一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉

文档序号:583205 发布日期:2021-05-25 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉 (Civil biomass vertical type kang-through water heating stove ) 是由 刘锋 杨天坤 史海廷 魏冲 于 2021-01-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉,包括炉具底座和炉具壳体,炉具底座一端设置有烟道联箱、另一端设置有烟管,炉具壳体上安装有检修板,炉具壳体内部设置有气化分区燃烧系统、热量交换净化系统、送料防返火系统、助燃配风点火系统以及炊事系统,气化分区燃烧系统包括挥发分燃烧室,送料防返火系统包括落料防火腔,落料防火腔的底端通过向下倾斜的引料管连通挥发分燃烧室,炉具壳体上设置有控制器系统。本发明通过进料与燃烧的非接触式供料,结合吸风冷却设计,有效避免常规运行及停炉产生的反烧、回火、反烟现象;同时微负压燃烧的设计,使燃烧室及灰分室的温度降低,有效杜绝了燃烧高温造成结焦、结渣现象。(The invention discloses a civil biomass vertical through kang water heating stove which comprises a stove base and a stove shell, wherein one end of the stove base is provided with a flue header, the other end of the stove base is provided with a smoke pipe, an access panel is arranged on the stove shell, a gasification partition combustion system, a heat exchange purification system, a feeding anti-backfire system, a combustion-supporting air distribution ignition system and a cooking system are arranged in the stove shell, the gasification partition combustion system comprises a volatilization combustion chamber, the feeding anti-backfire system comprises a blanking anti-backfire cavity, the bottom end of the blanking anti-backfire cavity is communicated with the volatilization combustion chamber through a downward-inclined material guiding pipe, and a controller system is arranged on the stove shell. According to the invention, through non-contact feeding of feeding and combustion and combination of an air suction cooling design, the phenomena of back burning, tempering and smoke return caused by conventional operation and furnace shutdown are effectively avoided; meanwhile, due to the design of micro-negative pressure combustion, the temperature of the combustion chamber and the ash chamber is reduced, and the phenomena of coking and slagging caused by high combustion temperature are effectively avoided.)

一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉

技术领域

本发明涉及一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉,属于烤火炉技术领域。

背景技术

近年来随着新农村建设和节能环保的需求,对生物质炉具的开发利用已经越来越受到人们的重视,并逐步得到推广和应用。

目前市面上的生物质炉具一般包括炉体和安装在炉体内的炉内胆,在炉内胆中燃烧生物质燃料生成热量,通过辐射散热的方式取暖,但是这种生物质炉具存在以下弊端:1)进料仓直接接通燃烧室,常规运行及停炉产生时会出现反烧、回火、反烟现象;2)炉膛内配风供应不足,生物质在炉内胆中燃烧不充分,不仅浪费资源,燃烧不充分生成的烟气中含有较多的有害物质,污染环境;3)炉具及燃烧室结构设计不合理,不但结焦结渣严重,并且对于高质量燃料的依存度较大,用户运行成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉,通过挥发分燃烧室、落料防火腔落料双隔离、冷热分区、高度差供料形式,实现进料区域与燃烧区域的非接触式供料,结合吸风冷却设计,从根本上消除了燃烧室火焰反烧料仓及余热烘烤造成料仓回火、反烟的可能,进而有效避免常规运行及停炉产生的反烧、回火、反烟现象;同时微负压燃烧的设计,使燃烧室及灰分室的温度降低,有效杜绝了燃烧高温造成结焦、结渣现象。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉,包括炉具底座和安装在炉具底座上的炉具壳体,所述炉具底座一端设置有烟道联箱、另一端设置有烟管,所述烟道联箱的中部与烟管连通,所述烟道联箱远离烟管的一端设置有可推拉密接的烟道清理灰盒;

所述炉具壳体远离烟道联箱的一侧壁安装有检修板,所述炉具壳体内部位于烟道联箱正上方设置有气化分区燃烧系统和布置在气化分区燃烧系统四周的热量交换净化系统,所述气化分区燃烧系统靠近检修板一侧的上部设置有送料防返火系统、中下部设置有助燃配风点火系统,所述气化分区燃烧系统上方设置有炊事系统;

所述气化分区燃烧系统包括布置在其上部的挥发分燃烧室,所述送料防返火系统包括落料防火腔,所述落料防火腔的底端远离检修板的一侧连通有引料管,所述引料管的另一端向下倾斜并与挥发分燃烧室连通,所述炊事系统包括与挥发分燃烧室顶端连通的炊事腔,所述炊事腔的顶端设置有炊事盖,所述炊事腔还与烟道联箱连通。

