一种商业燃气灶用热交换循环系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及厨房用具技术领域，具体涉及一种商业燃气灶用热交换循环系统。


背景技术：

[0002]
现代社会中，随着人们工作压力的增大和生活水平的提高以及各种应酬的需要，越来越多的人选择到餐馆和饭店进行日常就餐和朋友聚餐。另外，相比于家用燃气灶，餐馆和饭店使用的燃气灶火力猛，对于国人普遍喜爱的猛火爆炒类菜品，其味道更佳，从而促使了更多追求美食的人选择去餐馆和饭店就餐。
[0003]
按照国人的烹饪方式，为了保证菜品的色香味，餐馆和饭店在爆炒菜品时，一般是将燃气灶的进气开度调至最大，此时燃气灶灶头上方的火焰在喷射至炒锅底部后会沿炒锅底部向四周扩散，这部分向四周扩散的多余火焰往往会达到炒锅的上缘，甚至更高。由此带来的最大问题是对燃气的利用率低，造成很大的热浪费。另外，会造成厨房温度大幅上升，尤其是在夏天会严重恶化厨房的工作环境。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型针对现有技术中的不足，设计了一种提供一种商业燃气灶用热交换循环系统，其目的在于解决商业燃气灶燃气利用率低和热浪费严重的问题。
[0005]
具体内容如下：
[0006]
一种商业燃气灶用热交换循环系统，包括热交换器、灶盘、水槽、转换预热器和抽风机；
[0007]
所述的热交换器包括外筒、内筒和火管；所述的外筒与所述的内筒均上下开口；所述的内筒套装于外筒中；所述的火管为多根，竖直设置于内筒外壁与外筒内壁之间的环形空间内；所述的火管与所述的环形空间的底端之间留有距离；
[0008]
所述的热交换器还包括上堵头、中堵头和下堵头；所述的上堵头将火管上端的边沿与外筒内壁、内筒外壁的之间的空间封闭，所述的中堵头将火管下端的边沿与外筒内壁、内筒外壁的之间的环形空间封闭，形成上腔室；所述的下堵头在热交换器底端将外筒内壁与内筒外壁之间的环形空间封闭，形成下腔室，下腔室与火管连通；
[0009]
所述的灶盘设置于热交换器的的顶部，为环形，覆盖火管的上端管口；所述的灶盘内侧相应于火管的位置开孔，作为火孔，连通火管与内筒的空间；
[0010]
燃气灶的灶头设置于热交换器的下方；
[0011]
所述的上腔室的外壁连接出水管a和进水管a；所述的出水管a和进水管a均连接水槽；水槽与进水管a之间的管路上设置转换预热器；
[0012]
所述的下腔室在外筒的外壁连接出气管，所述的出气管连接抽风机。
[0013]
该热交换循环系统包括一个开路排气系统和一个闭路水循环系统。在开路排气系统中，灶盘内侧的小孔与灶盘下部的腔室相通，灶盘下部的腔室与热交换器上部的火管的
上端相通，所有火管的下端与热交换器的下腔室相通，热交换器下腔室的出气管与抽风机相通。在闭路水循环系统中，热交换器的出水管a与水槽的进水管b连接，水槽的出水管b与转换预热器的进水管a 连接，转换预热器的出水管c与热交换器的进水管c连接，所有的连接管路均为304不锈钢材质。另外，闭路水循环系统中，纯净水是由龙头引入水槽中，使水槽中的水位保持在略高于水槽进水管的位置。
[0014]
在实际使用时，由灶头喷出的混合燃气在热交换器中燃烧形成的高温猛火的外焰，会垂直喷射至炒锅底部，用于烹饪。由于炒锅底部弧度的影响，在远离炒锅底部中心位置的火焰会沿炒锅曲面向四周喷射，这部分高温猛火对炒锅的加热作用大幅下降，但对周围空气的加热作用却很大。在这种情况下，利用上述开路排气系统，将炒锅底部向四周喷射的高温气流经灶盘的小孔引入热交换器的火管中，然后在热交换器的下腔体汇集后经抽风机排除。与此同时，由于热交换器上部腔体中充满了水，高温气流在沿均匀分布的火管自上而下流动时，会对腔体中的水进行快速加热，使得腔体中被加热了的水会自下而上流动，继而推动闭路水循环系统中的水维持流动状态，最终使水槽中和转换预热器腔体中的水维持在90℃左右。
[0015]
