CN103322607B - 一种吸热、储能、热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效吸热、储能、热交换器，包括有位于燃气灶具的燃烧器燃烧面层上方的多孔蜂巢吸热储能交换器，以及环绕在该多孔蜂巢吸热储能交换器周围的热烟气定向聚集输送通道，该多孔蜂巢吸热储能交换器通过具有热烟气导流面的中间体固定或放置在燃气灶具的面板上或固定面板的支架上。本发明能够最大限度扩大吸热储能面积，有效吸收燃烧过程中所产生的热能，并将所储的热能有效的传递给被加热物体，从而降低热能在传递过程中因被加热物体对热能吸收率低和热烟气在被加热物体表面停留时间过短而导致大量热能的损耗，有效提升燃气灶具热效率。

Description

一种吸热、储能、热交换器

技术领域

本发明涉及燃气用具领域，尤其是指一种能有效提升中餐燃气灶和家用燃气灶热能吸收率的高效吸热、储能、热交换器。

背景技术

普通大气式燃气灶具和红外线燃气灶具在我国已有很多年历史了，由于燃气灶具燃烧完全，有害物质排放低，使用方便，燃烧效果好而深受广大消费者的喜爱。但长期以来燃气灶具热效率偏低及如何有效提升燃气灶具热效率这一技术难题，一直困扰着行业的技术研发工作人员，由于燃气灶具是利用化学燃烧反应将所产生的热能经过物理形式或辐射形式将热能传送给被加热物体，其热能在传送的过程中在被加热物体的表面停留时间极短和受热体吸收面积的限制对热能吸收有限而导致燃气灶具热效率偏低，致使大量能源白白的浪费。另外，现有的燃气灶具在烹饪过程中有机污渍物和液态物体会对燃烧器造成损害和堵塞，而导致产品的寿命降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够最大限度扩大吸热储能面积，有效吸收燃烧过程中所产生的热能，并将所储的热能有效的传递给被加热物体，从而降低热能在传递过程中因被加热物体对热能吸收率低和热烟气在被加热物体表面停留时间过短而导致大量热能的损耗，有效提升燃气灶具热效率的高效吸热、储能、热交换器。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种高效吸热、储能、热交换器，包括有位于燃气灶具的燃烧器燃烧面层上方的多孔蜂巢吸热储能交换器，以及环绕在该多孔蜂巢吸热储能交换器周围的热烟气定向聚集输送通道，该多孔蜂巢吸热储能交换器通过具有热烟气导流面的中间体固定或放置在燃气灶具的面板上或固定面板的支架上。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器为二维状或三维状，其巢蜂体的最佳厚度为1-200毫米。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器上的蜂巢孔内涂敷无机黑体吸热涂层或催化剂涂层。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器采用金属材料或合金材料制成。

所述的蜂巢孔的孔径为轴向贯通形、轴向不贯通形、轴向阶梯贯通形、轴向阶梯不贯通形、锥形贯通形、锥形不贯通形。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器可采用一层或多层多孔金属板或合金材料多孔板制成。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器的两端面分别为平面状、曲线波纹状、环线状、环槽状、凹面状、凸面状、凹凸状、表面凸点状中的任一形状或任一两形状的结合。

所述的中间体的热烟气导流面为向受热体的受热面导向的斜面或曲面。

所述的中间体由支撑脚和导流环组成，其中，支撑脚的一端固定或一体成型在导流环上，多孔蜂巢吸热储能交换器放置或固定连接在支撑脚的另一端面上，导流环放置或固定在燃气灶具的面板或面板支架上，导流环上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道。

所述的中间体由支撑脚和导流环组成，其中，支撑脚固定连接或一体成型在多孔蜂巢吸热储能交换器的下端面上，支撑脚的脚底撑在导流环上，导流环放置或固定在燃气灶具的面板或面板支架上，所述的导流环上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道。

所述的中间体由支撑脚和导流环组成，其中，支撑脚为一独立的支撑脚，多孔蜂巢吸热储能交换器放置在支撑脚的一端面上，支撑脚的另一端撑在导流环上，导流环放置或固定在燃气灶具的面板或面板支架上，所述的导流环上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道。

所述的中间体由多孔烟气定向输送环构成，该多孔蜂巢吸热储能交换器放置或固定在多孔烟气定向输送环上，多孔烟气定向输送环沿环周成型有将热烟气导向受热体的多个独立的出烟孔，多孔烟气定向输送环固定或放置在燃气灶具的面板或面板支架上。

所述的在多孔烟气定向输送环和面板支架之间设有烟气辅助导流盘。

所述的多孔蜂巢吸热储能板下端面与燃烧器燃烧出气面层的上下间距为5-100毫米。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器是采用一层或多层耐高温，红外光波穿透阻碍小和对红外光波吸收性强的微晶玻璃或微晶陶瓷材料制成，或微晶玻璃与微晶陶瓷复合材料、或微晶玻璃与金属板叠合或叠合粘接制成。

