CN102980210A - 一种高性能燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能燃烧器，其包括一个外壳，一个容纳于外壳内的燃烧室，一个装设在外壳内的点火棒，以及一个穿过外壳连通到燃烧室内的燃料输送机构。燃烧室包含一个与进料管上外壳以内一端相连通的第一燃烧区，一个紧接第一燃烧区的第二燃烧区，一个紧接第二燃烧区并与外壳上的后方开口相连通的第三燃烧区。本发明能够有效的减轻燃料的拥堵，避免出现结渣，提高燃烧效率，并能够有效防止回火。

Description

一种高性能燃烧器

技术领域

本发明涉及生物质燃料能源利用设备领域，尤其有关于一种能够提高生物燃料炉具燃烧性能的燃烧器。

背景技术

生物质燃料如稻草、木屑、农作物秸秆等的能源利用技术是一种新型的能源解决方案，其设备也正在逐渐被改进并趋于完善。生物质燃料利用设备中最关键的部件是燃烧器，其关系到能量利用率、安全、烟尘、扬灰、燃料结渣等重要性能。

本发明人在中国实用新型CN201903077“一种燃烧室”中公开了一种使用生物质燃料的炉具的燃烧室。该燃烧室包括一个燃烧槽和一个燃料进料管，燃烧槽具有一个底面和两个侧面，底面呈一个平面，两个侧面平行延伸并与底面呈约135°的夹角。底面上开设有一条点火棒安装孔，该点火棒安装孔的长度基本按照燃料移动方延伸。进料管上设置有与进气箱相通的数个进气孔，这些进气孔孔身基本与进料管的管壁呈垂直状态。

在实际使用过程中发现这种燃烧室的性能还存在有提升的空间。首先，基本呈一个水平平面的底面对燃料的移动形成了较大的阻力，这种阻力会使得进料管出口附近的燃料产生拥堵，造成接触空气不充分，从而产生烟尘和结渣。进料口出口附近的燃料拥堵还会在该区域产生燃料涨溢，造成危险。第二，燃烧槽中燃料移动上游的主燃烧区和下游的次燃烧区统一供风的送风方式存在问题，能够满足主燃烧区需要的送风量对于能量转换几近完成的次燃烧区就存在风量过大的问题。次燃烧区过大的风量就会造成扬灰。第三，进料管上设置的与进气箱相通的数个孔身与进料管管壁垂直的进气孔对于防止火焰向进料管中流窜即防止回火的功能尚不够完善。在实际使用过程中发现这种结构设计不易达到防回火的目的。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种生物燃料炉具所使用的燃烧器，该燃烧器能够使燃料移动更加顺畅。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种生物燃料炉具所使用的燃烧器，该燃烧器在进料口出口附近不会产生燃料涨溢。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种生物燃料炉具所使用的燃烧器，该燃烧器可以实现主、次燃烧区区别供风。

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种生物燃料炉具所使用的燃烧器，该燃烧器能够有效防止回火。

为了解决以上技术问题，本发明提供有外壳具有一个底面，两个从底面向上延伸的侧板，一个与底面相对的上方开口，一个从底面向上延伸的前板，以及一个与前板相对的后方开口。侧板上分别开设有一个点火棒安装孔。前板下方靠近底面处开设有一个送风口。燃料输送机构包括一条从前板中穿过的进料管和一条可转动的容纳于进料管中的燃料螺旋推送杆。进料管上外壳以外部分的管壁上开设有一个投料窗口，外壳以内部分具有一个出料口并在管壁上开设有排成至少一圈的数个进料管送风孔，每个进料管送风孔的孔身都朝燃烧室的方向倾斜。燃烧室包含一个与进料管上外壳以内一端相连通的第一燃烧区，一个紧接第一燃烧区的第二燃烧区，一个紧接第二燃烧区并与外壳上的后方开口相连通的第三燃烧区。第一燃烧区包括一块基本水平的第一底板、两块斜置的第一侧板、一块从第一底板向上延伸的第一前板、以及与第一底板相对的第一上方开口。出料口穿过第一前板使得进料管与第一燃烧区连通。两块第一侧板之间的距离在出料口处与出料口的宽度基本相同，沿从第一燃烧区向第二燃烧区方向宽度逐渐增加。在第一底板上开设有一条垂直于进料管的点火棒窗口，在第一底板上在点火棒窗口和出料口之间的位置上开设有至少一排风屏送风孔。第二燃烧区包括一块沿第一底板向下倾斜延伸的第二底板以及与第二底板相对的第二上方开口。第三燃烧区包括一块第三底板、一块从第三底板向上延伸至第二底板的前竖板、一块从第三底板向下延伸至底面的后竖板、以及一个与第三底板相对的第三上方开口。前板和第一前板之间设有前上盖板，每块第一侧板与同侧的每块侧板之间均设有一块侧上盖板。前板上还固设有一块向外壳内延伸的分风板，分风板包括一个水平部分和一个上斜部分，水平部分横贯送风口，使得整个送风口的面积中水平部分以上的面积约为水平部分以下面积的2倍，上斜部分的一个自由端指向第一底板与第二底板之间的接合处。在点火棒下端朝送风口的方向上，具有一个固设在第一底板上的风挡。第二燃烧区的两侧各设有一块能耐高温的第二侧板。在第一前板上出料口的上方固设有一块下斜压板。

