CN102818299B - 一种环保型燃气式家用供热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于供热技术领域,涉及一种环保型燃气式家用供热装置,兼具燃气灶、吸油烟机和暖气功能,在吸油烟机作用下,油烟及蒸汽通过集气罩到进气管,燃气通过燃气管、燃气阀进入进气管与空气、油烟蒸汽混合形成燃气混合气进入炉腔,由燃烧器分流燃烧,加热炉板直接烘、烤、煎或加热炊具炒菜做饭;吸气罩和吸油烟风机具有传统吸油烟机功能;燃烧废气顶开排气阀进入排气管毫无遗漏地排到室外,在排出过程中根据室内温度调节三通阀,控制燃烧废气进入排气管上部或换热器的比例,经过换热器的废气加热供暖空气,供暖空气在暖气系统内循环加热室内空气实现暖气;其原理新颖,结构简单,成本低,热效率高,环境友好,适合农村家用供热场合。

Description

一种环保型燃气式家用供热装置
技术领域:
[0001] 本发明属于家庭供热技术领域,涉及一种能量状态转换装置,特别是一种具有燃 气灶、吸油烟机和暖气混合功能的环保型燃气式家用供热装置。
背景技术:
[0002] 现有的厨房内油烟机与燃气灶结构与功能通常是相互独立的,且具有成本高、占 空间大、安装维护不便、控制复杂、运行费用高、节能环保效果差等缺点,而且传统的燃气灶 都是开式燃烧,天然气、煤制气、液化石油气或沼气等与空气混合后被点燃,在小于等于环 境大气压力的条件下燃烧,燃烧区空燃比低,过量空气系数小于1,燃气燃烧不充分,热效 率低于60% ;当燃气为沼气时燃烧产生的臭味令人不堪忍受;锅内食物沸腾出来熄灭火 焰的现象时有发生,而燃气继续外出,容易使人中毒或出现爆炸危险,油烟机对各种味道 的气体及油烟不作燃烧净化,就直接排出室外,污染了室外的大环境。当前农村冬天供暖 问题一直影响着人们的生活质量,即使有的住家安装了土暖气,利用煤炉排气管加热暖气 片内的水或直接加热室内空气提高室内温度,但燃烧废气余热根本得不到很好利用,也极 不卫生。为了解决上述问题,已有不少专利技术被公开,例如:[1]尹发胜.内燃式燃气灶 具· ZL0221078. X,20023-3-19 ; [2]王占义.封闭式燃气灶具· ZL93243708. 7, 1995-7-5 ;
[3] 梁富泉.内燃式多功能灶具.200510117651. X,2006-7-12 ; [4]郝毅.内燃排烟式安全 节能环保燃气灶.ZL03239084. X,2004-8-11 ; [5]张洪信,张铁柱,张纪鹏.油烟机与燃气灶 集成式内燃灶具.ZL200710016128. 7,2009-01-21 ;这些技术实施时,火焰在燃气灶面板下 燃烧,燃烧的废气直接排出室外,不会污染室内的空气;专利[3]设置了热交换器,利用废 气的余热加热自来水,具有一定节能效果;专利[1]、[2]、[3]、[4]虽然具有一定的节能环 保效果,但不是真正的内燃,仍然具有传统燃气灶的最根本的缺点;专利[5]的内燃原理与 本发明的内燃原理基本一致;现有的这些技术都没有将燃气灶、油烟机及暖气的三个功能 及结构原理集成一体,所以设计和制备一种新的换热器结构,使其具有较好的换热效率,高 效环保多功能供热,实现空气、蒸汽、油烟和燃气等混合气体在一个封闭空间、较高压力下、 空然比及过量空气系数较大的情况下燃烧,混合气的压力通过吸油烟风机增压实现,压力 大小由排气阀设定压力决定,炉体采用双层中空结构,热量的传导、对流和辐射损失将大为 减少,燃气燃烧更为充分,废气直接排出室外,在排出过程中或加热进气管道内的空气,或 加热供暖气体实现供暖功能。
发明内容:
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,利用燃气能源全面解决家庭的集中 供热问题,通过燃气的真正内燃将燃气灶、油烟机及暖气的结构原理集成一体并实现相映 的功能,设计制备一种高效率的换热器结构,并用于供热系统构成环保型燃气式家庭供热 装直。
