CN107726295B - 节能型生物质燃料炉 - Google Patents

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    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating

Abstract

本发明公开了一种节能型生物质燃料炉，包括：炉体包括相互套设的内炉体和外炉体；可旋转炉排，其通过旋转轴可旋转的竖直设置在内炉体内；所述可旋转炉排包括多个燃料托盘，其沿所述轴的轴向上依次间隔开排列设置；成对翅片，其呈螺旋状对称设置在轴的两侧，且依次贯穿多个燃料托盘；气动生物质粉料入料管，其一端贯穿炉体并延伸至正对翅片设置；生物质颗粒入料口设置在炉体的顶部；模式水冷壁设置在炉体侧壁上；收渣槽可拆卸的设置在可旋转炉排的底部；多个循环口呈环形均匀间隔开设置在靠近内炉体的底部的侧壁上；排烟口；底座。本发明能够将生物质粉料和生物质颗粒燃料进行充分混合燃烧，燃烧充分，热量利用率高，节能环保。

Description

节能型生物质燃料炉
技术领域
本发明涉及环保燃料技术领域，特别涉及一种节能型生物质燃料炉。
背景技术
目前随着煤炭、石油、天燃气等不可再生能源的大量消耗，日趋短缺，采用传统的燃烧方式还会造成环境污染，而生物质材料作为一种可再生能源越来越受到社会的重视，但是，目前生物质气化技术仅仅停留在利用气化炉生产可燃气体供日常炊事使用，大大限制了生物质气化技术的应用和发展。目前燃烧再生能源颗粒生物质的环保锅炉正在国内、外广泛推广和应用，但现有的生物质锅炉还存在诸如燃烧不充分、烟气大、不够环保、热效率不高、维修不方便等问题，特别是在燃烧过程中，因生物质锅炉含有较多的氯和碱性物质，这些物质的飞灰颗粒粘结在锅炉本体上，造成锅炉的严重腐蚀，致使锅炉不到一个采暖期就无法运行使用。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种节能型生物质燃料炉，其能够将生物质粉料和生物质颗粒燃料进行充分混合燃烧，燃烧充分，热量利用率高，节能环保；且燃烧时，炉体内始终形成强度较高的循环风，避免飞灰颗粒粘结在锅炉本体上，有效延长炉体的使用寿命。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种节能型生物质燃料炉，包括：
炉体，其包括相互套设的内炉体和外炉体，且所述内炉体和所述外炉体之间的距离为16-25cm，所述内炉体为一上端开口的桶体结构；所述外炉体为一密闭筒体结构，且所述外炉体的内顶面为弧形，所述内炉体的上端开口与所述外炉体的内顶面之间的距离至少为20cm；所述外炉体的内侧壁上还设置有沿其轴向排列设置的多个开口槽，所述多个开口槽的开口正对所述内炉体的外侧壁设置，且所述多个开口槽的开口边沿与所述内炉体的外侧壁之间的最短距离为10-15cm；
可旋转炉排，其通过旋转轴可旋转的竖直设置在所述内炉体内；所述可旋转炉排包括多个燃料托盘，其为开口朝上的槽体，所述槽体的侧壁为金属板材质，所述槽体的底部为金属网结构，多个燃料托盘沿所述轴的轴向上依次间隔开排列设置，且自所述内炉体的顶部向底部，所述多个燃料托盘的金属网结构的网孔的孔径逐渐减小；成对翅片，其呈螺旋状对称设置在所述轴的两侧，且依次贯穿所述多个燃料托盘；气动生物质粉料入料管，其一端贯穿所述炉体并延伸至正对所述翅片设置，且所述气动生物质粉料入料管的一端设置在所述翅片以所述轴为圆心的旋转周缘外侧；生物质颗粒入料口，其设置在所述炉体的顶部，且所述颗粒入料口的下端正对内炉体的顶部的第一个燃料托盘；
模式水冷壁，其设置在所述内炉体的侧壁上，以及设置在所述外炉体的内侧壁和所述多个开口槽之间；
收渣槽，其可拆卸的设置在所述可旋转炉排的底部，且所述收渣槽的底面向所述炉体底部的出渣口倾斜延伸设置，且所述收渣槽的直径与所述外炉体的内直径相适应；
多个循环口，其呈环形均匀间隔开设置在靠近所述内炉体的底部的侧壁上，且在竖直方向上，所述循环口的下边沿高于所述收渣槽的上端开口，所述多个循环口正对多个开口槽的下端；
排烟口，其设置在所述外炉体的侧壁上正对相邻两个循环口的间隙处；
