CN101818892A - 秸秆燃料飞燃炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种供热设备，即一种秸秆燃料飞燃炉，包括炉体(1)、炉膛(2)、炉排(3)、排烟管(5)，炉体(1)外接有风机(8)，风机(8)的送风管(9)从炉体一侧进入炉膛(2)，其特征在于：在炉体(1)的外面设有燃料斗(6)，燃料斗(6)下面的落料管(7)和风机(8)的送风管(9)接通；送风管(9)进入炉膛(2)的一端设有旋风导向曲面(4)。燃料随风进入炉膛后在旋转飞行中燃烧，不易堆积，燃烧充分。风机利用炉膛内的热风吹送燃料，使秸秆提前受热点燃。炉体和烟道均设有余热回收装置，封闭了热量损失的各种通道，显著提高了热效率。适于作为热风炉、热水炉、油炉等多种换热设备，替代燃煤炉具进行各种供热作业，对于节约煤炭、保护环境、充分利用农作物秸秆、提高秸秆的价值和增加农民的收入，都具有重要的意义。

Description

秸秆燃料飞燃炉
技术领域
本发明涉及一种供热设备，即一种秸秆燃料飞燃炉。
背景技术
目前的供热设备多以煤为燃料，随着经济的发展，煤炭资源日趋紧张，燃煤排放物对环境的污染也颇受关注，因此，寻求其他替代燃料，节约煤炭，保护环境，已经成为当务之急。另一方面，随着农作物密植技术的推广应用，农作物秸秆的产量成倍增长。加之近年大批家电产品进入村镇，电气、沼气、燃气迅速普及，原来曾是农村主要生活燃料的农作物秸秆被替代，导致秸秆大量过剩而难以处理。实验证明，农作物秸秆的热值很高，玉米秸秆的热量超过等重的煤炭，具有巨大的开发利用价值。可是，由于秸秆比重轻，体积大，灰分多，燃烧过程中易堆积，不易透风，燃烧多不充分，对炉具的要求也比较特殊，不能使用现有的燃煤炉具。为此，人们将秸秆粉碎后压制成密实的颗粒，以缩小燃料的体积，增加颗粒之间的通风间隙，改善秸秆的燃烧性能。可是，由于成本提高，限制了这项技术的实施。在这种情况下，解决秸秆燃料燃烧过程中的堆积问题，成为秸秆燃料利用的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够以农作物秸秆为燃料的炉具，这种炉具所用的秸秆燃料不需压制、成本低、燃烧过程中不易堆积、燃烧充分、热效率高，能够代替煤炭为生产和生活提供热源。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种秸秆燃料飞燃炉，包括炉体、炉排、炉膛、排烟管，炉体下部接有风机，风机的送风管从炉体一侧进入炉膛。其特点是：在炉体的外面设有燃料斗，燃料斗下面的送料管和风机的送风管接通；送风管进入炉膛的一端设有旋风导向曲面。
所说的旋风导向曲面是弧形的炉膛内壁，送风管沿弧形炉膛内壁的切向进入炉膛。
所说的旋风导向曲面是沿炉膛内壁安装的螺旋导向板。
所说的炉膛接出的排烟管或炉膛下部接出预热风管接风机的进风口。
所说的从炉体接出的排烟管又接入燃料斗。
所说的排烟管从燃料斗接出，再接入燃料仓。
所说的炉膛内设有炽热架。
所说的炉体上部装有换热器，换热器一侧接有热风管，另一侧接出排烟管，换热器设有换热风机，在炉体的外围设有夹层，夹层的另一侧有夹层风口，换热风机的进风口通过回热管与炉体夹层相通。
所说的换热器有一个箱体，箱体里面通过分隔板把空间分成几个换热室，各换热室一侧有烟气入口，另一侧与相邻换热室相通，最后一个换热室有烟气出口，换热室内装有多支热风管，热风管交错排列，其中几支热风管的外面沿轴向装有长条状挡板，挡板的上沿高于管壁。
所说的燃料斗一侧接出的排烟管经过余热回收器，余热回收器分别接出排烟管和余热管，余热管的热气进入燃料仓，排烟管的末端装一个烟气滤清器。
本发明的有益效果是：燃料随风进入炉膛后在旋转飞行中燃烧，不易堆积，燃烧非常充分。此外，风机一端向炉膛送风，另一端吸回炉膛热风，形成循环热流，使秸秆提前受热点燃。加之炉体烟道均设有余热回收装置，封闭了热量损失的各种通道，显著提高了热效率，可以作为热风炉、热水炉、油炉等多种换热设备，替代燃煤炉具进行各种供热作业，对于节约煤炭、保护环境、充分利用农作物秸秆、提高秸秆的价值和增加农民的收入，都具有重要的意义。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图；
