CN101487597A - 生物质半气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质半气化炉，包括面板围火罩和内炉，所述内炉上部设有燃烧器，所述燃烧器围成的区域为燃烧室，所述面板围火罩设于内炉上方并罩设于燃烧器周边，所述内炉外套设有二次风罩，所述内炉的内壳与二次风罩围成环形的二次风通道，所述燃烧器、面板围火罩与内炉的内壳围成环形的二次风室，二次风通道下端设有与外部相通的二次风进口，二次风通道上端设有与二次风室相通的二次风出口，所述燃烧器上沿环向均匀设置有多个连通二次风室与燃烧室的二次风孔。该生物质半气化炉具有二次风进风均匀、助燃效率提高，结构简单巧妙，占用空间小，制作成本低廉，便于安装的优点。
Description
技术领域
本发明涉及以生物质为燃料的气化炉，尤其涉及生物质半气化炉。
背景技术
目前，常见的家用生物质气化炉大致分为两种，一种为生物质全气化炉，现有生物质全气化炉在技术上存在缺陷，在使用过程中会产生大量的焦油、灰尘和有害气体，易造成可燃气体输送管和燃烧器阻塞，另外焦油和无法控制的剩余可燃气体(CO)会直接对外排放，形成二次污染，因此，生物质全气化炉很难在市场中推广。另一种为生物质半气化炉，现有新起的生物质半气化炉的炉体内从上至下依次设有燃烧室、气化室和空气室，燃烧室与气化室和二次风道连通，气化室和空气室由炉桥分开，使用时，空气室为气化室提供氧气，生物质在气化室中闷烧产生可燃气体，可燃气体进入燃烧室后与二次风道提供的空气混合并充分燃烧，这种方式可以将生物质在燃烧过程中产生的焦油直接燃烧，解决二次污染的问题，实现了洁净燃烧，达到零排放。但是，从目前使用的技术来看，生物质半气化炉还存在以下几点主要的不足之处：
1、二次风道一般采用下开孔或炉体上开孔内插风管的形式，该结构容易造成二次进风分布不均匀，进风口面积过小，影响二次风的风力。目前，很多厂家采用微型风机提供二次风供氧，其缺陷是：结构复杂，占用空间大，制作成本高；需要外部动力驱动风机，使用成本高；风力分布不均匀，导致火焰偏向一侧，被加热件受热不均匀；通入的二次风为未加热的冷风，助燃效率低。
2、半气化炉在气化室缺氧状态下对生物质闷烧，才能产生较多的可燃气体，但是，现有炉桥结构的通风量较大，为了保持气化室的缺氧状态，现有气化室都设计得比较高，目的在于通过生物质在气化室堆积高度来减小空气的流量，这样气化室的设计使得生物质半气化炉的造型较高，增大了生产成本。
3、燃烧器一般采用上小下大的圆台型，二次风覆盖面和捕捉可燃气体的能力较差。
4、气化室有两种结构，一种是由铸件(钢件)围成的气化室，在铸件(钢件)外敷设保温料，由于铸件(钢件)耐火性比较差，容易熔化，寿命不长久。另一种是超厚耐火水泥整体气化室，其耐火性较好，但是超厚、超重，保温效果差、蓄热损失大。
综上所述，由于现有生物质半气化炉结构复杂，重量大、体积大，生产成本高，所以在推广上有一定的难度，很多厂家不得不走政府采购的路子，这样严重制约了该项技术的市场化发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种使二次风进风均匀、助燃效率提高，结构简单巧妙，占用空间小，制作成本低廉，便于安装的生物质半气化炉。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种生物质半气化炉，包括面板围火罩和内炉，所述内炉上部设有燃烧器，所述燃烧器围成的区域为燃烧室，所述面板围火罩设于内炉上方并罩设于燃烧器周边，所述内炉外套设有二次风罩，所述内炉的内壳与二次风罩围成环形的二次风通道，所述燃烧器、面板围火罩与内炉的内壳围成环形的二次风室，二次风通道下端设有与外部相通的二次风进口，二次风通道上端设有与二次风室相通的二次风出口，所述燃烧器上沿环向均匀设置有多个连通二次风室与燃烧室的二次风孔。
