CN101907299A - 燃烧器及其燃烧炉具 - Google Patents

Abstract

本发明为一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，该燃烧器呈筒状，其内侧形成有上下贯通的燃烧腔室；该燃烧腔室的下侧至少一部分导通于一集料器，该集料器内的生物质固体燃料通过该导通部分进入到燃烧腔室的下端，在燃烧腔室的底端形成燃烧区域；在所述筒状燃烧器中位于燃烧区域之上设有一点火装置，该点火装置受控在600℃以下呈点火工作状态。由上所述，使用本发明的燃烧器，能使生物质固体燃料从开始点火至燃尽的全部过程和任何阶段都没有黑烟排放出来，有利于环保。

Description

燃烧器及其燃烧炉具

技术领域

本发明涉及一种用于固体燃料的燃烧器，以及使用该燃烧器的燃烧炉具。具体地讲是一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，以及使用该燃烧器的民用炉具。

背景技术

从燃料分类角度来看，固体燃料因资源丰富、使用安全，是现代人类使用最为广泛的一种燃烧材料，特别是煤。但是，随着以煤为代表的矿物质固体燃料的需求量的增大、资源的减少，以及全球新能源运动的展开，可再生的生物质燃烧材料，如秸杆、稻草、木材、木屑、枯枝等再次得到人们的高度重视。并且随着可再生的生物质材料的成型技术的成熟，解决了生物质燃烧材料的运输、储存等问题，生物质燃烧材料的使用在短时间内得到了大范围的推广。目前推广使用生物质燃烧材料的主要方式是直接使用现有的燃煤燃烧器以及燃烧炉具。然而，由于生物质燃烧材料与矿物质燃烧材料(如：煤)的燃烧特性具有比较大的区别，因此，现有的燃烧器以及炉具并不能适应由可再生的生物质材料构成的固体燃料的燃烧。

为此，本发明人先前提出一件申请号为200910077637.X(名称为“民用炉具”)的发明专利。在该发明中，申请人依据长期对生物质固体燃烧材料的燃烧特性的研究，提出了一种适用于生物质颗粒状固体燃料的民用炉具。该发明包括有一个筒状的燃烧器，该燃烧器内侧形成有燃烧腔室；至少在该燃烧器下部的一部分外侧设有集料器，该集料器的底端延伸到燃烧腔室内的下端，并在燃烧器的底端形成燃烧区域。

本申请人经过大量的试验证明，该发明专利有效地解决了现有燃烧器以及炉具不能适应可再生的生物质固体燃烧材料的问题，使得生物质的燃烧效率得到极大的提高。试验数据表明，使用该发明的炉具可以使生物质燃烧材料的燃烧效率高达98％，远远高于原始的农村柴灶燃烧效率的20～30％。正是基于如此之高的燃烧效率，在燃料开始燃烧后，几乎没有黑烟以及其它污染物的排出，是一种无需花任何制理排放成本的燃烧装置。申请人同时发现，该发明的燃烧器以及炉具充分发挥了生物质燃烧材料中占70％以上的主要燃烧成分挥发份的燃烧作用，燃烧火焰具有火焰高，燃烧连续、温度高等气体燃料的燃烧效果，完全可以替代天然气锅炉而作为一种提供热力的装置。

但是，本申请人在推广使用该发明的民用炉具时发现，该燃烧炉具在点燃之初(即：燃料还没有开始完全燃烧之前)会有黑烟排放出来，直到燃烧腔室内的温度达到800℃左右点燃了呈黑烟状态的挥发份之后才终止黑烟的排放。尽管上述黑烟排放的时间非常短，但也会对大气环境产生一定影响，这种现象大大地限制了该发明在城市或者其它对环境要求高的地区或者区域的使用，因此，上述民用炉具有待作出进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器及其燃烧炉具，使得颗粒状生物质固体燃料中的挥发份在刚刚被析出后即被立即点燃，从而避免燃烧器以及燃烧炉具在点火之初的黑烟排放，从而使得燃烧器以及燃烧炉具在点火至燃尽的全部过程和任何阶段都没有黑烟排放出来，以适应城市或者其它对环境要求高的地区或者区域的使用需求。

本发明的目的是这样实现的，一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，该燃烧器呈筒状，其内侧形成有上下贯通的燃烧腔室；该燃烧腔室的下侧至少一部分导通于一集料器，该集料器内的生物质固体燃料通过该导通部分进入到燃烧腔室的下端，在燃烧腔室的底端形成燃烧区域；在所述筒状燃烧器中位于燃烧区域之上设有一点火装置，该点火装置受控在600℃以下呈点火工作状态。