进一步的技术方案,所述送料防返火系统还包括料仓、进料机构以及料仓盖,所述料仓布置在落料防火腔靠近检修板的一侧,所述进料机构与料仓的底端连接,并且进料机构一端与落料防火腔的底端连通、另一端向下倾斜布置,所述料仓盖设置在料仓的顶端。

进一步的技术方案,所述进料机构包括同轴布置的进料管、由驱动装置驱动的进料绞龙、传动轴承,所述进料管与料仓的底端连通,并且进料管的一端连接落料防火腔的底端、另一端向下倾斜布置,所述进料管的另一端通过传动轴承与进料绞龙可转动地套接,所述传动轴承的内表面固定连接进料绞龙,所述进料绞龙布置在进料管内且进料绞龙的一端伸出进料管固定连接驱动装置,所述进料管位于料仓内部的部位设置有进料口,所述进料口靠近传动轴承的一侧设置有与进料绞龙转动连接的限位板,所述所述进料管的另一端外壁设置有固定板,所述驱动装置安装在固定板上。

进一步的技术方案,所述传动轴承的两侧设置有固定安装在进料管内的固定支座,每个所述固定支座上固定连接有与传动轴承同轴布置的支撑轴承,所述支撑轴承的内表面与进料绞龙固定连接。

进一步的技术方案,所述气化分区燃烧系统还包括与挥发分燃烧室底端连通的燃烧室,所述燃烧室的底端连通有灰分室,所述灰分室的底端连接炉具底座,所述燃烧室下部远离检修板的一侧连通有贯穿热量交换净化系统的炉箅接管,所述炉箅接管、燃烧室内设置有可推拉密接的固定碳燃烧炉箅,所述燃烧室内部的四周且位于固定碳燃烧炉箅上方设置耐烧内胆,所述灰分室远离检修板的一端连通有灰盒接管,所述灰分室、灰盒接管内设置有可推拉密接的灰室灰盒;所述固定碳燃烧炉箅靠近检修板的一端设置有炉箅孔,所述炉箅孔位于燃烧室内。

进一步的技术方案,所述助燃配风点火系统包括与气化分区燃烧系统的中下部靠近检修板的一侧连通的助燃配风腔,所述助燃配风腔内部的中上部设置有点火配风腔,所述点火配风腔内部设置有点火加热棒,所述助燃配风腔、点火配风腔靠近检修板的一端分别设置有配风进口,所述助燃配风腔的配风进口与点火配风腔的配风进口的位置一致并形成复合配风进口,所述复合配风进口连接有点火助燃配风机。

进一步的技术方案,所述热量交换净化系统包括位于炉具底座与炊事系统之间且凹口朝向检修板设置的C型换热水箱,所述C型换热水箱的凹口内布置气化分区燃烧系统,所述C型换热水箱内部设置有对称布置在气化分区燃烧系统的两侧的换热烟道,所述炊事腔与烟道联箱通过换热烟道连通,所述C型换热水箱的上部连通有出水管接口,其中一个出水管接口的一侧设置有防爆阀接口,所述C型换热水箱的下部连通有回水管接口。

进一步的技术方案,所述热量交换净化系统还包括冷却吸风口、散热孔、引风进口,所述冷却吸风口布置在安装检修板的炉具壳体侧壁的下部,所述散热孔布置在炉具壳体的上部并且位于送料防返火系统上部的四周,所述引风进口布置在炉具底座的底部并位于烟管的两侧,所述引风进口连接室外引风机。

进一步的技术方案,所述炉具壳体上设置有控制器系统,所述控制器系统包括控制器、控制器操作板和控制器电路板,所述控制器安装在控制器电路板上,所述控制器操作板安装在炉具壳体顶部,所述控制器电路板安装在检修板的内壁上,所述控制器电路板与控制器操作板、送料防返火系统、助燃配风点火系统电性连接。

进一步的技术方案,所述控制器嵌入有熄火保护功能模块和警报功能模块,所述烟管上设置有烟温检测口,所述烟气温检测口处设置有烟温度传感器,所述炊事腔内设置有一氧化碳检测器,所述烟气温度传感器、一氧化碳检测器采集的信号发送至控制器。

本发明的有益效果:

1、本发明通过挥发分燃烧室、落料防火腔落料双隔离、冷热分区、高度差供料形式,实现进料区域与燃烧区域的非接触式供料,结合吸风冷却设计,从根本上消除了燃烧室火焰反烧料仓及余热烘烤造成料仓回火、反烟的可能,进而有效避免常规运行及停炉产生的反烧、回火、反烟现象。