本发明所带来的有益效果包括，第一，与传统的垂直于管壁的通风孔相比，从数个倾斜的进料管送风孔中任何相对的两个中出来的强风不再发生正面冲突，相互抵消速度，从而最大限度地形成强力风屏，防止回火的能力得以显著增加。第二，由于两块第一侧板之间的距离在出料口处与出料口的宽度基本相同，所以与传统的平行侧板结构相比，在出料口两边与侧板的结合处不会存在一个燃料不易被后续燃料推动前行的死角。燃料的燃烧效率可以提高，结渣现象可以降低。第三，在第一燃烧区燃烧过的燃料只需要较短的燃烧时间和较少量的空气就可以释放出大部分的剩余能量，向下倾斜的第二底板既可减轻此区域内燃料对第一燃烧区内燃料的拥堵，也可加快此区域内燃料的前行速度。燃烧效率和结渣现象可再进一步改善。第四，在第二燃烧区燃烧过的燃料会仍有少部分的能量可供燃烧，当燃料受重力作用而落在第三底板上时，剩余的能量既可在第三燃烧区释放完毕，同时灰烬也不会对第一和第二燃烧区中的燃料产生影响。燃烧效率和结渣现象得到最大程度的改善。第五，由于分风板的存在，约占2/3流量的大部风量被用来供给需要强风和大量氧气的进料管送风孔、风屏送风孔和第一燃烧区，而约占1/3流量的小部风量被用来供给仅需要少量氧气的第二和第三燃烧区。这样就避免了传统平均供风情况下产生的前部燃烧区供风不足燃烧不充分而后部燃烧区供风过量产生扬灰的现象。第六，下斜压板的存在有效压制了第一燃烧区处容易产生的燃料涨溢现象，减小了燃烧器使用中的危险。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一个立体示意图。

图2为图1所示实施例的另一个立体示意图。

图3为图1所示实施例的立体爆炸示意图。

图4为图1所示实施例的一个侧视图。

图5为图4中A-A方向的剖视图。

图6为为图1所示实施例的一个俯视图。

图7为图6中B-B方向的剖视图。以及，

图8为为图5中C部分的局部放大示意图。

具体实施方式

参考图1、图2和图3，其显示有本发明一种生物燃料炉具所使用的高性能燃烧器的一种较佳实施例。该燃烧器包括一个外壳1，一个容纳于外壳1内的燃烧室2，一个装设在外壳1内的点火棒3，以及一个穿过外壳1连通到燃烧室2内的燃料输送机构4。

外壳1具有一个底面10，两个从底面10向上延伸的侧板11、11’，一个与底面10相对的上方开口12，一个从底面10向上延伸的前板13，以及一个与前板13相对的后方开口14。侧板11、11’上分别开设有一个点火棒安装孔110、110’。前板13下方靠近底面10处开设有一个送风口130，鼓风机的风管(图中未示)可以接入送风口130，向外壳1内鼓风。

