CN1065131A - 一种民用炉 - Google Patents

Abstract

一种民用炉。在燃烧室上部炉壁周围密布二次 进风微孔7和微孔门圈8，下部侧壁设一次进风出渣 口11，两用炉门14，底部设减震承渣座12和拉管烧 嘴9，并与燃烧室之下的油气室8连通。达到通用固 体、液、气体三种类燃料的目的，并能具有固体燃料 (特别是烟煤)进行三级燃烧，燃烧充分，既消烟除尘， 炉口又能连续稳定供应高热，具有节能显著、结构简 单、成本低廉、操作方便，宜于推广等优点。

Description

本发明属于民用炉具领域。

现在市场上的民用炉具，对燃料存在较大的选择性，如烧固体燃料的炉具，不能烧液体燃料，烧液体燃料的炉具，不能烧气体燃料，烧气体燃料的炉具更不能烧固体燃料;再就是现有的烧煤的炉具，在加添新煤后，易产生化学燃烧不完全的热损失，既浪费能源又污染环境，更主要的是炉口不能持续稳定的供应高热，虽然有的节煤炉（反烧炉等）改善了燃烧率，但相应地增加了附属装置，从而又使炉具构造复杂，成本增高，用户操作不方便，推广应用很困难。

针对上述不足，本发明提供一种能通用固体、液体、气体三种燃料;在加添新煤（特别是烟煤）后，化学燃烧完全，既节省能源又消烟除尘，炉口持续稳定的供应高热，且构造简单、成本低廉、操作方便、易于推广应用的民用炉。

为实现上述目的，本发明采取下列措施：在燃烧室的上部炉壁周围、密布直通炉外的二次进风微孔7，与此相应地在炉体外壁设活动的微孔门圈18，以达到控制燃料的第二级燃烧;在燃烧室的下部炉侧壁设一次进风出渣口11和两用炉门14，以达到既控制燃料的第一级燃烧和第三级燃烧，又排除炉渣;在燃烧室底部设减震承渣座12，和拉管烧嘴9，并与燃烧室之下的油气室8相连通。

本发明的优点是：

1、节能显著，固体燃料通过三级燃烧，因而燃烧充分，燃烧率最高可达99%（不包括封火），所以比现有的节煤炉再节煤30%以上。经试用测算5-7人家庭使用日耗煤1-1.5公斤（包括封火）。

2、热效率高。由于是三级燃烧，且空气经微孔加热既提高二级燃烧的热焰温度，又将此高热气体集中在炉口部位，与受热器具的距离最近，从而强化了辐射传热的效果。其热效率最高可达78%以上（不包括封火）。

3、消烟除尘效果好。由于是三级燃烧，且一次进风和二次进风是各自独立的调控系统，所以能完全适应固体燃料（特别是烟煤）中的挥发性成分的燃烧和固体碳燃烧各自不同的特点，达到完全燃烧之目的，既避免了因不完全燃烧产生的黑烟和尘粒，又减少了从炉口排走CO气体，经测算比现有的省煤炉要少1-10倍。

4、炉口能持续稳定的供应高热，本发明虽然是从炉口加煤，但加煤后不存在正烧的惰性，具有反烧炉相似的炉口仍能持续稳定的供应高热。

5、能通用固、液、气等三种类燃料，既能烧各种高、中、低热值的固体燃料，如无烟煤、焦煤、烟煤、褐煤、泥煤或木质燃料，还能烧液体燃料，如煤油、柴油、气油或其它燃油，更能烧气体燃料，如天然气、液化气、煤气、沼气或其它燃气。

6、构造简单、成本低廉。本发明只用一个燃烧室，就达到了三级燃烧的目的。所以，既制作容易、便于生产、又成本低廉。经试制测算定10人以下的用户只需成本15元左右，100人以下用户只需成本40元左右。

7、使用方便、易于推广。本发明是从炉子上面的炉口加煤，从炉子的下面出渣口取炉渣，与现在的正烧炉有相似之处，由于设置了减震承渣座，沪渣不易碎裂，既干净卫生，又操作简单，又因5-7人家庭日耗煤只有1.5公斤左右，所以最适宜低收入家庭的使用和推广。

8、本发明由于能适宜中、低热值或高发成份的固体燃料的充分燃烧，而我国的储煤绝大多数地区都是中、低热值或高挥发成分的烟煤，所以，本发明对开发和充分利用这类燃料在生活用能领域，有极大的推进作用。

9、能够解决急需或快捷地更换燃料种类。本发明在使用的时候，若燃煤熄灭，可以立即向油气室进燃气，拉长拉管烧嘴9就能点火，或者是将棉绳穿进拉管烧嘴内，作炉蕊吸油，把燃油注入油气室，也能点燃烧嘴用火;或者是一边用烧嘴使用燃气或燃油燃烧用火，同时引燃型煤的燃烧，从而使生火与用火同步进行。

