CN204786636U - 一种炉灶的余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种炉灶的余热回收利用装置，本装置包括具有炉膛、供空气管道与尾铮的炉灶，所述炉灶中设置有依次相连的、用于排出烟气的水平烟道和竖直烟道；该装置包括余热回收部分和余热利用部分；所述余热回收部分由对炉膛余热进行回收的炉膛回收段、对水平烟道中的烟气余热进行回收的水平回收段以及对竖直烟道中的烟气余热进行回收的竖直回收段构成；所述余热利用部分包括冷水加热箱和热水箱，所述炉膛回收段、水平回收段和竖直回收段分别与冷水加热箱相连并各自构成独立的水加热循环体系，冷水加热箱与热水箱之间设有连通二者的管道，管道上设置有电磁放水阀。本实用新型结构简单，热交换面积大，有效地提高了余热回收利用效率。

Description

一种炉灶的余热回收利用装置

技术领域

本实用新型属于灶具技术领域，具体涉及一种炉灶的余热回收利用装置。

背景技术

家庭、宾馆、饭店、食堂等单位都需要用到炒菜做饭用的炉灶。炉灶在工作的过程中，炉膛会产生大量无效的辐射热、传导热，以及大量的高温废气，这部分燃料燃烧产生的剩余热能被白白浪费掉，没有得到有效的回收利用，不符合当今社会节能减排、可持续发展的需求。在现有的技术中，已经出现了一系列针对炉灶的余热利用技术。

中国专利文献CN202973192U公开了一种炉灶烟囱烟气余热利用装置，该装置通过在炉灶烟囱内安装集热管，将烟气的热量收集用来给水加热。中国专利文献CN203336657U公开了一种灶台余热利用装置，该装置通过将螺旋状的集热管预埋在设于炉壁内的保温砖中，利用余热来加热两端与集热管相连的保温箱内的水。但是以上公开的专利文献均未对炉灶整体的余热来进行设计以达到充分利用，而是只单独针对烟囱和炉壁，达不到较高的余热利用效率。

因此，本领域技术人员需要提供一种结构简单，热交换面积大，有效提高余热回收利用效率的炉灶余热利用装置。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，热交换面积大，有效提高余热回收利用效率的炉灶余热利用装置。该装置通过对集热回形金属管中水的循环加热，实现热量的回收利用，并将加热后的水储存到热水箱中，从而提供热水。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种炉灶的余热回收利用装置，包括具有炉膛、供空气管道与尾铮的炉灶，所述炉灶中设置有依次相连的、用于排出烟气的水平烟道和竖直烟道；该装置包括余热回收部分和余热利用部分；

所述余热回收部分由对炉膛余热进行回收的炉膛回收段、对水平烟道中的烟气余热进行回收的水平回收段以及对竖直烟道中的烟气余热进行回收的竖直回收段构成；

所述余热利用部分包括冷水加热箱和热水箱，所述炉膛回收段、水平回收段和竖直回收段分别与冷水加热箱相连并各自构成独立的水加热循环体系，冷水加热箱与热水箱之间设有连通二者的管道，管道上设置有电磁放水阀。

优选的，所述炉膛回收段包括用于回收炉膛余热的多组呈螺旋环状的炉膛金属管，炉膛金属管布置在炉膛外壁与炉膛外壁周侧的隔热耐火材料所围成的隔热炉腔中，所述炉膛金属管的进水端与出水端穿过竖直烟道并均与冷水加热箱连通。

优选的，所述水平回收段布置在水平烟道内部，所述水平烟道为由隔热材料围成的水平排烟腔，处于水平排烟腔内壁的隔热材料上敷设有金属板；所述隔热炉腔的一端设有与水平排烟腔连通的排烟口；所述水平回收段包括水平排烟腔内布置的水平烟道金属管，所述水平烟道金属管的进水端与出水端穿过竖直烟道并均与冷水加热箱连通；

所述竖直回收段布置在竖直烟道内，所述竖直烟道为由隔热材料围成的竖直排烟腔，处于竖直排烟腔内壁的隔热材料上敷设有金属板，所述水平烟道的出烟口连接竖直烟道的入烟口，竖直烟道的出烟口处设有排烟栅；所述竖直回收段包括竖直烟道内布置的多根竖直烟道金属管，任一根所述竖直烟道金属管的进水端与出水端均与冷水加热箱连通。

