CN103175224B - 节能炉 - Google Patents

Abstract

一种节能炉，包括炉体、位于炉体内的燃烧室、与燃烧室相连通的加料通道和安装有排风机的排气口，该排气口与燃烧室之间的炉体内具有与被加热体进行换热的排气通道，其中加料通道位于燃烧室的上方，所述燃烧室的下部具有与所述排气通道相连通的烟气排出口。使用时燃料从下端开始燃烧，并在排风机的作用下，使加料通道内的空气从上往下流动，进而使燃料下端的火焰向下蹿动，这种方式，具有火势易于控制，燃料燃烧稳定，燃烧完全，不冒黑烟，节能效果好的优点。同时，当下部的燃料燃尽后，上部燃料在自身重力的作用下会自动下坠补充到燃烧室内继续进行燃烧，故本发明还具有添加燃料方便的特点。

Description

节能炉

技术领域

本发明涉及一种炉具，具体指一种节能炉。

背景技术

现有的炉（或灶）品种繁多，它通常包括有炉体、位于炉体内的燃烧室和与燃烧室相通的加料通道。同时在炉体内还设置有水箱，如中国专利授权公告号为CN201606905U和中国专利授权公告号为CN201844426U均公开了具体的炉（或灶）装置。

但无论结构如何，按其燃料的燃烧方式可分为篝火式燃烧、蜡烛式燃烧和平推式燃烧。其中的篝火式燃烧下部是燃烧区，即自下而上的区域分别是炭化区、燃烧区和燃料区，炭化区和燃烧区温度较高，火焰向上经过燃料区，高温气体会把新添加的或未燃烧的大量燃料加热汽化，进而使新添加的或未燃烧的大量燃料参与燃烧，此时由于燃烧区的高温气体含氧量低，使被汽化的可燃气体因空气明显不足而无法正常燃烧，导致大量游离碳产生，此时会出现黑烟或形成黄焰，这时火焰温度低，能源浪费明显。故这种篝火式燃烧，具有燃烧速度快、不易控制，燃料很快被燃尽的特点，上述公告号为CN201844426U的专利文献中所披露的灶具就是采用篝火式燃烧的结构。

而蜡烛式燃烧是从上往下燃烧，即自上而下依次为燃烧区、炭化区、熔化汽化区和燃料区，其中燃料区温度较低，炭化区和燃烧区温度较高，熔化汽化区的温度接近炭化区和燃烧区的温度，火焰是边燃烧边加热下面的燃料，这种燃烧方式能源浪费小，汽化的可燃气体大部分都参与了燃烧，燃烧易控制，但添加燃料不方便，如果从火焰上面添加燃料必然会覆盖住火焰，又会出现上述篝火式燃烧所具有的缺陷。

平推式燃烧常见于农村的土灶，柴草从加料通道内被平推进入到燃烧室，柴草的前端燃烧，后端边预热边汽化，然后依次进入燃烧状态，这种方式需要人为不断地推动柴草，不好控制，并且火焰大小受人为添加柴草的影响，极不稳定，添加柴草过程中，也极有可能出现上述篝火式燃烧中的黑烟或黄焰现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种既能完全燃烧，不冒黑烟，又添加柴草方便，且燃烧稳定可控、节能明显的节能炉。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种节能炉，包括有炉体、位于炉体内的燃烧室、与燃烧室相连通的加料通道和安装有排风机的排气口，该排气口与燃烧室之间的炉体内具有与被加热体进行换热的排气通道，其特征在于：所述加料通道位于燃烧室的上方，所述燃烧室的下部具有与所述排气通道相连通的烟气排出口。

作为本发明的优选方案，所述的炉体内开有与所述燃烧室相连通的第一辅助进风通道，该第一辅助进风通道的进风口处设置有调节风量的第一风门或第一挡板。采用该方案后，可以防止当燃料堵塞加料通道的上端口而影响加料通道进风的状态下，可以利用该第一辅助进风通道的进风，使燃烧室内有足够的氧气进行充分燃烧，可以进一步确保本节能炉内的燃料充分燃烧。

