CN103175231A

CN103175231A - 一种热集成燃气炉装置

Info

Publication number: CN103175231A
Application number: CN2013101021903A
Authority: CN
Inventors: 刘春江; 张婷; 项文雨; 袁希钢
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: CN103175231B

Abstract

本发明涉及一种热集成的燃气炉装置，它由燃气炉炉体、支撑框体、换热管、尾气排管、燃气进管和空气进管组成；在燃气炉炉体外设置一个支撑框体，支撑框体上端设置有支撑架，支撑架上端焊接支撑板用以固定炉芯，支撑架下端连接换热管，换热管连接空气进管；支撑架内部与换热管和空气进管之间为封闭结构；支撑框体内的上下支撑板的中心位置，同换热管同轴围绕换热管设置一圈通道为尾气排管；支撑架外部与尾气排管之间为封闭结构；两个封闭结构相互套嵌为套管式整体换热系统。采用低温空气与高温尾气套管式换热技术，能充分利用燃料释放热量。同时，采用密封可拆卸结构，既可提高燃气炉燃料的利用率，达到节能减排的目的，又方便维修和清洗。

Description

一种热集成燃气炉装置

技术领域

本发明涉及燃气炉装置及节能系统，具体地说，它将传统燃气炉燃烧尾气进行热集成，能有效提高燃料的热能利用率。

背景技术

调查表明，由于没有保温和密封设计，现行的小型燃气炉在开放的环境中直接加热，造成高温尾气直接排放，严重降低了燃料的利用率。因此，对燃烧尾气热量进行二次集成利用，对提高小型燃气炉的传热效率、降低燃料消耗，具有重要意义。国内外针对家用炉节能也做出了很多研究，获得了不同的效果。

96242669.5设计了一种煤气节能炉，采用双曲面炉膛内壁在热风室中对空气进行预热，利用可活动的灰盆产生足够的水蒸气。200620129957.7设计了一种家用高效节能炉，采用梯形结构炉膛充分利用炉膛内部产生的热量，达到节能目的。200720089471.X设计了一种多功能高效节能炉，通过增加蒸汽室、蒸汽笼达到炒、煮、蒸一体化且同步进行的目的。200720089472.4设计了一种高效环保节能炉，采用除尘室、避尘孔等，减少烟气排放同时增加保温功能。201110144848.8设计了一种带有旋风发生装置的节能炉，通过旋风发生装置使燃气和空气完全混合，达到完全燃烧、节能的目的。以上专利技术从不同角度对燃烧炉结构进行了新型分析与设计，在一定程度上也起到了节能的效果。而本发明采用低温空气与高温尾气套管式换热技术，能充分利用燃料释放热量，达到节能目的。具体方案陈述如下。

发明内容

本发明提出一种热集成的燃气炉装置，将燃气炉炉体和换热管8、尾气排管9视为一个整体的换热系统，将燃烧的高温尾气通过换热管8对空气进行预热。并通过在炉壁内加装保温材料减少热量耗散，提高燃气炉燃料的利用率，达到节能减排的目的。

本发明是这样实现的：

一种热集成的燃气炉装置，它由燃气炉炉体、支撑框体7、换热管8、尾气排管9、燃气进管10和空气进管11组成；其特征是，在燃气炉炉体外设置一个支撑框体7，支撑框体7上端设置有支撑架4，支撑架4上端焊接支撑板6用以固定炉芯3，支撑架4下端连接换热管8，换热管8连接空气进管11；支撑架4内部与换热管8和空气进管11之间为封闭结构；支撑框体7内的上下支撑板的中心位置，同换热管8同轴围绕换热管8设置一圈通道为尾气排管9；支撑架4外部与尾气排管9之间为封闭结构；两个封闭结构相互套嵌为套管式整体换热系统。