水槽中的热水用途主要有：(1)在烹饪时，会经常向炒锅中加水，使用水槽中的热水，可大幅度减少炒锅的温度损失，达到减少烹饪用时和降低燃气用量的目的；(2)用于清洗一些难以清洗的油污较大的餐具；(3)冬季室温低，在盛装菜品之前，利用水槽中的热水对餐具预热，可减缓菜品上桌后的冷却速度，使餐具中菜品的色香味保持时间更久。
[0016]
热水在闭路水循环系统中流动时，会使转换预热器温度升高。在预热转换器中盛装烹饪用的食用油，使用预热转换器中的热油，同样可以减少炒锅的温度损失，降低燃气用量，达到节省燃气的目的。
[0017]
进一步，为了避免热交换器内筒中主火焰的热量被热交换器中的水过度吸收，提高热交换器内筒中主火焰对炒锅的加热效率，所述的内筒的内壁涂抹耐火泥；内筒的内壁与灶盘以及灶头的缝隙处也可涂抹耐火泥。
[0018]
进一步，在安装灶盘时，在所述的灶盘与外筒接触的缝隙处塞入密封岩棉，可防止外部温度较低的空气沿热交换器的外筒与灶盘之间的缝隙进入热交换器的火管，降低热交换器的换热效率。
[0019]
进一步，所述的火管为19～24根，均布于内筒与外筒之间的环形空间内。
[0020]
进一步，所述的出水管a设置于上腔室外壁的上部；所述的进水管a设置于上腔室外壁的下部。
[0021]
进一步，所述的水槽为双层保温结构，优选为食品级304不锈钢材质。
[0022]
进一步，所述的热交换器为不锈钢材质，优选为食品级304不锈钢材质。
[0023]
进一步，所述的抽风机为市售带调速功能的轴流风机。
[0024]
本实用新型的有益效果如下：
[0025]
本实用新型通过开路排气系统和闭路水循环系统的设置，可有效提高燃气的利用效率，防止热浪费；同时，降低厨房的温度，尤其在夏天可有效改善厨房的工作环境；此外，可以将商用燃气灶中燃气燃烧产生的废热进行有效收集后用于加热水和油，实现变废为宝，为厨房持续提供热水和热油。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型实施例1中的热交换循环系统的原理示意图；
[0027]
图2为本实用新型中热交换器的装配剖视图；
[0028]
图3为本实用新型中热交换器的部件分解图；
[0029]
图中：1-1、外筒；1-2、内筒；1-3、火管；1-4、上堵头；1-5、中堵头； 1-6、下堵头；1-7、上腔室；1-8、下腔室；1-9、出水管a；1-10、进水管 a；1-11、出气管；1-12、耐火泥；2、灶盘；3、水槽；3-1、进水管b；3
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2、出水管b；4、转换预热器；4-1、进水管c；4-2、出水管c；5、抽风机； 6、灶头；7、密封岩棉；8、炒锅；
[0030]
图1中，带箭头的实线代表水的流向；带箭头的虚线表示气流的流向。
具体实施方式
[0031]
以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0032]
实施例1
[0033]
一种商业燃气灶用热交换循环系统，包括热交换器、灶盘2、水槽3、转换预热器4和抽风机5；
[0034]
所述的热交换器包括外筒1-1、内筒1-2和火管1-3；
[0035]
所述的外筒1-1采用不锈钢板卷筒后焊接而成，高度为210mm，壁厚为 1.5mm，外径为380mm，在外筒的侧面距离下端25mm和100～120mm的位置，以及距离上端40～50mm的位置，钻有直径30mm的孔，分别用于安装出气管 1-11、进水管a1-10和出水管a1-9；
[0036]
所述的进水管a1-10和出水管a1-9长度均为150mm，采用厚度为2mm 直径为30mm的不锈钢管切割而成；进水管a1-10安装在外筒侧面距离下端 100～120mm的位置，出水管a1-9安装在外筒侧面距离上端40～50mm的位置；
[0037]
所述的出气管1-11长度为150mm，采用厚度为2mm直径为30mm的不锈钢管切割而成，出气管安装在外筒侧面距离下端25mm的位置；
[0038]
所述的内筒1-2采用不锈钢板卷筒后焊接而成，高度为210mm，壁厚为 1.5mm，外径为360mm；
[0039]
