)與燃?xì)獬浞只旌?，?jīng)爐芯3燃燒，釋放高溫尾氣通過尾氣排管9排出。空氣作為冷流體經(jīng)換熱管8管程，高溫尾氣作為熱流體經(jīng)尾氣排管9殼程，與換熱管8構(gòu)成套管對空氣完成預(yù)熱。換熱管8可選擇材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)較高的銅管、不銹鋼管等，換熱管排列形式不限；保溫材料可以選擇保溫棉、陶瓷纖維等。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有:1.高溫尾氣的熱量得以利用，提高燃料利用率；2.利用余熱對燃?xì)鉅t進(jìn)行保溫，節(jié)約了燃料；3.爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)可直接拆卸，便于維修和清洗；4.可大幅減少燃料的使用，即降低了成本又符合國家節(jié)能減排政策的要求。


圖1:燃?xì)鉅t裝置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2:燃?xì)鉅t爐體俯視圖簡圖。圖3:燃?xì)鉅t支撐架俯視圖簡圖。其中:I—爐蓋，2—爐門，3—爐芯，4一支撐架，5—加熱板，6—支撐板，7—支撐體，8—換熱管，9一尾氣排管，10—燃?xì)膺M(jìn)管，11 一空氣進(jìn)管，剖面a—保溫磚，剖面b—保溫棉。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明:如圖所示:本發(fā)明的熱集成的燃?xì)鉅t裝置，它由燃?xì)鉅t爐體、支撐框體7、換熱管8、尾氣排管9、燃?xì)膺M(jìn)管10和空氣進(jìn)管11組成；其特征是，在燃?xì)鉅t爐體外設(shè)置一個(gè)支撐框體7，支撐框體7上端設(shè)置有支撐架4，支撐架4上端焊接支撐板6用以固定爐芯3，支撐架4下端連接換熱管8，換熱管8連接空氣進(jìn)管11 ;支撐架4內(nèi)部與換熱管8和空氣進(jìn)管11之間為封閉結(jié)構(gòu)；支撐框體7內(nèi)的上下支撐板的中心位置，同換熱管8同軸圍繞換熱管8設(shè)置一圈通道為尾氣排管9 ;支撐架4外部與尾氣排管9之間為封閉結(jié)構(gòu)；兩個(gè)封閉結(jié)構(gòu)相互套嵌為套管式整體換熱系統(tǒng)。燃?xì)庥扇細(xì)夤苓M(jìn)管10進(jìn)入，空氣由空氣進(jìn)管11進(jìn)入，通過換熱管8在支撐架4內(nèi)與燃?xì)獬浞只旌?，?jīng)爐芯3燃燒，釋放高溫尾氣通過尾氣排管9排出?？諝庾鳛槔淞黧w經(jīng)換熱管8管程，高溫尾氣作為熱流體經(jīng)尾氣排管9殼程，與換熱管8構(gòu)成套管對空氣完成預(yù)熱。換熱管8可選擇材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)較高的銅管、不銹鋼管等，換熱管排列形式不限；保溫材料可以選擇保溫棉、陶瓷纖維等。下面結(jié)合具體尺寸的實(shí)例將更好地對本發(fā)明進(jìn)行說明，但不會(huì)因此而限制其應(yīng)用。實(shí)施例1:新型燃?xì)鉅t支撐框體7內(nèi)徑為450mm，上支撐板距支撐框體7之間距離為250mm，上下支撐板之間距離等于420mm。換熱管8由4根內(nèi)徑為25mm，長為420mm的銅管呈矩形排列，支撐架4上臺直徑為330mm，下臺直徑為250mm，與支撐框體7空隙內(nèi)填充的保溫材料厚度為20mm。尾氣排管9為直徑80mm的圓管，與支撐框體7空隙內(nèi)全部填充，保溫材料為保溫棉。爐蓋I直徑為450_，邊緣外翻與加熱板5密封。此裝置用于餐飲行業(yè)的常見炊具一煎餅鐺，燃料為市面常見的罐裝液化氣。市場調(diào)查顯示，一個(gè)生意好的攤位燃燒爐工作時(shí)間為14小時(shí)/天，傳統(tǒng)的煤氣灶裝置的燃?xì)庀牧繛?2kg/天；使用上述新型裝置后，燃?xì)庀牧啃∮?kg/天，節(jié)能效率高于50%。實(shí)施例2:新型燃?xì)鉅t支撐框體7為6個(gè)長300mm寬300mm高700mm的長方體構(gòu)成的整體爐車，上支撐板距支撐框體7之間距離為300mm，上下支撐板之間距離等于380mm。換熱管8由3根內(nèi)徑為20臟，長為380mm的不銹鋼管呈三角排列，支撐架4上臺直徑為200臟，下臺直徑為140mm,與支撐框體7空隙內(nèi)填充的保溫材料厚度為10mm。尾氣排管9為邊長為74mm的三角形直管，與支撐框體7空隙內(nèi)全部填充，保溫材料為保溫棉。爐蓋I為邊長300mm的正方形蓋，邊緣外翻與加熱板5密封。采用小型鼓風(fēng)機(jī)增加空氣量。此裝置用于餐飲行業(yè)的常見炊具一麻辣燙加熱爐，燃料為市面常見的罐裝液化氣。市場調(diào)查顯示，一個(gè)生意好的攤位燃燒爐工作時(shí)間為14小時(shí)/天，傳統(tǒng)的煤氣灶裝置的燃?xì)庀牧繛?5kg/天；使用上述新型裝置后，燃?xì)庀牧啃∮?kg/天，節(jié)能效率高于45%。