对上述优选方案的进一步改进，所述炉体内还开有第二辅助进风通道，该第二辅助进风通道的进风口处设置有调节风量的第二风门或第二挡板，该第二辅助进风通道的出风口连通所述排气通道，并邻近于所述烟气排出口。这样，当进入排气通道内的烟气中带有未完全燃烧的颗粒物时，借助于该第二辅助进风通道进入的空气，使之在排气通道内作进一步燃烧。

为了及时清除燃烧室内的灰粉，所述燃烧室底部为带有通孔的隔板，在该隔板下方设计有灰粉收集室。

较好的方案是，所述的隔板为一插置在炉体滑槽内而能相对于所述炉体移动的插板，以方便日后的维护。

较实用的是，所述的灰粉收集室内放置有能相对于所述炉体移动的抽拉盒，可以方便、快捷地倾倒灰粉，该抽拉盒上开有进风孔，通过该进风孔，可向燃烧室内及时补充所需的空气。

在上述各方案中，所述的排气通道穿过所述被加热体的部分可以设计成由波峰和波谷相平滑衔接成的波浪形结构，且从排气通道的轴向剖面中，该排气通道的下侧壁上的波峰要高于相邻的位于上侧壁上的波谷。采用这样的结构能显著提高换热效率。

在上述各方案中，在邻近所述烟气排出口的排气通道的底部开有排灰槽，所述的炉体上开有与该排灰槽相连通的排灰口，以便于及时清除该段内的灰粉。

在上述各方案中，再优选的是，邻近所述烟气排出口的排气通道内壁上设置有保温层而成为烟气助燃室或邻近所述烟气排出口的排气通道用空心的保温砖砌制而成，使该段排气通道成为烟气助燃室，这样的结构，使该段排气通道始终保持在高温状态下，有利于进入该段排气通道中的未完全燃烧的颗粒物再作进一步的燃烧。

在上述各方案中，又一改进是，所述的加料通道与水平面之间的夹角为α，且45°≤α≤135°，使燃料在燃烧过程中能顺利下移。

在上述又一改进方案中，较佳的是，所述的α为90°，燃料下移的效果最好。

较好的是，位于所述燃烧室下方部位的所述烟气助燃室的底部为用于清灰的隔板，在该隔板下方设计有灰粉收集室。此时，烟气排出口的出气方向没有顺着排气通道分布，这时从烟气排出口排出的烟气中未完全燃烧的颗粒物可以在该烟气助燃室中作进一步燃烧，燃烧后的灰粉可以通过灰粉收集室进行清除。

在上述各方案中，较好是，所述加料通道的上端设置有调节风量的主风门或主挡板，可以方便地实现对加料通道风量的控制，进而可以控制火势的大小。

在上述各方案中，优选的是，所述的加料通道由插设在所述炉体中并能上下移动的直管形成，利用直管的移动，可以调节直管下端与燃烧室底部之间的间隙，此时，间隙的部分或全部形成所述烟气排出口，进而可以方便地按需调节火势的大小。

在上述优选方案中，所述的直管的上下移动，可以通过齿轮、齿条来实现，即在直管的外侧壁上固定有与齿轮相啮合的齿条，转动齿轮的主轴，可以带动齿条上下移动，最终可以实现直管的上下移动。

与现有技术相比，由于本发明的加料通道位于燃烧室上方，使得从加料通道进入的燃料从下端开始燃烧，并在排风机的作用下，使加料通道内的空气从上往下流动，进而使燃料下端燃烧所产生的火焰向下蹿动，不会加热上部未燃烧的燃料，即本发明采用是倒蜡烛燃烧方式，通过试验表明，这种方式，火势易于控制，燃料燃烧稳定，并还具有燃烧完全，不冒黑烟，节能效果好的优点。同时，当下部的燃料燃尽后，上部燃料在自身重力的作用下会自动下坠补充到燃烧室内继续进行燃烧，故本发明还具有添加燃料方便的特点。