所述内炉底部设有定位连体脚，所述面板围火罩底部设有定位槽，所述二次风罩呈薄壁筒状，二次风罩下端固定于定位连体脚上，上端设于定位槽内。
所述内炉下部设有将内炉内腔分隔为气化室和空气室的环形炉桥，所述环形炉桥包括同轴心布置的环形支撑板、环形炉条和圆形挡风板，所述环形炉条设于环形支撑板与圆形挡风板之间的环形间隙内，并将该环形间隙分隔为两条环形风槽，空气室与气化室通过环形风槽连通，环形炉条上设有连接块，所述连接块一端与环形支撑板相连，另一端与圆形挡风板相连，所述环形支撑板的外缘支撑于内炉内。
所述燃烧器与环形炉桥之间设有薄壁耐火炉胆，所述薄壁耐火炉胆与内壳之间填充有保温层。
所述内炉设有与空气室相通的隐形风门，所述隐形风门包括隐形风门板、调节手柄、设于内炉内壳上的第一风门开口，所述二次风罩上设有第二风门开口和导向槽，所述第一风门开口两侧均设有导向板，所述导向槽与导向板平行布置，隐形风门板的两侧边置于导向板与内炉的内壳之间，调节手柄一端与隐形风门板固定连接，另一端穿出导向槽并延伸至二次风罩以外。
所述面板围火罩内套设有挡火圈，所述挡火圈内设有用于支撑炊具的支撑架。
所述支撑架呈等边三角形状，并于等边三角形的顶点处与挡火圈固定连接。
所述面板围火罩上设有与燃烧室相通的续料口，面板围火罩的续料口上装设有续料门；所述挡火圈与面板围火罩之间形成烟气室，面板围火罩上设有与烟气室相通的烟嘴。
所述燃烧器为圆台弧状薄壁件，且该圆台弧向燃烧室内凹入。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、在内炉外套设二次风罩，该二次风罩与内炉的内壳围成环形的二次风通道，燃烧器、面板围火罩与内炉的内壳围成环形的二次风室，二次风从二次风进口进入二次风通道，在二次风通道中经内炉散发的余热加热后，经二次风出口进入二次风室，再通过燃烧器上沿环向均匀设置的二次风孔进入由燃烧器围成的燃烧室，与内炉气化室产生的可燃气体进行均匀、充分的混合，使可燃气体完全燃烧。相比于现有生物质半气化炉，本发明采用环形进风的设计方案，增大二次风通风面积，有效提高进风量，同时保证进风均匀，使可燃气体燃烧时形成的火焰更加集中，加热效率提高；利用内炉的内壳所散发的余热在二次风经过二次风通道时，对二次风加热，提高二次风助燃效率，同时还增加了生物质半气化炉的整体能源利用热效率；不需要在内炉的炉体上开风孔、插风管，更不需要加装风机，结构简单巧妙，占用空间小，缩小产品体积，产品造型轻便、美观。
2、在内炉下部设置将内炉内腔分隔为气化室和空气室的环形炉桥，该环形炉桥中间设有圆形挡风板，空气室与气化室通过环形支撑板与圆形挡风板之间的环形风槽连通。相比于现有生物质半气化炉中的炉桥，本发明中的环形炉桥使一次风进入空气室后，经环形风槽沿气化室内壁缓慢向上流动，降低气化室中心气流速度，使气化室保持缺氧闷烧状态，减少生物燃料的直接燃烧量，增加可燃气体产量；利用圆形挡风板控制一次风的进风量后，不需要通过在气化室内堆积很高的生物质来减小空气的流量，因此，可降低气化室的设计高度，节省生产成本。
3、在内炉与二次风罩之间设置隐形风门，该隐形风门结构简单，便于制作和操作，不仅可以控制一次风进风量，而且可以使隐形风门板隐避于二次风罩内，外形美观。
4、在挡火圈内设置用于支撑炊具的支撑架，支撑架便于将平底炊具或小型炊具支撑在一定的吊火高度上，使用方便，功能齐全；该支撑架呈等边三角形状，结构稳定可靠，承载能力强，同时，燃烧产生的火焰集中于支撑架中心空旷之处，避免支撑架承受高温火焰，延长支撑架使用寿命。
5、在面板围火罩上设置续料口，使本发明的生物质半气化炉可以非常方便的添加燃料，提高燃料续料能力；面板围火罩上设有与烟气室相通的烟嘴，可将燃烧产生的烟气集中排出。