本发明还提供了一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，该燃烧炉具包括有筒状燃烧器，该筒状燃烧器内侧形成有上下贯通的燃烧腔室；在该燃烧器的至少位于下侧的一部分的外侧设有一集料器，该集料器的底端延伸到燃烧腔室的下方并安装有炉篦，在燃烧器的底端与炉篦之间形成燃烧区域，在集料器的下部的外侧壁上开设有进风口，在该集料器的下部设有连通于所述燃烧区域的进料口，该集料器内的生物质固体燃料通过该进料口进入到燃烧腔室的下端；该集料器的上端形成有添加生物质固体燃料的填料口；在所述筒状燃烧器中位于燃烧区域之上设有一点火装置，该点火装置受控在600℃以下呈点火工作状态。

在本发明一较佳实施方式中，所述点火装置设置在筒状燃烧器内临近其中部位置。

在本发明一较佳实施方式中，所述点火装置设置在筒状燃烧器的上端。

在本发明一较佳实施方式中，所述的筒状燃烧器的上端开口上罩设有一火帽，该火帽呈塔形，所述的点火装置设置于塔形火帽的顶端。

在本发明一较佳实施方式中，所述的塔形火帽上至少环设有一层百叶；所述环设的百叶其倾斜方向是由塔形火帽内侧向外侧向下倾斜设置。

在本发明一较佳实施方式中，所述点火装置为自动点火装置；该自动点火装置由电阻丝和温控开关构成。

在本发明一较佳实施方式中，所述点火装置为电动打火装置。

在本发明一较佳实施方式中，在燃烧腔室底端的燃烧区域设有一点火棒。

在本发明一较佳实施方式中，在所述点火棒与点火装置之间连通一电阻丝。

本发明的燃烧器以及燃烧炉具的技术效果非常显著。首先点燃集聚在燃烧器底端位于炉篦上的部分生物质固体燃料，该部分生物质固体燃料对其周边的燃料进行加热并使其逐步被点燃。由于在点火阶段，燃烧器内大部分燃料尚未处于燃烧状态，因此燃烧器内的温度较低，此时生物质燃料中的主要燃烧成分“挥发份”首先析出。但是生物质燃烧材料中的挥发份在没有达到400℃时不会被点燃，因此，首先析出的挥发份是呈黑烟状态，在筒状燃烧器的向上引力作用下，黑烟上升并集聚在燃烧器的燃烧腔室的上部。此时，自动点火装置自动提供明火源，点燃集聚在燃烧器的燃烧腔室上部呈黑烟状态的挥发份，使挥发份在尚未排出燃烧器之前很快进入燃烧状态。先被点燃的挥发份在燃烧器上端形成的火焰又进一步对其燃烧器下端的生物质固体燃料进行加热，在很短的时间内，使得燃烧器内的生物质固体燃料全部被点燃形成燃烧层，燃烧器内的燃料进入燃烧状态。此时，自动点火装置受控停止点火工作状态。

众所周知，生物质燃烧材料与矿物质燃烧材料存在较大的区别，矿物质燃烧材料中主要的可燃烧成分是碳(占75％)，而生物质燃烧材料中主要的可燃烧成分是挥发份(占70％以上)。因此，本申请人经过多年的研究表明，利用生物质燃烧材料的燃烧器以及燃烧炉具主要应当解决的问题是燃烧器的结构应当适应于挥发份的燃烧。本发明是基于生物质燃烧材料的燃烧特性而设计的。

试验证明，本发明的技术方案能够非常有效地克服在燃烧器点火阶段出现黑烟排放的技术缺陷，从而使燃烧器内的生物质固体燃料从点火到燃尽全过程都可以实现无污染排放的清洁燃烧；同时，本发明的燃烧器以及燃烧炉具，更充分地发挥了在点火阶段燃料中挥发份的燃烧作用，大大地缩短了燃烧器内燃料点燃以及燃烧层形成的时间，进一步提高了燃烧效率。由于生物质燃烧材料中占70％的挥发份是构成生物质燃烧材料的主要燃烧成分，因此，本发明的燃烧器以及燃烧炉具使用于生物质燃烧材料时，更具有无污染排放、燃烧充分、燃烧效率高以及燃灰量极少的特点，完全可以替代煤等矿物质燃烧材料用于城市或者环境要求较高地区的供热用大中型锅炉。

