CN110081467B - 一种生物质燃烧炉及地源热能系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物质燃烧设备领域，特别涉及一种生物质燃烧炉及地源热能系统，包括：炉体，内部具有燃烧腔，顶部设有放料孔；炉盖，封闭或开启所述放料孔；分隔环，设置于炉体内，将所述燃烧腔分隔成上腔、下腔；燃烧筒，设置于所述下腔内，且镂空设置；导热孔，设置于所述分隔环上侧的所述炉体侧壁上；分隔件，包括搭接在所述分隔环上的分隔篦、与所述分隔篦相连的连接筒，所述连接筒的下端穿过所述分隔篦并与所述燃烧筒活动套接，上端与所述导热孔对齐连接，本发明可充分的燃烧生物质燃料，降低排放物中的可燃物，高效的利用生物质，有效的解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种生物质燃烧炉及地源热能系统

技术领域

本发明涉及生物质燃烧设备领域，特别涉及一种生物质燃烧炉及地源热能系统。

背景技术

作为农林大国，我国每年都会产生大量的秸秆、锯末等生物质燃料。目前，在对生物质燃料燃烧利用时，多采用普通燃烧炉进行燃烧，采用该种方式，生物质材料在燃烧时，常常会出现燃烧不充分、浓烟等现象，对环境造成影响，尤其是生物质燃料产生的浓烟中，存在着可燃粉尘、焦油、一氧化碳、NH₃等可燃物质，使得现有的生物质燃烧存在排放的烟气难以处理、热量利用率较低的问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生物质燃烧炉及地源热能系统，可充分的燃烧生物质燃料，降低排放物中的可燃物，高效的利用生物质，有效的解决了现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种生物质燃烧炉，包括：炉体，内部具有燃烧腔，顶部设有放料孔；炉盖，封闭或开启所述放料孔；分隔环，设置于炉体内，将所述燃烧腔分隔成上腔、下腔；燃烧筒，设置于所述下腔内，且镂空设置；导热孔，设置于所述分隔环上侧的所述炉体侧壁上；分隔件，包括搭接在所述分隔环上的分隔篦、与所述分隔篦相连的连接筒，所述连接筒的下端穿过所述分隔篦并与所述燃烧筒活动套接，上端与所述导热孔对齐连接。

进一步的，所述连接筒镂空设置。

进一步的，所述连接筒朝向所述导热孔一端设有滑槽，所述导热孔上侧炉体内壁上设有滑轨。

本发明还提供了一种地源热能系统，包括如上述中任意一项所述的燃烧炉，所述燃烧炉的外侧还设有外壁，所述外壁与所述炉体之间构成换热介质的存放空间。

进一步的，所述地源热能系统还包括：地源热泵组件，包括室外换热单元、室内换热单元、热泵机组，所述室外换热单元为设置于所述存放空间内的换热器。

进一步的，所述燃烧炉还包括：下篦，设置于所述分隔环的下侧，所述下篦下侧的所述下腔构成燃灰腔；导灰管，与所述燃灰腔的底部连通，且斜向外延伸出所述炉体的外侧；导灰管道，竖直的设置于所述炉体的一侧，并与所述导灰管的下端连通；集灰槽，顶部开放设置，且滑动的设置于所述导灰管道内，所述集灰槽设置于所述导灰管道的底部时，所述导灰管位于所述集灰槽的上侧。

进一步的，所述下篦上设有与所述燃烧筒连通的通孔，所述下篦和所述燃烧筒均呈圆台形。

进一步的，所述燃烧炉还包括：第一点燃管道，由所述炉体外伸入所述炉体内且，与所述燃烧筒底部连通；第二点燃管道，在所述炉体外与所述第一点燃管道连通，并向上延伸。

进一步的，所述第一点燃管道的下壁镂空设置。

进一步的，所述下篦上设有通孔，所述燃烧筒的下端在所述通孔处连接，以使得所述通孔与所述燃烧筒内部连接，所述第一点燃管道的上壁与所述下篦连接，下壁沿朝向所述炉体内侧的方向向下倾斜设置，且在所述通孔下侧的所述第一点燃管道下壁形成有弧形槽。

本发明的有益效果在于，本发明提供了一种生物质燃烧炉及地源热能系统，可充分的燃烧生物质燃料，降低排放物中的可燃物，高效的利用生物质，有效的解决了现有技术中存在的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大结构示意图。