优选的，所述冷水加热箱与热水箱均处在竖直烟道内，所述冷水加热箱的位置高于热水箱的位置；所述冷水加热箱与热水箱上分别设有冷水加热箱排水口和热水箱放水口。

进一步的，所述炉膛回收段由螺旋环状的炉膛金属管管段、直管或弯管状的水平管段以及直管或弯管状的竖直管段组成。

进一步的，所述炉灶中还设置有向炉灶的燃烧装置供风的供空气管道，所述供空气管道穿设在水平烟道的内部；所述水平烟道包括环绕尾铮设置的弯弧状烟道，所述水平烟道金属管在所处弯弧状烟道处设置有弯弧管段。

优选的，所述冷水加热箱与热水箱的箱体外侧均设置有便于回收余热的鳍片。

优选的，所述冷水加热箱上还设有补水口，所述补水口通过总进水口供给冷水源，自总进水口至补水口之间的补水管上还设有用于控制冷水加热箱进水的电磁进水阀以及净化冷水源的净化装置，所述净化装置包括一级过滤器和二级反渗透净水器。

优选的，所述总进水口处设为三通式管口，其中一通为冷水源进口，两通为出水口，其中一路出水口通过净化装置与冷水加热箱连通，另一路出水口与悬伸在炉灶上方的水龙头连通。

优选的，所述冷水加热箱上还设有温度探测装置或者水位检测装置或者水箱泄压降噪安全装置或者温度探测装置、水位检测装置、水箱泄压降噪安全装置三者的组合。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型针对整个炉灶体系分别设置了用于回收余热的炉膛回收段、水平回收段以及竖直回收段。在启用炉灶时，燃料燃烧的过程中所产生大量的废热以热传导和热辐射的方式进行热传递，传导热和辐射热都会以热交换器的原理被分布在炉膛外和烟道内的金属管吸收，进而加热金属管内的水，加热后的水从金属管出口流入冷水加热箱，即各个回收段中的金属管与冷水加热箱构成彼此独立的水加热循环体系，加热达到设定温度的热水则被输送到热水箱中，最终使得炉灶内的余热被充分利用。本发明大大提高了炉灶的余热回收利用效率，符合节能减排的绿色环保需求。

2)本实用新型中的冷水加热箱采用热力自流循环的方式，即根据冷水加热箱中的热水密度小于冷水密度的原理，从冷水加热箱进入分布在炉膛外和烟道内的金属管的冷水被加热后会从金属管的出水口自动回流至冷水加热箱中，从而自动实现炉膛金属管内的水循环流动加热；另一方面，热烟气进入炉灶的竖直烟道后会对布置在其内部的冷水加热箱、热水箱同时加热，实现冷水加热箱和热水箱中的水的再加热和保温功能，经过热交换的热烟气最终从竖直烟道顶端的排烟栅排出炉灶。

本实用新型的此种装置实现了自燃烧装置处至排烟栅处的全程余热回收，通过对金属管中水的循环加热，实现了热量的回收利用，有效提高了余热利用率，并将加热后的水储存到热水箱中，从而提供热水，为日常生活提供了方便。

3)本实用新型的冷水加热箱和热水箱外壳均设置有鳍片，鳍片可以进一步提高箱体与热烟气的热交换效率。

4)本实用新型中在炉膛的外侧自内而外设置了多层螺旋环状的炉膛金属管管段，从而实现了对炉膛废热的充分回收，有效地提高了余热回收的效率。

5)冷水加热箱中的冷水经过回收的余热加热后，冷水加热箱内的温度探测装置实时探测其水温，当水温达到预定值后，冷水加热箱放水口与热水箱进水口之间的的电磁放水阀开启，加热好的热水直接从高位的冷水加热箱流进低位的热水箱中储存，当热水箱中的储水量达到最高水位线时，电磁放水阀关闭。

本实用新型的这种自动控制装置，结构简单，方便地解决了在实际生活中厨房和生活用水的需要。

6)本实用新型还在冷水加热箱的补水口与装置的总进水口之间设有水的过滤及净化装置以及电磁进水阀，水的过滤及净化装置用于对进入冷水加热箱的冷水进行过滤和净化，保证了进入余热利用装置的冷水水质达到设定标准，防止未经处理的冷水在水加热循环体系中形成积垢和腐蚀金属管，从而延长了本装置的使用寿命，并提高了装置的实用性。

电磁进水阀用于控制冷水加热箱中的进水量，当冷水加热箱中的水位达到最高水位线时，电磁进水阀关闭。当冷水加热箱内的水降至低水位线时，电磁进水阀自动开启。

此外，本实用新型中还设置有电磁放水阀，电磁防水阀用于控制冷水加热箱与热水箱之间的管路的启闭，当冷水加热箱向热水箱注水时，电磁进水阀关闭。也就是说电磁进水阀和电磁放水阀二者不能同时开启。当冷水加热箱内的水降至低水位线时，电磁放水阀关闭，电磁进水阀自动开启。