底座，其设置在所述内炉体和所述外炉体的底部之间，所述轴的下端可旋转的设置在所底座的中部
优选的是，可旋转炉排的多个燃料托盘的直径与所述内炉体的内直径的差值小于生物质颗粒燃料的粒径。
优选的是，还包括：稳压水泵，其设置在所述模式水冷壁的入水管上；水箱，其与所述入水管相连通；排烟管，其贯穿盘绕设置在所述水箱内；烟气过滤器，其设置在所述排烟管的出气口处。
优选的是，所述颗粒入料口为一倒扣的漏斗状结构，且所述颗粒入料口的最大内直径小于成对翅片之间的最短距离。
优选的是，所述成对翅片中任一翅片的宽度小于36cm。
优选的是，所述成对翅片中任一翅片的横截面为弧形。
优选的是，还包括：气动生物质粉料供应组件，其包括粉料机，其粉料仓与气动生物质粉料入料管的另一端相连通；气泵，其通过三通与所述炉体外侧的气动生物质粉料入料管相连通，且气泵经所述气动生物质粉料入料管向所述炉体内供气。
优选的是，气动生物质粉料入料管内的生物质粉料与气体的体积比为1:10-2:5。
优选的是，所述生物质粉料的粒径与生物质颗粒的粒径的比值为1:5-15。
本发明至少包括以下有益效果：
内炉体内设置多个带有孔径逐渐减小的燃料托盘，首先通过气动生物质粉料入料管将生物粉料和空气吹入内炉体内，吹动成对翅片带动整个炉排旋转，之后将生物质颗粒送至位于最上层的燃料托盘上进行燃烧，
燃烧至一定粒径后，由于离心力和重力作用，颗粒较小的燃料下落至第二层燃料托盘，依次下落和燃烧，直至下落至最下层的收渣槽，将灰烬排出炉体，在生物质粉料和生物质颗粒燃料燃烧过程中，热气流自内炉体上升后经，内炉体和外炉体之间的环形缝隙下行后再经循环口吹回内炉体，或者经排烟口排出炉体，因此，可以充分利用炉体内热加热模式水冷壁，使得其中的水能够迅速升温，供应热水。在实际应用中，轴与底座之间通过多个密封轴承可旋转的设置在内炉体的底部，避免灰烬落入轴承内，保持轴良好旋转特性。
综上所述，本发明的有益效果为：
与燃煤、燃油锅炉相比，本发明能够将生物质粉料和生物质颗粒燃料进行充分燃烧、充分吸热、降低使用成本，且容易着火、燃烧后灰渣少，只有5％左右，在相同采暖期或供气条件下，比电锅炉和燃气炉更经济，比燃油锅炉省一半以上成本；
经多次循环燃烧之后，可以将未燃烧的烟气颗粒最大限度燃烧掉，经省级热工测试热效率高达86％以上，因此，无需附加任何除尘、脱硫设备，直接排放，做到无烟无尘。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中所述节能型生物质燃料炉的剖面结构示意图；
图2为本发明所述可旋转炉排的俯视结构示意图；
图3为本发明的另一个实施例中所述节能型生物质燃料炉的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1、2所示，本发明提供一种节能型生物质燃料炉，包括：
炉体1，其包括相互套设的内炉体101和外炉体102，且所述内炉体和所述外炉体之间的距离为16-25cm，所述内炉体为一上端开口的桶体结构；所述外炉体为一密闭筒体结构，且所述外炉体的内顶面为弧形，所述内炉体的上端开口与所述外炉体的内顶面之间的距离至少为20cm；所述外炉体的内侧壁上还设置有沿其轴向排列设置的多个开口槽，所述多个开口槽的开口正对所述内炉体的外侧壁设置，且所述多个开口槽的开口边沿与所述内炉体的外侧壁之间的最短距离为10-15cm；可旋转炉排20，其通过旋转轴可旋转的竖直设置在所述内炉体内；所述可旋转炉排包括多个燃料托盘201，其为开口朝上的槽体，所述槽体的侧壁为金属板材质，所述槽体的底部为金属网结构，多个燃料托盘沿所述轴的轴向上依次间隔开排列设置，且自所述内炉体的顶部向底部，所述多个燃料托盘的金属网结构的网孔的孔径逐渐减小；成对翅片202，其呈螺旋状对称设置在所述轴的两侧，且依次贯穿所述多个燃料托盘；气动生物质粉料入料管103，其一端贯穿所述炉体并延伸至正对所述翅片设置，且所述气动生物质粉料入料管的一端设置在所述翅片以所述轴为圆心的旋转周缘外侧；生物质颗粒入料口104，其设置在所述炉体的顶部，且所述颗粒入料口的下端正对内炉体的顶部的第一个燃料托盘；模式水冷壁，其设置在所述内炉体的侧