图3为本发明一实施例的结构示意图。

其中：1、炉体；2、炉盖；3、分隔环；4、燃烧筒；5、导热孔；6、分隔篦；7、连接筒；8、滑槽；9、滑轨；10、外壁；11、室外换热单元；12、室内换热单元；13、热泵机组；14、下篦；15、导灰管；16、导灰管道；17、集灰槽；18、第一点燃管道；19、第二点燃管道；20、通孔；21、弧形槽；22、上腔；23、下腔；24、燃灰腔；25、高温区域；26、封闭板；27、挡灰门；28、调节阀。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明中，提供了一种生物质燃烧炉，包括：炉体1，内部具有燃烧腔，顶部设有放料孔；炉盖2，封闭或开启所述放料孔；分隔环3，设置于炉体1内，将所述燃烧腔分隔成上腔22、下腔23；燃烧筒4，设置于所述下腔23内，且镂空设置；导热孔5，设置于所述分隔环3上侧的所述炉体1侧壁上；分隔件，包括搭接在所述分隔环3上的分隔篦6、与所述分隔篦6相连的连接筒7，所述连接筒7的下端穿过所述分隔篦6并与所述燃烧筒4活动套接，上端与所述导热孔5对齐连接。

本发明的生物质燃烧炉在使用时，首先将炉盖2提起，再将分隔件提起，然后再将生物质燃料置于下腔23内，在下腔23内充满生物质燃料后，再将分隔件安装在分隔环3上，并使得连接筒7与导热孔5之间对齐连通，然后，再向上腔22内放入生物质燃料，最后再扣合上炉盖2。然后再由燃烧筒4处点燃生物质燃料，此时下腔23处燃烧筒4处的生物质燃料首先被点燃，产生的烟气由连接筒7传递到导热孔5处，在进一步的燃烧过程中，分隔件上侧的生物质燃料被点燃，使得分隔件上侧的生物质燃料向下形成反烧，同时分隔件下侧的生物质燃料燃烧，使得分隔件处的空间受到上下侧生物质燃料同时燃烧加热，形成高温区域25，相较于普通的燃烧炉，在高温区域25处的温度更高，因此在生物质燃料燃烧时，所产生的可燃粉尘、焦油、一氧化碳、NH₃等可燃物质，在经过连接筒7、导热孔5排出前，需经过高温区域25处，在高温区域25处再次彻底的燃烧，从而可以降低导热孔5排出烟气中的可燃气体、可燃物，即可提高生物质燃料的燃烧效率，还可提高环保性。

由此不难看出，本发明的燃烧炉，再经由燃烧筒4处点燃时，虽在点燃初期，在分隔件处形成的高温区域25较小或者尚未形成高温区域25，但一旦分隔件上下两侧的生物质燃料同时点燃，即可形成分隔件处的高温区域25，即可达到燃烧更加彻底、排出烟气更加环保的效果。

需要说明的是，本发明中所适用于的生物质燃料，优选的选用农作物秸秆，例如玉米秸秆，为了提高燃烧炉的生物质燃料的容量，同时便于向炉体1内放置生物质燃料，可将秸秆粉碎成生物质后装成袋，形成生物质料包，在使用时，仅需将生物质燃料包放入炉体1内即可。

为了便于将炉盖2安装或取下，在优选的实施例中，还可在炉盖2上设置挂环；相应的，还可在分隔件上安装挂环。

进一步的优化之处在于，所述连接筒7镂空设置。由此可以使得燃烧产生的烟气在燃烧筒4内流动时，可使得上腔22处的生物质燃烧产生的高温进一步的对连接筒7内的烟气进行高温燃烧处理。

在优选的实施例中，为了便于放置分隔件，进一步的优化之处在于，所述燃烧炉还包括设置于所述分隔件上的第一导向部，设置于所述炉体1内的第二导向部，所述第一导向部和所述第二导向部在竖直方向上滑动配合，以使得所述分隔件滑动至搭接在所述分隔环3上时，所述连接筒7与所述导热孔5对齐连接。

具体的说，所述第一导向部为设置于所述连接筒7朝向所述导热孔5一端的滑槽8，所述第二导向部为设置于所述导热孔5上侧炉体1内壁上的滑轨9。

在本实施方式中，分隔环3形成与炉体1的内壁上，且同样的镂空设置，其主要作用是供分隔件搭接放置。

本发明还提供了一种地源热能系统，其包括如上述燃烧炉，所述燃烧炉的外侧还设有外壁10，所述外壁10与所述炉体1之间构成换热介质的存放空间。

由于本发明的燃烧炉需要放置生物质燃料使用，生物质燃料的单位体积下放热量较小，因此本发明的燃烧炉在实际应用时，体积往往较大，一次放料较多，相对来说放料较为繁琐，因此在本发明的地源热能系统中，可将燃烧炉设置于地下，以解决燃烧炉体1积过大的问题，同时，通过设置外壁10，可在外壁10和炉体1之间设置换热介质，可在燃烧炉内生物质燃料在燃烧时，不仅可放热供暖，换热介质还可吸收存储热量，以在燃烧炉内的生物质燃料燃烧完全后，还可通过换热介质放热，向外界提供热量，以满足取暖需求。例如，在某一工况下，燃烧炉内装满生物质燃料后，可燃烧约3小时，在不采用换热介质的工况下，需3小时左右添加一次生物质燃料，并还需再次点火，采用了换热介质的工况下，可在生物质燃料燃烧完后，通过换热介质向外界提供热量数小时。