所述的火管1-3高度为150mm，采用壁厚为1.5mm直径为12mm的不锈钢管切割而成，火管的数量为19～24根；
[0040]
所述的热交换器还包括上堵头1-4、中堵头1-5和下堵头1-6；
[0041]
上堵头1-4、中堵头1-5、下堵头1-6均采用厚度为1.5mm的不锈钢板切割而成，所有堵头的外径为377mm，内径为360mm；
[0042]
上堵头1-4和中堵头1-5均匀分布着19～24个直径为12mm的孔。上堵头1-4位于热交换器的最上端，与外筒、内筒和火管的上端焊接；中堵头1
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5位于热交换器距离底端60mm的位置，与外筒1-1和内筒1-2以及火管1
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3的下端焊接。
[0043]
下堵头1-6位于热交换器的最下端，与外筒1-1、内筒1-2的下端焊接。
[0044]
上堵头1-4和中堵头1-5之间的封闭腔室称为上腔室1-7，用于水流通过；
[0045]
所述的中堵头1-5和下堵头1-6之间的封闭腔室称为下腔室1-8，与火管1-3连通，用于气流通过；
[0046]
所述的灶盘2为铸铁材质，设置于热交换器的的顶部，覆盖火管1-3的上端管口；所述的灶盘2内侧相应于火管1-3的位置开设19～24个火孔；
[0047]
内筒的内壁涂抹耐火泥1-12；内筒1-1的内壁与灶盘2和灶头6的缝隙处涂抹耐火泥1-12；
[0048]
灶盘2与外筒1-1接触的缝隙处塞入密封岩棉7；
[0049]
燃气灶的灶头6设置于热交换器的下方；
[0050]
转换预热器的出水管a 1-9连接水槽3的进水管b 3-1，水槽3的出水管b 3-2连接转换预热器4的进水管c 4-1，转换预热器4的出水管c 4-2 连接热交换器的进水管a 1-10；
[0051]
转换预热器的出气管1-11连接抽风机5。
[0052]
在实际使用时，由灶头6喷出的混合燃气在热交换器中燃烧形成的高温猛火的外焰，会垂直喷射至炒锅8底部，用于烹饪。由于炒锅8底部弧度的影响，在远离炒锅8底部中心位置的火焰会沿炒锅曲面向四周喷射，这部分高温猛火对炒锅8的加热作用大幅下降，但对周围空气的加热作用却很大。在这种情况下，利用上述开路排气系统，将炒锅8底部向四周喷射的高温气流经灶盘2的小孔引入热交换器的火管1-3中，然后在热交换器的下腔体1
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8汇集后经抽风机5排除。与此同时，由于热交换器上腔体1-7中充满了水，高温气流在沿均匀分布的火管1-3自上而下流动时，会对腔体中的水进行快速加热，使得上腔体1-7中被加热了的水会自下而上流动，继而推动闭路水循环系统中的水维持流动状态，最终使水槽3中和转换预热器上腔体1-7中的水维持在90℃左右。
[0053]
实验例1
[0054]
使用实施例1中的商业燃气灶用热交换循环系统进行实验
[0055]
打开燃气灶，调节燃气开度和抽风机转速，使灶头喷射至炒锅的火焰高度调至最佳，然后静置使燃气灶的所有部件冷却至室温后开始测试。测试时，向炒锅中注入3l水，向水槽中缓慢注水将水循环系统中空气排除，当水面略高于水槽的进水管时停止注水，此时水循环系统中的总水量为14l；向预热转换器中加入2l的花生油。利用温度计测得炒锅和水槽中的水温以及预热转换器中的油温均为17℃。打开燃气灶并计时，当炒锅中的水开始沸腾时，关闭燃气灶并停止计时。如表1所示，经过176s炒锅中的水沸腾，此时水槽中的水温达到29℃，预热转换器中的油温升至21℃，此过程的燃气用量为0.102kg。
[0056]
实验例2
[0057]
在实施例1的基础上，将炒锅中的水倒掉，从水槽中取3l水倒入炒锅中，然后向水槽中补充3l温度为17℃的水，其他条件不变。利用温度计测得炒锅中的水温为29℃，水槽中的水温为25℃，预热转换器中的油温为21℃。打开燃气灶并计时，当炒锅中的水开始沸腾时，关闭燃气灶并停止计时。如表1所示，经过151s炒锅中的水沸腾，此时水槽中的水温达到37℃，预热转换器中的油温升至25℃，此过程的燃气用量为0.087kg。