壁上，以及设置在所述外炉体的内侧壁和所述多个开口槽之间；收渣槽105，其可拆卸的设置在所述可旋转炉排的底部，且所述收渣槽的底面向所述炉体底部的出渣口倾斜延伸设置，且所述收渣槽的直径与所述外炉体的内直径相适应；多个循环口106，其呈环形均匀间隔开设置在靠近所述内炉体的底部的侧壁上，且在竖直方向上，所述循环口的下边沿高于所述收渣槽的上端开口，所述多个循环口正对多个开口槽的下端；排烟口107，其设置在所述外炉体的侧壁上正对相邻两个循环口的间隙处；底座108，其设置在所述内炉体和所述外炉体的底部之间，所述轴的下端可旋转的设置在所底座的中部。
在本方案中，内炉体内设置多个带有孔径逐渐减小的燃料托盘，首先通过气动生物质粉料入料管将生物粉料和空气吹入内炉体内，吹动成对翅片带动整个炉排旋转，之后将生物质颗粒送至位于最上层的燃料托盘上进行燃烧，
燃烧至一定粒径后，由于离心力和重力作用，颗粒较小的燃料下落至第二层燃料托盘，依次下落和燃烧，直至下落至最下层的收渣槽，将灰烬排出炉体，在生物质粉料和生物质颗粒燃料燃烧过程中，热气流自内炉体上升后经，内炉体和外炉体之间的环形缝隙的所述多个开口槽形成的风道下行后再经循环口吹回内炉体，或者经排烟口排出炉体，因此，可以充分利用炉体内热加热模式水冷壁，使得其中的水能够迅速升温，供应热水。在实际应用中，轴与底座之间通过多个密封轴承110可旋转的设置在内炉体的底部，避免灰烬落入轴承内，保持轴良好旋转特性。
综上所述，本发明的有益效果为：
与燃煤、燃油锅炉相比，本发明能够将生物质粉料和生物质颗粒燃料进行充分燃烧、充分吸热、降低使用成本，且容易着火、燃烧后灰渣少，只有5％左右，在相同采暖期或供气条件下，比电锅炉和燃气炉更经济，比燃油锅炉省一半以上成本；
经多次循环燃烧之后，可以将未燃烧的烟气颗粒最大限度燃烧掉，经省级热工测试热效率高达86％以上，因此，无需附加任何除尘、脱硫设备，直接排放，做到无烟无尘。
如图2所示，节能型生物质燃料炉，可旋转炉排的多个燃料托盘的直径与所述内炉体的内直径的差值小于生物质颗粒燃料的粒径。可以有效避免生物质颗粒燃料落入多个燃料托盘的边缘与内炉体内侧壁的缝隙中。
节能型生物质燃料炉，还包括：稳压水泵(图中未示出)，其设置在所述模式水冷壁的入水管上；水箱，其与所述入水管相连通；排烟管，其贯穿盘绕设置在所述水箱内；烟气过滤器，其设置在所述排烟管的出气口处。稳压水泵能够保持模式水冷壁的水压稳定，保证炉体工作稳定；排烟管内烟气经贯穿盘绕在水箱内部分管体与水箱内水体进行充分换热降温后，可去除其中的大部分烟尘，保证烟气的环保排放，避免热量损失。
如图1所示，节能型生物质燃料炉，所述颗粒入料口为一倒扣的漏斗状结构，且所述颗粒入料口的最大内直径小于成对翅片之间的最短距离。颗粒入料口可根据需要间隔或不间隔的提供生物质颗粒燃料，为了避免浪费过多热量，设置的颗粒入料口不宜过大，只要满足生物质颗粒燃料顺利落入燃料托盘即可，比如颗粒入料口的直径为20cm、15cm、甚至10cm。
如图2所示，节能型生物质燃料炉，所述成对翅片中任一翅片的宽度小于36cm。翅片的宽度只要满足，在气动生物质粉料入料管内粉料和空气混合燃料推动下相对轴旋转即可，旋转速度由进风量和进风速度控制，可以设置为0.02-0.3m/s。
节能型生物质燃料炉，所述成对翅片中任一翅片的横截面为弧形。这样的翅片可以在内炉体的轴两侧形成风道，不仅可以使得翅片受到的气动生物质粉料的推动力更大，还能够使得气动生物质粉料、空气与生物质颗粒燃料充分接触和燃烧，满足燃料燃烧需要。
如图3所示，节能型生物质燃料炉，还包括：气动生物质粉料供应组件30，其包括粉料机，其粉料仓301与气动生物质粉料入料管103的另一端相连通；气泵302，其通过三通与所述炉体外侧的气动生物质粉料入料管相连通，且气泵经所述气动生物质粉料入料管向所述炉体内供气。气泵与生物质粉料充分混合后送入内炉体内，送风同时，生物质粉料可以提高内炉体内燃料的分布均匀度，带动生物质颗粒燃料充分燃烧。
节能型生物质燃料炉，气动生物质粉料入料管内的生物质粉料与气体的体积比为1:10-2:5。