6、燃烧器为圆台弧状薄壁件，且该圆台弧向燃烧室内凹入，相比于普通的圆台母线为直线段的燃烧器，本发明的燃烧器在靠近上端处的口径更小，有利于提高气流速度，提高二次风的覆盖面，增加捕捉可燃气体的能力，使二次风中的氧气与可燃气体混合更快、更充分，提高燃烧效率。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的仰视图；
图4是本发明环形炉桥的结构示意图；
图5是图1的A—A剖视放大图。
图中各标号表示：
1、面板围火罩 2、内炉
3、二次风罩 4、燃烧器
5、环形炉桥 6、挡火圈
7、支撑架 8、隐形风门
9、薄壁耐火炉胆 10、保温层
11、续料门 12、坐锅圈
13、烟气室 14、烟嘴
15、定位连体脚 16、燃烧室
17、定位槽 20、内壳
21、气化室 22、空气室
30、二次风通道 31、二次风进口
32、二次风出口 40、二次风孔
41、二次风室 50、环形支撑板
51、环形炉条 52、圆形挡风板
53、连接块 54、环形风槽
55、加强筋 80、隐形风门板
81、导向板 82、调节手柄
83、第一风门开口 84、导向槽
85、第二风门开口
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的生物质半气化炉，包括面板围火罩1、内炉2、二次风罩3和三件定位连体脚15。内炉2由内壳20、薄壁耐火炉胆9、燃烧器4、环形炉桥5和保温层10构成，内壳20底部设有封底，三件定位连体脚15沿环向均匀支撑于内壳20底部，内壳20内侧设有向内凸起的环形筋条，环形炉桥5支撑于该环形筋条上，薄壁耐火炉胆9套设于内壳20内，并坐落于环形炉桥5上，燃烧器4装设于薄壁耐火炉胆9上，燃烧器4上沿环向均匀设置有多个二次风孔40，保温层10填充于薄壁耐火炉胆9和内壳20之间，并将燃烧器4与薄壁耐火炉胆9的连接处包覆在内，燃烧器4所围成的区域为燃烧室16，薄壁耐火炉胆9围成的区域为气化室21，环形炉桥5下方、由内壳20围成的区域为空气室22。二次风罩3套设于内炉2外，其下端通过紧固件固定于定位连体脚15上，二次风罩3与内炉2的内壳20围成环形的二次风通道30，面板围火罩1设于内炉2上方并罩设于燃烧器4周边，二次风罩3和内炉2的内壳20的上端固定于面板围火罩1下端面所设的定位槽17内，二次风通道30上端由面板围火罩1下端面密封，燃烧器4、面板围火罩1与内炉2的内壳20围成环形的二次风室41，二次风通道30下端设有与外部相通的二次风进口31，二次风通道30上端设有与二次风室41相通的二次风出口32，该二次风出口32开设于内炉2的内壳20上部。该二次风罩3结构简单，便于安装，可采用不锈钢或搪瓷制作，具有美观、永不生锈的特点。
如图1和图4所示，本实施例中，环形炉桥5包括同轴心布置的环形支撑板50、环形炉条51、圆形挡风板52和加强筋55。环形炉条51设于环形支撑板50与圆形挡风板52之间的环形间隙内，并通过环形炉条51将该环形间隙分隔为两条环形风槽54，圆形挡风板52遮挡了大部分的通风面积，空气室22与气化室21通过环形风槽54连通。环形炉条51上设有连接块53，连接块53一端与环形支撑板50相连，另一端与圆形挡风板52相连，环形支撑板50、环形炉条51和圆形挡风板52通过连接块53连为一体。加强筋55设有三条，且沿环向均匀布置于环形炉桥5下端，各加强筋55从靠近环形支撑板50的外边缘处延伸至圆形挡风板52的圆心。环形支撑板50的外缘支撑于内炉2内。该环形炉桥5使一次风进入空气室22后，经环形风槽54沿气化室21内壁缓慢向上流动，降低气化室21中心气流速度，使气化室21内的生物燃料保持缺氧闷烧状态，减少生物燃料的直接燃烧量，增加可燃气体产量；同时，利用圆形挡风板52遮挡大部分的通风面积，控制一次风的进风量后，不需要通过在气化室21内堆积很高的生物质来减小空气的流量，因此，可降低气化室21的设计高度，节省生产成本。