下面将结合实施例和附图、对本发明作详细说明。

图1  是本发明的主剖视图

图2  是图1的俯剖视图

图3  是本发明配套用的筒状型煤立剖视图

图4  是图3的俯视图

炉体5用陶瓷焙烧、混凝土预制，或者是粘土类导热性差的物料预压烘焙，再蒙复一层金属皮（如铁皮、铝皮、不锈钢皮等）为炉壳1。炉胆4用通常的耐火材料，如耐火陶瓷焙烧，当然炉体5和炉胆也可以一起预制或焙烧。燃烧室3的高度是单个燃料块高度5-6倍。二次进风微孔7的孔径小于3毫米，呈倾斜状直通炉外，从而使二次进风阻力最小，又容易被加热，数量众多的微孔均匀地密布在燃烧室上部炉壁周围，各微孔的面积之和等于或大于一次进风口的面积，以保证二次进风大于一次进风，并且微孔的 孔向应偏离炉心，使二次进风能在炉内产生旋流，以增加空气滞留炉内的时间系数，从而达到增加CO的完全燃烧系数。微孔门圈18实际上是套在炉体外壁之表面上，因它上面的微孔孔径、孔数、及排列位置，与炉壳上的二次进风微孔7的孔径、孔数及排列位置相对应，所以平行转动门圈就能控制二次进风量。定位座6是在燃烧室的中部，是靠近一次进风出渣口11之上的燃烧室内侧壁上的凸块，它是为了出渣时，保证燃料块在垂落过程中，始终落在燃烧室的中心位置设计的。在燃烧室底部设减震承渣座12，它是取代传统的炉桥设计的，是用耐高温材料制作的承渣板和压缩弹簧上下联结而成，其目的是当出渣的瞬间，缓冲燃料块在自重的垂落中产生震碎，承渣板应该钻上气孔，以便一次进风顺利地从下面进入，其压缩弹簧的内径应拉管烧嘴9的最大管的外径，换言之拉管烧嘴9置于压缩弹簧之中。一次进风出渣口11是在燃烧室的下部炉侧壁，并直通炉外，实质上是用炉板以减震渣座位12的承渣板水平面为分界线，将这个大口子，分隔成上面是出渣口、下面是一次进风口，其中的出渣口的高和宽至少能保证炉渣块13的平行出渣。显然，两用炉门的面积须大于一次进风出渣口11的面积，并用垂直上下插动的关门方式，与该口配合，达到出渣和调控一次进风量的两个功能。另外在靠近炉口处的炉壁设2-4个直通炉外的溢水孔19，是为了避免受热器具的水溢流入燃烧室，油气室8的高度是炉渣块高度的1-3倍，其侧壁开设油气孔10通向炉外，以便外接燃气或注入燃油。拉管烧嘴9是由2-4节耐火材料管相互套迭而成（如铁管、陶瓷管等），它完全缩短时应大于油气室8的高度，很明显它的小部分在燃烧室3（至承渣板的高度）。大部分则在油气室8，拉管烧嘴9完全伸长应大于或等于二次进风微孔7的高度，其最小管管径应与燃烧室的热负荷相适应。

本发明可以烧现有的蜂窝煤，但高热值的燃煤应混合50%以上的泥土或类似物，既达到节煤，又达到燃煤块烧成炉渣块时具热固性，同样，在烧木质燃料时，应将木质加工成木粉，再混合10%以上的泥土或类似物，并制成型煤状，以便在燃烧时具有热固性，钳取时不易碎裂和能造应本发明的三级燃烧特点。

本发明的封火方法，可与现在的型煤炉方法相同，唯一不同的是加煤方法，它是构成本发明三级燃烧的必备条件之一。具体方法如下：首先提升两用炉门14，将炉渣13从出渣口平行钳取出来（炉内的燃煤块因自重落在减震承渣座位12之上），炉门复位保留至一次进风口;其次是从炉口2垂直钳出炽热的b燃料块17、a燃料块16后，又立即将炽热的b燃料块17，放回炉内的炉渣块13的上面，成为C燃料块15;然后将需添加的新型煤，放在C燃料块15的上面，成为a燃料块16;最后，才把炽热的原a燃料块放回炉内最上面，就成b燃料块17。