[0004] 为了实现上述目的,本发明将空气、蒸汽和油烟等混合气在吸油烟风机作用下,通 过集气罩吸入,经过进气管上部、中部,在进气管下部经过吸油烟风机增压,燃气经过燃气 管、燃气阀进入进气管下部,在进空气管下部形成燃气混合气,充入炉腔,在较高压力下、空 燃比及过量空气系数较大的条件下燃烧,实现燃气混合气的内燃和充分燃烧;火焰加热炉 板直接烘、烤、煎食物,或加热炊具炒菜或做饭;吸气罩和吸油烟风机具有传统吸油烟机的 功能,当燃气混合气燃烧压力大于排气阀的设定压力时,燃气混合气顶开排气阀芯,充分燃 烧后的废气通过排气阀进入排气管下部,排气阀的设定压力应小于风机产生的气体压力; 在排气管下部设有三通阀,根据室内温度调节控制燃烧废气进入排气管上部或换热器的比 例,如果室内温度较高,减少甚至关闭进入换热器的废气量,其余废气进入排气管上部;如 果室内需要供暖可以调节三通阀让燃烧废气全部进入换热器;换热器选用铝合金或铸铁材 料,燃烧废气在换热器内形成之字结构,在换热器内停留的时间较长,将热量传导其外围空 气加热腔内的空气,该空气在暖气循环风机的作用下,在暖气管路和暖气片内循环,加热室 内空气,实现暖气功能,暖气片根据需要可设置一个或多个,通过暖气片开关来开通或截止 暖气片内空气的流动路径;进入排气管上部的废气在排出过程中加热经过进气管中部的气 体,废气余热得到充分利用;经过换热器的废气从换热器废气出口进入排气管,燃烧废气全 部排到室外,混合气中的油烟经过燃烧后全部排到室外,对室外环境的污染小,室内没有燃 烧废气;炉体采用双层中空结构,能降低热量的传导、对流和辐射损失。
[0005] 本发明运行工作时,接通电源吸油烟风机开始转动,按下并转动开关旋钮,燃气阀 打开,点火器发出火花,或通过琴键开关和电控系统来实现;空气、蒸汽和油烟的混合气在 吸油烟风机作用下,通过集气罩吸入,经过进气管上部、中部,在进气管下部经过吸油烟风 机增压,燃气经过燃气管、燃气阀进入进气管下部,在进空气管下部形成燃气混合气,充入 密封的炉腔,经燃烧器分流,在高于大气压、空燃比及过量空气系数较大的条件下,遇到火 花开始燃烧,实现燃气混合气的内燃和充分燃烧;当燃气混合气燃烧压力大于排气阀的设 定压力时,燃气混合气顶开排气阀芯,充分燃烧后的废气通过排气阀进入排气管下部;三通 阀根据室内温度调节控制燃烧废气进入排气管上部或换热器的比例,如果室内温度较高, 减少甚至关闭进入换热器的废气量,其余废气进入排气管上部;燃烧废气经过换热器将热 量传到其外围空气加热腔内的空气,该空气在暖气循环风机的作用下,在暖气管路和暖气 片内循环,加热室内空气,实现暖气功能,暖气片根据需要设置一个或多个,通过暖气片开 关截止或开通暖气片内空气的流动路径;进入排气管上部的废气在排出过程中加热经过进 气管中部的气体,废气余热得到充分利用;经过换热器的废气从换热器废气出口进入排气 管,燃烧废气全部排到室外。
[0006] 本发明以燃气作为能源实现燃气灶、油烟机与暖气的三种功能混合组装,燃气混 合气在高于大气压、空气富余的炉腔燃烧,燃烧充分且温度高;炉体采用双层中空结构,有 效地降低了热量的传导、对流和辐射损失;废气在排出过程中加热进入炉腔的空气或进入 暖气片的空气;吸油烟风机的风扇在进气管下部的管内,噪音小;内室内没有燃烧废气,油 烟经过燃烧后排到室外减少对室内外环境的污染;其工作原理新颖,整体结构简单,成本 低,热效率高,环境友好,功能综合,适合农村家用供热场合。
附图说明:
[0007] 图1为本发明的主体正面结构原理示意图。
[0008] 图2为本发明的主体侧面结构原理示意图。
[0009] 图3为本发明的换热器纵截面结构原理示意图。
[0010] 图4为本发明的换热器横截面结构原理示意图。
具体实施方式:
[0011] 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步描述。
[0012] 实施例:
[0013] 本实施例的主体结构包括开关旋钮1、燃气阀2、燃气管3、炉体4、进气管下部5、排 气阀芯6、排气阀座7、排气阀弹簧8、吸油烟风机9、螺钉10、进气管中部11、排气管上部12、 进气管上部13、集气罩14、换热器废气出口 15、换热器废气通道16、空气加热腔17、换热器 18、换热器废气入口 19、三通阀20、排气管下部21、炉腔22、炉板23、燃烧器24、点火器25、 第二暖气片开关26、供暖气管27、第一暖气片开关28、第二暖气片29、回暖气管30、第一暖 气片31和暖气循环风机32,各部件水、电、气分别相互连通构成一体式供热装置;开关旋钮 1、燃气阀2和燃气管3的结构与原理采用传统燃气灶实现,旋压开关旋钮1,打开燃气阀2, 点火器25发出电火花,点燃炉腔22内的燃气混合气;炉腔22是炉板23和炉体4围成的内 部空间,炉板23与炉体4采用过盈联接结构,炉体4为双层中空结构,以有效防止热传递、 对流及辐射损失;吸油烟风机9通过螺钉10固定安装在进气管下部5上,接通电源时,风扇 叶片在进气管下部5的内部转动;燃气管3的末端固定接于进气管下部5的炉腔22的入口 处;进气管下部5分别与进气管中部11和进气管上部13固联,进气管中部11内有排气管 上部12通过,当高温燃烧废气从排气管上部12排出时加热进气管中部11内的空气;进气 管上部13与集气罩14固联,吸油烟风机9转动将空气、废油烟和水蒸气从集气罩14吸入, 经过进气管上部13和进气管中部11,在进气管下部5与燃气混合形成燃气混合气进入炉腔 22,经燃烧器24分流;燃烧器24固定在炉腔22的入口处,与传统燃气灶的燃烧器结构功能 相同,用于燃气混合气的分流燃烧;炉腔22的废气出口被排气阀芯6关闭,排气阀芯6在排 气阀弹簧8的弹性力作用下与废气出口具有压力,排气阀芯6在排气阀座7的孔内左右移 动,排气阀弹簧8固定在排气阀7的孔内,其一端与排气阀芯6接触,另一端与排气阀座7 的孔底接触;排气阀座7焊接或过盈装配固联于排气管下部21 ;炉腔22内混合气压力上升 顶开排进阀芯6,燃烧废气进入排气管下部21 ;排气管下部21与排气管上部12之间固定接 有三通阀20,三通阀20的第三个接口与换热器废气入口 19相连通;通过转动三通阀20的 手柄调节控制燃烧废气进入排气管上部12或换热器18的比例;换热器18上设有换热器废 气通道16和空气加热腔17,其材料为铝合金或铸铁;换热器废气通道16为之字形,燃烧废 气在换热器废气通道16内经过的路线、停留的时间较长,以增加对空气加热腔17内空气的 传热,废气由换热器废气出口 15进入排气管上部12,排出室外;空气加热腔17内空气经加 热后温度上升,在暖气循环风机32吹送下从空气加热腔17进入供暖气管27,供暖气管27 和回暖气管30之间固定接有第二暖气片29和第一暖气片31,第二暖气片29、第一暖气片 31和供暖气管27之间分别设有第二暖气片开关26、第一暖气片开关28,关闭暖气片开关, 暖气将不再经过相应暖气片;暖气循环风机32安装在回暖气管30上,经过暖气片的空气温 度变低,在暖气循环风机32的作用下送入空气加热腔17继续加热,循环往复,使室内空气 温度升高,起到供暖作用。
[0014] 本实施例的图2中的双点划线表示第二暖气片29、第一暖气片31之间或并接其它 暖气片。