总之，本发明彻底改变了传统的燃烧方式，可以广泛应用于柴草秸秆、煤炭、纺织品废料、塑料垃圾等任何可燃物的燃烧。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第一实施例中的换热原理示意图；

图3为本发明第二实施例的结构示意图；

图4为本发明第三实施例的结构示意图；

图5为本发明第四实施例的结构示意图；

图6为本发明第五实施例的结构示意图；

图7为本发明第六实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

第一实施例，如图1所示，该节能炉包括有炉体1、位于炉体内的燃烧室11、与燃烧室11相连通的加料通道12和位于炉体上且安装有排风机2的排气口13，该排气口13与燃烧室11之间的炉体内具有与被加热体进行换热的排气通道14，其中加料通道12由炉体直接砌成，它直立位于燃烧室11的上方，加料口露于炉体的顶面，即加料通道与水平面的夹角α为90°，加料口同时也作为进风口；燃烧室11的下部具有与排气通道14相连通的烟气排出口。在本实施例中，燃烧室11的侧面与底部之间具有一间隙L。该间隙可以是环绕燃烧室侧面与底面的连接部位；当然间隙也可以是燃烧室侧面底部设计的缺口形成，此时，烟气排出口即为该缺口。

在本实施例中，上述被加热体为盛有水的箱体3，该箱体的上、下部开有热水出口31和冷水进口32，该热水出口和冷水进口分别通过各自的管道与外部的水箱4或暖气装置相连接，上述排气通道14穿过该箱体3，以便与箱体3内的水进行热交换。

为了显著提高热空气与水的热交换效率，上述排气通道14穿过水箱3的部分可以设计成由波峰和波谷相平滑衔接成的波浪形结构，且从排气通道14的轴向剖面中，该排气通道的下侧壁上的波峰a要高于相邻的位于上侧壁上的波谷b。这样，当热空气在该段排气通道内流动时，遇经排气通道14的弯折处时即被连续强制地改变方向，在这每次的改变过程中，使得原先位于该段排气通道中部的较高温度tx的热空气（在直管状的排气通道内，热空气在前进过程中，中部的热空气的温度为tx，邻近排气通道壁的热空气温度要低于中部的热空气温度，即热空气的温度从中部向两侧逐渐降低）邻近于该段排气通道侧壁或直接与该段排气通道的侧壁相接触，与该段排气通外的较低温度ta的水进行热交换，请参见图2，此时由于两者的温差较大，使得换热效果明显提高；同时在强制改变方向时也会提高该段排气通道的热空气的流动速度；再者，在该段排气通道的热空气改变方向时会在管壁处形成涡流，在这三重作用下，将明显地提高换热效率。并且由于该段排气通道是连续波浪形的结构，使得热空气在该段排气通道内轴向流动时，流体方向不断地被改变，上述高效率的换热现象则会重复出现，最终使得本发明的换热效率得到显著提高。

考虑到热空气中夹带的烟灰会积存在排气通道14内，在邻近烟气排出口的排气通道的底部开有排灰槽15，炉体1上开有与该排灰槽相连通的排灰口，以便于及时清除该段排气通道内的灰粉。

为了防止进入排气通道内的热空气中仍带有未完全燃烧的颗粒物，在邻近烟气排出口的排气通道内壁上设置有保温层（图中未示），通过增设保温层而成为烟气助燃室，使该段排气通道始终保持在高温状态，使未完全燃烧的颗粒物能在该段排气通道内作进一步的燃烧。

