雙層水套炊事取暖節能爐的製作方法
2023-09-23 19:51:35 1
專利名稱：雙層水套炊事取暖節能爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及民用多功能節能爐灶。
為滿足人民生活需要，人們開發了具有炊事、取暖、洗澡等一爐多用的節能爐灶。但這些爐灶存在如下缺陷1、技改措施單一，局部有所改善，但綜合性能提高不大，例如在使用燃料種類、燃燒效率、吸收利用效率、使用功能、環境汙染等方面。2、現有多功能爐灶，整體焊接多，組合結構少，維修拆卸難，局部扣壞整爐報廢多。3、現有多功能爐灶，用鋼材製造的多，用鑄鐵製造的少，抗腐蝕性能差，使用壽命短造價高。
本實用新型的目的，在於提供一種適應煤種多、燃燒完全、環境汙染小、熱利用率高、功能多、造價低壽命長、組合靈活使用方便的雙層水套炊暖節能爐。
本雙水層水套炊事取暖節能爐，包括爐面、爐膽、爐殼等，其特徵在於還包括一個位於爐面下爐膽周圍的雙水套換熱器18，一個位於火口的消煙燃燒器3，一個煙道換熱器6，一個煙氣控制環4及一個調火盤5等部件，所述的雙層水套換熱器18的火盆中放置調火盤5，換熱器18內水套壁與爐膽壁之間形成二次風預熱通道，煙氣控制環4放置於換熱器18內層水套上端，換熱器18的兩水套室之間為內環形煙道，換熱器18外壁與爐殼之間可以構成外環形煙道。
所述的雙層水套換熱器18，設置有兩個圓筒形換熱水套室，兩水套室之間是內環形煙道，在煙道上下兩端分別有4根小管分4個方向將內層和外層水套聯通。在換熱器中心有一塊火口板，它與內層水套壁聯在一起，將中心分為上下兩部分，上部是火盆，調火盤5平放在其中部，下部與爐膽配合使內水套壁與爐膽壁之間形成二次風預熱通道，與位於兩火口之間的消煙燃燒器相通。根據燃料燃燒對爐膽形狀的要求，內層換熱水套內壁19能隨著爐膽形狀改變而改變，例如，設計為圓柱管、圓錐管……，將二次風通道間隙控制在適當的範圍內。在內層水套上端放有煙氣控制環4。在外層水套上排煙口的位置，根據組裝型式有兩種(1)當換熱器包在外爐體內時(封閉式)，排煙口設在外層水套下端，換熱器外壁22與外爐殼之間組成外環形煙道，此時，換熱面積最大，在內外環形煙道內安裝有導煙板控制煙氣流向，在外爐體上端有外排煙口與煙筒聯通。(2)當換熱器沒有爐體包容時(敞開式)，排煙口設在外層水套上端與煙筒聯通，此時換熱面積約為前者的3／4，在內環形煙道中裝有導煙板控制煙氣流向。在換熱器兩水套聯接處和外壁上設有進水管和出水管安裝螺孔。
所述的消煙燃燒器3，它包括由火口盤26、火口環27組成位於爐膽火口與換熱器火口板之間的火口座，和由混合器28、燃燒盤29、爐絲30組成位於火口座中心進行消煙燃燒的中心燃燒體。火口盤26是上表面有一個齒圈，下表面與爐膽火口配合的環形板，不轉動。火口環是一個上端外周有凸緣，下端有齒槽的圓環件，齒槽按徑向或螺旋向排列，套在火口盤齒圈中，組成內外齒圈，齒槽是二次風通道，轉動火口環27能控制二次風的大小。混合器28是由一個錐形短管和一個圓錐形底面組成的盆形零件，錐形短管大端朝上，口外有環形法蘭，蓋在火口環端面上。從錐管底部開始，對著底面上噴煙孔的行間有幾排二次風孔。圓錐底面頂點朝上與錐管小端結合，在錐管內的圓錐底面上，按徑向或螺旋向排列有噴煙小孔，在錐管小端外有環形稜邊，其外徑與火口座的火口內徑相配合，在火口內形成一個環繞混合器28的二次風室。燃燒盤29安裝在混合器28上端，是在環形板中間均布了幾根拱起的肋條，肋條表面有排放爐絲的小槽。在肋條匯合中心有一個小圓環，環內有一條筋，供提拉時使用。爐絲30是一條螺旋形的耐熱金屬絲，均布在燃燒盤29的火口上，用來均勻點燃與二次風混合後的爐氣，達到完全燃燒的目的。
