CN103047686B - 生物质燃烧炉及进气方法 - Google Patents

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Abstract

一种不仅清洁节能，而且方便实用的生物质燃烧炉，它包括壳体、燃烧系统、升降器，燃烧系统使用了多层进气罩这一装置，设有下燃烧筒底部进气口、下燃烧筒上缘进气口、多层进气口。上燃烧筒与炉台和壳体内侧壁固接，下燃烧筒放置在升降器托上，可上下升降，下燃烧筒与多层进气罩之间为活动式嵌入结构，升降器为门连结构，下燃烧筒通过门的开关进行装料。多层进气罩具有亮火聚能和使焦油、水蒸气裂解燃烧的作用。本发明采取直接点火燃烧，自然进气，清洁卫生，安全节能，点火无烟，接火快。本发明所需生物质来源广泛，薪柴、农林各种副产品，加工后的生物棒都可作为燃料，本发明适合于广大农业生产和农村家庭使用。

Description

生物质燃烧炉及进气方法
技术领域
本发明涉及一种生物质燃烧装置，尤其是不仅清洁节能，而且方便实用的生物质燃烧炉。
背景技术
生物质能的利用是世界观注的问题，简单原始的燃烧方法利用率极其低下。多年来，我国推广各种省柴灶，投入了不少资金，燃烧技术有了较大的进步，但是却不能使农民朋友们十分满意，所以普及使用率不高。其原因在于没有多层进气装置，燃烧不完全，烟多，不聚能，烟囱孔过大，不仅一氧化碳和焦油带走了能量，同时相当多的热能也从烟囱孔中逃逸，能量损失大，操作也不是很方便。在很多边远地方仍然使用最简单原始的炉灶，这让许多妇女每天要弯着腰在这样的炉灶旁忙碌很久才能为全家提供三餐的食物，由于燃烧不完全，产生很多有害身体的气体，许多农村妇女长期在这样的烟雾环境中而染病，过早死亡。因此，清洁炉灶问题这不仅是节能减排的问题，也是一个关系到妇女儿童健康的问题。现在市场上推出的电动鼓风式生物质炉灶，在设计上有了很大进步，进入的空气能很好的与燃烧物质混合，燃烧效果好，又聚能。但由于需要电源，操作步骤较多，使用起来也不是很方便，鼓风机吹出来的灰尘也影响室内卫生。同时，进入的空气流也具有降温耗能的作用，致使节能效果并不理想。没能得到广大农村消费者的青睐。
在发明一个方便实用的清洁的生物质燃烧炉过程中，我们从下面两个现象中得到启发。
其一、马口现象，煤油灯是60年代农村最常用的照明工具，当煤油灯加上马口和灯罩时，灯明亮而又无烟雾。如果取去马口，灯仍然可亮，但却昏暗而又产生大量浓烟，无疑，马口起到了使煤油燃烧完全而无烟雾作用，我们把这种现象称为马口现象。利用到生物质燃烧试验中发现，多层马口，亮火效果极佳，不但燃烧过程中无烟，而且点火时也无烟。
其二、火啸现象，火啸是农村烧柴经常发生的，“火啸有客来”曾是烧柴人家常爱说的一句话。其实发生火啸的原因并不是什么特殊的物质在燃烧，而是由于生物质细胞中所含的水份在一定温度和压力下产生的，水受热后产生蒸气，蒸气从生物质细胞中迸发出来的瞬间，在高温下裂解为氢气和氧气，氢气迅速燃烧，放射出直射蓝色火焰，产生巨大的热能，并发出啸叫声，我们将这一现象叫火啸现象。这一现象告诉我们，通常情况下，生物质燃烧时的温度能够使水蒸气裂解燃烧的，燃烧炉如果扩大燃烧高温区域，水蒸气与火又只能从这一高温区经过，这样就会导致生物质燃烧时水蒸气的裂解燃烧，产生巨大能量，从而达到节能的效果。理论上，水裂解的初始温度为750度，完全裂解温度为900度。生物质含水量过高不易燃烧，含水量过低燃烧速度快不节能，生物质含水量在25-30%时燃烧节能效果最好。
本发明通过总结当前优秀炉灶的特点，分析生物质燃烧的化学反应特征，发现生物质燃烧过程中产生的物理和化学现象，经反复试验，设计出一个既方便安全又清洁节能的生物质燃烧炉。
发明内容