进一步参考图5和图7，燃料输送机构4包括一条从外壳1的前板13中穿过的进料管40和一条可转动的容纳于进料管40中的燃料螺旋推送杆41。进料管40上外壳1以外部分的管壁上开设有一个投料窗口42，外壳1以内部分具有一个出料口43并在管壁上开设有排成至少一圈的数个进料管送风孔44。参考图8所示，每个进料管送风孔44的孔身都朝燃烧室2的方向倾斜。每个进料管送风孔44的直径可在3-5毫米之间，较佳的为约3.5毫米；在本较佳实施例中进料管40上开设有两圈进料管送风孔44，每圈可包含的进料管送风孔44数量可为10-20个，较佳的为16个。进料管40的直径可在80-100毫米之间，较佳的是约90毫米。

进一步参考图7，燃烧室2包含一个与进料管40上外壳1以内一端相连通的第一燃烧区21，一个紧接第一燃烧区21的第二燃烧区22，一个紧接第二燃烧区22并与外壳1上的后方开口14相连通的第三燃烧区23。第一燃烧区21包括一块基本水平的第一底板211、两块斜置的第一侧板212、212’、一块从第一底板211向上延伸的第一前板213、以及与第一底板211相对的第一上方开口214。出料口43穿过第一前板213使得进料管40与第一燃烧区21连通。两块第一侧板212、212’之间的距离在出料口43处与出料口43的宽度基本相同，沿从第一燃烧区21向第二燃烧区22方向宽度逐渐增加。第一底板211从出料口43到第二燃烧区22的之间的长度可为80-150毫米，较佳的是约120毫米。同时参考图5，在第一底板211上距离出料口(43)20-40毫米、较佳的约25毫米处开设有一条垂直于进料管40的点火棒窗口215，点火棒窗口215的宽度约10毫米，长度贯穿于两块第一侧板212、212’之间。在第一底板211上，在点火棒窗口215和出料口43之间的位置上开设有至少一排风屏送风孔216。

第二燃烧区22包括一块沿第一底板211向下倾斜延伸的第二底板221以及与第二底板221相对的第二上方开口222。第二底板221相对于第一底板211向下倾斜的角度可为8°-30°，较佳的为约17°。第三燃烧区23包括一块第三底板231、一块从第三底板231向上延伸至第二底板221的前竖板232、一块从第三底板231向下延伸至底面10的后竖板233、以及一个与第三底板231相对的第三上方开口234。第二底板221从第一底板211到前竖板232之间的长度可为60-130毫米，较佳的是约100毫米。前竖板232的高度可为80-150毫米，较佳的是约120毫米。第三底板231从前竖板232到后竖板233之间的长度可为80-150毫米，较佳的是约120毫米。第二底板221、第三底板231、前竖板232、后竖板233的宽度可为80-120毫米，较佳的是约100毫米。第一、第二、第三上方开口214、222、234共同形成火焰出口。在第一底板211上点火棒窗口215和第二底板221之间、第二底板221上、第三底板231上也均开设有数个氧气送风孔217。这些氧气送风孔217的直径可为2-4毫米，较佳的是约3.5毫米。

前板13和第一前板213之间设有前上盖板15，每块第一侧板212、212’与同侧的每块侧板11、11’之间均设有一块侧上盖板16、16’。外壳1的底面10，侧板11、11’，前板13，前上盖板15，侧上盖板16、16’与燃烧室2的第一前板213，第一侧板212、212’，第一底板211，第二底板221，第三底板231，前竖板232，后竖板233共同围成一个鼓风区域17。前板13上还固设有一块向外壳1内延伸的分风板18，分风板18包括一个水平部分181和一个上斜部分182。水平部分181横贯送风口130，使得整个送风口130的面积中水平部分181以上的面积约为水平部分以下面积的2倍。上斜部分182的自由端指向第一底板211与第二底板221之间的接合处。

在点火棒3下端朝送风口130的方向上，可以提供有一个固设在第一底板211上的风挡30，以防止从送风口130出来的强风影响点火。在第三上方开口234处可以提供有一个固设在外壳1上的后上盖板19，其可以将第三燃烧区23处产生的热量导向第一和第二燃烧区21、22处，以提高热能的利用率。由于第二燃烧区22的温度较高，在第二燃烧区22的两侧可以各加设一块能耐高温的第二侧板223、223’以防止这部分的外壳1在高温下发生变形。第二侧板223、223’可以是陶瓷或不锈钢板材。在第一前板213上出料口43的上方固设有一块下斜压板218，其可以有效的防止燃料涨溢，从而提高燃烧器使用的安全性。