所述的立式煙道換熱器6是由兩根直徑不等的圓柱管套在一起，兩端封閉而組成的夾層密器。夾層容器是換熱器水套室，內管中是煙氣通道，其內表面周圍均布有數條縱向受熱肋片，兩端有煙筒承插口，水套外壁兩端有安裝進、出水管的螺紋孔。
所述的煙氣控制環4，位於內層水套到爐面板之間，它是一個可轉動的短管形零件，管壁上開有內排煙口，傳動時能控制爐口高溫煙氣在煙道的流動方向。
所述的調火盤5，位於爐面板下的火盆中部，它是一個調節鍋底受熱強度的環形網狀零件，其內外圈之間用一塊月牙板和數條筋板聯接，其內外圈又分別向平面兩邊相反方向凸起較高稜邊，當正反兩面使用時，可提供兩個吊鍋支承高度。
以下結合附圖中示出的其一個實施例對本實用新型詳細說明。
圖1是使用面煤燃料的封閉式雙層水套炊暖節能爐半剖示意圖；圖2是
圖1俯視示意圖；圖3是
圖1A－A剖面示意圖；圖4是其消煙燃燒器全剖視圖；圖5是其調火盤零件結構圖6是系統安裝示意圖；圖7是不用爐殼安裝示意圖；
圖1、圖2示出了一種使用面煤燃料的封閉式雙層水套炊暖節能爐整體結構。圖中1爐面、2上爐殼、3消煙燃燒器、4煙氣控制環、5調火盤、6立式煙道換熱器、7風嘴帽、8風嘴、9爐圈、10爐蓋、11下爐殼、12大爐門板、13小爐門板、14爐門導板、15爐座、16爐膽、17爐蓖、18雙層水套換熱器。
圖3示出了
圖1中爐體結構的A－A剖面，各部件安裝配後的剖面為多層同心圓結構，從內到外，各層依次是爐膽殼壁16，換熱器第一層管壁19、第二層管壁20、第三層管壁21、第四層管壁22，上爐殼壁2，煙氣嘴23，外導煙板24，內導煙板25。
以上三圖所示的實施例中，爐膽為使用碎面煤作燃料的錐管形，燃燒方式屬層燃式。其工作原理是一次風從爐門或風嘴8進入下爐殼11和爐座15組成的爐灰室，通過爐蓖17進入爐膽16構成的爐膛進行燃燒。燃料在爐膛內燃燒，同時將熱量傳給爐膽壁16，由於爐膽壁16和換熱器內套19(即第一層管壁19)之間有間隙，即二次預熱通道，使爐膽對換熱內套19的傳熱以幅射傳熱為主，保持了爐膛有較高溫度，為完全燃燒創造了條件，降低了固體未完全燃燒損失，提高了封火穩定性。空氣從灰室靠自然抽力進入二次風通道予熱後，接著進入位於爐膽16火口和換熱器火口板之間的消煙燃燒器中，與爐內可燃氣體混合，進行二次完全燃燒。燃燒後的高溫氣體(見圖中雙尾箭頭)，噴入火口板上部的火盆中，與鍋底面換熱後(指炊事工作時)，受到爐面1、爐圈9的阻擋和煙囪的抽力作用，不能向外溢出，經過煙氣控制環4上的內排煙口，進入換熱器兩層水套之間的內環形煙道，與換熱器第二層管壁20和第三層管壁21換熱，從內導煙板前面開始，旋轉一周到其後面，經外層水套室下端的排煙口，再進入換熱外壁22與上爐殼2構成的外環形煙道內，與換熱器外壁22進行換熱，從外導煙板前面開始，再轉過一周到其背面、從上爐殼2上端的外排煙口，經菸嘴23進入煙道換熱器，再與煙道換熱器中心管壁換熱，經煙囪排到室外。
前面敘述了燃料的燃燒和高溫煙氣的流動過程。下面將水的換熱循環過程(見圖中單尾箭頭所示)說明如下雙層水套換熱器是該爐第一級餘熱回收鍋爐。工作時循環涼水通過換熱器第四層管下端進水螺孔進入外層水套室，開始與第三層管21和第四層管壁22換熱，共中一部分水通過內環形煙道下端的4個聯通管孔，進入內層水套室，與換熱器內19和第二層管20進行換熱，吸熱後的熱水上升，再通過上端的4個聯通管孔，返回到外層水套室，與外層水套室中的熱水匯合，經過換熱器外套22上端的出水螺孔，流出換熱器，進入供熱管路。換熱器內層水套室和外層水套室兩端之間的8根聯通管，組成了換熱器內部的熱循環通道，在換熱器工作中起到了重要的穩定作用。
煙道換熱器是該爐第二極餘熱鍋爐。工作時循環涼水從水套外壁下端進水螺孔進入水套室，與中心管壁進行換熱，受熱後的熱水沿水套室上升，通過上端的出水螺孔，流出換熱器進入供熱管路。該換熱器既可與雙層水層換熱器串聯、或並聯使用，也可獨立使用。
圖4示出了用於
