CN205481191U - 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。该装置包括设置在炉灶中依次相连的、用于排出烟气的水平烟道和竖直烟道；该装置还包括对炉膛余热进行回收的炉膛换热段、对水平烟道中的烟气余热进行回收的尾铮换热段，以及与竖直烟道相连的密封箱换热段；所述密封箱换热段包括设置在炉灶背靠箱中的密封箱，所述密封箱中设有冷水加热箱，所述炉膛换热段、尾铮换热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，所述冷水加热箱通过管道与热水箱相通，管道上设置有电磁放水阀；炉膛换热段包括用于回收炉膛余热的第一金属管换热绕组，尾铮换热段包括位于水平烟道内的第二金属管换热绕组。本实用新型热交换面积大，有效提高余热回收利用效率。

Description

一种炉灶的余热回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及灶具技术领域，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CN 202973192U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CN 203336657U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。

发明内容

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。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

炉灶的余热回收利用装置，该装置包括设置在炉灶中依次相连的、用于排出烟气的水平烟道和竖直烟道；该装置还包括对炉膛余热进行回收的炉膛换热段、对水平烟道中的烟气余热进行回收的尾铮换热段，以及与竖直烟道相连的密封箱换热段；

所述密封箱换热段包括设置在炉灶背靠箱中的密封箱，所述密封箱中设有冷水加热箱，所述炉膛换热段、尾铮换热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，所述冷水加热箱通过管道与热水箱相通，管道上设置有电磁放水阀。

所述炉膛换热段包括用于回收炉膛余热的第一金属管换热绕组，所述第一金属管换热绕组呈螺旋环状绕成多匝布置于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，所述第一金属管换热绕组的进水端与出水端均与冷水加热箱连通。

所述尾铮换热段包括位于水平烟道内的第二金属管换热绕组，所述第二金属管换热绕组在用于容纳尾铮的尾铮腔中且呈螺旋环状绕成多匝布置于尾铮的外周面处，所述第二金属管换热绕组的进水端与出水端均与冷水加热箱连通。

进一步的技术方案：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；所述密封箱通过竖直烟道与水平烟道相通，所述密封箱上设有出烟口，出烟口处设有排烟栅。

进一步的技术方案：所述冷水加热箱的箱体外侧均设置有便于回收余热的鳍片，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。

进一步的技术方案：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；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。

进一步的技术方案：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。

进一步的技术方案：所述第一金属管换热绕组和第二金属管换热绕组的进水端通过第一汇流箱与冷水加热箱连通，所述第一金属管换热绕组和第二金属管换热绕组的出水端通过第二汇流箱与冷水加热箱连通。

进一步的技术方案：所述第一金属管换热绕组和第二金属管换热绕组有多组，其中多组第一金属管换热绕组在圆筒状炉膛内沿炉膛轴线自内向外依次排布，多组第二金属管换热绕组在圆筒状尾铮腔内沿尾铮腔轴线自内向外依次排布。

进一步的技术方案：所述第一金属管换热绕组和第二金属管换热绕组分别与冷水加热箱构成自然循环系统。

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换热段、尾铮换热段以及密封箱换热段。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换热管吸收，进而加热换热管内的水，加热后的水从换热管出口流入冷水加热箱，冷水加热箱中被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与布置在炉膛和烟道内的换热管构成了完整的自然循环体系，即根据水在4摄氏度以上时，其密度会随着温度的升高而降低的原理,将竖直布置的第一、第二金属管换热管绕组的低位端安装在冷水加热箱的低位，第一、第二金属管换热管绕组的高位端安装在冷水加热箱的高位，当冷水加热箱水位淹没第一、第二金属管换热管绕组的高位端后，在第一、第二金属管换热管绕组内水被加热的情况下，热水会自动向上流动并从其高位端流出,从而自动实现水的循环流动加热,同时,炉头燃烧在炉膛中形成的火场温度上高下低,所以围绕炉膛竖直布置的第一金属管换热管绕组内上部的水则更易吸热达到更高温度,这也增强了自然循环系统的动力；另一方面，热烟气进入炉灶的竖直烟道后会对位于密封箱内的冷水加热箱中的水实施再加热和保温功能，同时密封箱对冷水加热箱也具有进一步的保温功能，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，通过对换热管中水的循环加热，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外壳设置有鳍片，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处设置了第一金属管换热绕组，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；另外在尾铮腔处设置了第二金属管换热绕组，从而实现了对水平烟道内烟气余热的充分利用。第一金属管换热绕组、第二金属管换热绕组占用空间小，布置合理，余热利用效果好。

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)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。

