CN113078849B - 一种燃烧发电炉及其发电和充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃烧发电炉及其发电和充电方法，涉及生物质燃料燃烧发电技术领域，包括：炉体，设于炉体上的气口，用于流通气体；设于炉体上的燃料入口；设于炉体上的开口，用于安装热电转换器；热电转换器，包括与热电转换器的热端连接的导热件，和与热电转换器的冷端连接的散热件；所述导热件位于炉体内；所述散热件位于炉体外；开口高于燃料入口。针对生物质发电效率低的技术问题，它可以提高发电效率。

Description

一种燃烧发电炉及其发电和充电方法

技术领域

本发明涉及生物质燃料燃烧发电技术领域，具体涉及一种燃烧发电炉及其发电和充电方法。

背景技术

人们的衣食住行均和电能息息相关，各类器具均需电能供电方可正常工作。在难以获得电能的地区活动时，如野外，生物质发电是快速获取电能的可靠方式。生物质发电利用生物质燃烧产生的热量，根据温差发电原理，将热能转换成电能。生物质燃烧产生有毒有害气体，在电能充足的环境中被限制使用，但在一些难以获取电能的地区仍在大量使用。因此，提高生物质发电效率具有重要意义。

中国发明专利，授权公告号：CN106471314AB；公开日：2017-03-01；公开了一种便携式燃烧设备，所述便携式燃烧设备提供更清洁的燃烧、通过风扇的使用提供更有效的整体燃烧并提供作为烤架顶的烹饪表面，所述风扇将气流的预定体积引导在可燃典型燃料木材或相似的纤维素基生物固体上方。所述燃烧设备具有燃烧室，燃料源放置在所述燃烧室内燃烧。将封闭TEG的外壳安装到所述燃烧室的侧面，所述TEG基于相反两侧的温差产生电气输出。将导热探头和导热探头底座单元安装在所述TEG外壳上并经过小通道往所述燃烧室内突出。该方案中，热量散失量大，仍存在发电效率低的问题。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对生物质发电效率低的技术问题，本发明提供了一种燃烧发电炉及其发电和充电方法，它可以提高发电效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种燃烧发电炉，包括：炉体，设于炉体上的气口，用于流通气体；设于炉体上的燃料入口；设于炉体上的开口，用于安装热电转换器；热电转换器，包括与热电转换器的热端连接的导热件，和与热电转换器的冷端连接的散热件；所述导热件位于炉体内；所述散热件位于炉体外；开口高于燃料入口。

可选的，所述炉体上均匀设有用于安装热电转换器的开口。

可选的，还包括灰斗，所述的灰斗可活动的设于炉体底部。

可选的，还包括罩体，所述罩体设于热电转换器外侧，固定于炉体上。

可选的，还包括烹饪支撑件，所述烹饪支撑件设于炉体的顶部。

可选的，所述散热件的一端设有冷却液入口，所述散热件的另一端设有冷却液出口。

可选的，所述热电转换器还包括温差发电片，所述温差发电片的热端与导热件连接，温差发电片的冷端与散热件连接，所述温差发电片的输出端与储能控制器连接。

可选的，所述热电转换器还包括与炉体固定连接的安装件，所述安装件一侧设有导热件，所述安装件另一侧与温差发电片的热端连接。

可选的，还包括冷却液容器，所述冷却液容器，分别与所述冷却液出口和冷却液入口连通。

可选的，所述罩体上设有通孔，任一罩体的面板上设有接线口、冷却液出口管道接口和冷却液入口管道接口。

可选的，所述温差发电片的热端和冷端均设有温度传感器，所述温度传感器与储能控制器连接。

可选的，所述储能控制器包括控制器、DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二；所述DCDC转换器一的输出端与储能电池输入端连接，储能电池输出端与DCDC转换器二的输入端连接，所述DCDC转换器二的输出端设有若干充电接口；所述DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二均与控制器连接。

可选的，还包括风机，所述风机设于气口处，所述风机通过风机开关与DCDC转换器二的输出端连接，所述风机开关与控制器连接。

可选的，还包括柜体，所述柜体用于承载冷却液容器和储能控制器。

一种燃烧发电方法，其特征在于，根据以上任一项所述的一种燃烧发电炉，包括：导热件吸收燃料在炉体中燃烧产生的热量；传递到热电转换器的热端；与热电转换器的冷端存在温差；热电转换器产生电能。

