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