[0015] 本实施例运行工作时,接通电源吸油烟风机9开始转动,按下并转动开关旋钮1, 燃气阀2打开,点火器25发出火花;或通过琴键开关和电控系统来实现;空气、蒸汽和油烟 的混合气在吸油烟风机9作用下,通过集气罩14吸入,经过进气管上部13、中部11,在进气 管下部5经过吸油烟风机9增压,燃气也经过燃气管3、燃气阀2进入进气管下部5,在进 空气管下部5形成燃气混合气,充入炉腔22,经燃烧器24分流遇到火花开始燃烧;火焰加 热炉板23直接烘、烤、煎食物,或加热炊具炒菜或做饭;当燃气混合气燃烧压力大于排气阀 的设定压力时,燃气混合气顶开排气阀芯6,充分燃烧后的废气通过排气阀进入排气管下部 21,三通阀20根据室内温度调节控制燃烧废气进入排气管上部12或换热器18的比例,如 果室内温度较高,减少甚至关闭进入换热器18的废气量,其余废气进入排气管上部12 ;燃 烧废气经过换热器18将热量传到其外围空气加热腔17内的空气,该空气在暖气循环风机 32的作用下,在暖气管路和暖气片内循环,加热室内空气,实现暖气功能,暖气片根据需要 设置一个或多个,通过暖气片开关截止或开通暖气片内空气的流动路径;进入排气管上部 12的废气在排出过程中加热经过进气管中部11的气体,废气余热得到充分利用;经过换热 器18的废气从换热器废气出口 15进入排气管上部12,燃烧废气全部排到室外。

Claims (1)

1. 一种环保型燃气式家用供热装置,其特征在于主体结构包括开关旋钮、燃气阀、燃气 管、炉体、进气管下部、排气阀芯、排气阀座、排气阀弹簧、吸油烟风机、螺钉、进气管中部、排 气管上部、进气管上部、集气罩、换热器废气出口、换热器废气通道、空气加热腔、换热器、换 热器废气入口、三通阀、排气管下部、炉腔、炉板、燃烧器、点火器、第二暖气片开关、供暖气 管、第一暖气片开关、第二暖气片、回暖气管、第一暖气片和暖气循环风机,各部件水、电、气 分别相互连通构成一体式供热装置;开关旋钮、燃气阀和燃气管的结构与原理采用传统燃 气灶实现,旋压开关旋钮,打开燃气阀,点火器发出电火花,点燃炉腔内的燃气混合气;炉腔 是炉板和炉体围成的内部空间,炉板与炉体采用过盈联接结构,炉体为双层中空结构,以有 效防止热传递、对流及辐射损失;吸油烟风机通过螺钉固定安装在进气管下部上,接通电源 时,风扇叶片在进气管下部的内部转动;燃气管的末端固定接于进气管下部的炉腔的入口 处;进气管下部分别与进气管中部和进气管上部固联,进气管中部内有排气管上部通过,当 高温燃烧废气从排气管上部排出时加热进气管中部内的空气;进气管上部与集气罩固联, 吸油烟风机转动将空气、废油烟和水蒸气从集气罩吸入,经过进气管上部和进气管中部,在 进气管下部与燃气混合形成燃气混合气进入炉腔,经燃烧器分流;燃烧器固定在炉腔的入 口处,与传统燃气灶的燃烧器结构功能相同,用于燃气混合气的分流燃烧;炉腔的废气出口 被排气阀芯关闭,排气阀芯在排气阀弹簧的弹性力作用下与废气出口具有压力,排气阀芯 在排气阀座的孔内左右移动,排气阀弹簧固定在排气阀的孔内,其一端与排气阀芯接触,另 一端与排气阀座的孔底接触;排气阀座焊接或过盈装配固联于排气管下部;炉腔内混合气 压力上升顶开排进阀芯,燃烧废气进入排气管下部;排气管下部与排气管上部之间固定接 有三通阀,三通阀的第三个接口与换热器废气入口相连通;通过转动三通阀的手柄调节控 制燃烧废气进入排气管上部或换热器的比例;换热器上设有换热器废气通道和空气加热 腔,其材料为铝合金或铸铁;换热器废气通道为之字形,燃烧废气在换热器废气通道内经过 的路线、停留的时间较长,以增加对空气加热腔内空气的传热,废气由换热器废气出口进入 排气管上部,排出室外;空气加热腔内空气经加热后温度上升,在暖气循环风机吹送下从空 气加热腔进入供暖气管,供暖气管和回暖气管之间固定接有第二暖气片和第一暖气片,第 二暖气片、第一暖气片和供暖气管之间分别设有第二暖气片开关、第一暖气片开关,关闭暖 气片开关,暖气将不再经过相应暖气片;暖气循环风机安装在回暖气管上,经过暖气片的空 气温度变低,在暖气循环风机的作用下送入空气加热腔继续加热,循环往复,使室内空气温 度升高供暖。
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