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。

9)本实用新型中第一汇流箱、第二汇流箱可以实现多组多匝第一金属管换热绕组、第二金属管换热绕组与冷水加热箱的总进水管路、总出水管路的集成布置，使得换热管的布置更为合理，更为紧凑。

附图说明

图1、2、3、4是本实用新型结构示意图。

附图中附图标记的具体含义如下：

10-炉灶 11-竖直烟道 20-炉灶背靠箱 30-密封箱 31-冷水加热箱

311-冷水加热箱排水口 32-热水箱 321-热水箱放水口 33-排烟栅

34-总进水口 35-电磁进水阀 36-第一汇流箱 37-第二汇流箱

38-电磁放水阀 39-水龙头 40-第一金属管换热绕组 41-炉膛

50-第二金属管换热绕 51-尾铮

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

炉灶在工作过程中，由于供空气管道不断的给风，使烟气从炉膛的排烟口向外流通，烟气先经水平烟道流通而后到达竖直烟道11。考虑对炉灶10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。

第一种结构余热回收利用结构：

一种炉灶的余热回收利用装置，包括冷水加热箱31、热水箱32以及具有炉膛41、供空气管道与尾铮51的炉灶10，该装置由炉膛换热段、尾铮换热段以及密封箱换热段构成。

炉膛换热段布置在炉膛外壁与炉膛外壁周侧的炉膛隔热棉所围成的隔热炉腔中，包括用于回收炉膛41余热的呈螺旋环状绕成多匝的第一金属管换热绕组40，第一金属管换热绕组40的进水端与出水端均与冷水加热箱31连通。

尾铮换热段布置在炉灶10主体的水平烟道内部，尾铮换热段包括水平排烟腔内布置的第二金属管换热绕50，所述第二金属管换热绕组50在用于容纳尾铮的尾铮腔中呈螺旋环状绕成多匝布置于尾铮的外周面处，第二金属管换热绕组50的进水端与出水端均与冷水加热箱31连通。

本装置的排烟栅33位于与尾铮51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。

热水箱32与冷水加热箱31均处在炉灶背靠箱20中，热水箱32位于冷水加热箱31的下方，冷水加热箱31的侧壁上设有放水口，放水口处设置连通冷水加热箱31与热水箱32的管道，此连通管道上还设有控制冷水加热箱31内热水在重力作用下流入热水箱32中水位的电磁放水阀38。

冷水加热箱32上还设有补水口，补水口通过总进水口34供给冷水源，冷水加热箱31中还设有温度探测装置。

第一金属管换热绕组40、第二金属管换热绕组50与冷水加热箱31均构成彼此独立的水加热循环体系，且第一金属管换热绕组40、第二金属管换热绕组50均为导热率优良的金属材料。

第一汇流箱36、第二汇流箱37起到了分水器的作用，多组多匝第一金属管换热绕组40、第二金属管换热绕组50的进水端通过第一汇流箱36与冷水加热箱31的管路连通，多组多匝第一金属管换热绕组40、第二金属管换热绕组50的出水端通过第二汇流箱37与冷水加热箱31的管路连通，即实现了换热管路的集成布置，使得换热管的布置更为合理，更为紧凑。

冷水加热箱31与热水箱32上分别设有冷水加热箱排水口311和热水箱放水口321，且冷水加热箱31上安装有水箱泄压降噪安全装置；总进水口34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31，另一路出水口与悬伸在炉灶10上方且与尾铮51相配合的水龙头39通过管道连通。

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35开启，冷水源从总进水口34进入冷水加热箱31中，当冷水加热箱31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35关闭；

电磁进水阀35保持关闭，在启用炉灶10时，炉膛41产生大量的热量，布置在炉膛41外围的第一金属管换热绕组40会吸收炉膛41的辐射热，进而加热呈螺旋环状布置的第一金属管换热绕组40内的冷水，通过热力自循环方式，加热后的水从第一金属管换热绕组40的一端流出，再流入冷水加热箱31，另外，炉膛排烟口出来的烟气经过水平烟道的尾铮腔，布置在尾铮腔内的第二金属管换热绕组50会吸收尾铮腔内的烟气，进而加热呈螺旋环状布置的第二金属管换热绕组50内的冷水，通过热力自循环方式，加热后的水从第二金属管换热绕组50的一端流出，流入冷水加热箱31，从而冷水加热箱31内的冷水通过第一金属管换热绕组40和第二金属管换热绕组50实现水循环流动加热；气经水平烟道内尾铮腔的出烟口进入竖直烟道，流经竖直烟道的烟气对与其连通的密封箱30内的冷水加热箱31进行加热和保温，竖直烟道内的烟气最终由密封箱30上设置的排烟栅33排出炉灶10。