节能型生物质燃料炉，所述生物质粉料的粒径与生物质颗粒的粒径的比值为1:5-15。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种节能型生物质燃料炉，其特征在于，包括：
炉体，其包括相互套设的内炉体和外炉体，且所述内炉体和所述外炉体之间的距离为16-25cm，所述内炉体为一上端开口的桶体结构；所述外炉体为一密闭筒体结构，且所述外炉体的内顶面为弧形，所述内炉体的上端开口与所述外炉体的内顶面之间的距离至少为20cm；所述外炉体的内侧壁上还设置有沿其轴向排列设置的多个开口槽，所述多个开口槽的开口正对所述内炉体的外侧壁设置，且所述多个开口槽的开口边沿与所述内炉体的外侧壁之间的最短距离为10-15cm；
可旋转炉排，其通过旋转轴可旋转的竖直设置在所述内炉体内；所述可旋转炉排包括多个燃料托盘，其为开口朝上的槽体，所述槽体的侧壁为金属板材质，所述槽体的底部为金属网结构，多个燃料托盘沿所述轴的轴向上依次间隔开排列设置，且自所述内炉体的顶部向底部，所述多个燃料托盘的金属网结构的网孔的孔径逐渐减小；成对翅片，其呈螺旋状对称设置在所述轴的两侧，且依次贯穿所述多个燃料托盘；气动生物质粉料入料管，其一端贯穿所述炉体并延伸至正对所述翅片设置，且所述气动生物质粉料入料管的一端设置在所述翅片以所述轴为圆心的旋转周缘外侧；生物质颗粒入料口，其设置在所述炉体的顶部，且所述颗粒入料口的下端正对内炉体的顶部的第一个燃料托盘；
模式水冷壁，其设置在所述内炉体的侧壁上，以及设置在所述外炉体的内侧壁和所述多个开口槽之间；
收渣槽，其可拆卸的设置在所述可旋转炉排的底部，且所述收渣槽的底面向所述炉体底部的出渣口倾斜延伸设置，且所述收渣槽的直径与所述外炉体的内直径相适应；
多个循环口，其呈环形均匀间隔开设置在靠近所述内炉体的底部的侧壁上，且在竖直方向上，所述循环口的下边沿高于所述收渣槽的上端开口，所述多个循环口正对多个开口槽的下端；
排烟口，其设置在所述外炉体的侧壁上正对相邻两个循环口的间隙处；
底座，其设置在所述内炉体和所述外炉体的底部之间，所述轴的下端可旋转的设置在所底座的中部。
2.如权利要求1所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，可旋转炉排的多个燃料托盘的直径与所述内炉体的内直径的差值小于生物质颗粒燃料的粒径。
3.如权利要求1所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，还包括：
稳压水泵，其设置在所述模式水冷壁的入水管上；
水箱，其与所述入水管相连通；
排烟管，其贯穿盘绕设置在所述水箱内；
烟气过滤器，其设置在所述排烟管的出气口处。
4.如权利要求1所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，所述颗粒入料口为一倒扣的漏斗状结构，且所述颗粒入料口的最大内直径小于成对翅片之间的最短距离。
5.如权利要求1所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，所述成对翅片中任一翅片的宽度小于36cm。
6.如权利要求1所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，所述成对翅片中任一翅片的横截面为弧形。
7.如权利要求6所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，还包括：
气动生物质粉料供应组件，其包括粉料机，其粉料仓与气动生物质粉料入料管的另一端相连通；气泵，其通过三通与所述炉体外侧的气动生物质粉料入料管相连通，且气泵经所述气动生物质粉料入料管向所述炉体内供气。
8.如权利要求7所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，气动生物质粉料入料管内的生物质粉料与气体的体积比为1:10-2:5。
9.如权利要求8所述的节能型生物质燃料炉，其特征在于，所述生物质粉料的粒径与生物质颗粒的粒径的比值为1:5-15。
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