2、本发明微负压燃烧,使烤火炉在运行中不存在炉膛烟气泄漏溢散室内的风险,用户使用更安全,更放心,同时微负压燃烧的设计,使燃烧室及灰分室的温度降低,有效杜绝了燃烧高温造成结焦、结渣现象。

3、本本发明采用多元二次助燃配风,分别在固定碳燃烧炉箅底部、固定碳燃烧炉箅上部位置处实现两级配风,同时结合挥发分燃烧室、燃烧室分区结构设计,有效提高了生物质燃料的燃烧效率以及综合效率。

4、本本发明采用C型换热水箱包裹燃烧及换热结构,在有效提高了热量综合利用率的同时降低了炉具壳体表面温度,炉具壳体表面温度的降低不但减少了使用烫伤的风险,提高了C型换热水箱输出的效率。

5、本本发明的烤火炉设置的料仓、灰室结构,不填料、不清灰的持续无干扰运行时间更持久,烤火炉持续使用、维护更省心。

6、本本发明采用供料及燃烧分区结构、负压燃烧、微动态清灰等设计,使得本炉具对于各种燃料均有较好的实用性,结合实时、简单、有效的震动清灰几乎可以适应市面上所有颗粒燃料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一;

图2为本发明的结构示意图二;

图3为本发明的剖视图;

图4为图3中A-A方向的剖视图;

图5为图3中B处的放大图。

图中:1、料仓盖,2、料仓,3、进料绞龙,4、传动轴承,5、电机支架,6、进料电机,7、观火保护口,8、落料防火腔,9、挥发分燃烧室,10、固定碳燃烧炉箅,11、点火助燃配风机,12、助燃配风腔,13、点火配风腔,14、点火加热棒,15、耐烧内胆,16、灰室灰盒,17、烟道清理灰盒,18、烟道联箱,19、烟管,20、控制器操作板,21、控制器电路板,22、检修板,23、C型换热水箱,24、换热烟道,25、防爆阀接口,26、回水管接口,27、出水管接口,28、散热孔,29、冷却吸风口,30、烟温检测口,31、炉具壳体,32、炉具底座,33、炊事腔,34、炊事盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚,完整的描述,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种民用生物质立式通炕水暖烤火炉,如图1、图2、图3所示,包括炉具底座32和安装在炉具底座32上的炉具壳体31,炉具壳体31内设置有送料防返火系统、气化分区燃烧系统、助燃配风点火系统、热量交换净化系统以及炊事系统,炉具壳体31上设置有控制器系统;

所述炉具壳体31的一侧壁安装有检修板22;所述炉具底座32的底部四角设置有支撑炉腿,所述炉具底座32远离检修板的一端设置有烟道联箱18,所述炉具底座32靠近检修板的一端设置有烟管19,所述烟道联箱18的中部与烟管19连通,所述烟道联箱18远离烟管19的一端设置有可推拉密接的烟道清理灰盒17;

所述控制器系统包括控制器、控制器操作板20和控制器电路板21,所述控制器安装在控制器电路板21上,所述控制器操作板20与控制器电路板21电性连接,所述控制器操作板20安装在炉具壳体31顶部,所述控制器电路板21安装在检修板22的内壁上,所述控制器电路板21与送料防返火系统、助燃配风点火系统电性连接,充分考虑用户操作体验,控制器系统选用智能化微电脑集成控制器,控制器操作板20设置为人机交互的界面,实现烤火炉运行状态的实时调控,且用户操作轻松、方便快速掌握。

如图2和图3所示,所述炊事系统包括炊事腔33和炊事盖34,所述炊事腔33位于C型换热水箱23、挥发分燃烧室9的顶部,并且炊事腔33分别与挥发分燃烧室9、烟道联箱18连通,所述炊事盖34设置在炊事腔33的顶端。

如图3和图4所示,所述送料防返火系统包括料仓2、进料机构、落料防火腔8以及料仓盖1,所述料仓2布置在炉具壳体31内部靠近检修板22的上部,所述落料防火腔8布置在料仓2远离检修板22的一侧,所述进料机构与料仓2的底端连接,并且进料机构一端与落料防火腔8的底端连通、另一端向下倾斜布置,所述料仓盖1设置在料仓2的顶端,所述落料防火腔8顶端的高度小于料仓2顶端的高度,所述落料防火腔8底端的另一侧设置有与挥发分燃烧室9连通并向下倾斜的引料管,通过落料防火腔8将进料仓2、进料机构与气化分区燃烧系统度隔开,实现非接触式供料;