图2是第一种实施例的俯视图；
图3是第二种实施例的主视图；
图4是第二种实施例的俯视图；
图5是第三种实施例的主视图；
图6是第三种实施例的工作原理图；
图7是第四种实施例的主视图；
图8是第五种实施例的主视图；
图9是第五种实施例的部件主视图；
图10是第五种实施例的部件俯视图；
图11是第五种实施例的部件主视图；
图12是第五种实施例的部件俯视图；
图13是第二种实施例的部件主视图；
图14是第五种实施例的部件俯视图；
图15是第五种实施例的部件主视图；
图16是第五种实施例的部件俯视图；
图17是第六种实施例的主视图；
图18是第七种实施例的主视图；
图19是第八种实施例的主视图；
图20是第八种实施例的左视图；
图21是第八种实施例的部件主视图；
图22是第八种实施例的部件主视图；
图23是第九种实施例的主视图。
图中可见：炉体1，炉膛2，炉排3，旋风导向曲面4，排烟管5，燃料斗6，落料管7，风机8，送风管9，螺旋导向板10，灰烬池11，换热器12，预热风管13，炽热架14，传送链15，夹层风口16，夹层17，热风管18，热风机19，回热管20，燃料仓21，箱体22，分隔板23，烟气进口24，烟气出口25，换热管26，挡板27，回烟道28，进风口29，回风道30，热风口31，水套32，输水管33，水箱34，余热回收器35，烟气滤清器36，余热管37。
具体实施方式
第一种实施例：如图1、2所示，这种秸秆燃烧炉是由炉体1、炉膛2、炉排3、排烟管5等构成。在炉体3外面，设有一个燃料斗6，燃料斗6下面的有向下伸展的落料管7。燃料斗6的下方设有风机8，风机8的送风管9末端进入炉膛2。燃料斗6下面的落料管7与送风管9相通。风机8的送风管9进入炉膛2后即接触一段旋风导向曲面4。旋风导向曲面4的形式可以有多种，本例中借用了圆形炉体1的内壁，为了利用这个内壁，送风管9的外端是在炉膛2的上部，沿炉膛内壁弧面的切线方向进入炉膛2。工作时，先把粉碎的秸秆燃料装入燃料斗6，秸秆从落料管7流下到风机8的送风管9内。开动风机8，燃料被风吹入炉膛2点燃，且在风力的作用下沿炉膛内壁旋转，在重力作用下，边转边落，形成螺旋轨迹，从而延长了燃料飞行的路线，也就是延长了燃烧的时间，防止秸秆过早堆积阻燃，因而燃烧的比较充分。少量在飞行途中下落的秸秆，可以在炉排3上面继续燃烧，灰分从炉排3的间隙中落下，定时清出。
第二种实施例：如图3、4所示，这种炉具在前一实施例的基础上沿炉膛内壁安装了螺旋导向板10。螺旋导向板10是用一板条沿炉壁螺旋线连接固定而成，其作用至少有两点：一是可以更好的引导气流和燃料进行螺旋飞行。二是螺旋板本身具有储热点火的功能，可以更好的点燃秸秆燃料。为达此目的，用耐火材料制作螺旋板效果尤佳。
第三种实施例：如图5所示，这种炉具和第二种实施例的区别是：风机8的进风管在炉膛2的下部进入炉膛2，气流和燃料可以如图6所示，在螺旋导向板10的作用下由下向上沿螺旋线飞行。在飞行一定高度后再受重力作用从炉膛中间下落，燃料燃烧的机会也很多。
第四种实施例：如图7所示，这种炉具的炉膛内的旋风导向曲面4的弯曲方向和前三例不同。前面的旋风导向曲面4的轴线是竖立的，这种曲面的轴线是平置的，秸秆顺着这种曲面上行后又向下折回，再次回到送风管9的开口处而被再次吹起，继续飞行，同样可以获得良好的燃烧效果。这种结构适用于横向距离较长的卧式锅炉，炉体1内层用耐火材料砌筑成火膛和灰烬池11的造型，可以储存热量，点燃燃料。燃尽的灰分落入灰烬池11或经炉排3清除。此外，炉膛2内的烟道上设有换热器12，烟气经换热器12后排出或进入燃料斗6，对燃料进行预热。换热器12中形成的热风输送到用热的地方。预热风管13一端在炉内，另一端进入风机8的进风端，用来吹送并预热燃料。
