CN105333416B - 一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，涉及民用清洁炉具技术领域，包括炉体、烟道及火管吸热腔，炉体中心为燃烧室，燃烧室分为两层，包括下层的主燃烧室和上层的强化燃烧室，主燃烧室通过火管吸热腔与烟道连通，强化燃烧室内设有聚火罩，在主燃烧室的炉口处设置聚火增温筒，聚火增温筒上端与主燃烧室出口平齐，并相互配合，聚火增温筒的下端深入主燃烧室内部，并与主燃烧室底部燃料接触，在聚火增温筒的上部和下部的侧壁均布小孔。本炉具用于兰炭、型煤、烟煤或生物质等燃料燃烧，尤其适用于燃用小粒径兰炭料，透气性好，热效率高，环保高效。

Description

一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具

技术领域

本发明涉及民用清洁炉具技术领域，尤其是一种可高效燃用小粒径兰炭、型煤、烟煤或生物质等燃料的高效环保清洁燃烧炉具。

背景技术

推广洁净煤使用利国利民，现阶段，洁净煤专用炉具的使用对燃煤炉具烟气减排也有很大贡献，双管齐下可有效提高大气质量，降低雾霾现象。

我国煤炭资源分布广泛，洁净化处理方法不同，近年来，煤炭初级转化产品兰炭，作为一种新型燃料出现，吸引了全国人民的眼球。兰炭又称半焦、焦粉，是高挥发分烟煤经中、低温热解得到的提质产品。神木兰炭中固定碳含量大于82%，发热量大于6500大卡/公斤，灰分及挥发分均小于9%，具有高固定碳、高电阻比、高化学反应活性以及特低灰、特低硫、特低铝的特性。它既是优质矿热炉还原剂，更是一种清洁的燃料。神木兰炭燃烧排放的一氧化碳、二氧化碳、PM2.5总颗粒物等指标相当于优质无烟煤，部分指标优于无烟煤。它既有无烟煤的低挥发分、高固定碳、高热值等优良特性，还有烟煤的燃烧特性，价格低于无烟煤，小颗粒兰炭价格更便宜，在国际国内燃煤市场很有竞争力。

兰炭特有的高热值、低灰分、低挥发分；高燃点、燃烧快、火焰长等无烟煤、烟煤的燃烧特性，但是兰炭颗粒在燃烧时易造成透气性差，燃烧不充分，局部结渣等问题，利用传统炉具作为烟煤或无烟煤的专用炉具，不能充分均匀燃烧兰炭燃料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，该炉具用于兰炭、型煤、烟煤或生物质等燃料燃烧，尤其适用于燃用小粒径兰炭料，透气性好，热效率高，环保高效。

本发明所采取的技术方案是：一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，包括炉体、烟道及火管吸热腔，所述炉体的中心为燃烧室，所述的燃烧室分为两层，包括下层的主燃烧室和上层的强化燃烧室，主燃烧室通过火管吸热腔与烟道连通，其特征在于所述主燃烧室的炉口处设置聚火增温筒，所述的主燃烧室的前壁及两侧壁上设有配风装置，所述的强化燃烧室内设有聚火罩；所述的聚火增温筒上端与主燃烧室出口平齐，并相互配合，聚火增温筒的下端深入主燃烧室内部，并与主燃烧室底部燃料接触，在聚火增温筒的上部和下部的侧壁均布小孔；所述的配风装置主要是由风道扣板和炉体侧壁围成风道，该风道的进风口为炉膛配风口，炉膛配风口设于炉体内炉箅上方，该风道的出风口与聚火增温筒下部侧壁小孔的小孔平齐，在炉箅下方设有主配风口，在主燃烧室的后侧壁上设有二次配风通道，二次配风通道的二次出风口指向聚火增温筒上部侧壁小孔，二次配风通道的二次配风口设于主燃烧室侧壁，这样由炉箅下的主配风、聚火增温筒的下部配风以及聚火增温筒的上部配风共同组成的立体全方位配风系统。