在使用时，使用者可以接通电源打开炉具的开关，料斗中的颗粒状生物燃料(图中均未示)在重力作用下通过投料窗口42落入进料管40中，在燃料螺旋推送杆41的推动下经出料口43进入第一燃烧区21，落在第一底板211上。此时点火棒3通电变成炽热，将燃料点燃；同时鼓风机通过送风口130向鼓风区域17送风。分风板18上面的风主要经进料管送风孔44、风屏送风孔216和第一底板211上面的氧气送风孔217进入燃烧室2，而分风板18下面的风主要经第二底板221和第三底板231上面的氧气送风孔217进入燃烧室2，为燃料的燃烧提供所需的氧气。从进料管送风孔44和风屏送风孔216进入燃烧室2的空气可以形成能够阻止燃料燃烧的强力风屏，从而可以防止进料管40内的燃料燃烧，即所谓的回火现象。与传统的垂直于管壁的通风孔相比，从数个倾斜的进料管送风孔44中任何相对的两个中出来的强风不再发生正面冲突，相互抵消速度，从而最大限度地形成强力风屏，防止回火的能力得以显著增加。另外，由于两块第一侧板212、212’之间的距离在出料口43处与出料口43的宽度基本相同，所以与传统的平行侧板结构相比，在出料口43两边与侧板的结合处不会存在一个燃料不易被后续燃料推动前行的死角。燃料的燃烧效率可以提高，结渣现象可以降低。而两块第一侧板212、212’之间的距离沿从第一燃烧区21向第二燃烧区22方向宽度逐渐增加，则又有效地减少了传统平行侧板结构中燃料前行时由侧板所产生的摩擦力，燃料拥堵减轻，燃烧效率和结渣现象进一步改善。

在第一燃烧区21燃烧过的燃料只需要较短的燃烧时间和较少量的空气就可以释放出大部分的剩余能量。向下倾斜的第二底板221既可减轻此区域内燃料对第一燃烧区21内燃料的拥堵，也可加快此区域内燃料的前行速度。燃烧效率和结渣现象可再进一步改善。在第二燃烧区22燃烧过的燃料会仍有少部分的能量可供燃烧，当燃料受重力作用而落在第三底板231上时，剩余的能量既可在第三燃烧区23释放完毕，同时灰烬也不会对第一和第二燃烧区21、22中的燃料产生影响。燃烧效率和结渣现象得到最大程度的改善。由于分风板18的存在，约占2/3流量的大部风量被用来供给需要强风和大量氧气的进料管送风孔44、风屏送风孔216和第一燃烧区21，而约占1/3流量的小部风量被用来供给仅需要少量氧气的第二和第三燃烧区22、23。这样就避免了传统平均供风情况下产生的前部燃烧区供风不足燃烧不充分而后部燃烧区供风过量产生扬灰的现象。下斜压板218的存在有效压制了第一燃烧区21处容易产生的燃料涨溢现象，减小了燃烧器使用中的危险。

如本技术领域的人所知，本发明的附图和实施例仅为说明本发明的功能、结构和原理而不应当成为对本发明理解上的限制；同时，本发明的目的均已经实现。上述实施例可能在不脱离本发明原理的情况下有所变更，故此，本发明的保护应以权利要求书中所描述的范围为准。

Claims (3)

1.一种高性能燃烧器，其特征在于包括一个外壳(1)，一个容纳于外壳(1)内的燃烧室(2)，一个装设在外壳(1)内的点火棒(3)，以及一个穿过外壳(1)连通到燃烧室(2)内的燃料输送机构(4)，

外壳(1)具有一个底面(10)，两个从底面(10)向上延伸的侧板(11、11’)，一个与底面(10)相对的上方开口(12)，一个从底面(10)向上延伸的前板(13)，以及一个与前板(13)相对的后方开口(14)，侧板(11、11’)上分别开设有一个点火棒安装孔(110、110’)，前板(13)下方靠近底面(10)处开设有一个送风口(130)，

燃料输送机构(4)包括一条从前板(13)中穿过的进料管(40)和一条可转动的容纳于进料管(40)中的燃料螺旋推送杆(41)，进料管(40)上外壳(1)以外部分的管壁上开设有一个投料窗口(42)，外壳(1)以内部分具有一个出料口(43)并在管壁上开设有排成至少一圈的数个进料管送风孔(44)，每个进料管送风孔(44)的孔身都朝燃烧室(2)的方向倾斜，