第五种实施例：如图8所示，风机8的送风管9从炉膛2的下部进入炉膛，排烟管5的外端接入风机8的进风口，把炉膛2里面的烟气直接引到风机8里，用来吹送燃料，利用烟气中的热量对燃料进行预热。同时，还把排烟管5接到燃料斗6，多余烟气与燃料进行热交换和滤清之后再从燃料斗6排到环境中。
此外，在炉膛2内还设有多个炽热架14。如图8中排烟管5的入口上，在炉排3的上面都装有耐热材料制成的炽热架14。炽热架14的形式有多种，图9-16介绍了四种不同的炽热架14。如图9、10可见，这种炽热架14是一个多孔罩，装在排烟管5下端的负压区，飞来的燃料接触炽热架14即被点燃，并把较大的颗粒挡在外面，烟气经炽热架14进入排烟管5。如图11、12可见，这种炽热架14有两层圆轮，各层均有多个向四周散射的辐条，既可点燃燃料，有可承接一些燃料悬空燃烧。如图13、14可见，这种炽热架14是由多支细杆搭成蓬状支架，可以支撑落下的燃料，防止堆积，造成中空火势，还可以阻挡粗大颗粒进入管口。如图15、16可见，这种炽热架14是装在炉膛内壁上的爪状托架，可以承接部分燃料在空中燃烧，延长燃料的下落时间。
第六种实施例：如图17所示，风机8的送风管9从炉膛2的上部进入炉膛，风机的进风口连接一支预热风管13，预热风管13的另一端接入炉膛底部，预热风管13开口上面装有斗状炽热架14，以阻挡下落的燃料，防止管口的堵塞。预热风管13可以把炉膛底部的热风抽回到风机8里面，再由风机8打出吹送燃料，形成一个气流循环回路。这个回路的作用是提高燃料的预热效果，使燃料进入炉膛时已经燃烧或接近燃点。即使抽回的热风夹杂明火在送风管9中点燃也不足重视。为了防止明火向燃料斗6漫燃，落料管7下端应向炉体一侧倾斜，依靠管口外围的负压，制止明火上行。应当说明的是，风机8的主要任务是输送燃料，而不是输送助燃风，助燃风主要从炉排3进入。当然，如果风机8的送风管9与炉排3之间的位置适当，可以造成炉排上方的负压区，吸引助燃风从炉排3进入炉膛2。
第七种实施例：如图18所示，这是一个热风炉。炉体1的上方装有换热器12，烟气经换热器12进入排烟管5，排烟管5接入燃料斗6，再从燃料斗6接出进入储存燃料的燃料仓21。燃料仓21是用来储备秸秆燃料的仓库，里面的秸秆是未经粉碎或经初加工的燃料，比较潮湿，容易发霉变质，通入烟气可以对秸秆进行烘干，便于储存，也有利于以后的燃烧。同时也具有过滤净化的作用，使烟气中的有害物质被燃料吸附截留，减少环境污染。
本例中的换热器12一侧有输出热风的热风管18，另一侧设有向换热器提供气流的热风机19。在炉体1的外面围有一个夹层17，夹层17的一侧下部开有夹层风口16，夹层17另一侧接出一个回热管20，回热管20上端接热风机19的进风口。工作时，气流经过夹层17，吸收炉体1余热变成热风，再经由回热管20进入热风机19，打入换热器12，进一步提高温度后从热风管18输出。这样可以有效屏蔽炉体1的散热途径，降低热量损失，进一步提高热效率。
图中可见：在炉排3的上面，增加一套传送链15，在炉体外由电机带动运转。未燃尽的秸秆落到传送链15的链条上面，在向内侧移送中燃烧。这种运动的传送链15相当于用炉钩搅动燃料，防止秸秆堆积阻燃，还可清理炉排3，把灰分推送到炉排3以下。未燃尽的燃料因颗粒较大不能从链条间下落，而被抛到炉膛底部的预热风管19上继续燃烧，其热量大部回到风机8用以吹送燃料。
第八种实施例：如图19、20、21、22所示，这里的换热器12有一个箱体22，箱体22里面通过分隔板23把空间分成几个换热室，这里只表示了两个换热室，开始的换热室一侧有烟气进口24，另一侧与相邻换热室通过回烟道28相通，最后一个换热室有烟气出口25。烟气在里面反复回折，相当于延长换热行程，提高换热效率。换热室内装有多支换热管26，换热管26交错排列，其中几支换热管26的外面沿轴向装有长条状挡板27，挡板27的上沿高于管壁。这种挡板27可以加大烟气行进路线的波动幅度，延长热交换的行程。由图12可见，换热的气流是由进风29进入，再由回风道30折回，最后从热风口31输出。也是经过两次以上的回折，以增加换热行程。
