CN108386873A - 一种可自发电的自运行采暖炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自发电的自运行采暖炉，包括炉体、热机转换装置、发电机和蓄电池，炉体内部设有炉膛，其顶部设自动进料机构，其底部设点火机构、助燃机构和排烟机构；热机转换装置包括外燃机主体和与其连接的集热器管、散热器；集热器管设置在炉体侧壁夹层中，其出入口与外燃机主体热缸出入口连接，散热器出入口与外燃机主体冷缸出入口连接；发电机与外燃机主体连接并由其带动发电，为各用电机构供电；蓄电池用于为该采暖炉的启动提供启动电能。本发明采用自发电方式实现该采暖炉的独立自运行，摆脱了外部电源的束缚，扩大了适用范围。该采暖炉结构紧凑，体积小易移动，能实现采暖、供电、水加热等用途，属于简便实用、环保的多功能采暖设备。

Description

一种可自发电的自运行采暖炉

技术领域

本发明涉及采暖炉技术领域，特别是涉及一种可自发电的自运行采暖炉。

背景技术

我国的大部分地区在冬季都需要采用供暖设备进行供暖。目前，在城市，由于人口集中，多采用集中采暖方式和近几年发展起来的分散的空调、空气能和壁挂炉采暖方式，这几种方式均需要大量的电能和燃气消耗。

在我国北方广袤的乡村，人口居住分散，很难采用集中供暖的方式。大多是采用分散的燃煤炉采暖方式采暖。这种采暖方式多采用自然燃烧的方法，由于燃烧不充分，会浪费大量的能源，也会造成严重的环境污染。

现有的采暖炉有多种形式，并且近年来也得到很大改进，采用助燃方式的炉具越来越多，使燃料能充分燃烧，但其受限于炉具需要外部的电力供应，一旦停电，炉具就无法正常燃烧和供热。遇到特殊场合，特别是没有电力供应的场合，该采暖炉就不能使用。并且受固定安装的影响，在非采暖季，炉具也不好移除，影响空间使用。

鉴于以上问题，本发明要创设一种可自发电的自运行采暖炉，使其能自动发电，并通过自发电能实现自动运行，方便移动，可以作为野外生存装备使用,能适应各种场合的采暖及供电需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可自发电的自运行采暖炉，使其利用生物质燃料或其他可燃烧物质采暖和发电，能完全通过自发电实现自主运行，并通过自发电实现对外部设备的供电，能适应各种场合的采暖要求，从而克服现有的采暖炉的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可自发电的自运行采暖炉，包括炉体、热机转换装置、发电机和蓄电池；

所述炉体内部设有炉膛，所述炉体的顶部设有自动进料机构，所述炉体的底部设有点火机构、助燃机构和排烟机构；

所述热机转换装置包括外燃机主体和与其连接的集热器管、散热器，所述集热器管设置在所述炉体侧壁夹层中，其出入口与所述外燃机主体的热缸出入口连接，所述散热器的出入口与所述外燃机主体的冷缸出入口连接；

所述发电机与所述外燃机主体连接，并由其带动发电，所述发电机产生的电能为所述自动进料机构、点火机构、助燃机构以及排烟机构供电；

所述蓄电池，用于为所述自动进料机构、点火机构、助燃机构以及排烟机构提供启动电能。

作为本发明的一种改进，所述外燃机主体采用斯特林式发动机主体，所述发动机主体的热缸所用工质为氦气、氢气或空气，所述散热器通过散热风机散热。

进一步改进，所述自动进料机构包括储料仓、进料螺旋杆和进料电机，所述储料仓的底部开设有出料口，所述进料螺旋杆位于所述出料口处，并在所述进料电机的带动下，实现向所述炉膛内部的进料。