實(shí)施例3:新型燃?xì)鉅t支撐框體7內(nèi)徑為320mm，上支撐板距支撐框體7之間距離為250mm，上下支撐板之間距離等于450mm。換熱管8由4根內(nèi)徑20mm，長450mm的銅管呈矩形排列，支撐架4上臺直徑為210mm，下臺直徑為140mm，與支撐框體7空隙內(nèi)填充的保溫材料厚度為15_。尾氣排管9為直徑75_的圓管，與支撐框體7空隙內(nèi)全部填充，保溫材料為泡沫纖維。爐蓋I直徑為330mm,有翻邊可覆蓋加熱板5。此裝置用于家用做飯爐，燃料為天然氣。市場調(diào)查顯示，家用做飯爐一般工作時(shí)間為3個(gè)小時(shí)/天。常用做飯爐裝置的燃?xì)庀牧繛?0m3/月，使用上述新型裝置后，燃?xì)庀牧啃∮?0m3/月，節(jié)能效率高于25% ;若家用爐燃料為罐裝液化氣，其消耗量為42m3/月，使用上述新型裝置后，燃?xì)庀牧啃∮?0m3/月，節(jié)能效率高于33%。以上實(shí)施例的目的在于更好地說明本發(fā)明，根據(jù)不同應(yīng)用、尺寸、材質(zhì)等的不同，本裝置的各項(xiàng)參數(shù)(材質(zhì)、尺寸、加工細(xì)節(jié)、安裝方法等)可以有相應(yīng)的變化，相關(guān)技術(shù)人員在其基礎(chǔ)上做的替代或變換，在本發(fā)明保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱集成的燃?xì)鉅t裝置，它由燃?xì)鉅t爐體、支撐框體(7)、換熱管(8)、尾氣排管(9)、燃?xì)膺M(jìn)管(10)和空氣進(jìn)管(11)組成；其特征是，在燃?xì)鉅t爐體外設(shè)置一個(gè)支撐框體(7)，支撐框體(7)上端設(shè)置有支撐架(4)，支撐架(4)上端焊接支撐板(6)用以固定爐芯(3)，支撐架(4)下端連接換熱管(8)，換熱管(8)連接空氣進(jìn)管(11);支撐架(4)內(nèi)部與換熱管(8)和空氣進(jìn)管(11)之間為封閉結(jié)構(gòu)；支撐框體(7)內(nèi)的上下支撐板的中心位置，同換熱管(8)同軸圍繞換熱管(8)設(shè)置一圈通道為尾氣排管(9);支撐架(4)外部與尾氣排管(9)之間為封閉結(jié)構(gòu)；兩個(gè)封閉結(jié)構(gòu)相互套嵌為套管式整體換熱系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是尾氣排管(9)外側(cè)與支撐框體(7)之間設(shè)置為保溫材料層。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的支撐架(4)為臺體，上臺直徑大于下臺直徑，下臺直徑大于尾氣排管直徑。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述支撐框體(7)間距大于燃?xì)鉅t爐體豎直高度；上下支撐板間距等于換熱管(8)所需換熱長度。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是支撐框體(7)與支撐架(4)之間，靠近支撐框體(7)邊緣位置，設(shè)置有保溫磚。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在爐芯(3)上設(shè)置有加熱板(5)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在支撐框體(7)上部，與支撐架(4)對應(yīng)處設(shè)置有安裝爐門(2)開孔。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在支撐框體(7)下部設(shè)置有空氣進(jìn)管孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱集成的燃?xì)鉅t裝置，它由燃?xì)鉅t爐體、支撐框體、換熱管、尾氣排管、燃?xì)膺M(jìn)管和空氣進(jìn)管組成；在燃?xì)鉅t爐體外設(shè)置一個(gè)支撐框體，支撐框體上端設(shè)置有支撐架，支撐架上端焊接支撐板用以固定爐芯，支撐架下端連接換熱管，換熱管連接空氣進(jìn)管；支撐架內(nèi)部與換熱管和空氣進(jìn)管之間為封閉結(jié)構(gòu)；支撐框體內(nèi)的上下支撐板的中心位置，同換熱管同軸圍繞換熱管設(shè)置一圈通道為尾氣排管；支撐架外部與尾氣排管之間為封閉結(jié)構(gòu)；兩個(gè)封閉結(jié)構(gòu)相互套嵌為套管式整體換熱系統(tǒng)。采用低溫空氣與高溫尾氣套管式換熱技術(shù)，能充分利用燃料釋放熱量。同時(shí)，采用密封可拆卸結(jié)構(gòu)，既可提高燃?xì)鉅t燃料的利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的，又方便維修和清洗。
文檔編號F24C15/00GK103175231SQ201310102190
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者劉春江, 張婷, 項(xiàng)文雨, 袁希鋼 申請人:天津大學(xué)