冷水加热箱的底部还设有排水口，从而当该装置出现故障时，可以及时排空冷水加热箱内的水，便于后期的维护。

7)本实用新型在炉膛的外围设有隔热耐火材料，该隔热耐火材料的用途有二：一方面可有效阻隔炉膛热量以热传递方式过多逸散，从而提高炉膛温度，提高炒菜火力和效率。另一方面，从炉膛热传递过来的废热集中在隔热耐火材料与炉膛外壁之间形成的隔热炉腔中，以便热交换器获取更多的废热加热冷水。本实用新型中的水平烟道为由隔热材料围成的水平排烟腔，处于水平排烟腔内壁的隔热材料上敷设有金属板；本实用新型中的竖直烟道为由隔热材料围成的竖直排烟腔，处于竖直排烟腔内壁的隔热材料上敷设有金属板；本实用新型的上述隔热保温措施确保了热量不致散失，进一步增加了余热利用效率。

8)本实用新型将供空气管道穿设于水平烟道中，鼓风机出口连接供空气管道，通过水平烟道中的热烟气对供空气管道中的冷空气进行预加热，使燃料燃烧得更加充分，从而提高火焰温度。此外，冷水加热箱上设置的水箱泄压降噪安全装置保证了装置的安全稳定运行。

附图说明

图1、2均为本实用新型的结构简示图。

图3为图1的俯视图。

图4为本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图5为图4揭开竖直烟道后背板后的结构示意图。

图6为图4中炉膛金属管的结构示意图。

图7为图4中水平烟道金属管的结构示意图。

图8为图4中竖直烟道金属管的结构示意图。

图9为图4中回形金属管与冷水加热箱的连接结构示意图。

图10为图4中管道连接示意图。

图11为本实用新型的另一种实施例的结构示意图。

图12为图11中管道连接示意图。

图13为图11中所示实施例的结构示意图。

图14为图13揭开竖直烟道后背板后的结构示意图。

图中标记的含义如下：

1-炉灶2-炉膛20-炉膛金属管200-炉膛隔热棉21-水平烟道金属管210-水平烟道隔热棉22-竖直烟道金属管220-竖直烟道隔热棉23-排烟栅3-尾铮4-供空气管道50-冷水加热箱51-热水箱52-一级过滤器53-二级反渗透净水器54-冷水加热箱排水口55-热水箱放水口56-温度探测装置500-补水口501-放水口502-电磁放水阀503-总进水口504-电磁进水阀6-水龙头7-水箱泄压降噪安全装置8-后背板

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

炉灶1在工作过程中，由于供空气管道4不断的给风，使烟气从炉膛2的排烟口向外流通，烟气先经水平烟道流通而后到达竖直烟道。考虑对炉灶1的余热利用从炉灶整体出发，因而设计了本实用新型的余热利用装置。

实施例1

如图1、2、3所示，图示为一种炉灶的余热回收利用装置，包括冷水加热箱50、热水箱51以及具有炉膛1、供空气管道4与尾铮3的炉灶1，该装置由炉膛回收段、水平回收段以及竖直回收段构成。

炉膛回收段布置在炉膛外壁与炉膛外壁周侧的炉膛隔热棉200所围成的隔热炉腔中，包括用于回收炉膛2余热的呈螺旋环状的炉膛金属管20，炉膛金属管20的进水端与出水端穿过竖直烟道并均与冷水加热箱50连通。

水平回收段布置在炉灶1主体的水平烟道内部，水平烟道为由水平烟道隔热棉210围成水平排烟腔，水平排烟腔内壁的水平烟道隔热棉210上敷设有金属板；隔热炉腔的一端设有排烟口，排烟口连接水平烟道的入烟口，水平回收段包括水平排烟腔内布置的水平烟道金属管21，水平烟道金属管21的进水端与出水端穿过竖直烟道并均与冷水加热箱50连通。

如图1～3所示，本装置的排烟栅23位于与尾铮3的斜对角处，这样构成了的竖直烟道相对宽阔，同时增加了烟气在烟道内的停留时间，有利于余热的回收。

如图4、5所示，炉灶1后方设为由外罩与后背板5围成的封闭罩体，所述竖直烟道为设置在封闭罩体中的上升烟道。

竖直回收段布置在炉灶1后方的竖直烟道内，竖直烟道为由竖直烟道隔热棉220围成竖直排烟腔，竖直排烟腔内壁的竖直烟道隔热棉220上敷设有金属板；水平烟道的出烟口连接竖直烟道的入烟口，竖直烟道的出烟口设有排烟栅23；竖直回收段包括竖直烟道内布置的多根并列的竖直烟道金属管22，任一竖直烟道金属管22的进水端与出水端均与冷水加热箱50连通。