在本发明的较佳实施方式中，在点火阶段，由于燃烧器的温度不能达到400℃时，此时燃烧器的上端所设置的点火装置受控处于点火工作状态，当以挥发份为主要成分的黑烟在上升过程中被塔形火帽集中并导向而流向其顶端的点火装置，呈黑烟的挥发份被点火装置点燃很快进入燃烧状态；之后，燃烧腔室内的温度迅速上升，将下部生物质燃烧材料中不断析出的挥发份继续不断点燃；燃烧器上端的火焰同时对燃烧器下端的生物质燃烧材料进一步加热，而促使生物质燃烧材料很快被全部点燃进入正常的燃烧状态；当燃烧器内的生物质燃烧材料处于正常的燃烧状态后，点火装置受控停止点火工作状态。本实施方式中，在点火阶段就能很快在塔形火帽上形成一个火焰团，不会有一点黑烟被排出燃烧器，因此，本发明有利于环保。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1：为本发明一种燃烧器的结构示意图。

图2：为本发明一种燃烧炉具的结构示意图。

图3：为本发明另一种燃烧器的结构示意图。

图4：为本发明又一种燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施方式1

如图1所示，本发明的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器1，该燃烧器1呈筒状，其内侧形成有上下贯通的燃烧腔室11；该燃烧腔室11的下侧导通于一集料器2，该集料器2内的生物质固体燃料3通过该导通部分进入到燃烧腔室11的下端，在燃烧腔室11的底端形成燃烧区域12；在所述筒状燃烧器1的上端设有一点火装置4，该点火装置4受控在600℃以下呈点火工作状态。

在本实施方式中，集聚在燃烧腔室11下端的部分生物质固体燃料由一设置在燃烧腔室11底端的燃烧区域12内的点火棒5点燃，此时为点火的初始阶段，燃烧腔室11下端大部分生物质固体燃料3还没有处于燃烧状态，燃烧器1内的温度较低，此时由生物质燃料中的析出的挥发份还没有被点燃，该挥发份呈黑烟状态并从燃烧区域12向上流动。此时，在燃烧器1内的温度低于600℃的情况下，点火装置4受控处于点火工作状态，自动提供明火源，该明火源将集聚在燃烧器的燃烧腔室11上部呈黑烟状态的挥发份点燃，使挥发份在尚未排出燃烧器1之前很快进入燃烧状态。先被点燃的挥发份在燃烧器1上端形成的火焰又进一步对其燃烧腔室11下端的生物质固体燃料进行加热，使燃烧腔室11内的生物质固体燃料在短时间内被全部点燃形成燃烧层，此时，燃烧器1内的燃料进入正常燃烧状态，点火装置4受控停止点火工作状态。

在本实施方式中，当燃烧器1内的燃料即将燃尽，燃烧区域12的火焰逐渐熄灭时，燃烧器1内的温度也逐渐降低，当燃烧器1内的温度低于600℃时，点火装置4受控再次处于点火工作状态，此时，在温皮逐渐降低的过程中析出的挥发份，由点火装置4点燃，使其不会呈黑烟状态由燃烧器1内排出；当燃烧器1内的燃料完全熄灭后，点火装置4受控停止点火工作状态。

由上所述，使用本发明的燃烧器，能使生物质固体燃料从开始点火至燃尽的全部过程和任何阶段都没有黑烟排放出来，有利于环保。

在本实施方式中，所述的点火装置4可为一电动打火装置(可为现有的任一种电动打火装置)；

在本实施方式的另一实施例中，所述点火装置4还可为一自动点火装置，该自动点火装置可由电阻丝和温控开关构成，温控开关控制电阻丝以提供明火源。

在本实施方式中，如图1所示，为了使呈黑烟状的挥发份能够积聚在燃烧器1的上端，以便于将其点燃，在所述筒状燃烧器1的上端开口上罩设有一火帽6，该火帽6呈塔形，所述的点火装置4设置于塔形火帽6的顶端。

进一步，如图1所示，所述塔形火帽6上环设有一层百叶61(也可设置多层)；所述环设的百叶61其倾斜方向是由塔形火帽6内侧向外侧呈向下倾斜方向设置；如此设计，可使上升的挥发份由百叶61进行导向并向塔形火帽6的顶端集中积聚；当点火装置4点火时，可瞬间将挥发份点燃。