进一步改进，所述点火机构采用电阻丝加热方式。

进一步改进，所述助燃机构包括助燃风机和助燃通道，所述助燃通道将所述助燃风机产生的助燃气体从所述炉膛底部吹入；

所述排烟机构包括排烟风机和排烟管道，所述排烟管道用于将所述炉膛上部的烟气引入所述排烟风机，并由所述排烟风机将烟气排出所述炉体。

进一步改进，所述排烟风机处还设置有负离子吸附净化单元。

进一步改进，所述炉体的底部还设有用于通入燃气或燃油的进气管道，所述点火机构采用用于点燃所述进气管道通入的燃气或燃油的电火花点火机构，所述电火花点火机构包括用于判断燃料是否被点燃的火焰检测单元。

进一步改进，还包括控制器，所述控制器与所述自动进料机构、点火机构、助燃机构、排烟机构、发电机以及蓄电池连接。

进一步改进，还包括水暖循环机构，所述水暖循环机构包括由水管循环连接的水箱、循环泵和若干散热片，所述散热器设置在所述水箱内部，所述循环泵与所述控制器连接。

进一步改进，还包括热电温差发电片和用于调节所述热电温差发电片与所述炉体外侧壁之间间隙的自动调节机构，所述自动调节机构与所述控制器连接。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明可自发电的自运行采暖炉通过采暖炉体与斯特林式发动机和发电机的配合，实现热发电，并为机器本身持续提供所用电能。在蓄电池启动下，能实现自动运行。该自运行采暖炉不用借助外接电力，就能实现全自动供电并自主运行，还可以为外部设备或电网输出电能。

本发明可自发电的自运行采暖炉结构紧凑，体积小，移动灵活，属于一种取暖炉与直热机的有机结合体，并且可利用多种能源材料，所以适合用于多种场合，如在野外场合使用时，可以不用水暖循环机构，能起到防冻采暖、提供电能的作用，不需采暖时可以随时停机，节省能源避免浪费。本发明通过对农业副产品燃料的利用，在解决乡村取暖问题的同时又可实现避免农业副产品燃料的浪费，还可以有效的减少环境污染。

本发明可自发电的自运行采暖炉的散热器采用水暖循环机构散热，散热效率更高，又由于采用可拆卸结构，利于根据实际环境调节，灵活方便。

本发明可自发电的自运行采暖炉还可以采用热电温差发电片进行发电，实现该采暖炉的无噪音运行。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明可自发电的自运行采暖炉采用风暖方式的结构示意图。

图2是本发明可自发电的自运行采暖炉采用水暖方式的结构示意图。

图3是本发明可自发电的自运行采暖炉的工作原理示意图。

具体实施方式

参照附图1至2所示，本发明可自发电的自运行采暖炉，包括炉体1、热机转换装置、发电机6和蓄电池。

本实施例中该炉体1内部设有炉膛2，用于燃料的燃烧，该自运行采暖炉可以采用多种能源材料做为燃料，如燃油、燃气、生物能和能提供燃烧热能的其他热能能源。

该炉体1的顶部设有自动进料机构。该自动进料机构包括储料仓5、进料螺旋杆4和进料电机3。该储料仓5的底部开设有出料口，该进料螺旋杆4位于该出料口处，并在该进料电机3的带动下，实现向该炉膛2内部的进料。该自动进料机构用于向炉膛内提供植物秸秆等生物质燃料。

该炉体1的底部设有点火机构10、助燃机构和排烟机构。该点火机构10可采用能点燃生物质燃料的电阻丝结构，采用电加热方式实现燃料的燃烧启动。该助燃机构包括助燃风机9和助燃通道，该助燃通道将该助燃风机9产生的助燃气体从该炉膛底部吹入，用于提高生物质燃料的燃烧质量，减少污染物的排放。该排烟机构包括排烟风机12和排烟管道。该排烟管道用于将该炉膛2上部的烟气引入该排烟风机12，并由该排烟风机12将烟气排出该炉体1。