如图1所示，本实施例中，燃烧器4为圆台弧状薄壁件，且该圆台弧向燃烧室16内凹入，相比于普通的圆台母线为直线段的燃烧器具，本发明的燃烧器4在靠近上端处的口径更小，有利于提高气流速度，提高二次风的覆盖面，增强捕捉可燃气体的能力，使二次风中的氧气与可燃气体混合更快、更充分，提高燃烧效率。
如图1和图2所示，本实施例中，面板围火罩1上设有坐锅圈12，面板围火罩1内套设有具有一定高度的挡火圈6，挡火圈6内设有用于支撑炊具的支撑架7，便于将平底炊具或小型炊具支撑在一定的吊火高度上，使用方便，功能齐全；该支撑架7呈等边三角形状，并于等边三角形的顶点处与挡火圈6的内壁固定连接。结构稳定可靠，承载能力强，同时，燃烧产生的火焰集中于支撑架7中心空旷之处，避免支撑架7承受高温火焰，延长支撑架7使用寿命。面板围火罩1和挡火圈6上设有与燃烧室16相通的续料口，支撑架7的位置位于续料口中心的上方，避免支撑架7对添加生物燃料造成不便，面板围火罩1的续料口上装设有续料门11，打开续料门11可以非常方便的添加燃料，具有燃料续料功能；挡火圈6与面板围火罩1之间形成烟气室13，面板围火罩1上设有与烟气室13相通的烟嘴14，从燃烧区域产生的烟气从挡火圈6和面板围火罩1之间的上端开口以及挡火圈6上所设的续料口进入烟气室13，再通过烟嘴14将烟气集中排出。
如图1和图5所示，本实施例中，内炉2设有与空气室22相通的隐形风门8，隐形风门8包括隐形风门板80、调节手柄82、设于内炉2的内壳20上的第一风门开口83，二次风罩3上设有第二风门开口85和导向槽84，第一风门开口83左右两侧均设有导向板81，导向槽84与导向板81平行布置，隐形风门板80的左右两侧边置于导向板81与内炉2的内壳20之间，调节手柄82一端与隐形风门板80固定连接，另一端穿出导向槽84并延伸至二次风罩3以外，推动调节手柄82可以带动隐形风门板80在导向板81和内壳20的约束下作上下移动，控制第一风门开口83处的风口大小，从而控制一次风进风量，隐形风门板80隐避于二次风罩3内。该隐形风门8便于制作和操作，结构简单，外形美观。
工作原理：使用本发明的生物质半气化炉时，先向气化室21中添加适量生物燃料，点燃生物燃料后使生物燃料在气化室21中缺氧闷烧，产生可燃气体，并通过隐形风门8控制一次风的风量，使产生的可燃气体与二次风的风量匹配平衡。二次风从二次风进口31进入二次风通道30，在二次风通道30中经内炉2散发的余热加热后，从二次风出口32进入二次风室41，再通过燃烧器4上沿环向均匀设置的二次风孔40进入由燃烧器4围成的燃烧室16，与内炉2的气化室21产生的可燃气体进行均匀、充分的混合，使可燃气体完全燃烧。燃烧区域产生的烟气从挡火圈6和面板围火罩1之间的上端开口以及挡火圈6上所设的续料口进入烟气室13，再通过烟嘴14将烟气集中排出。需要继续添加生物燃料时，打开续料门11，从续料口添加生物燃料，生物燃料进入续料口后从燃烧器4上端开口落入气化室21中。相比于现有生物质半气化炉，本发明采用环形进风的设计方案，增大二次风通风面积，有效提高二次风的进风量，同时保证进风均匀，使可燃气体燃烧时形成的火焰更加集中，加热效率提高；利用内炉2的内壳20所散发的余热在二次风经过二次风通道30时，对二次风加热，不仅提高了二次风助燃效率，同时还增加了生物质半气化炉的整体能源利用热效率；不需要在内炉2的炉体上开风孔、插风管，更不需要加装风机，结构简单巧妙，占用空间小，产品体积缩小，造型轻便、美观。
Claims (10)
1、一种生物质半气化炉，包括面板围火罩(1)和内炉(2)，所述内炉(2)上部设有燃烧器(4)，所述燃烧器(4)围成的区域为燃烧室(16)，所述面板围火罩(1)设于内炉(2)上方并罩设于燃烧器(4)周边，其特征在于：所述内炉(2)外套设有二次风罩(3)，所述内炉(2)的内壳(20)与二次风罩(3)围成环形的二次风通道(30)，所述燃烧器(4)、面板围火罩(1)与内炉(2)的内壳(20)围成环形的二次风室(41)，二次风通道(30)下端设有与外部相通的二次风进口(31)，二次风通道(30)上端设有与二次风室(41)相通的二次风出口(32)，所述燃烧器(4)上沿环向均匀设置有多个连通二次风室(41)与燃烧室(16)的二次风孔(40)。