一种燃烧发电炉的充电方法，其特征在于，根据以上所述的一种燃烧发电方法，包括：热电转换器产生的电能为电器设备充电。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

燃料入口用于方便向炉体内投放生物质燃料，固体燃料，如柴禾，煤块等，燃料入口中可投放的燃料种类是多样的，不受本实施例列举所限；以使燃料在炉体内燃烧，气口用于流通气体，这些气体为燃烧提供助燃气体如空气，氧气等。

导热件吸收炉体内因燃烧产生的热量，传至热电转换器的热端，和与热电转换器的冷端连接的散热件一起，以使热电转换器自身形成温差，输出电能；实现燃烧发电。

导热件设于炉体内，可充分的，直接的吸收炉体内燃烧产生的热量；散热件位于炉体外，以便使热电转换器的冷端和热端之间产生较大的温差，从而提高热电生产效率，燃料从燃料入口处进入到炉体内后燃烧，燃烧产生的热量释放出来，开口高于燃料入口，通过开口，导热件安装于炉体内，位于燃烧产生的火焰上方，一方面火焰上方温度高，热量高；另一方面燃烧使周遭气体温度升高，向上移动；这两方面均可让开口对应的炉体空间中的热量相较于其他位置的热量尤为充足；导热件可充分吸收热量，最大程度降低热量的损失，从而提高热电产生效率。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种燃烧发电炉的实施方式之一。

图2为本发明实施例提出的一种燃烧发电炉的实施方式之二。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-2，一种燃烧发电炉，包括：炉体1，设于炉体1上的气口102，用于流通气体；设于炉体1上的燃料入口103；设于炉体1上的开口104，用于安装热电转换器4；热电转换器4，包括与热电转换器4的热端连接的导热件41，和与热电转换器4的冷端连接的散热件405；所述导热件41位于炉体1内；所述散热件405位于炉体1外；开口104高于燃料入口103。

燃料入口103用于方便向炉体1内投放生物质燃料，固体燃料，如柴禾，煤块等，燃料入口103中可投放的燃料种类是多样的，不受本实施例列举所限；以使燃料在炉体1内燃烧，气口102用于流通气体，这些气体为燃烧提供助燃气体如空气，氧气等。气口102位于燃料入口103下方，用于为燃料提供充分助燃气体，以使燃料与助燃气体充分接触，实现充分燃烧，热量充分发挥。如图1所示，燃料入口103处设有燃料投放件1031，呈桶状，如方形桶，圆形等，燃料投放件1031的轴线与炉体1轴线呈夹角状，以使燃料投放件1031与炉体1形成坡度，当燃料进入燃料投放件1031的开口，通过燃料入口103进入到炉体1中时，可依靠燃料投放件1031的坡度顺利滑入炉体1内，此外，因燃料投放件1031上的开口距离炉体1仍有一定的长度和距离，那么在通过燃料投放件1031的开口投放燃料时，可减少或避免在投放燃料时，因炉体1发热所带来的烫伤等危险情况发生；换言之，燃料投放件1031的存在为本实施例技术方案的使用提供了安全距离。

导热件41吸收炉体1内因燃烧产生的热量，传至热电转换器4的热端，和与热电转换器4的冷端连接的散热件405一起，以使热电转换器4自身形成温差，输出电能；实现燃烧发电。

导热件41设于炉体1内，可充分的，直接的吸收炉体1内燃烧产生的热量；散热件405位于炉体1外，以便使热电转换器4的冷端和热端之间产生较大的温差，从而提高热电生产效率，燃料从燃料入口103处进入到炉体1内后燃烧，燃烧产生的热量释放出来，开口104高于燃料入口103，通过开口104，导热件41安装于炉体1内，位于燃烧产生的火焰上方，一方面火焰上方温度高，热量高；另一方面燃烧使周遭气体温度升高，向上移动；这两方面均可让开口104对应的炉体1空间中的热量相较于其他位置的热量尤为充足；导热件41可充分吸收热量，最大程度降低热量的损失，从而提高热电产生效率。