本发明针对当前生物质炉灶所存在的问题进行了有效的改进。受马口现象启发，本生物质燃烧炉的燃烧系统使用多层进气罩这一装置，设有下燃烧筒底部进气口、下燃烧筒上缘进气口、多层进气口，使燃烧物质能与空气充分混合，完全燃烧。克服了现有节能生物质炉灶在不用风箱或电动鼓风机的情况下生物质往往燃烧不完全而产生烟雾的缺陷。同时，多层进气罩聚集了火力，扩大了高温区，创造了比通常发生火啸现象时更好的高温条件，不仅可使焦油裂解燃烧，也使生物质燃烧时产生的水蒸气经过这一高温区时必然会进行一次以上的裂解燃烧，产生巨大的热量，达到了现有炉灶难以达到的燃烧和节能效果。为克服现有生物质炉灶操作步骤多，使用不方便的缺陷，本发明采用了门上安装升降器，使下燃烧筒既能随升降器运动，又能随门出入。下燃烧筒又是装料筒，这种装置给装料带来了极大的方便
本发明的技术方案是这样实现的：一种生物质燃烧炉，它包括壳体、燃烧系统、升降器，其特征在于壳体由炉台（1）、外壳（2）、门（5）、门拉手（7）、底板（26）、烟气出口（14）和隔热层（3）构成，燃烧系统由上燃烧筒（4）、隔气板（13）、火孔（12）、多层进气罩（15）和下燃烧筒（6）构成，升降器与门的内侧连接，升降器操作件（8）在门的外侧。上燃烧筒（4）为无底筒，上燃烧筒（4）与炉台（1）和壳体内侧壁固接。隔气板（13）为一个圆盘形，边与上燃烧筒（4）内侧连接，中心设有火孔（12）。多层进气罩（15）由两个以上的圆锥面罩、稜锥面罩、圆弧面罩、椭圆面罩、抛物面罩或曲面罩组成，中心设有火孔（12），面罩与面罩之间有间隙，面罩与面罩之间采用定点固接，多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）壁间有间隙，多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）内侧采用定点固接，面罩以圆弧面罩、椭圆面罩、抛物面罩为最佳，重叠个数以3—6个为最佳。下燃烧筒（6）放置在升降器托（20）上，可随升降器上下升降，下燃烧筒（6）与多层进气罩（15）之间为活动式嵌入结构。下燃烧筒（6）筒底为凹凸形，设有进气孔。
一种进气方法，采用多部位多层面自动进气方法，其特征在于空气通过进气调节开关（9）进入气室（25）后，从下燃烧筒底部进气口（19）、下燃烧筒上缘进气口（17）和多层进气口（16）多部位自动进气。
本发明的优点：
1.燃烧效果好，热效率高。多部位多层面自动进气方法使燃烧非常充分，热效率达70%以上
2.高效聚能，火力强劲。多层进气罩使得火从火孔冲出时火力变得非常集中，冲出火孔后还有水蒸气的裂解燃烧，火力更猛烈，水蒸气的裂解燃烧是不需要氧气的，它仅仅是高温下一个快速分解和化合过程。
3.无烟无尘，清洁卫生。多层进气罩的使用完全消除了一氧化碳和焦烟，获得了比马口现象还好的效果。由于是自行进气，没用鼓风机和风箱，灰尘不会散发出来，是很好的清洁炉灶。
4.节能降耗，减少碳排量。由于燃烧充分，聚能效果好，既节省了能源，又减少了的碳排量。
5.操作简单，使用方便。本燃烧炉点火无烟，接火快，火力大小可调，一次投料燃烧1.5小时以上，无需经常添料。特别是采用了门连升降器装置，给装料带来了极大的方便。
6.封闭式燃烧，安全有保障。燃料在下燃烧筒中燃烧，不必担心有火花溅出。有隔热层，外壳不会烫，因而安全性能好。
本发明所需生物质来源广泛，薪柴、农林各种副产品，加工后的生物棒都可作为燃料。本发明可用于大棚升温、农副产品烘焙、取暖、热水、炊事等，适合于广大农业生产和农村家庭使用。
附图说明
附图是生物质燃烧炉结构示意图
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
生物质燃烧炉结构示意图如图所示，一种生物质燃烧炉，1.炉台，2.外壳，3.隔热层，4.上燃烧筒，5.门，6.下燃烧筒，7.门拉手，8.升降操作件，9.进气调节开关，10.支脚，11.上燃烧室，12.火孔，13.隔气板，14.烟气出口，15.多层进气罩，16.多层进气口，17.下燃烧室上缘进气口，18.下燃烧室，19.下燃烧室底部进气口，20.升降器托，21.活塞，22.活塞套，23.活塞套支架，24.升降器支杆，25.气室，26.底板，27.升降器操作连杆支点，28.升降器操作连杆。
具体实施方式