优选在尾气排管9外侧与支撑框体7之间设置为保温材料层。

所述的支撑架4为台体，上台直径大于下台直径，下台直径大于尾气排管直径。

支撑框体7间距大于燃气炉炉体竖直高度；上下支撑板间距等于换热管8所需换热长度。

支撑框体7与支撑架4之间，靠近支撑框体7边缘位置，设置有保温砖。以减少热量耗散，提高燃料利用率。

保温砖可以不完全填充。

在炉芯3上设置有加热板5，与支撑框体7连接；燃气炉不使用时，可将炉盖1盖在加热板5之上，使燃气炉闲暇时尽量保持恒温，以减少再使用时因炉预热消耗的燃料。

在支撑框体7上部，与支撑架4对应处设置有安装炉门2开孔。在支撑框体7下部设置有空气进管孔。

所述的热集成燃气炉为密封结构，可以通过快速卸压门式的炉门2保证其安全性和高效性。同时，将加热板5打开，燃气炉炉体与换热管8连接一体，既可以直接抽出，又方便拆卸、维修与清洗。

燃气由燃气管进管10进入，空气由空气进管11进入，通过换热管8在支撑架4内与燃气充分混合，经炉芯3燃烧，释放高温尾气通过尾气排管9排出。空气作为冷流体经换热管8管程，高温尾气作为热流体经尾气排管9壳程，与换热管8构成套管对空气完成预热。

换热管8可选择材质导热系数较高的铜管、不锈钢管等，换热管排列形式不限；保温材料可以选择保温棉、陶瓷纤维等。

本发明的优点有：

1.高温尾气的热量得以利用，提高燃料利用率；

2.利用余热对燃气炉进行保温，节约了燃料；

3.炉内部结构可直接拆卸，便于维修和清洗；

4.可大幅减少燃料的使用，即降低了成本又符合国家节能减排政策的要求。

附图说明

图1：燃气炉装置系统的结构简图。

图2：燃气炉炉体俯视图简图。

图3：燃气炉支撑架俯视图简图。

其中：1—炉盖，2—炉门，3—炉芯，4—支撑架，5—加热板，6—支撑板，7—支撑体，8—换热管，9—尾气排管，10—燃气进管，11—空气进管，剖面a—保温砖，剖面b—保温棉。

具体实施方式

结合附图对本发明专利进一步说明：

如图所示：本发明的热集成的燃气炉装置，它由燃气炉炉体、支撑框体7、换热管8、尾气排管9、燃气进管10和空气进管11组成；其特征是，在燃气炉炉体外设置一个支撑框体7，支撑框体7上端设置有支撑架4，支撑架4上端焊接支撑板6用以固定炉芯3，支撑架4下端连接换热管8，换热管8连接空气进管11；支撑架4内部与换热管8和空气进管11之间为封闭结构；支撑框体7内的上下支撑板的中心位置，同换热管8同轴围绕换热管8设置一圈通道为尾气排管9；支撑架4外部与尾气排管9之间为封闭结构；两个封闭结构相互套嵌为套管式整体换热系统。

下面结合具体尺寸的实例将更好地对本发明进行说明，但不会因此而限制其应用。

实施例1：

新型燃气炉支撑框体7内径为450mm，上支撑板距支撑框体7之间距离为250mm，上下支撑板之间距离等于420mm。换热管8由4根内径为25mm，长为420mm的铜管呈矩形排列，支撑架4上台直径为330mm，下台直径为250mm，与支撑框体7空隙内填充的保温材料厚度为20mm。尾气排管9为直径80mm的圆管，与支撑框体7空隙内全部填充，保温材料为保温棉。炉盖1直径为450mm，边缘外翻与加热板5密封。

此装置用于餐饮行业的常见炊具—煎饼铛，燃料为市面常见的罐装液化气。市场调查显示，一个生意好的摊位燃烧炉工作时间为14小时/天，传统的煤气灶装置的燃气消耗量为12kg/天；使用上述新型装置后，燃气消耗量小于6kg/天，节能效率高于50%。