容易想到的是，炉体1需采用耐高温材质制作而成，炉体1顶部可放置烹饪器具，在发电的同时，还可充分利用燃烧产生的热量进行烹饪。燃料入口103处设有与竖直面呈一定斜角的料斗，以便燃料从燃料入口103受重力作用，顺利进入炉体1内。炉体1底部设有底座6，用于稳固支撑炉体1。

作为本实施例可选的实施方式为，所述炉体1上均匀设有用于安装热电转换器4的开口104。通过安装多个热电转换器4，以充分吸收炉体1内燃烧产生的热量，提高热电生成效率。

作为本实施例可选的实施方式为，还包括灰斗5，所述的灰斗5可活动的设于炉体1底部。

灰斗5用于收集燃烧产生的灰烬，灰斗5与炉体1之间的可活动的方式，便于倾倒燃烧产生的灰烬。灰斗5包括用于装载灰烬的斗体501和设于斗体501上的手柄502，通过手柄502可将灰斗5相对于炉体1推进和拉出。手柄502可以是环形，也可以是柱状等，方便握持即可。炉体1上设有灰斗口101，用于为推进和拉出灰斗5提供入口空间。

作为本实施例可选的实施方式为，还包括罩体2，所述罩体2设于热电转换器4外侧，固定于炉体1上。

罩体2用于保护热电转换器4免受外部磕碰导致的破损等情况发生，延长热电转换器4使用寿命，降低热电转换器4的维修周期。罩体2结构，如图，可以与炉体1形状相似，为柱状，罩体2两端与炉体1固定连接。

作为本实施例可选的实施方式为，还包括烹饪支撑件3，所述烹饪支撑件3设于炉体1的顶部。烹饪支撑件3可以用于支撑锅，如图，包括依次连接的支撑件一301和支撑件二302，支撑件一301和支撑件二302所形成的烹饪支撑件3的结构形态，与锅底部形状贴合，用于支撑锅具。烹饪支撑件3还可以用于放置烤架等。罩体2顶部设有翻边204，翻边204上设有用于固定安装支撑件一301和支撑件二302的安装孔一214，方便固定支撑件一301和支撑件二302。

作为本实施例可选的实施方式为，所述散热件405的一端设有冷却液入口44，所述散热件405的另一端设有冷却液出口45。分别用于冷却液的进出，以使散热件45起到对热电转换器4散热的作用，确保热电转换器4的冷端和热端保持温差，持续产生电能。

作为本实施例可选的实施方式为，所述热电转换器4还包括温差发电片404，所述温差发电片404的热端与导热件41连接，温差发电片404的冷端与散热件405连接，所述温差发电片404的输出端与储能控制器连接。以使温差发电片404存在温差，输出电能。如图温差发电片404的一侧与导热件41贴合，另一侧与散热件405贴合，以使温差发电片404形成温差，产生电能。

作为本实施例可选的实施方式为，所述热电转换器4还包括与炉体1固定连接的安装件402，所述安装件402一侧设有导热件41，所述安装件402另一侧与温差发电片404的热端连接。炉体1上设有安装孔二11，安装孔二11和螺栓等固定构件配合，以使罩体2安装于炉体1上。炉体1上还设有安装孔三12，安装孔三12和螺栓等固定构件配合，以使导热件41固定安装于炉体1上。

安装件402作为整个热电转换器4的载体，通过安装件402固定连接在炉体1上，如图，安装件402覆盖在开口104上，以使安装件402的导热件41可穿过开口104深入到炉体1内，安装件402的周边设有若干固定位41，固定位41通过螺钉固定在炉体1上。导热件401可以为凸起状，还可以是柱状等，可充分吸收炉体1内的热量。

作为本实施例可选的实施方式为，还包括冷却液容器，所述冷却液容器，分别与所述冷却液出口45和冷却液入口44连通。用于更换冷却液，确保温差发电片404的热端和冷端存在温差，产生电能。

作为本实施例可选的实施方式为，所述罩体2上设有通孔，任一罩体2的面板203上设有接线口23、冷却液出口管道接口21和冷却液入口管道接口22。

便于管道和接线的集中维护和管理，方便安装，同时也使走线简洁。通孔可利用自然气体对流的方式对温差发电片404起到散热的作用。

作为本实施例可选的实施方式为，所述温差发电片404的热端和冷端均设有温度传感器，所述温度传感器与储能控制器连接。所述控制器一方面用于监控温差发电片404热端和冷端的温度变化。