热水箱51与冷水加热箱50均处在竖直烟道内，热水箱51位于冷水加热箱50的下方，冷水加热箱50的侧壁上设有放水口501，放水口501处设置连通冷水加热箱50与热水箱51的管道，此连通管道上还设有控制冷水加热箱50内热水在重力作用下流入热水箱51中水位的电磁放水阀502。

冷水加热箱50上还设有补水口500，补水口500通过总进水口503供给冷水源，补水口500与总进水口503之间还设有用于过滤冷水水质的净化装置，净化装置即一级过滤器52和二级反渗透净水器53。冷水加热箱50中还设有温度探测装置56。

如图6～9所示，炉膛金属管20、水平烟道金属管21在炉灶1内的水平段分别设为螺旋环状以及直管段与弯管段的组合；炉膛金属管20、水平烟道金属管21在竖直烟道内与冷水加热箱50连通的竖直管段部分均设为以“S”弯状紧密排布的管状结构；所述竖直烟道金属管22设为由竖直管段部分与水平管段部分相结合的、以“S”弯状紧密排布的管状回路。

如图9所示，其中，炉膛金属管20、水平烟道金属管21、竖直烟道金属管22与冷水加热箱50均构成彼此独立的水加热循环体系，且炉膛金属管20、水平烟道金属管21、竖直烟道金属管22均为导热率优良的金属金属材料。

如图5所示，冷水加热箱50与热水箱51上分别设有冷水加热箱排水口54和热水箱放水口55，且冷水加热箱50上安装有水箱泄压降噪安全装置7；总进水口503处设为三通式管口，其中一通为冷水源进口，两通为出水口，其中一路出水口通过净化装置接冷水加热箱50，另一路出水口与悬伸在炉灶1上方且与尾铮3相配合的水龙头6通过管道连通，如图10所示。

所述水平烟道包括环绕尾铮3设置的弯弧状烟道，所述水平烟道金属管21在所处弯弧状烟道处设置有弯弧管段，如图7所示。尾铮3的中心与水平烟道金属管21的弯弧管段的中心处在同一中心轴线上。

下面结合附图对本装置的工作过程做进一步的说明。

首先，电磁进水阀504开启，冷水源从总进水口503进入，并流经过滤及净化装置也即一级过滤器52和二级反渗透净水器53，然后进入冷水加热箱50中，当冷水加热箱50中的水位经水位检测装置检测达到最高水位线时电磁进水阀504关闭；

电磁进水阀504保持关闭，在启用炉灶1时，炉膛2产生大量的热量，布置在炉膛2外围的炉膛金属管20会吸收炉膛2的辐射热，进而加热回形金属管20内的冷水，根据热水密度小于冷水密度的原理，加热后的水从回形金属管20出口流出，再流入冷水加热箱50，同时冷水加热箱50内的水在压差作用下不断流入水平烟道金属管21入口，从而实现冷水加热箱50内的冷水通过炉膛金属管20内的水循环流动加热；接着，燃料燃烧产生的烟气经炉膛2的排烟口排入到水平烟道，流经水平烟道的烟气对水平烟道金属管21内的水进行加热，加热后的水流向冷水加热箱50，同时冷水加热箱50内的水在压差作用下不断流入水平烟道金属管21入口，从而实现水平烟道金属管21内的水循环流动加热。流过水平烟道的烟气经水平烟道的出烟口进入竖直烟道，流经竖直烟道的烟气对布置在竖直烟道下半部分中的竖直烟道金属管22内的水进行加热，加热后的水流向冷水加热箱50，同时冷水加热箱内的水在压差作用下不断流入竖直烟道金属管22的入口，从而实现竖直烟道金属管22内的水循环流动加热。加热竖直金属管后的烟气从烟道的下半部分流向上半部分，并对布置其内部的冷水加热箱50、热水箱51进行加热，并最终从竖直烟道顶端的排烟栅23排出炉灶1。

当冷水加热箱50中的冷水经过加热升温，此时冷水加热箱50内的温度探测装置56感应到实时温度，当达到预设温度时，电磁放水阀502自动开启，冷水加热箱50通过放水口501将热水送至热水箱51中进行储存，当储水量达到最高水位线时，电磁放水阀502自动关闭。