[0058]
实验例3
[0059]
在实施例2的基础上，将炒锅中的水倒掉，从水槽中取3l水倒入炒锅中，然后向水槽中补充3l温度为17℃的水，其他条件不变。利用温度计测得炒锅中的水温为37℃，水槽中的水温为32℃，预热转换器中的油温为25℃。打开燃气灶并计时，当炒锅中的水开始沸腾时，关闭燃气灶并停止计时。如表1所示，经过134s炒锅中的水沸腾，此时水槽中的水温达到43℃，预热转换器中的油温升至29℃，此过程的燃气用量为0.077kg。
[0060]
实验例4
[0061]
在实施例3的基础上，将炒锅中的水倒掉，从水槽中取3l水倒入炒锅中，然后向水槽中补充3l温度为17℃的水，其他条件不变。利用温度计测得炒锅中的水温为43℃，水槽中的水温为37℃，预热转换器中的油温为29℃。打开燃气灶并计时，当炒锅中的水开始沸腾时，关闭燃气灶并停止计时。如表1所示，经过121s炒锅中的水沸腾，此时水槽中的水温达到48℃，预热转换器中的油温升至34℃，此过程的燃气用量为0.070kg。
[0062]
表1
[0063][0064]
实验例5
[0065]
打开燃气灶，调节燃气开度和抽风机转速，使灶头喷射至炒锅的火焰高度调至最佳，然后静置使燃气灶的所有部件冷却至室温后开始测试。测试时，向炒锅中注入3l水，向水槽中缓慢注水将水循环系统中空气排除，当水面略高于水槽的进水管时停止注水，此时水循环系统中的总水量为14l；向预热转换器中加入2l的花生油。利用温度计测得炒锅和水槽中的水温以及预热转换器中的油温均为17℃。打开燃气灶持续工作，直至水槽中的进水管流出的不再是热水，而是喷射出水蒸汽，关闭燃气灶。如表2所示，此过程历时1200s，炒锅中的水早已沸腾，此时水槽中的水温达到92℃，预热转换器中的油温升至51℃，此过程的燃气用量为0.683kg。
[0066]
表2
[0067][0068]
实验例6
[0069]
在实施例5的基础上，将炒锅中的水倒掉，从水槽中取3l水倒入炒锅中，然后向水槽中补充3l温度为17℃的水，其他条件不变。利用温度计测得炒锅中的水温为92℃，水槽中的水温为81℃，预热转换器中的油温为51℃。打开燃气灶并计时，当炒锅中的水开始沸腾时，关闭燃气灶并停止计时。如表1所示，经过29s炒锅中的水沸腾，此时水槽中的水温达到89℃，预热转换器中的油温升至52℃，此过程的燃气用量仅为0.017kg。
[0070]
表3
[0071][0072]
对比例
[0073]
向炒锅中注入3l水，利用温度计测得炒锅中的水温为17℃。打开燃气灶并计时，当炒锅中的水开始沸腾时，关闭燃气灶并停止计时，测试燃气用量，完成对比例1的测试。然后将炒锅中沸腾的水倒掉，重复上述操作，依次完成对比例2、对比例3和对比例4的测试。如表4所示，对比例1中，由于在起始状态下燃气灶的灶头的灶盘以及炒锅的温度均较低，所以炒锅中的水经过了172s才沸腾，此过程的燃气用量为0.101kg。在对比例2、对比例3和对比例4中，由于燃气灶的灶头和灶盘以及炒锅的温度均已升至较高，故炒锅中的水经过了约164～165s沸腾，此过程的燃气用量为0.097kg。此后，即便继续增加更多的对比例，炒锅中水的沸腾时间和燃气用量均保持不变。
[0074]
表4
[0075][0076]
由上面6个实验例和4个对比例可以看出，餐馆和饭店每天在正常营业时，其商用燃气灶的使用频次很高，在传统的商用燃气灶上安装本实用新型所述的热交换循环系统，其显著优点在于：(1)可以将商用燃气灶中燃气燃烧产生的废热进行有效收集后用于加热水和油，实现变废为宝，为厨房持续提供热水和热油；(2)可以显著降低燃气用量，实现有效节能；(3)可以显著降低厨房温度，改善工作环境。可谓一举多得。
[0077]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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