所述的多孔蜂巢吸热储能交换器与燃烧面层对应面设有烟气导流辅助板，烟气导流辅助板为一层或多层的多孔板状体、网板状体或条状网板体叠合或叠合焊接制成。

本发明在采用了上述方案后，是将金属板轴向和/或径向制作各种形状的贯通和/或不贯通的孔，从而形成二维或三维的吸热储能转换蜂巢体，使燃烧过程中产生的热能在其体内充分循环及吸收，由于热烟气中带有的大量热能被吸收后通过吸热储能转换蜂巢体体外的热烟气定向输送通道分路传递给被加热物体，实现烟气的二次利用，通过采用蜂巢体热能吸收与热烟气分路定向输送技术，有效地提升了燃气灶具的综合能效。通过实际检测，采用本技术方案的产品热效率可达75%以上，综合节能率在55%以上，可为国家节省大量的能源，本发明具有极大的市场价值和经济价值。

附图说明

图1为本发明实施例1的剖视图。

图2为本发明实施例1的剖视分解图。

图3为本发明实施例1的立体图。

图4为本发明实施例1的俯视图。

图5为本发明实施例2的剖视分解图。

图6为本发明实施例2的立体图。

图7为本发明实施例3的剖视分解图。

图8为本发明实施例4的剖视分解图。

图9为本发明实施例4的分解立体图。

图10a、图10b为本发明实施例5的烟气导流辅助板两种结构形式示意图。

图11为多孔蜂巢吸热储能交换器的蜂巢孔的各种结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

参见附图1、图2、图3、图4、图11所示，本实施例包括有位于燃气灶具的燃烧器燃烧面层上方的多孔蜂巢吸热储能交换器10，以及环绕在该多孔蜂巢吸热储能交换器10周围的热烟气定向聚集输送通道40，该多孔蜂巢吸热储能交换器10通过具有热烟气导流面的中间体20固定或放置在燃气灶具的面板30上或固定面板的支架301上。

蜂巢孔为二维状或三维状的多孔蜂巢吸热储能交换器10、热烟气定向聚集输送通道40、红外线灶具的面板30，多孔蜂巢吸热储能交换器10是采用平板状金属材料或采用一层或多层耐高温，红外光波穿透阻碍小和对红外光波吸收性强的微晶玻璃或微晶陶瓷材料制成，或微晶玻璃与微晶陶瓷复合材料、或微晶玻璃与金属板叠合或叠合粘接制成。其巢蜂体的最佳厚度为3-20毫米。多孔蜂巢吸热储能交换器10上的蜂巢孔内还涂敷含有催化剂的无机黑体吸热涂层或催化剂涂层，以辅助热能有效的吸收。参见图11所示，蜂巢孔的孔径可以为轴向贯通形、轴向不贯通形、轴向阶梯贯通形、轴向阶梯不贯通形、锥形贯通形、锥形不贯通形中的一种形状或多种形状的结合，从而在轴向与径向之间形成多个或多条贯通孔形并成三维通透，从而保持气流在三维空间内轴向和径向的流动进行充分的热能交换和储能。另外，多孔蜂巢吸热储能交换器10的两端面根据需要分别为平面状、曲线波纹状、环线状、环槽状、凹面状、凸面状、凹凸状、表面凸点状中的任一形状或任一两形状的结合。

多孔蜂巢吸热储能交换器10位于红外线燃气灶具的燃烧器燃烧面层上方约5-100mm之间，最佳距离在10-30mm之间，本实施例的红外线燃气灶具可设有点火熄保系统60，热烟气定向聚集输送通道40环绕在该多孔蜂巢吸热储能交换器10周围，多孔蜂巢吸热储能交换器10通过具有将热烟气向受热体的受热面导向的斜面或曲面的中间体20固定或放置在红外线灶具的面板30上或面板支架301上。

本实施例的中间体20由支撑脚201和导流环202组成，其中，支撑脚201的一端一体成型在导流环202上，多孔蜂巢吸热储能交换器10粘接或焊接在支撑脚201的另一端面上，导流环202放置或固定在燃气灶具的面板30或面板支架301上，导流环202上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器10之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道40。

实施例2：

参见图5、图6，本实施例的其它结构同实施例1，且中间体20也是由支撑脚201和导流环202组成，但是，其支撑脚201为一独立的支撑体，多孔蜂巢吸热储能交换器10放置或固定在支撑脚201的一端面上，支撑脚201的另一端撑在导流环202上，导流环202放置或固定在燃气灶具的面板30或固定在面板支架301上，所述的导流环202上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器10之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道40。

实施例3：

参见图7，本实施例的其它结构同实施例1，且中间体20也是由支撑脚201和导流环202组成，但是，其支撑脚201一体成型在多孔蜂巢吸热储能交换器10的下端面上，支撑脚201的脚底撑在导流环202上，导流环202放置或固定在燃气灶具的面板30上，所述的导流环202上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器10之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道40。