为了减少污染物的排放，该排烟风机12处还设置有负离子吸附净化单元18，用于采用负离子吸附原理对燃烧后的烟气进行净化处理，使排放气体洁净，达到环保要求。

进一步改进，该炉体1的底部还设有用于通入燃气或燃油的进气管道11，用于为炉膛2内部提供供燃烧的燃气或燃油，利于富有燃气或燃油的区域使用该自运行采暖炉。与该进气管道11相配套的点火机构10还包括电火花点火机构，以点燃该进气管道通入的燃气或燃油。该电火花点火机构包括火焰检测单元。该火焰检测单元，用于自动识别燃料是否被点燃，起到自动判断该点火机构启闭的作用。

本实施例中该热机转换装置包括外燃机主体7和与其连接的集热器管13、散热器8。该外燃机主体7采用斯特林式发动机主体。该集热器管13设置在该炉体1的侧壁夹层中，最优采用多层环绕方式设置，其出入口与该斯特林式发动机主体的热缸出入口连接，该发动机主体的热缸和集热器管中所用工质为氦气、氢气或空气；该散热器8的出入口与该斯特林发动机主体的冷缸出入口连接。

本实施例中该发电机6与该外燃机主体7连接，并由其带动发电，其产生的电能可直接为上述自动进料机构、点火机构、助燃机构以及排烟机构供电，以实现该采暖炉的自动运行，还可以储存在蓄电池中，也可以为外部设备或市电网直接供电。

该蓄电池，用于为该采暖炉的启动提供电能。该蓄电池还与发电机6连接，用于存储该发电机6产生的电能。

本发明中该散热器8可以通过散热风机散热，同时实现该采暖炉的风暖效果，如附图1所示。

该采暖炉还可采用水暖循环机构为该散热器8进行散热，该水暖循环机构包括由水管15循环连接的水箱14、循环泵17和若干散热片16，该散热器8设置在该水箱14内部。这样在循环泵17的作用下该散热器8周围的热水被带入若干散热片16中，通过若干散热片16被分散设置在不同地点进行辐射散热，冷却后的水再循环进入水箱14，实现对散热器的水冷效果，同时达到该采暖炉的水暖效果，如附图2所示。较优为，该水箱14采用可拆卸的冷却水箱结构，有利于该水暖循环机构在固定场合使用，不用时，方便拆除。

进一步改进，该自运行采暖炉还可以包括与蓄电池连接的热电温差发电片，将该热电温差发电片设置在炉体1的外侧壁周围，通过炉体1辐射或传导的热量利用半导体温差发电原理进行发电。较优实施例为，该自运行采暖炉还包括用于调节该热电温差发电片与该炉体外侧壁之间间隙的自动调节机构。该自动调节机构能根据炉体温度，利用步进电机自动调节该发电片与炉体1的贴合成度，来达到控制受热面温度的目的，克服热电温差发电片受极限热温度的限制导致损坏和效率不高的缺陷。利用该热电温差发电片的最大优点在于无噪音，减少噪音污染。

本发明还为了实现全自动化运行目的，该采暖炉还包括控制器。该控制器与上述的自动进料机构中的进料电机、点火机构中的电阻丝结构或电火花点火机构、助燃机构中的助燃风机、排烟机构中的排烟风机和负离子吸附净化单元、散热风机、水暖循环机构中的循环泵、自动调节机构中的步进电机、发电机以及蓄电池连接。该采暖炉在实际使用时，根据实际情况，由该控制器实现对上述各部件的启停控制，完成该采暖炉的自动化运行。

本发明的控制器还可以配置远程控制单元，该远程控制单元与控制器无线连接，能实现该采暖炉的自动开机、监测、调节温度等功能，从而实现提前预热的作用。

参照附图3所示，本发明可自发电的自运行采暖炉的工作原理为：通过控制器利用蓄电池中预先存储的电能实现炉体的进料、点火、助燃和排烟净化，实现炉膛内燃料的充分燃烧，通过集热器管对燃料燃烧产生热量的吸收，启动斯特林发动机将热能转换成机械能，再通过发电机将机械能转换为电能，将产生的电能用于该采暖炉各用电机构的持续自动运行；与此同时，通过散热风机对散热器实现散热，达到该采暖炉的风暖效果；或者通过水暖循环机构对散热器实现水冷散热，达到该采暖炉的水暖效果。