进一步，如图2所示，作为本实施方式的另一实施例，在所述的燃烧器1的外侧以间隔方式套设有二次燃烧套筒7，以提高燃烧效率；该二次燃烧套筒7向上延伸超过所述燃烧腔室11的上端开口，在二次燃烧套筒7的侧壁上设有二次进风口71。所述火帽6可设置在二次燃烧套筒7的上端开口上，点火装置4设置于塔形火帽6的顶端。该实施例所达到的效果，与前述实施例相同。

如图4所示，在该另一实施例中，在所述点火棒5与点火装置4之间可连通一电阻丝51；该电阻丝51纵向设置在整个燃烧器1中，可以是析出的挥发份在达到一定浓度后随时点燃。

实施方式2

本实施方式的结构和原理与实施方式1基本相同，其区别在于如图3所示，所述点火装置4设置在筒状燃烧器1内临近其中部位置；所述点火装置4可由固定架体固定在所述位置上，在点火初始阶段时，析出的挥发份向上流动，经过所述点火装置4时，由该点火装置4将其点燃。因此，可避免呈黑烟状态的挥发份排出燃烧器1而污染环境。

本实施方式的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式1的相同，在此不再赘述。

实施方式3

如图1所示，本实施方式提供一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具100，该燃烧炉具100包括有筒状燃烧器1，该筒状燃烧器1内侧形成有上下贯通的燃烧腔室11；在该燃烧器1的下侧的一部分的外侧设有一集料器2，该集料器2的底端延伸到燃烧腔室11的下方并安装有炉篦8，在燃烧器1的底端与炉篦8之间形成燃烧区域12，在集料器2的下部的外侧壁上开设有进风口21，用于向燃烧区域12供给新鲜空气；所述进风口21可设置多个，并沿着集料器2的周向均等设置，从而使新鲜空气的供给更加均匀。在该集料器2的下部设有连通于所述燃烧区域12的进料口22，该集料器2内的生物质固体燃料3通过该进料口22进入到燃烧腔室11的下端；该集料器1的上端形成有添加生物质固体燃料的填料口23；在所述筒状燃烧器1的上端设有一点火装置4，该点火装置4受控在600℃以下呈点火工作状态。

在本实施方式中，集聚在燃烧腔室11下端的部分生物质固体燃料由一设置在燃烧腔室11底端的燃烧区域内的点火棒5点燃，在点火的初始阶段，燃烧腔室11下端大部分生物质固体燃料还没有处于燃烧状态，燃烧器1内的温度较低，此时由生物质燃料中的析出的挥发份还没有被点燃，该挥发份呈黑烟状态并从燃烧区域12向上流动。此时，在燃烧器1内的温度低于600℃的情况下，点火装置4受控处于点火工作状态，自动提供明火源，该明火源将集聚在燃烧器1的燃烧腔室11上部呈黑烟状态的挥发份点燃，使挥发份在尚未排出燃烧器1之前很快进入燃烧状态。先被点燃的挥发份在燃烧器1上端形成的火焰又进一步对其燃烧腔室11下端的生物质固体燃料进行加热，使燃烧腔室11内的生物质固体燃料在短时间内被全部点燃形成燃烧层，此时，燃烧器内的燃料进入正常燃烧状态，点火装置4受控停止点火工作状态。

在本实施方式中，当燃烧器1内的燃料即将燃尽，燃烧区域12的火焰逐渐熄灭时，燃烧器1内的温度也逐渐降低，当燃烧器1内的温度低于600℃时，点火装置4受控再次处于点火工作状态，此时，在温度逐渐降低的过程中析出的挥发份，由点火装置4点燃，使其不会呈黑烟状态由燃烧器1内排出；当燃烧器1内的燃料完全熄灭后，点火装置4受控停止点火工作状态。

由上所述，使用本发明的燃烧炉具100，能使生物质固体燃料从开始点火至燃尽的全部过程和任何阶段都没有黑烟排放出来，有利于环保。

在本实施方式中，所述的点火装置4可为一电动打火装置，由操作者控制点火。

在本实施方式的另一实施例中，所述点火装置4还可为一自动点火装置，该自动点火装置可由电阻丝和温控开关构成，温控开关自动控制电阻丝的接通和断开，以提供明火源。

在本实施方式中，为了使呈黑烟状的挥发份能够积聚在燃烧器1的上端，以便于将其点燃，在所述筒状燃烧器1的上端开口上罩设有一火帽6，该火帽6呈塔形，所述的点火装置4设置于塔形火帽6的顶端。