当冷水加热箱50内的水降至低水位线时，电磁进水阀504自动开启，重新进水，此时电磁放水阀502保持关闭状态。

实施例2

实施例2中的技术方案原理与实施例1中的原理相同，区别只是在于本实施例在炉膛的外侧分组设置了多层螺旋环状的炉膛金属管20，此多层螺旋环状的炉膛金属管20自靠近炉膛一侧向远离炉膛一侧依次排布，如图12所示，从而极大地提高了炉膛余热的回收效率。

本实施例中还在尾铮的外侧设置有了螺旋环状的水平烟道金属管21，此水平烟道金属管21构成了本实施例中的水平回收段，如图11、14所示，设置在竖直烟道中的金属管构成了本实施例中的竖直回收段。

Claims (10)

1.一种炉灶的余热回收利用装置，包括具有炉膛(2)、供空气管道(4)与尾铮(3)的炉灶(1)，其特征在于：所述炉灶(1)中设置有依次相连的、用于排出烟气的水平烟道和竖直烟道；该装置包括余热回收部分和余热利用部分；

所述余热回收部分由对炉膛余热进行回收的炉膛回收段、对水平烟道中的烟气余热进行回收的水平回收段以及对竖直烟道中的烟气余热进行回收的竖直回收段构成；

所述余热利用部分包括冷水加热箱(50)和热水箱(51)，所述炉膛回收段、水平回收段和竖直回收段分别与冷水加热箱(50)相连并各自构成独立的水加热循环体系，冷水加热箱(50)与热水箱(51)之间设有连通二者的管道，管道上设置有电磁放水阀(502)。

2.根据权利要求1所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述炉膛回收段包括用于回收炉膛余热的多组呈螺旋环状的炉膛金属管(20)，炉膛金属管(20)布置在炉膛(2)外壁与炉膛(2)外壁周侧的隔热耐火材料所围成的隔热炉腔中，所述炉膛金属管(20)的进水端与出水端穿过竖直烟道并均与冷水加热箱(50)连通。

3.根据权利要求1所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述水平回收段布置在水平烟道内部，所述水平烟道为由隔热材料围成的水平排烟腔，处于水平排烟腔内壁的隔热材料上敷设有金属板；所述隔热炉腔的一端设有与水平排烟腔连通的排烟口；所述水平回收段包括水平排烟腔内布置的水平烟道金属管(21)，所述水平烟道金属管(21)的进水端与出水端穿过竖直烟道并均与冷水加热箱(50)连通；

所述竖直回收段布置在竖直烟道内，所述竖直烟道为由隔热材料围成的竖直排烟腔，处于竖直排烟腔内壁的隔热材料上敷设有金属板，所述水平烟道的出烟口连接竖直烟道的入烟口，竖直烟道的出烟口处设有排烟栅(23)；所述竖直回收段包括竖直烟道内布置的多根竖直烟道金属管(22)，任一根所述竖直烟道金属管(22)的进水端与出水端均与冷水加热箱(50)连通。

4.根据权利要求1所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(50)与热水箱(51)均处在竖直烟道内，所述冷水加热箱(50)的位置高于热水箱(51)的位置；所述冷水加热箱(50)与热水箱(51)上分别设有冷水加热箱排水口(54)和热水箱放水口(55)。

5.根据权利要求2所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述炉膛回收段由螺旋环状的炉膛金属管(20)管段、直管或弯管状的水平管段以及直管或弯管状的竖直管段组成。

6.根据权利要求3所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述炉灶(1)中还设置有向炉灶的燃烧装置供风的供空气管道(4)，所述供空气管道(4)穿设在水平烟道的内部；所述水平烟道包括环绕尾铮(3)设置的弯弧状烟道，所述水平烟道金属管(21)在所处弯弧状烟道处设置有弯弧管段。

7.根据权利要求4所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(50)与热水箱(51)的箱体外侧均设置有便于回收余热的鳍片。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(50)上还设有补水口(500)，所述补水口(500)通过总进水口(503)供给冷水源，自总进水口(503)至补水口(500)之间的补水管上还设有用于控制冷水加热箱(50)进水的电磁进水阀(504)以及净化冷水源的净化装置，所述净化装置包括一级过滤器(52)和二级反渗透净水器(53)。

9.根据权利要求8所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述总进水口(503)处设为三通式管口，其中一通为冷水源进口，两通为出水口，其中一路出水口通过净化装置与冷水加热箱(50)连通，另一路出水口与悬伸在炉灶(1)上方的水龙头(6)连通。

10.根据权利要求1～7任一项所述的一种炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(50)上还设有温度探测装置(56)或者水位检测装置或者水箱泄压降噪安全装置(7)或者温度探测装置(56)、水位检测装置、水箱泄压降噪安全装置(7)三者的组合。