为了方便地调节加料通道12的进气量，所述加料通道12的上端设置有调节风量的主风门A或主挡板。

使用时，柴草、煤炭或塑料垃圾等燃料从加料通道的上端进入到加料通道内，燃料从下端开始燃烧，同时在排风机的作用下，加料通道内的空气从上往下流动，使燃料下端燃烧所产生的火焰向下蹿动，即燃烧所产生的热空气在负压的作用下，直接从烟气排出口进入到排气通道内，不会加热上部未燃烧的燃料。排气通道内的热空气再与箱体内的水进行热交换，冷却后的气体再从排气口排出于炉体外。

显然，本实施例以倒蜡烛燃烧方式进行燃烧，具有火势易于控制，燃料燃烧稳定，燃烧完全，不冒黑烟，节能效果好的特点。同时，当下部的燃料燃尽后，上部燃料在自身重力的作用下会自动下坠，补充到燃烧室内继续进行燃烧，所以还具有添加燃料方便的特点。

第二实施例，如图3所示，其与第一实施例不同之处在于：加料通道由插设在炉体中并能上下移动的直管6形成，通过直管6的移动，可以按需调节直管下端与燃烧室底部之间的间隙大小，进而可以按要求调节火势大小，使得控制起来更为方便。

上述直管6相对于炉体的上下移动，可以有多种实现方式，如直管与炉体内嵌设的辅助套相螺纹连接来实现。但本实施例中，驱动直管上下移动的结构如下：在直管外侧壁上固定有与齿轮7相啮合的齿条8，齿轮7安装在主轴上，主轴支承于炉体1，且端部外露于炉体，在主轴外露端上安装有手柄（图中未示），转动手柄，就可以带动齿轮转动，进而带动齿条上下移动，最终使直管按需上下移动至合适位置处。

第三实施例，如图4所示，其与第二实施例不同之处在于：炉体内还开有与燃烧室相连通的第一辅助进风通道16，该第一辅助进风通道16的进风口处设置有调节风量的第一风门B或第一挡板。本实施例中，第一辅助进风通道的进风口设置在炉体的侧面、与燃烧室的位置相对的部位上。

采用此方案后，即使燃料堵塞住加料通道的上端而使加料通道的进风量减小，也可以借助于第一辅助进风通道补充空气，可确保燃烧室内的燃料充分燃烧。

第四实施例，如图5所示，其与第三实施例不同之处在于：取消了排灰槽，将燃烧室底部设计为带有通孔的隔板9，在该隔板下方设计有灰粉收集室10，使得燃烧室内产生的灰粉直接通过隔板上的通孔落入到灰粉收集室内，便于清除灰粉。当然本实施例中，也可以不取消排灰槽，清灰更为彻底。

为了便于清理，也方便日后的维护，在本实施例中，所述的隔板为一插置在炉体滑槽内的插板，使该插板能方便地相对于炉体移动。

为了更为快捷的倾倒灰粉，在灰粉收集室内放置有能相对于炉体移动的抽拉盒5。

为了防止热量从灰粉收集室中流失，在抽拉盒5上开有进风孔，这样既利用该进风孔，向燃烧室内补充空气，又可以使热空气不会从收集室处逸出。

第五实施例，如图6所示，其与第三实施例不同之处在于：加料通道是由炉体直接砌成，并且在燃烧室下方的炉体内还开有第二辅助进风通道17，该第二辅助进风通道17的进风口处设置有调节风量的第二风门C或第二挡板，该第二辅助进风通道的出风口连通排气通道14，并邻近于所述烟气排出口。

此方案，可以解决一些在燃烧室内难以燃烧完全的燃料，当第一辅助进风通道在补充空气的情况下，若仍有未完全燃烧的颗粒物从烟气排出口进入到排气通道内，此时，可以借助于第二辅助通道内进入的空气，使未完全燃烧的颗粒物在排气通道内作进一步的燃烧，使之实现完全燃烧的目的。