对上述结构作进一步限定，所述的主配风口、炉膛配风口和二次配风口同时开启或关闭，在开启时主配风口和二次配风口的进风量之比控制在1.5：1~2：1，炉膛配风口和主配风口的进风量之比控制在0.3：1~0.5：1。

对上述结构作进一步限定，所述的聚火增温筒的上端设有边沿，边沿支撑于主燃烧室出口处，聚火增温筒的通道截面为矩形、弧形或圆形。

对上述结构作进一步限定，所述的聚火增温筒的通道为拱门形，其一侧为平面，相对的另一侧为弧形过渡，弧形过渡的一侧指向火管吸热腔。

对上述结构作进一步限定，所述的燃烧室与炉壁之间设有保温层。

对上述结构作进一步限定，所述炉体的前壁设有加料仓，加料仓倾斜设置，指向聚火增温筒底部。

对上述结构作进一步限定，所述炉体的侧壁设有循环的水套，在火管吸热腔与炉体的连接处设有换热水管，火管吸热腔内设置有竖直布置的换热火管，水套、换热水管和换热火管形成综合吸热系统。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

（1）本发明通过对燃烧室结构改进，把燃烧室分为两层，上层为强化燃烧室，在强化燃烧室设置聚火罩，形成上部二次燃烧腔，有利于充分燃烧，去除尾气和烟尘；下层为主燃烧室，增大其空间，并在主燃烧室内放置聚火增温筒，使聚火增温筒深入主燃烧室中心处的燃料层内，将燃料分出多个燃烧空间，结合炉膛内的多处配风，解决了兰炭小颗粒燃烧不透风，易结渣的弊端, 使燃料可均匀高效燃烧，环保性能好，热效率高，低微排放，经济环保；

（2）本发明的配风采用炉膛底部主配风、炉膛前部与两侧的中部配风以及炉膛上部的二次配风，实现立体全方位配风，并且均匀可调，可控制，用于高热值、低挥发分且具有烟煤燃烧特性的兰炭燃料，从而达到燃料上火速度快，炊事采暖效率高、燃烧充分的目的；

（3）本发明中对立体全方位配风系统中的进风量进行了限定，根据兰炭颗粒燃烧时的燃烧速度和火焰分布于聚火增温筒内的情况，进行比例供氧，从而对聚火增温筒的燃烧火焰进行充分燃烧，减少挥发份中的颗粒，更进一步的降低污染物的排放；

（4）聚火增温筒上端与主燃烧室炉口配合连接，其下端预埋入燃料层上部，依靠烟囱的自然抽风原理，使炉膛内形成负压，强制炉膛内的烟气穿过旺火区燃料层从聚火增温筒底部及侧壁小孔进入，结合聚火增温筒内的高温高氧环境，实现烟气在聚火增温筒外反烧，在聚火增温筒内正烧，反烧、正烧相结合，保证长行程高效燃烧，除烟环保效果好；

（5）本发明的炉体前段设置加料仓，加料仓倾斜设置，加料方便，同时增大炉膛容积，储料多，一次加料，整晚燃烧。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图，其中设有加料仓的位置为前壁；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1中二次配风通道的结构示意图；

图4是图1中聚火增温筒的结构示意图；

图5是图1中风道扣板的主视图；

图6是图5的左剖视图；

图7和图8是聚火增温筒的其他结构形式；

图9为聚火罩的结构示意图；

其中：1、主配风口；2、炉膛配风口；3、风道扣板；4、加料仓；5、二次出风口；6、出水口；7、漏灰门；8、回水口；9、二次配风口；10、聚火增温筒；11、保温层；12、火管吸热腔；13、盖帽；14、强化燃烧室；15、聚火罩。