而且，通过将生物质燃烧炉设置于地下，还可降低炉体1自身向空气中的热量损耗。

当然，将燃烧炉埋在地下仅是本发明的优选实施例，此并不作为对本发明的使用方式的限制，本发明也可应用于地表以上。

在优选的实施例中，所述地源热能系统还包括：地源热泵组件，包括室外换热单元11、室内换热单元12、热泵机组13，所述室外换热单元11为设置于所述存放空间内的换热器。

由此在使用时，通过设置了地源热泵组件，将换热介质的热量输送到室内，供取暖用。尤其是可通过调节热泵组件，控制室内换热单元12向室内供暖的温度，使用更加方便，而且，可通过地源热泵组件，高效的利用换热介质的热量。

在优选的实施例中，换热介质可用水、导热油等，而且，为了防止热量损失，可将外壁10设置成保温材料的外壁10。

或者，作为可替换的实施例中，可直接将外壁10与室外换热单元11连通，使得外壁10与炉体1之间整体的构成室外换热单元11，换热介质构成热泵组件内的换热介质。

本发明中所采用的地源热泵组件，可采用现有技术中的地源热泵组件。

为了方便使用，进一步的优化之处在于，所述燃烧炉还包括：

下篦14，设置于所述分隔环3的下侧，所述下篦14下侧的所述下腔23构成燃灰腔24；

导灰管15，与所述燃灰腔24的底部连通，且斜向外延伸出所述炉体1的外侧；

导灰管道16，竖直的设置于所述炉体1的一侧，并与所述导灰管15的下端连通；

集灰槽17，顶部开放设置，且滑动的设置于所述导灰管道16内，所述集灰槽17设置于所述导灰管道16的底部时，所述导灰管15位于所述集灰槽17的上侧。

由此可以通过下篦14分隔处燃灰腔24，将燃烧产生的灰烬由导灰管15导出，并通过集灰槽17收集灰烬，在集灰槽17装满灰烬时，可将集灰槽17提起，将灰烬倒掉，在优选的实施例中，导灰管道16可为钢制管道，在使用时，直接埋在地下，或者，可直接在地下留设导灰槽，在导灰槽内通过建筑材料建设导灰管道16，例如混凝土。

而且，为了在燃烧时，防止由导灰管15、导灰管道16向炉体1内通风，防止炉体1内出现扬灰现象，本发明中，如图3所示，还可在导灰管道16的顶部扣合设置封闭板26；或者，如图1所示，也可在导灰管15中设置挡灰门27，可在需要将燃灰腔24和导灰管15中的灰烬排出时，将挡灰门27打开，在不需要排灰时，将挡灰门27关闭，具体的，可使得挡灰门27的顶端与导灰管15转动连接，在并在挡灰门27的外侧设置挂钩，在正常状态下，挡灰门27与导灰管抵接，封闭导灰管，在挡灰门27上侧的灰烬足够多时，将挡灰门拉开，将灰烬排下。

对于本发明其他实施例的燃烧炉中，对于燃烧产生的灰烬，可由炉体1顶部的开孔中取出，也可采用导灰管15排出。

在优选的实施例中，如图3所示，所述下篦14上设有与所述燃烧筒4连通的通孔20，所述下篦14和所述燃烧筒4均呈圆台形。通过如此设置，在下篦14处进入的空气能够沿着下篦14底面斜向上进入燃烧筒4，在燃烧筒4处燃烧向上吸气时，相较于下篦14为平面时，空气在下篦14处的流动阻力更低，有利于向炉体1内供气。而且，燃烧筒4呈圆台形，可在燃烧时，燃烧筒4处燃烧产生的部分燃烧灰烬直接由燃烧筒4的镂空处落下，便于快速的向燃灰腔24排灰，从而防止燃灰在竖直方向上堆积板结，防止燃灰焦结。

为了便于点火，所述燃烧炉还包括：第一点燃管道18，由所述炉体1外伸入所述炉体1内且，与所述燃烧筒4底部连通；第二点燃管道19，在所述炉体1外与所述第一点燃管道18连通，并向上延伸。由此可以在点火时，第一点燃管道18和第二点燃管道19之间构成点火的通道，由于第二点燃管道19向上延伸，可延伸出地表的外侧，从而可以在点燃时，通过第二点燃管道19通入点燃物，使得点燃物能够通过第二点燃管道19、第一点燃管道18通入燃烧筒4处，引燃燃烧筒4处的生物质燃料。而且，在燃烧过程中，还可通过第一点燃管道18、第二点燃管道19向燃烧筒4处供入空气，以向燃烧炉供氧，在进一步优化之处在于，可在第二点燃管道19上设置调节气流的装置，以调节向炉体1内供氧量，进而调节炉体1内生物质燃料的燃烧；具体的，可设置与第二点燃管道19顶端螺纹旋合连接的调节阀28，以调节风量。