2、根据权利要求1所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述内炉(2)底部设有定位连体脚(15)，所述面板围火罩(1)底部设有定位槽(17)，所述二次风罩(3)呈薄壁筒状，二次风罩(3)下端固定于定位连体脚(15)上，上端设于定位槽(17)内。
3、根据权利要求1或2所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述内炉(2)下部设有将内炉(2)内腔分隔为气化室(21)和空气室(22)的环形炉桥(5)，所述环形炉桥(5)包括同轴心布置的环形支撑板(50)、环形炉条(51)和圆形挡风板(52)，所述环形炉条(51)设于环形支撑板(50)与圆形挡风板(52)之间的环形间隙内，并将该环形间隙分隔为两条环形风槽(54)，空气室(22)与气化室(21)通过环形风槽(54)连通，环形炉条(51)上设有连接块(53)，所述连接块(53)一端与环形支撑板(50)相连，另一端与圆形挡风板(52)相连，所述环形支撑板(50)的外缘支撑于内炉(2)内。
4、根据权利要求3所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述燃烧器(4)与环形炉桥(5)之间设有薄壁耐火炉胆(9)，所述薄壁耐火炉胆(9)与内壳(20)之间填充有保温层(10)。
5、根据权利要求4所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述内炉(2)设有与空气室(22)相通的隐形风门(8)，所述隐形风门(8)包括隐形风门板(80)、调节手柄(82)、设于内炉(2)内壳(20)上的第一风门开口(83)，所述二次风罩(3)上设有第二风门开口(85)和导向槽(84)，所述第一风门开口(83)两侧均设有导向板(81)，所述导向槽(84)与导向板(81)平行布置，隐形风门板(80)的两侧边置于导向板(81)与内炉(2)的内壳(20)之间，调节手柄(82)一端与隐形风门板(80)固定连接，另一端穿出导向槽(84)并延伸至二次风罩(3)以外。
6、根据权利要求1或2所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述面板围火罩(1)内套设有挡火圈(6)，所述挡火圈(6)内设有用于支撑炊具的支撑架(7)。
7、根据权利要求5所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述面板围火罩(1)内套设有挡火圈(6)，所述挡火圈(6)内设有用于支撑炊具的支撑架(7)。
8、根据权利要求7所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述支撑架(7)呈等边三角形状，并于等边三角形的顶点处与挡火圈(6)固定连接。
9、根据权利要求8所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述面板围火罩(1)上设有与燃烧室(16)相通的续料口，面板围火罩(1)的续料口上装设有续料门(11)；所述挡火圈(6)与面板围火罩(1)之间形成烟气室(13)，面板围火罩(1)上设有与烟气室(13)相通的烟嘴(14)。
10、根据权利要求9所述的生物质半气化炉，其特征在于：所述燃烧器(4)为圆台弧状薄壁件，且该圆台弧向燃烧室(16)内凹入。
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