如图5所示,所述进料机构包括同轴布置的进料管、由驱动装置驱动转动的进料绞龙3、传动轴承4,所述进料管与料仓2的底端连通,并且进料管的一端连接落料防火腔8的底端、另一端向下倾斜布置,所述进料管的另一端通过传动轴承与进料绞龙可转动地套接4,所述进料绞龙3布置在进料管内且进料绞龙3的一端伸出进料管固定连接驱动装置,所述进料管位于料仓2内部的部位设置有进料口,所述进料口靠近传动轴承4的一侧设置有与进料绞龙3转动连接的限位板,所述进料管的另一端外壁设置有固定板,所述驱动装置安装在固定板上;

所述驱动装置包括进料电机6和电机支架5,所述电机支架5固定在固定板上,所述进料电机6固定安装在电机支架5上,所述进料电机6与进料绞龙3固定连接,所述进料电机6与控制器电路板21电性连接;

所述传动轴承4的两侧设置有固定安装在进料管内的固定支座,每个所述固定支座上固定连接有与传动轴承4同轴布置的支撑轴承,所述支撑轴承的内表面与进料绞龙3固定连接,进一步保证进料绞龙3在进料管内转动的稳定性,避免进料绞龙3发生偏移;打开料仓盖1后向料仓2中加入适量生物质成型颗粒燃料,控制器控制进料电机6旋转,带动进料绞龙3旋转,进料绞龙3通过旋转将料仓2中的燃料送沿着进料管斜向上送入落料防火腔8中,最后在重力作用下沿着落料防火腔8连通的引料管落入位于燃烧室的固定碳燃烧炉箅10上。

所述落料防火腔8的顶端设置有观火保护口7,所述观火保护口7位于炉具壳体31上,所述观火保护口7的高度小于料仓盖1的高度。

如图2、图3、图4所示,所述气化分区燃烧系统包括挥发分燃烧室9、燃烧室、灰分室、耐烧内胆15以及固定碳燃烧炉箅10,所述挥发分燃烧室9的顶端连通炊事腔33,所述挥发分燃烧室9的底端连通燃烧室,所述燃烧室的底端连通灰分室,所述灰分室的底端连接炉炉具底座32,所述燃烧室下部远离检修板22的一侧连通有贯穿C型换热水箱23的炉箅接管,所述固定碳燃烧炉箅10活动安装在燃烧室内并与炉箅接管推拉密接,所述耐烧内胆15设置在燃烧室内部的四周且位于固定碳燃烧炉箅10上方,所述挥发分燃烧室9通过引料管与落料防火腔8连通,挥发分燃烧室9、燃烧室与落料防火腔8独立隔开使冷热分离,生物质燃料从落料防火腔8落入燃烧室产生空间落差,实现进料区域与燃烧区域的非接触式供料,从根本上消除了燃烧室火焰反烧料仓2及余热烘烤造成料仓2回火、反烟的可能,进而有效避免常规运行及停炉产生的反烧、回火、反烟现象;所述灰分室远离检修板22的一端连通有贯穿C型换热水箱23的灰盒接管,所述灰分室、灰盒接管内设置有可推拉密接的灰室灰盒16,在固定碳燃烧炉箅10燃尽的灰分经箅孔洞落入灰室灰盒16,完成收集;

所述固定碳燃烧炉箅10靠近检修板22的一端设置有炉箅孔,所述炉箅孔位于燃烧室内。

如图3、图4、图5所示,所述助燃配风点火系统包括助燃配风腔12、点火配风腔13、点火助燃配风机11以及点火加热棒14,所述助燃配风腔12与燃烧室的中下部靠近检修板22的一侧壁连通,所述点火配风腔13设置在助燃配风腔12内部的中上部,所述点火加热棒14设置在点火配风腔13内部,所述助燃配风腔12、点火配风腔13靠近检修板22的一端分别设置配风进口,所述助燃配风腔12的配风进口与点火配风腔13的配风进口的位置一致并形成复合配风进口,所述复合配风进口连接点火助燃配风机11,所述点火助燃配风机11、点火棒与控制器电路板21电性连接;生物质燃料落在固定碳燃烧炉箅10后点火,点火过程中,点火配风腔13内启动点火棒发热点火,点火助燃配风机11产生的风,一部分进入点火配风腔13:在点火时作为点火风,点火配风腔13中的空气加热至一定温度,点火风吹在堆料上堆料蓄热至一定温度后点火启动完成,在点火完成后运行是作为一次助燃风;剩余部分进入助燃配风腔12中:分成两股,一股经固定碳燃烧炉箅10下方进入燃烧室,并与点火配风腔13吹出的风共同作为一次助燃风,另一股经固定碳燃烧炉箅10上方进入挥发分燃烧室9主要用于与固定碳燃烧炉箅10上的燃料产生的高温挥发分混合后燃烧放热。