圖1所示爐型的消煙燃燒的結構。圖中26火口盤、27火口環組成控制二次風大小的火口座；28混合器、29燃燒盤及30爐絲組成強化完全燃燒的中心燃燒體。其工作過程如下予熱後的二次風經過火口盤26和火口環27的齒槽，進入火口內的二次風室，再經過分布在混合器28管壁上的幾排小孔進入混合器內。當燃料中的可燃揮發物與一氧化碳氣體從爐膛內上升到火口處，通過混合器28底部的噴煙孔噴入混合器內，與二次風均勻混合，馬上被燃燒盤29上的爐絲30點燃，進行二次完全燃燒，使氣體完全燃燒損失降低到最小。當向爐內加燃料或撥火時，可把中心燃燒體從火口中提出，進行操作。此時，二次風還可以經過火口盤26和火口環27上的螺旋齒槽，進入火口中與爐內可燃氣體混合，進行二次旋風式燃燒。使二次燃燒技術貫穿於燃燒的各過程，以期獲得最好的燃燒效果。
圖5示出了調火盤零件結構。它是為提高鍋底面的受熱強度而設計的。其作用原理有兩點(1)增加火焰傳熱面積。火焰噴出火口後，由於煙囪的抽力，火焰就直接朝內排煙口方向流動，減少了火焰在鍋底面的傳熱面積，為此將調火盤上的月牙板旋轉到內排煙口下方，阻礙火焰直接流向內排煙口，迫使其在鍋底面經達較長的路線，在較大的接觸面積。(2)調整吊鍋高度。因為吊鍋高度也是影響鍋底受熱強度的主要因素，所以應解決好。調整時，利用調火盤5內外園周向兩邊凸起的高邊緣結構，採用正反兩面使用的方法，可在爐盆中獲得兩個支承高度。若鍋底面與調火盤5的內孔不匹配時，還可將小爐圈置於其上配合使用，達到將鍋底面置於火焰溫度最佳位置的目的，起到了僅用爐圈調整時所起不到的作用。
圖6示出了本節能爐的一種供暖系統安裝示意圖。圖中31補給水箱、32爐體、33開水箱、溫水箱34、35淋浴噴頭、36散熱器、37供熱管路、38回水管路。該圖中以爐體32中的雙層套換熱器為主向房間供暖，以煙道換熱器為開水、洗澡供熱。工作過程是當關閉a、b閥門時，煙道換熱器中的水加熱沸騰，產生的蒸氣(1)通過閥門D進入開水箱將水加熱沸騰，供開水使用；(2)通過閥門C進入溫水箱，將水加熱供洗澡和淋浴使用。當關閉C、D閥門，打開a、b閥門，煙道換熱器就併入供暖循環系統向房間供暖。
圖7示出了本節能爐不用外爐體，用砌築爐臺時的安裝圖。圖中39砌築爐體，1、爐面部件、18雙層水套換熱器，40內爐體部件、6煙道換熱器。該安裝形式的特點，是去掉外爐體部件後，安裝在砌築的爐臺中。該方式適合食堂、飯店、旅店和集體單位使用。根據就餐人數、取暖面積、選擇適當規格進行多爐並聯安裝使用，既增加了炊事能力，也擴大了供暖面積。
本實用新型節能爐的優點一、共整體設計合理，燃燒完全，換熱充分，熱效率達70％以上，功能多炊事方便，供暖面積大，組合靈活，適應性強，可以鑄代鋼造價低壽命長。
二、在燃燒方面(1)爐膽與換熱器內壁分離，提高了爐膛溫度，減少了固體燃料未完全燃燒損失，降低了燃料消耗，提高了封火穩定性，延長了封火時間。(2)火口設置了消煙燃燒器，二次風溫度高，既可進行二次普通、旋風式燃燒，也可進行二次強化完全燃燒，減少了氣體未完全燃燒損失，提高了燃燒熱，減少了排煙汙染。(3)該爐既能自然通風燃燒，也能用風機鼓風燃燒，實現了升火迅速，火力旺，便於炊事作業。
三、在換熱供暖方面(1)按炊事供暖同時進行的要求，改進了爐口設計，增加了爐口附件，提高了高溫煙氣回收率，不僅在非炊事工作時能換熱供暖，而且炊事工作時照樣換熱供暖，並且產熱量更大。(2)布置了兩級換熱器，第一級雙層水套換熱器，結構緊湊，體積小，換熱面積大，受熱面上不積灰，換熱係數高，第二級煙道換熱器，體積小換熱係數高，使餘熱回收更充分，排煙損失小。兩級換熱器配套使用，能同時滿足供暖、開水、洗澡多種使用要求。
四、該爐採用部件組合結構，既能整體安裝，也能部件選用，組合靈活，拆裝方便，規格多，適應性強，能滿足不同用戶需要。
五、該爐不僅能用鋼材製造，而且能用鑄鐵製造，以鑄代鋼，降低了製造成本，提高了耐腐蝕性，延長了使用壽命。