在点燃生物质燃料时，可将引火用的引火材料做成球状，可在第二点燃管道19的上端口处点燃后，由第二点燃管道19、第一点燃管道18中滚入燃烧筒4内。具体的，可选用硬纸团等点火物质。

当然，对于本发明其他实施例中的燃烧炉中，还可设置专用的供气管道向燃烧炉内通入空气。例如，可通过供气管与燃烧筒4连通，供气管伸出炉体1的外侧。

进一步的优化之处在于，所述第一点燃管道18的下壁镂空设置。由此可以防止第一点燃管道18中集聚灰烬，还可便于向燃烧筒4内通入空气。

进一步的优化之处在于，所述下篦14上设有通孔20，所述燃烧筒4的下端在所述通孔20处连接，以使得所述通孔20与所述燃烧筒4内部连接，所述第一点燃管道18的上壁与所述下篦14连接，下壁沿朝向所述炉体1内侧的方向向下倾斜设置，且在所述通孔20下侧的所述第一点燃管道18下壁形成有弧形槽21。通过将第一点燃管道18的下壁倾斜设置，可便于点火物在第一点燃管道18中滚动至燃烧筒4的下侧，尤其是通过弧形槽21，可保证点火物处于燃烧筒4的整下方，从而可以保证点火物在燃烧筒4处点燃生物质燃料，进而可以使得火焰向上蔓延，快速的点燃分隔件上侧的生物质燃料，从而可以使得整个燃烧炉内，快速达到分隔件上下两侧的生物质燃料同时燃烧的状态，从而可以快速的行程中部的高温区域25。

具体的实施例中，第一点燃管道18下壁可由若干个钢条构成，在燃烧筒4下侧的钢条呈弧状，以构成弧形槽21。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种生物质燃烧炉，包括：

炉体，内部具有燃烧腔，顶部设有放料孔；

炉盖，封闭或开启所述放料孔；

分隔环，设置于炉体内，将所述燃烧腔分隔成上腔、下腔；

燃烧筒，设置于所述下腔内，且镂空设置；

导热孔，设置于所述分隔环上侧的所述炉体侧壁上；

分隔件，包括搭接在所述分隔环上的分隔篦、与所述分隔篦相连的连接筒，所述连接筒的下端穿过所述分隔篦并与所述燃烧筒活动套接，上端与所述导热孔对齐连接；

所述连接筒镂空设置；

所述连接筒朝向所述导热孔一端设有滑槽，所述导热孔上侧炉体内壁上设有滑轨。

2.一种地源热能系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的燃烧炉，所述燃烧炉的外侧还设有外壁，所述外壁与所述炉体之间构成换热介质的存放空间。

3.根据权利要求2所述的一种地源热能系统，其特征在于，所述地源热能系统还包括：

地源热泵组件，包括室外换热单元、室内换热单元、热泵机组，所述室外换热单元为设置于所述存放空间内的换热器。

4.根据权利要求2所述的一种地源热能系统，其特征在于，所述燃烧炉还包括：

下篦，设置于所述分隔环的下侧，所述下篦下侧的所述下腔构成燃灰腔；

导灰管，与所述燃灰腔的底部连通，且斜向外延伸出所述炉体的外侧；

导灰管道，竖直的设置于所述炉体的一侧，并与所述导灰管的下端连通；

集灰槽，顶部开放设置，且滑动的设置于所述导灰管道内，所述集灰槽设置于所述导灰管道的底部时，所述导灰管位于所述集灰槽的上侧。

5.根据权利要求4所述的一种地源热能系统，其特征在于，所述下篦上设有与所述燃烧筒连通的通孔，所述下篦和所述燃烧筒均呈圆台形。

6.根据权利要求4所述的一种地源热能系统，其特征在于，所述燃烧炉还包括：

第一点燃管道，由所述炉体外伸入所述炉体内且，与所述燃烧筒底部连通；

第二点燃管道，在所述炉体外与所述第一点燃管道连通，并向上延伸。

7.根据权利要求6所述的一种地源热能系统，其特征在于，所述第一点燃管道的下壁镂空设置。

8.根据权利要求7所述的一种地源热能系统，其特征在于，所述下篦上设有通孔，所述燃烧筒的下端在所述通孔处连接，以使得所述通孔与所述燃烧筒内部连接，所述第一点燃管道的上壁与所述下篦连接，下壁沿朝向所述炉体内侧的方向向下倾斜设置，且在所述通孔下侧的所述第一点燃管道下壁形成有弧形槽。