具体实施方式

根据附图1和2可知，本发明具体涉及一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，该炉具实在原有炉具基础上进行改进，使其满足高热值、高燃点的兰炭燃料燃烧。炉具的具体结构包括炉体、烟道及火管吸热腔12，炉体中心为燃烧室，炉体外壁为水套层，炉体与火管吸热腔12之间连通，火管吸热腔12的上端设有烟囱，并且烟囱上设有盖帽13。本发明的最大改进是对炉体的燃烧室结构进行改进，燃烧室分为两层，包括下层的主燃烧室和上层的强化燃烧室14，主燃烧室通过火管吸热腔12与烟道连通，强化燃烧室14内设有聚火罩15，在主燃烧室的炉口处设置聚火增温筒10，聚火增温筒10的上端设有边沿，边沿支撑于燃烧室出口处，上端与燃烧室出口平齐，并相互配合，聚火增温筒10的下端深入燃烧室内部，并与燃烧室内燃料接触，在聚火增温筒10的上部和下部的侧壁均布进风的小孔，聚火增温筒10的中间通道为拱门形，其一侧为平面，相对的另一侧为弧形过渡，安装时需要弧形过渡的一侧指向火管吸热腔12，如附图4所示。这种结构的聚火增温筒10能够把燃烧室底部燃料燃烧热量迅速提升至炉口，依靠烟道处的温差形成负压，强制炉膛内的烟气从旺火区燃料层进入聚火增温筒，反烧除烟环保效果好，并且多处通风，实现高温烟气在聚火增温筒10内充分燃烧，聚火增温筒10具有聚火增温效果，适用于兰炭燃料的高效充分燃烧。

为了实现兰炭燃烧时，聚火增温筒10内的充分供风，在原有炉具的炉膛底部主配风和炉膛上部的二次配风的基础上，在燃烧室前壁及两侧壁上设有风道扣板3，其结构如附图5和6所示，风道扣板3与炉壁之间形成连接燃烧室与外界的三个风道，该风道的进风口为炉膛配风口2，炉膛配风口2设于炉体内炉箅上方，该风道的出风口与聚火增温筒10下部侧壁小孔的小孔平齐。这样由炉箅下的主配风、聚火增温筒10的下部配风以及聚火增温筒10的上部配风共同组成的立体全方位配风系统。这种在炉膛前部与两侧的中部配风，实现立体全方位配风，并且均匀可调，可控制，用于高热值、燃烧迅速的兰炭燃料，从而达到燃料上火速度快，燃烧充分的目的，炊事采暖效率提高。

在上述的立体全方位配风系统中，主配风口1、炉膛配风口2和二次配风口9需要同时开启或关闭，可以利用外部的风机配合阀门实现。在开启时，需要对各个配风口的进风量进行控制，主配风口1和二次配风口9的进风量控制在1.5：1~2：1，炉膛配风口2和主配风口1的进风量控制在0.3：1~0.5：1。这样的配风比例汇总，主配风最大，二次配风次之，炉膛配风的风量最小。由于兰炭进入炉膛的状态为块状，当加热燃烧时快速形成颗粒，根据炉膛内温度的分布规律，燃料上层的兰炭首先燃烧，根据兰炭颗粒燃烧时的燃烧速度和火焰分布于聚火增温筒内的情况，进行比例供氧，从而对聚火增温筒的燃烧火焰进行充分燃烧，减少挥发份中的颗粒，更进一步的降低污染物的排放。

根据附图3中可以看出，本发明的二次配风通道的具体结构，在配置二次配风时，需要保证二次配风通道的二次出风口5指向聚火增温筒10上部侧壁小孔，能够达到二次供风燃烧的目的，对燃烧室出口处的高温烟气内的挥发分充分供氧，充分燃烧，减少黑烟的排放。

另外，聚火增温筒10的通道截面还可以为矩形、弧形或圆形等形状，如附图7和8所示。

另外，本发明为了实现最大热效率，在燃烧室与炉壁之间设有保温层11，并且在炉体侧壁设有循环的水套，在火管吸热腔12与炉体的连接处设有换热水管，火管吸热腔12内设置有竖直布置的换热火管，烟道处使用的火管吸热，吸热更高效；火管的使用，自然抽力大，有助于增大炉具单位功率，多种换热结构结合使用，换热效率高。