燃烧室(2)包含一个与进料管(40)上外壳(1)以内一端相连通的第一燃烧区(21)，一个紧接第一燃烧区(21)的第二燃烧区(22)，一个紧接第二燃烧区(22)并与外壳(1)上的后方开口(14)相连通的第三燃烧区(23)，

第一燃烧区(21)包括一块基本水平的第一底板(211)、两块斜置的第一侧板(212、212’)、一块从第一底板(211)向上延伸的第一前板(213)、以及与第一底板(211)相对的第一上方开口(214)，出料口(43)穿过第一前板(213)使得进料管(40)与第一燃烧区(21)连通，两块第一侧板(212、212’)之间的距离在出料口(43)处与出料口(43)的宽度基本相同，沿从第一燃烧区(21)向第二燃烧区(22)方向宽度逐渐增加，在第一底板(211)上开设有一条垂直于进料管(40)的点火棒窗口(215)，在第一底板(211)上在点火棒窗口(215)和出料口(43)之间的位置上开设有至少一排风屏送风孔(216)，

第二燃烧区(22)包括一块沿第一底板(211)向下倾斜延伸的第二底板(221)以及与第二底板(221)相对的第二上方开口(222)，

第三燃烧区(23)包括一块第三底板(231)、一块从第三底板(231)向上延伸至第二底板(221)的前竖板(232)、一块从第三底板(231)向下延伸至底面(10)的后竖板(233)、以及一个与第三底板(231)相对的第三上方开口(234)，

前板(13)和第一前板(213)之间设有前上盖板(15)，每块第一侧板(212、212’)与同侧的每块侧板(11、11’)之间均设有一块侧上盖板(16、16’)，

前板(13)上还固设有一块向外壳(1)内延伸的分风板(18)，分风板(18)包括一个水平部分(181)和一个上斜部分(182)，水平部分(181)横贯送风口(130)，使得整个送口(130)的面积中水平部分(181)以上的面积约为水平部分以下面积的2倍，上斜部分(182)的一个自由端指向第一底板(211)与第二底板(221)之间的接合处，

在点火棒(3)下端朝送风口(130)的方向上，具有一个固设在第一底板(211)上的风挡(30)，

第二燃烧区(22)的两侧各设有一块能耐高温的第二侧板(223、223’)，

在第一前板(213)上出料口(43)的上方固设有一块下斜压板(218)。

2.如权利要求1所述的高性能燃烧器，其特征在于每个进料管送风孔(44)的直径在3-5毫米之间，每圈包含的进料管送风孔(44)数量为10-20个，进料管(40)的直径在80-100毫米之间，第一底板(211)从出料口(43)到第二燃烧区(22)的之间的长度为80-150毫米，点火棒窗口(215)距离出料口(43)20-40毫米，第二底板(221)相对于第一底板(211)向下倾斜的角度为8°-30°，第二底板(221)从第一底板(211)到前竖板(232)之间的长度为60-130毫米，前竖板(232)的高度为80-150毫米，第三底板(231)从前竖板(232)到后竖板(233)之间的长度为80-150毫米，第二底板(221)、第三底板(231)、前竖板(232)、后竖板(233)的宽度为80-120毫米，氧气送风孔(217)的直径为2-4毫米。

3.如权利要求2所述的高性能燃烧器，其特征在于每个进料管送风孔(44)的直径为约3.5毫米；每圈包含的进料管送风孔(44)数量为16个，进料管(40)的直径是约90毫米，第一底板(211)从出料口(43)到第二燃烧区(22)的之间的长度是约120毫米，点火棒窗口(215)距离出料口(43)约25毫米，点火棒窗口(215)的宽度是约10毫米，第二底板(221)相对于第一底板(211)向下倾斜的角度为约17°，第二底板(221)从第一底板(211)到前竖板(232)之间的长度是约100毫米，前竖板(232)的高度是约120毫米，第三底板(231)从前竖板(232)到后竖板(233)之间的长度是约120毫米，第二底板(221)、第三底板(231)、前竖板(232)、后竖板(233)的宽度是约100毫米，氧气送风孔(217)的直径是约3.5毫米。

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