權利要求1.一種雙水層水套炊事取暖節能爐，包括爐面、爐膽、爐殼等，其特徵在於還包括一個位於爐面下爐膽周圍的雙水套換熱器18，一個位於火口的消煙燃燒器3，一個煙道換熱器6，一個煙氣控制環4及一個調火盤5等部件，所述的雙層水套換熱器18的火盆中放置調火盤5，換熱器18內水套壁與爐膽壁之間形成二次風預熱通道，煙氣控制環4放置於換熱器18內層水套上端，換熱器18的兩水套室之間為內環形煙道，換熱器18外壁與爐殼之間可以構成外環形煙道。
2.根據權利要求1所述的節能爐，其特徵在於所述的雙層水套換熱器18設置有兩個圓筒形換熱水套室，兩水套室之間是內環形煙道，在此煙道上下兩端分別有四根小管分四個方向將內層和外層水套室聯通，在換熱器中心有一塊與內層水套壁聯在一起的火口板，該火口板將中心分為上下兩部分，上部為火盆，下部與爐膽配合使內水套壁與爐膽壁之間形成二次風預熱通道，換熱器18的兩水套室聯接處設置有進、出水管安裝螺孔。
3.根據權利要求1或2所述的節能爐，其特徵在於所述的雙層套水套換熱器18內層換熱水套室內壁可以是圓柱管狀，或圓錐狀等。
4.根據權利要求1所述的節能爐，其特徵在於所述的消煙燃燒器3包括由火口盤26，火口環27組成位於爐膽火口與換熱器火口板之間的火口座，和由混合器28、燃燒盤29、爐絲30組成的位於火口座中心的中心燃燒體；火口盤26是上表面有一個齒圈，下表面與爐膽火口配合的環形板；火口環27是一個上端外周有凸邊，下端有齒槽的圓環件，齒柄按徑向或螺旋向排列，套在火口盤齒圈中，組成內外齒圈、齒槽是二次風通道，轉動火口環27能控制二次風的大小，混合器28是由一個錐形短管和一個圓錐形底面組成的盆形零件，錐形短管大端朝上，口外有環形法蘭，蓋在火口環上端面，從錐管壁底部開始，對著底面上噴煙孔的行間有幾排二次風孔，圓錐底面項點上與錐管小端結合，在錐管內的圓錐底面上，按徑向或螺旋向排列有噴煙小孔，在錐管小端外有環形稜邊，其外徑與火口座的火口內徑相配合，在火口內形成一個環繞混合器28的二次風室；燃燒盤29安裝在混合器28上端，是在環形板中間均布了幾根拱起的肋條，肋條表面有排放爐絲的小槽，在肋條匯合中心有一個帶提拉筋的小圓環，爐絲30是一條螺旋形的耐熱金屬絲，均布在燃燒盤29的火口上，用來均勻點燃與二次風混合後的爐氣，達到完全燃燒的目的。
5.根據權利要求1所述的節能爐，其特徵在於所述的煙道換熱器6是由套裝在一起的兩根圓柱管封閉它的兩端而構成的夾層容器，它的中心管內為煙道，內表面周圍均布數條縱向受熱筋片，兩端有煙筒承插孔，該夾層容器是換熱器水套室，水套室外壁設置有進出水管安裝螺孔。
6.根據權利要求1所述的節能爐，其特徵在於所述的煙氣控制環4是一個可轉動的短管形零件，其管壁上開有內排煙口，其裝於雙層水套換熱器18的內層水套室和爐面板之間，轉動時能控制爐口高溫煙氣在煙道內的流動方向。
7.根據權利要求1所述的節能爐，其特徵在於所述的調火盤5是一個能調節鍋底受熱強度的環形網狀零件，其內外圈之間用一塊月牙板和數條筋板聯接，其內外圈又分別向平面兩相反方向凸起較高稜邊，正反兩面使用時，能提供兩種吊鍋支承高度。
專利摘要一種雙層水套炊事取暖節能爐，包括爐面、爐膽、爐殼等，其特徵在於還包括位於爐膽周圍的雙層水套換熱器、消煙燃燒器、煙道換熱器、煙氣控制環及調整火盤等，調整火盤放置於水套換熱器的火盆中，煙氣控制環置於水套換熱器內層水套上端，水套換熱器內水套壁與爐膽壁間形成二次風預熱通道，設置有內、外環形煙道，具有炊事、取暖及洗澡功能，升火快，爐溫高，燃燒充分，兩級換熱，熱效率達70％以上。
文檔編號F24B9/00GK2193498SQ9324731
公開日1995年3月29日 申請日期1993年12月16日 優先權日1993年12月16日
發明者馮少華, 馮祥生 申請人:馮少華, 馮祥生