本发明的炉体前壁设有加料仓4，加料仓4倾斜设置，指向聚火增温筒10底部。斜口加料仓，方便加料，炉膛容积利用大，一次加料，半天燃烧。

本新型清洁燃烧炉具在使用时，在加料仓4内填入充足的兰炭燃料后，对加料仓4的进口密封，燃烧室底部的燃料在主配风口1的空气供应下进行燃烧，产生挥发分，挥发分进入聚火增温筒10内，并且沿着聚火增温筒10上升，在上升的过程中，由炉膛配风口2供应的空气通过聚火增温筒10下部的小孔进入聚火增温筒10内，二次进风由二次配风口9控制，并且二次出风口5的空气由聚火增温筒10上部的小孔进入聚火增温筒10内部，这样在聚火增温筒10内具有充足的空气支撑挥发分再次燃烧。燃烧后的高温烟气进入火管吸热腔12，在火管吸热腔12内布置的换热水管与换热火管进一步吸收高温烟气的热量，高温烟气所带的剩余未燃尽颗粒降温减速、自然沉降，防止其由烟囱排入大气，降低污染。本发明的炉具具有兰炭燃料充分的燃烧条件：保温性好、配风效果好、炭料混合均匀，从而达到高效的换热率，炉具的排放达到环保要求，具有很高的推广价值。

Claims (5)

1.一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，包括炉体、烟道及火管吸热腔（12），所述炉体的中心为燃烧室，所述的燃烧室分为两层，包括下层的主燃烧室和上层的强化燃烧室（14），主燃烧室通过火管吸热腔（12）与烟道连通，其特征在于所述主燃烧室的炉口处设置聚火增温筒（10），所述的主燃烧室的前壁及两侧壁上设有配风装置，所述的强化燃烧室（14）内设有聚火罩（15）；所述的聚火增温筒（10）上端与主燃烧室出口平齐，并相互配合，聚火增温筒（10）的下端深入主燃烧室内部，并与主燃烧室底部燃料接触，在聚火增温筒（10）的上部和下部的侧壁均布小孔，聚火增温筒（10）的中间通道为拱门形，其一侧为平面，相对的另一侧为弧形过渡，安装时弧形过渡的一侧指向火管吸热腔（12）；所述的配风装置主要是由风道扣板（3）和炉体侧壁围成风道，该风道的进风口为炉膛配风口（2），炉膛配风口（2）设于炉体内炉箅上方，该风道的出风口与聚火增温筒（10）下部侧壁小孔的小孔平齐，在炉箅下方设有主配风口（1），在主燃烧室的后侧壁上设有二次配风通道，二次配风通道的二次出风口（5）指向聚火增温筒（10）上部侧壁小孔，二次配风通道的二次配风口（9）设于主燃烧室侧壁，这样由炉箅下的主配风、聚火增温筒（10）的下部配风以及聚火增温筒（10）的上部配风共同组成的立体全方位配风系统。

2.根据权利要求1所述的一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，其特征在于：所述的主配风口（1）、炉膛配风口（2）和二次配风口（9）同时开启或关闭，在开启时主配风口（1）和二次配风口（9）的进风量之比控制在1.5：1~2：1，炉膛配风口（2）和主配风口（1）的进风量之比控制在0.3：1~0.5：1。

3.根据权利要求１所述的一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，其特征在于所述的燃烧室与炉壁之间设有保温层（11）。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，其特征在于所述炉体的前壁设有加料仓（4），加料仓（4）倾斜设置，指向聚火增温筒（10）底部。

5.根据权利要求4所述的一种兰炭颗粒清洁燃烧炉具，其特征在于所述的炉体侧壁设有循环的水套，在火管吸热腔（12）与炉体的连接处设有换热水管，火管吸热腔（12）内设置有竖直布置的换热火管，水套、换热水管和换热火管形成综合吸热系统。