本发明的三级燃烧原理如下：当新添加的a燃料块16，受到下面的C燃料块15的热辐射和一次进风后，其中的挥发性成分首先进行第一级燃烧，燃烧后的CO₂气上升经过炽热的b燃料块17的区段时，又被炽热的炭还原成高热的CO气继续上升，当经过二次进风微孔7的区段时，立即与被微孔加热了的二次进风迅速产生氧化反应，既进行第二级燃烧，从而释放大量的高热在炉口部位;当原炽热的b燃料块17放回炉内作C燃料块15时，其残余的碳又和一次进风持续进行第三级燃烧，从而又为新添加的a燃料块16初燃提供热量。由于本发明的第一级燃烧是为第二级燃烧服务，第三级燃烧又为第一级燃烧服务，相互补充构成三级循环燃烧的特征，适应了燃烧中的挥发成分燃烧和固定碳燃烧的各自不同的特征。

现有的型煤炉的二次进风管道长、阻力大，并成正比列地小于一次进风，所以煤中的挥发成分上升速度较快，滞留炉内时间系数小，因此燃烧系数小，当还没有完全燃烧就已排出炉口，从而产生大量的黑烟。然而，本发明是三级燃烧，且一次进风与二次进风是各自独立的调控系统，就能非常方便的采用相对减小一次进风、相对增大二次进风之间的差率，达到使煤（特别是烟煤）的挥发成分完全燃烧，从而不在炉口产生黑烟的目的。这是因为相对减小一次进风，使第一级燃烧所产生的CO₂气和未燃尽挥发成分数量减小，升腾速度减慢，相应滞留炉内的时间系数增大，容易被炽热的炭还原或加热成高热的CO气，此时，由于相对地增加了二次进风，且空气又经微孔加热，空气又是均匀地从炉壁周围进入，所以第二级燃烧的氧化系数增大，达到充分燃烧。

若固体燃料熄灭后，又需立即用火，只需清除燃烧室内的炉渣，打开拉管烧嘴9的盖板，将其拉长至二次进风微孔的高度，再将燃气直接从油气孔10接入，就可以点燃烧嘴用火;或者是把绵绳或棉线空入拉管烧嘴9，作炉芯吸油，再把燃油从油气孔10注入油气室8，就可以点燃烧嘴用火。

如果把型制成筒状，如图3、4所示，本发明就可以在使用燃油或燃气的同时，将筒状型煤放入炉内，达到一边用火，一边逐渐引燃型煤，或者是共同燃烧用火。

前面所说的为本发明配套的筒状型煤20，可按燃烧室的直径略小的规格，制成大小不同的型号，但高度应是燃烧室高度的六分之一，并在筒状型煤的端面开8-15个，最佳为12个轴向贯通的气孔21。

Claims (6)

1、一种民用炉，其特征是在燃烧室上部周围炉壁，密而直通炉外的二次进风微孔7，与此相应地在炉体外壁上设活动的微孔门圈18，以控制燃煤的第二级燃烧，中部内侧壁上设定位座6；中下部炉一侧炉壁设直通炉外的一次进风出渣口11，与此相应地在炉体外壁设两用炉门14，以控制燃煤的第一级燃烧和第三级燃烧及排除炉渣，底部设减震承渣座12和拉管烧嘴9，炉口周围的炉壁设2-4个直通炉外的溢水孔19，以及配套使用的筒状型煤；并在燃烧室之下设油气室8。

2、根据权利要求1所说的民用炉，其特征是二次进风微孔7的孔径小于3毫米，各孔均匀地呈倾斜状直通炉外孔向偏离炉心，各孔的面积之和大于或等于一次进风口的面积;微孔门圈18上的微孔孔径，孔数及排列位置，应与炉体外壁上的二次进风微孔7的孔径、孔数及排列位置相对应。

3、根据权利要求1所说的民用炉，其特征是一次进风出渣口11，是用隔板以减震承渣座12的承渣板水平面为分界线，将此口分隔成上是出渣口，下是一次进风口;两用炉门14的面积大于一次进风出渣口的面积，并用上下插动方式与该口配合。

4、根据权利要求1所说的民用炉，其特征是减震承渣座12是由有气孔的承渣板与压缩弹簧上下联结而成，其材料是耐高温的;拉管烧嘴9是由2-4节耐火材料管件相互套迭而成，其最大管的管径小于压缩弹簧内径，最小管的管径与燃烧室热负荷相一致，拉管烧嘴9完全缩短大于油气室8的高度，完全拉长大于二次进风微孔7的高度。

5、根据权利要求1所说的民用炉，其特征是油气室8的高度是燃烧块高度的1～3倍，其侧壁有与外界相通的油气孔10，其中心的空间容量拉管烧嘴9的大半部分，并与燃烧室3相连通。

6、根据权利要求1所说的民用炉，其特征是筒状型煤20的高度是燃烧室3的高度的1/6，其端面设有8～15个，最佳为12个轴向贯通的气孔21，高热值煤应配合50%以上的泥土。

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