如图3和图4所示,所述热量交换净化系统包括C型换热水箱23,所述C型换热水箱23安装在炉具底座32远离检修板22的一端,并且C型换热水箱23的凹口朝向检修板22,所述C型换热水箱23的凹口内布置挥发分燃烧室9、燃烧室、灰分室,所述炉箅接管、灰盒接管位于C型换热水箱23内,所述C型换热水箱23顶端布置炊事腔,所述C型换热水箱23的上部连通有出水管接口27,其中一个出水管接口27旁边设置有防爆阀接口25,所述C型换热水箱23的下部连通有回水管接口26;所述C型换热水箱23内设置有连通炊事腔和烟道联箱18的换热烟道24,所述换热烟道24对称布置在挥发分燃烧室9、燃烧室及灰分室的两侧,生物质燃料燃烧产生的火焰经挥发分燃烧室9上部喷出,首先经过炊事腔33提供炊事火力,然后烟气分散后进入两个换热烟道24中,经烟道联箱18进入烟管19中,最终排入外部烟道,烟气在换热烟道24中经过重力和惯性的作用将烟气中大部分的粉尘灰分沉降入烟道联箱18中,用户可以通过抽出烟道清理灰盒17清理其中的积灰;烤火炉正常运行时,供暖循环水由一侧回水接口进入C型换热水箱23中,经过C型换热水箱23及换热烟道24壁面吸收换热升温后,再经出水口管排出,从而实现水暖供热,有效提高热量综合利用率,同时降低了炉具壳体31表面温度,炉具壳体31表面温度的降低不但减少了使用烫伤的风险,提高了C型换热输出的效率;

本发明的烤火炉还提供了对流及辐射散热两种对外热量输出方式,如图1、图2、图3所示,所述炉具壳体31的侧壁位于检修板22正下方的部位设置有冷却吸风口29,所述炉具壳体31的侧壁位于检修板22上方的部位设置有散热孔28,所述散热孔28布置在的料仓2的四周;所述炉具底座32的底部设置有引风进口且引风进口分别位于烟管19的两侧;新鲜冷空气经由冷却吸风口29、引风进口进入炉具壳体31内部,通过吸收位于炉具壳体31内的烟管19、C型换热水箱23、燃烧室、燃烧室和灰分室壁面产生的热量升温,最终经由位于料仓2四周的散热孔28排出,形成对流散热,进一步避免料仓2反烧、回火现象发;通过C型换热水箱23外壁面、炊事腔33外壁面、烟管19等对环境辐射热量产生,形成辐射散热。

如图3所示,所述烟管19上设置有烟温检测口30,所述烟气温检测口处设置有烟温度传感器,所述烟气温度传感器采集的信号发送至控制器连接,所述控制器嵌入有熄火保护功能模块和警报功能模块,烟温检测口30主要用于检测烤火炉排烟温度,实现对烤火炉内烟气温度实时检测,从而判定炉具当前运行状态,当烟气温度低于设定值,控制器系统接收信号并启动熄火保护功能模块、警报功能模块,从而关停进料机构进料,并发出报警,通知用户已断料熄火,防止小火熄火或大火进料过多压灭火焰造成的其他事故出现;

所述炊事腔33内设置有一氧化碳检测器,所述一氧化碳检测器采集的信号发送至控制器连接,一氧化碳检测器主要用于检测烤火炉内烟气中一氧化碳含量,实现对烤火炉内烟气中一氧化碳含量实时检测,当一氧化碳含量高于设定值,控制器系统接收信号并启动警报功能模块,停止进料关停进料机构进料,点火助燃配风机11持续运行,一是换气降低一氧化碳含量,二是助燃使生物质燃料成分完全燃烧。

该通炕水暖烤火炉还配置有室外引风机,所述室外引风机与引风进口连通,室外引风机引风抽引使燃烧室、挥发分燃烧室9内形成微负压燃烧,使炉具在运行中不存在炉膛烟气泄漏溢散室内的风险,用户使用更安全,更放心;同时微负压燃烧的设计,使燃烧室及灰分室的温度降低,有效杜绝了燃烧高温造成结焦、结渣现象。

综上所述,本发明炉具采用供料及燃烧分区结构、负压燃烧、微动态清灰等设计,使得本炉具对于各种燃料均有较好的实用性,结合实时、简单、有效的震动清灰几乎可以适应市面上所有颗粒燃料。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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