本发明自运行采暖炉利用自发电系统如：外燃机和热电温差发电片，把采暖炉体产生的热能再次利用，转换为电能，再利用产生的电能去驱动该采暖炉中用电设备的运行。该发明摆脱了外部电源的束缚，有效的减化了采暖炉的使用条件，扩大了适用范围。并且可适用多种燃料，如生物质燃料、煤、气、油等可燃材料，又由于助燃机构和负离子吸附净化单元的作用，实现有氧助燃，负离子吸附净化除尘，提高燃烧质量，减少污染排放，有利环保。

本发明体积小，结构简单，便于移动，易于安装，能实现采暖、供电、水加热等多种用途，是一种简便、实用、环保的多功能采暖设备。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可自发电的自运行采暖炉，其特征在于，包括炉体、热机转换装置、发电机和蓄电池；

所述炉体内部设有炉膛，所述炉体的顶部设有自动进料机构，所述炉体的底部设有点火机构、助燃机构和排烟机构；

所述热机转换装置包括外燃机主体和与其连接的集热器管、散热器，所述集热器管设置在所述炉体侧壁夹层中，其出入口与所述外燃机主体的热缸出入口连接，所述散热器的出入口与所述外燃机主体的冷缸出入口连接；

所述发电机与所述外燃机主体连接，并由其带动发电，所述发电机产生的电能为所述自动进料机构、点火机构、助燃机构以及排烟机构供电；

所述蓄电池，用于为所述自动进料机构、点火机构、助燃机构以及排烟机构提供启动电能。

2.根据权利要求1所述的自运行采暖炉，其特征在于，所述外燃机主体采用斯特林式发动机主体，所述发动机主体的热缸所用工质为氦气、氢气或空气，所述散热器通过散热风机散热。

3.根据权利要求1所述的自运行采暖炉，其特征在于，所述自动进料机构包括储料仓、进料螺旋杆和进料电机，所述储料仓的底部开设有出料口，所述进料螺旋杆位于所述出料口处，并在所述进料电机的带动下，实现向所述炉膛内部的进料。

4.根据权利要求1所述的自运行采暖炉，其特征在于，所述点火机构采用电阻丝加热方式。

5.根据权利要求1所述的自运行采暖炉，其特征在于，所述助燃机构包括助燃风机和助燃通道，所述助燃通道将所述助燃风机产生的助燃气体从所述炉膛底部吹入；

所述排烟机构包括排烟风机和排烟管道，所述排烟管道用于将所述炉膛上部的烟气引入所述排烟风机，并由所述排烟风机将烟气排出所述炉体。

6.根据权利要求5所述的自运行采暖炉，其特征在于，所述排烟风机处还设置有负离子吸附净化单元。

7.根据权利要求1所述的自运行采暖炉，其特征在于，所述炉体的底部还设有用于通入燃气或燃油的进气管道，所述点火机构采用用于点燃所述进气管道通入的燃气或燃油的电火花点火机构，所述电火花点火机构包括用于判断燃料是否被点燃的火焰检测单元。

8.根据权利要求1至7任一项所述的自运行采暖炉，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述自动进料机构、点火机构、助燃机构、排烟机构、发电机以及蓄电池连接。

9.根据权利要求8所述的自运行采暖炉，其特征在于，还包括水暖循环机构，所述水暖循环机构包括由水管循环连接的水箱、循环泵和若干散热片，所述散热器设置在所述水箱内部，所述循环泵与所述控制器连接。

10.根据权利要求8所述的自运行采暖炉，其特征在于，还包括热电温差发电片和用于调节所述热电温差发电片与所述炉体外侧壁之间间隙的自动调节机构，所述自动调节机构与所述控制器连接。