进一步，如图1所示，所述塔形火帽6上环设有一层百叶61(也可设置多层)；所述环设的百叶61其倾斜方向是由塔形火帽6内侧向外侧呈向下倾斜方向设置；如此设计，可使上升的挥发份由百叶61进行导向并向塔形火帽6的顶端集中积聚；当点火装置4点火时，可瞬间将挥发份点燃。

进一步，如图2所示，作为本实施方式的另一实施例，在所述的燃烧器1的外侧以间隔方式套设有二次燃烧套筒7，以提高燃烧效率；该二次燃烧套筒7向上延伸超过所述燃烧腔室11的上端开口，在二次燃烧套筒7的侧壁上设有二次进风口71。所述火帽6可设置在二次燃烧套筒7的上端开口上，点火装置4设置于塔形火帽6的顶端。

在本实施方式中，所述燃烧器1与集料器2之间还设有隔热层20。所述集料器2具有一支撑架9，所述该支撑架9可支撑整个燃烧炉具100。

本实施方式的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式1的相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (18)

1.一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，该燃烧器呈筒状，其内侧形成有上下贯通的燃烧腔室；该燃烧腔室的下侧至少一部分导通于一集料器，该集料器内的生物质固体燃料通过该导通部分进入到燃烧腔室的下端，在燃烧腔室的底端形成燃烧区域；其特征在于：在所述筒状燃烧器中位于燃烧区域之上设有一点火装置，该点火装置受控在600℃以下呈点火工作状态。

2.如权利要求1所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：所述点火装置设置在筒状燃烧器内临近其中部位置。

3.如权利要求1所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：所述点火装置设置在筒状燃烧器的上端。

4.如权利要求3所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：所述的筒状燃烧器的上端开口上罩设有一火帽，该火帽呈塔形，所述的点火装置设置于塔形火帽的顶端。

5.如权利要求4所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：所述的塔形火帽上至少环设有一层百叶；所述环设的百叶其倾斜方向是由塔形火帽内侧向外侧向下倾斜设置。

6.如权利要求1所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：所述点火装置为自动点火装置；该自动点火装置由电阻丝和温控开关构成。

7.如权利要求1所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：所述点火装置为电动打火装置。

8.如权利要求1所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：在燃烧腔室底端的燃烧区域设有一点火棒。

9.如权利要求8所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧器，其特征在于：在所述点火棒与点火装置之间连通一电阻丝。

10.一种使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，该燃烧炉具包括有筒状燃烧器，该筒状燃烧器内侧形成有上下贯通的燃烧腔室；在该燃烧器的至少位于下侧的一部分的外侧设有一集料器，该集料器的底端延伸到燃烧腔室的下方并安装有炉篦，在燃烧器的底端与炉篦之间形成燃烧区域，在集料器的下部的外侧壁上开设有进风口，在该集料器的下部设有连通于所述燃烧区域的进料口，该集料器内的生物质固体燃料通过该进料口进入到燃烧腔室的下端；该集料器的上端形成有添加生物质固体燃料的填料口；其特征在于：在所述筒状燃烧器中位于燃烧区域之上设有一点火装置，该点火装置受控在600℃以下呈点火工作状态。

11.如权利要求10所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：所述点火装置设置在筒状燃烧器内临近其中部位置。

12.如权利要求10所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：所述点火装置设置在筒状燃烧器的上端。

13.如权利要求12所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：所述的筒状燃烧器的上端开口上罩设有一火帽，该火帽呈塔形，所述的点火装置设置于塔形火帽的顶端。

14.如权利要求13所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：所述的塔形火帽上至少环设有一层百叶；所述环设的百叶其倾斜方向是由塔形火帽内侧向外侧向下倾斜设置。

15.如权利要求10所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：所述点火装置为自动点火装置；该自动点火装置由电阻丝和温控开关构成。

16.如权利要求10所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：所述点火装置为电动打火装置。

17.如权利要求10所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：在燃烧腔室底端的燃烧区域设有一点火棒。

18.如权利要求17所述的使用颗粒状生物质固体燃料的燃烧炉具，其特征在于：在所述点火棒与点火装置之间连通一电阻丝。

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