实施例2：

新型燃气炉支撑框体7为6个长300mm宽300mm高700mm的长方体构成的整体炉车，上支撑板距支撑框体7之间距离为300mm，上下支撑板之间距离等于380mm。换热管8由3根内径为20mm，长为380mm的不锈钢管呈三角排列，支撑架4上台直径为200mm，下台直径为140mm，与支撑框体7空隙内填充的保温材料厚度为10mm。尾气排管9为边长为74mm的三角形直管，与支撑框体7空隙内全部填充，保温材料为保温棉。炉盖1为边长300mm的正方形盖，边缘外翻与加热板5密封。采用小型鼓风机增加空气量。

此装置用于餐饮行业的常见炊具—麻辣烫加热炉，燃料为市面常见的罐装液化气。市场调查显示，一个生意好的摊位燃烧炉工作时间为14小时/天，传统的煤气灶装置的燃气消耗量为15kg/天；使用上述新型装置后，燃气消耗量小于8kg/天，节能效率高于45%。

实施例3：

新型燃气炉支撑框体7内径为320mm，上支撑板距支撑框体7之间距离为250mm，上下支撑板之间距离等于450mm。换热管8由4根内径20mm，长450mm的铜管呈矩形排列，支撑架4上台直径为210mm，下台直径为140mm，与支撑框体7空隙内填充的保温材料厚度为15mm。尾气排管9为直径75mm的圆管，与支撑框体7空隙内全部填充，保温材料为泡沫纤维。炉盖1直径为330mm，有翻边可覆盖加热板5。

此装置用于家用做饭炉，燃料为天然气。市场调查显示，家用做饭炉一般工作时间为3个小时/天。常用做饭炉装置的燃气消耗量为40m³/月，使用上述新型装置后，燃气消耗量小于30m³/月，节能效率高于25%；若家用炉燃料为罐装液化气，其消耗量为42m³/月，使用上述新型装置后，燃气消耗量小于30m³/月，节能效率高于33%。

以上实施例的目的在于更好地说明本发明，根据不同应用、尺寸、材质等的不同，本装置的各项参数（材质、尺寸、加工细节、安装方法等）可以有相应的变化，相关技术人员在其基础上做的替代或变换，在本发明保护之内。

Claims

1.一种热集成的燃气炉装置，它由燃气炉炉体、支撑框体（7）、换热管（8）、尾气排管（9）、燃气进管（10）和空气进管（11）组成；其特征是，在燃气炉炉体外设置一个支撑框体（7），支撑框体（7）上端设置有支撑架（4），支撑架（4）上端焊接支撑板（6）用以固定炉芯（3），支撑架（4）下端连接换热管（8），换热管（8）连接空气进管（11）；支撑架（4）内部与换热管（8）和空气进管（11）之间为封闭结构；支撑框体（7）内的上下支撑板的中心位置，同换热管（8）同轴围绕换热管（8）设置一圈通道为尾气排管（9）；支撑架（4）外部与尾气排管（9）之间为封闭结构；两个封闭结构相互套嵌为套管式整体换热系统。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是尾气排管（9）外侧与支撑框体（7）之间设置为保温材料层。

3.如权利要求1所述的装置，其特征是所述的支撑架（4）为台体，上台直径大于下台直径，下台直径大于尾气排管直径。

4.如权利要求1所述的装置，其特征是所述支撑框体（7）间距大于燃气炉炉体竖直高度；上下支撑板间距等于换热管（8）所需换热长度。

5.如权利要求1所述的装置，其特征是支撑框体（7）与支撑架（4）之间，靠近支撑框体（7）边缘位置，设置有保温砖。

6.如权利要求1所述的装置，其特征是在炉芯（3）上设置有加热板（5）。

7.如权利要求1所述的装置，其特征是在支撑框体（7）上部，与支撑架（4）对应处设置有安装炉门（2）开孔。

8.如权利要求1所述的装置，其特征是在支撑框体（7）下部设置有空气进管孔。