实施例4

参见图8、图9，本实施例的其它结构同实施例1，但是中间体20由多孔烟气定向输送环22构成，该多孔蜂巢吸热储能交换器10放置或固定或一体成型在多孔烟气定向输送环22上，多孔烟气定向输送环22沿环周成型有将热烟气导向受热体的多个独立的出烟孔21，多孔烟气定向输送环22固定或放置在燃气灶具的面板30或面板支架301上。在多孔烟气定向输送环22和面板支架301之间设有烟气辅助导流盘50。

实施例:5

参见图10a、图10b，本实施例的其它结构同实施例1，所述的多孔蜂巢吸热储能交换器10与燃烧面层对应面设有烟气导流辅助板60，烟气导流辅助板60为一层或多层的多孔板状体、网板状体或条状网板体叠合或叠合焊接制成。所述的烟气导流辅助板的板状体、网板状体或条状网板体，为一层或多层叠合铆接在多孔蜂巢吸热储能交换器的某一面。

以下是本专利技术产品与市售产品热效率对比

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种吸热、储能、热交换器，其特征在于：包括有位于燃气灶具的燃烧面燃烧面层上方的多孔蜂巢吸热储能交换器（10），该多孔蜂巢吸热储能交换器（10）具有蜂巢体的结构，并通过中间体（20）固定或放置在燃气灶具的面板（30）上或固定面板的支架（301）上，该中间体（20）具有热烟气导流面，该热烟气导流面与多孔蜂巢吸热储能交换器（10）之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道（40）。

2.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）为二维状或三维状，巢蜂体的厚度为1-200毫米。

3.根据权利要求1或2所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）上的蜂巢孔内涂敷无机黑体吸热涂层或催化剂涂层。

4.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）采用金属材料制成或合金材料制成。

5.根据权利要求2所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：蜂巢孔的孔径为轴向贯通形、轴向不贯通形、轴向阶梯贯通形、轴向阶梯不贯通形、锥形贯通形、锥形不贯通形。

6.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）采用一层或多层多孔金属板制成、或合金材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）的两端面分别为平面状、曲线波纹状、环线状、环槽状、凹面状、凸面状、凹凸状、表面凸点状中的任一形状或任一两形状的结合。

8.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的中间体（20）的热烟气导流面为向受热体的受热面导向的斜面、或曲面。

9.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的中间体（20）由支撑脚（201）和导流环（202）组成，其中，支撑脚（201）的一端固定或一体成型在导流环（202）上，多孔蜂巢吸热储能交换器（10）放置或固定连接在支撑脚（201）的另一端面上，导流环（202）放置或固定在燃气灶具的面板（30）或面板支架（301）上，导流环（202）上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器（10）之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道（40）。

10.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的中间体（20）由支撑脚（201）和导流环（202）组成，其中，支撑脚（201）固定连接或一体成型在多孔蜂巢吸热储能交换器（10）的下端面上，支撑脚（201）的脚底撑在导流环（202）上，导流环（202）放置或固定在燃气灶具的面板（30）或面板支架（301）上，所述的导流环（202）上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器（10）之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道（40）。

11.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的中间体（20）由支撑脚（201）和导流环（202）组成，其中，支撑脚（201）为一独立的支撑脚，多孔蜂巢吸热储能交换器（10）放置在支撑脚（201）的一端面上，支撑脚（201）的另一端撑在导流环（202）上，导流环（202）放置或固定在燃气灶具的面板（30）或面板支架（301）上，所述的导流环（202）上成型有热烟气导流斜面，该热烟气导流斜面与多孔蜂巢吸热储能交换器（10）之间的间隙形成热烟气定向聚集输送通道（40）。

12.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的中间体（20）由多孔烟气定向输送环（22）构成，该多孔蜂巢吸热储能交换器（10）放置或固定在多孔烟气定向输送环（22）上，多孔烟气定向输送环（22）沿环周成型有将热烟气导向受热体的多个独立的出烟孔（21），多孔烟气定向输送环（22）固定或放置在燃气灶具的面板（30）或面板支架（301）上。

13.根据权利要求12所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：在多孔烟气定向输送环（22）和面板支架（301）之间设有烟气辅助导流盘（50）。

14.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：多孔蜂巢吸热储能交换器下端面与燃烧器燃烧出气面层的上下间距为5-100毫米。

15.根据权利要求1所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）是采用一层或多层耐高温，红外光波穿透阻碍小和对红外光波吸收性强的微晶玻璃或微晶陶瓷材料制成，或微晶玻璃与微晶陶瓷复合材料、或微晶玻璃与金属板叠合或叠合粘接制成。

16.根据权利要求1或2所述的一种吸热、储能、传热交换器，其特征在于：所述的多孔蜂巢吸热储能交换器（10）与燃烧面层对应面设有烟气导流辅助板（60），烟气导流辅助板（60）为一层或多层的多孔板状体、网板状体或条状网板体叠合或叠合焊接制成。