本生物质燃烧炉中升降器可是多种形式的具有升降功能的装置，考虑到功能均相同。因此，本实施方式仅以活塞式升降器作为实施例。
在图中，生物质燃烧炉壳体由炉台（1）、外壳（2）、门（5）、门拉手（7）、底板（26）、烟气出口（14）和隔热层（3）构成，燃烧系统由上燃烧筒（4）、隔气板（13）、火孔（12）、多层进气罩（15）和下燃烧筒（6）构成，隔气板（13）、多层进气罩（15）安装在上燃烧筒（4）内，升降器与门的内侧连接，升降器操作件（8）在门的外侧，活塞式升降器由升降器托（20）、活塞（21）、活塞套（22）、活塞套支架（23）、升降器支杆（24）、升降器操作连杆支点（27）、升降器操作连杆（28）、升降操作件（8）构成。上燃烧筒（4）为无底筒，上燃烧筒（4）与炉台（1）和壳体内侧壁固接。隔气板（13）为圆盘形，边与上燃烧筒（4）内侧连接，中心设有火孔（12）。这一设置是为了使从火孔冲出来的火在上燃烧室（11）燃烧时，防止冷空气的进入而降低燃烧温度。多层进气罩（15）由两个以上的圆弧面罩组成，也可以是稜锥面罩、圆锥面罩、椭圆面罩、抛物面罩或曲面罩，中心有火孔（12），面罩与面罩之间有间隙，面罩与面罩之间采用定点固接，多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）壁间有间隙，多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）内侧采用定点固接，面罩之间的间隙和多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）壁间的间隙以及使用定点固接，就是要保证燃烧时空气有效进入火孔与燃烧物质混合，促进完全燃烧，多层进气罩（15）如同多层马口使所进空气充分与生物质燃烧物混合，消除了一氧化碳和焦烟，这种设置不仅亮火而且燃烧完全。同时，多层进气罩聚集了火力，扩大了高温区，水蒸气经过这一高温区时必然要进行一次以上的裂解燃烧而产生巨大的热能。下燃烧筒（6）放置在升降器托（20）上，可随升降器上下升降，上升时，下燃烧筒（6）嵌入多层进气罩（15）内，以免燃烧时火焰和烟雾从这一进气口逸出，下燃烧筒（6）上缘嵌入多层进气罩（15）内面要与其保持间隙，这样有利于燃烧时空气进入，下降时，下燃烧筒（6）可随门打开自由取出装料，这一设置使装料更为方便。下燃烧筒（6）筒底为凹凸形，设有进气孔。升降器托（20）是能进气的托起物，空气通过升降器托（20）从下燃烧筒（6）底进入下燃烧室（18）与生物质混合燃烧。
进气方法，采用多部位多层面自动进气方法，其特征在于空气通过进气调节开关（9）进入气室（25）后，从下燃烧筒底部进气口（19）、下燃烧筒上缘进气口（17）和多层进气口（16）多部位自动进气。

Claims (2)

1.一种生物质燃烧炉，包括壳体、燃烧系统、升降器，其中壳体由炉台（1）、外壳（2）、门（5）、门拉手（7）、底板（26）、烟气出口（14）和隔热层（3）构成，燃烧系统由上燃烧筒（4）、隔气板（13）、火孔（12）、多层进气罩（15）和下燃烧筒（6）构成，其特征在于多层进气罩（15）由圆锥面罩、稜锥面罩、圆弧面罩、椭圆面罩或抛物面罩中两个以上同一种曲面罩组成，中心设有火孔（12），面罩与面罩之间有间隙，面罩与面罩之间采用定点固接，多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）壁间有间隙，多层进气罩（15）与上燃烧筒（4）内侧采用定点固接，升降器与门的内侧连接，升降器操作件（8）在门的外侧，下燃烧筒（6）放置在升降器托（20）上，可随升降器上下升降，下燃烧筒（6）与多层进气罩（15）之间为活动式嵌入结构，下燃烧筒（6）既能随升降器运动，又能随门出入。
2.根据权利要求1所述一种生物质燃烧炉，其特征在于上燃烧筒（4）为无底筒，上燃烧筒（4）与炉台（1）和壳体内侧壁固接。
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