当冷水加热箱31中的冷水经过加热升温，此时冷水加热箱31内的温度探测装置感应到实时温度，当达到预设温度时，电磁放水阀38自动开启，冷水加热箱31通过放水口将热水送至热水箱32中进行储存，当储水量达到最高水位线时，电磁放水阀38自动关闭。

当冷水加热箱31内的水降至低水位线时，电磁进水阀38自动开启，重新进水，此时电磁放水阀38保持关闭状态。

所述第一金属管换热绕组40和第二金属管换热绕组50分别与冷水加热箱31构成自然循环系统。如图4所示：该结构中，第一金属管换热绕组40和第二金属管换热绕组50的出水端均高于进水端位置，相应第一汇流箱36的也高于第二汇流箱37的位置，以满足自循环的方式实现热交换。当然，本领域技术人员通过机械循环的方式来实现热交换，则对第一金属管换热绕组40和第二金属管换热绕组50的出水端、进水端的高低位没有特别要求。

第二种结构余热回收利用结构：

第二种结构余热回收利用结构的技术方案原理与第一种结构余热回收利用结构的原理相同，区别只是在于本结构中所述第一金属管换热绕组40和第二金属管换热绕组50有多组。即在炉膛的外侧分组设置了多组呈螺旋环状布置的第一金属管换热绕组40，此多组螺旋环状第一金属管换热绕组40自靠近炉膛一侧向远离炉膛一侧依次排布，即在圆筒状炉膛内沿炉膛轴线自内向外依次排布，从而极大地提高了炉膛余热的回收效率；多组螺旋环状第二金属管换热绕组50自靠近尾铮外周面一侧向远离尾铮外周面的一侧依次排布，即在圆筒状尾铮腔内沿尾铮腔轴线自内向外依次排布，从而极大地提高了水平烟道内烟气余热的回收效率。

Claims (8)

1.炉灶的余热回收利用装置，其特征在于：该装置包括设置在炉灶(10)中依次相连的、用于排出烟气的水平烟道和竖直烟道(11)；该装置还包括对炉膛余热进行回收的炉膛换热段、对水平烟道中的烟气余热进行回收的尾铮换热段，以及与竖直烟道相连的密封箱换热段；

所述密封箱换热段包括设置在炉灶背靠箱(20)中的密封箱(30)，所述密封箱(30)中设有冷水加热箱(31)，所述炉膛换热段、尾铮换热段分别与冷水加热箱(31)相连并各自构成独立的水加热循环体系，所述冷水加热箱(31)通过管道与热水箱(32)相通，管道上设置有电磁放水阀(38)；

所述炉膛换热段包括用于回收炉膛余热的第一金属管换热绕组(40)，所述第一金属管换热绕组(40)呈螺旋环状绕成多匝布置于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，所述第一金属管换热绕组(40)的进水端与出水端均与冷水加热箱(31)连通；

所述尾铮换热段包括位于水平烟道内的第二金属管换热绕组(50)，所述第二金属管换热绕组(50)在用于容纳尾铮的尾铮腔中呈螺旋环状绕成多匝布置于尾铮的外周面处，所述第二金属管换热绕组(50)的进水端与出水端均与冷水加热箱(31)连通。

2.如权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于：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；所述密封箱(30)通过竖直烟道(11)与水平烟道相通，所述密封箱(30)上设有出烟口，出烟口处设有排烟栅(33)。

3.如权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(31)的箱体外侧均设置有便于回收余热的鳍片，所述冷水加热箱(31)的位置高于热水箱(32)的位置；所述冷水加热箱(31)与热水箱(32)上分别设有冷水加热箱排水口(311)和热水箱放水口(321)。

4.如权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(31)上还设有补水口，所述补水口通过总进水口(34)供给冷水源，自总进水口(34)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(35)；所述总进水口(34)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。

5.如权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于：所述冷水加热箱(31)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。

6.如权利要求3所述的余热回收利用装置，其特征在于：所述第一金属管换热绕组(40)和第二金属管换热绕组(50)的进水端通过第一汇流箱(36)与冷水加热箱(31)连通，所述第一金属管换热绕组(40)和第二金属管换热绕组(50)的出水端通过第二汇流箱(37)与冷水加热箱(31)连通。

7.如权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于：所述第一金属管换热绕组(40)和第二金属管换热绕组(50)有多组，其中多组第一金属管换热绕组(40)在圆筒状炉膛内沿炉膛轴线自内向外依次排布，多组第二金属管换热绕组(50)在圆筒状尾铮腔内沿尾铮腔轴线自内向外依次排布。

8.如权利要求1所述的余热回收利用装置，其特征在于：所述第一金属管换热绕组(40)和第二金属管换热绕组(50)分别与冷水加热箱(31)构成自然循环系统。