第九种实施例：如图23所示，这种炉具是一个热水炉，在炉体周围设有水套32，上面装有水箱34，可通过输水管33对外输送热水。当然，也可以是加热其他流体介质的炉具。和前例相比，这种炉具主要有三点改进：一是取消了炉排3，用可运转的传送链15代替炉排3，相当于安装一个运动的炉排，可以随时进行搅动和清灰作业。二是燃料斗6接出的排烟管5经过一个余热回收器35，余热回收器35分别接出排烟管5和余热管37，烟气进入排烟管5，热气经余热管37的进入燃料仓21。这样既可以留下烟气中的热量，又可以防止明火进入燃料仓21。排烟管5的末端装一个烟气滤清器36，烟气滤清器36内设微型水雾泵，烟气经过水雾的喷淋，彻底消除明火，同时还将焦油滤出，沉淀到下层，定时放出，可防止管路的堵塞，减少烟气中有害物质的排放。

Claims (10)

1.一种秸秆燃料飞燃炉，包括炉体(1)、炉膛(2)、炉排(3)、排烟管(5)，炉体(1)外接有风机(8)，风机(8)的送风管(9)从炉体一侧进入炉膛(2)，其特征在于：在炉体(1)的外面设有燃料斗(6)，燃料斗(6)下面的落料管(7)和风机(8)的送风管(9)接通；送风管(9)进入炉膛(2)的一端设有旋风导向曲面(4)。
2.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的旋风导向曲面(4)是弧形的炉膛(2)内壁，送风管(9)沿弧形炉膛(2)内壁的切向进入炉膛(2)。
3.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的旋风导向曲面(4)是沿炉膛内壁安装的螺旋导向板(10)。
4.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的炉膛(2)接出的排烟管(5)或炉膛下部接出预热风管(13)，其另一端接风机(8)的进风口。
5.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的从炉体(1)接出的排烟管(5)又接入燃料斗(6)。
6.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的排烟管(5)从燃料斗(6)接出，再接入燃料仓(21)。
7.根据权利要求6所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的燃料斗(6)一侧接出的排烟管(5)经过余热回收器(35)，余热回收器(35)分别接出排烟管(5)和余热管(37)，余热管(37)进入燃料仓(21)，排烟管(5)的末端装一个烟气滤清器(36)。
8.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的炉膛(2)内设有炽热架(14)。
9.根据权利要求1所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的炉体(1)上部装有换热器(12)，换热器(12)一侧接有热风管(20)，另一侧接出排烟管(5)，换热器(20)设有换热风机(19)，在炉体(1)的外围设有夹层(17)，夹层(17)的另一侧有夹层风口(16)，热风机(19)的进风口通过回热管(20)与炉体夹层(17)相通。
10.根据权利要求9所述的秸秆燃料飞燃炉，其特征在于：所说的换热器(12)有一个箱体(22)，箱体(22)里面通过分隔板(23)把空间分成几个换热室，各换热室一侧有烟气进口(24)，另一侧与相邻换热室相通，最后一个换热室有烟气出口(25)，换热室内装有多支热风管(26)，热风管(26)交错排列，其中几支热风管(26)的外面沿轴向装有长条状挡板(27)，挡板(27)的上沿高于管壁。
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