第六实施例，如图7所示，其与上述第一实施例不同之处在于：部分段的烟气助燃室位于燃烧室的下方部位，这时，烟气排出口的出气方向向右拐入烟气助燃室18内，在燃烧室下方部位的烟气助燃室18的底部为用于清灰的隔板9，该隔板同样可以设计成一插置在炉体滑槽内的插板，使该插板能方便地相对于炉体移动。在该隔板的下方设计有灰粉收集室10，使得烟气助燃室内产生的灰粉直接通过隔板9上的通孔落入到灰粉收集室10内，便于清除灰粉。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，如上述各实施例中的烟气排出口可以是燃烧室下部侧面上开设的窗口形成；或者是在燃烧室下部底面上开设的通孔形成。或者，加料通道可以适当倾斜，也就是加料通道与水平面之间的夹角α可以在一定的范围内，优选的是，夹角α取值如下：45°≤α≤135°，确保加料通道内的燃料能顺利地下移。或者，上述加料通道设计成两段结构，上段设计成倾斜状，下段为垂直分布。或者，被加热体不仅仅为水箱，也可以是其它需要换热的盛有液体或气体的容器。即凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种节能炉，包括有炉体(1)、位于炉体内的燃烧室(11)、与燃烧室直接相连通的加料通道(12)和安装有排风机(2)的排气口(13)，该排气口与燃烧室之间的炉体内具有与被加热体进行换热的排气通道(14)，其特征在于：所述加料通道(12)位于燃烧室(11)的上方，该加料通道(12)的加料口同时也作为燃烧室(11)的进风口，所述燃烧室(11)的下部具有与所述排气通道(14)相连通的烟气排出口。

2.根据权利要求1所述的节能炉，其特征在于：所述的炉体(1)内开有与所述燃烧室(11)相连通的第一辅助进风通道(16)，该第一辅助进风通道的进风口处设置有调节风量的第一风门(B)或第一挡板。

3.根据权利要求2所述的节能炉，其特征在于：所述炉体内还开有第二辅助进风通道(17)，该第二辅助进风通道(17)的进风口处设置有调节风量的第二风门(C)或第二挡板，该第二辅助进风通道(17)的出风口连通所述排气通道(14)，并邻近于所述烟气排出口。

4.根据权利要求1或2所述的节能炉，其特征在于：所述燃烧室(11)底部为带有通孔的隔板(9)，在该隔板下方设计有灰粉收集室(10)。

5.根据权利要求4所述的节能炉，其特征在于：所述的隔板(9)为一插置在炉体滑槽内而能相对于所述炉体移动的插板。

6.根据权利要求4所述的节能炉，其特征在于：所述的灰粉收集室内放置有能相对于所述炉体移动的抽拉盒(5)，该抽拉盒(5)上开有进风孔。

7.根据权利要求1或2或3所述的节能炉，其特征在于：所述的排气通道(14)穿过所述被加热体的部分设计成由波峰和波谷相平滑衔接成的波浪形结构，且从排气通道(14)的轴向剖面中，该排气通道的下侧壁上的波峰(a)要高于相邻的位于上侧壁上的波谷(b)。

8.根据权利要求1或2或3所述的节能炉，其特征在于：邻近所述烟气排出口的排气通道的底部开有排灰槽(15)，所述的炉体上开有与该排灰槽相连通的排灰口。

9.根据权利要求1或2或3所述的节能炉，其特征在于：邻近所述烟气排出口的排气通道内壁上设置有保温层而成为烟气助燃室或邻近所述烟气排出口的排气通道用空心的保温砖砌制而使该段排气通道成为烟气助燃室。

10.根据权利要求1或2或3所述的节能炉，其特征在于：所述的加料通道(12)与水平面之间的夹角为α，且45°≤α≤135°。

11.根据权利要求10所述的节能炉，其特征在于：所述的α为90°。

12.根据权利要求9所述的节能炉，其特征在于：位于所述燃烧室下方部位的所述烟气助燃室的底部为用于清灰的隔板(9)，在该隔板下方设计有灰粉收集室(10)。

13.根据权利要求1或2或3所述的节能炉，其特征在于：所述加料通道(12)的上端设置有调节风量的主风门(A)或主挡板。