作为本实施例可选的实施方式为，所述储能控制器包括控制器、DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二；所述DCDC转换器一的输出端与储能电池输入端连接，储能电池输出端与DCDC转换器二的输入端连接，所述DCDC转换器二的输出端设有若干充电接口；所述DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二均与控制器连接。从而实现经过温差发电产生的电能，可输出不同等级的电压值为不同的用电设备供电。

作为本实施例可选的实施方式为，还包括风机，所述风机设于气口102处，所述风机通过风机开关与DCDC转换器二的输出端连接，所述风机开关与控制器连接。通过控制器控制风机开关的打开或关闭，实现风机向炉体1内吸入空气，促进燃烧的作用。

作为本实施例可选的实施方式为，还包括柜体，所述柜体用于承载冷却液容器和储能控制器。将柜体与炉体1分离，可将电和热隔离开来，确保安全使用，且集成度高，便于携带和搬运，降低损毁风险，可反复长久使用。接线口23用于通过线缆24，冷却液出口管道接口21和冷却液入口管道接口22分别通过冷却液管道25，冷却液管道25和线缆24均位于柜体中，冷却液容器上设有进口61和出口62，分别连通冷却液管道25，用于为冷却液出口45和冷却液入口44连通。用于更换冷却液，确保温差发电片404的热端和冷端存在温差，产生电能。柜体上设有扇片63，用于和柜体配合支撑固定冷却液容器，并实现与储能控制器的物理隔离。

实施例2

一种燃烧发电方法，根据实施例1中任一项技术方案所述的一种燃烧发电炉，包括：导热件401吸收燃料在炉体1中燃烧产生的热量；传递到热电转换器4的热端；与热电转换器4的冷端存在温差；热电转换器4产生电能。

实施例3

一种燃烧发电炉的充电方法，根据实施例2中任一技术方案所述的一种燃烧发电方法，包括：热电转换器4产生的电能为电器设备充电。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃烧发电炉，其特征在于，包括：

炉体，设于炉体上的气口，用于流通气体；设于炉体上的燃料入口；设于炉体上的开口，用于安装热电转换器；热电转换器，包括与热电转换器的热端连接的导热件，和与热电转换器的冷端连接的散热件；所述导热件位于炉体内；所述散热件位于炉体外；开口高于燃料入口，气口位于燃料入口下方；还包括罩体，所述罩体设于热电转换器外侧，固定于炉体上；还包括烹饪支撑件，所述烹饪支撑件设于炉体的顶部；所述散热件的一端设有冷却液入口，所述散热件的另一端设有冷却液出口；所述热电转换器还包括温差发电片，所述温差发电片的热端与导热件连接，温差发电片的冷端与散热件连接；所述热电转换器还包括与炉体固定连接的安装件，所述安装件一侧设有导热件，所述安装件另一侧与温差发电片的热端连接；还包括冷却液容器，所述冷却液容器，分别与所述冷却液出口和冷却液入口连通；所述罩体上设有通孔，任一罩体的面板上设有接线口、冷却液出口管道接口和冷却液入口管道接口。

2.根据权利要求1所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，还包括灰斗，所述的灰斗可活动的设于炉体底部。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，所述温差发电片的输出端与储能控制器连接。

4.根据权利要求1所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，所述温差发电片的热端和冷端均设有温度传感器，所述温度传感器与储能控制器连接。

5.根据权利要求3所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，所述储能控制器包括控制器、DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二；所述DCDC转换器一的输出端与储能电池输入端连接，储能电池输出端与DCDC转换器二的输入端连接，所述DCDC转换器二的输出端设有若干充电接口；所述DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二均与控制器连接。

6.根据权利要求4所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，所述储能控制器包括控制器、DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二；所述DCDC转换器一的输出端与储能电池输入端连接，储能电池输出端与DCDC转换器二的输入端连接，所述DCDC转换器二的输出端设有若干充电接口；所述DCDC转换器一、储能电池和DCDC转换器二均与控制器连接。

7.根据权利要求5所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，还包括风机，所述风机设于气口处，所述风机通过风机开关与DCDC转换器二的输出端连接，所述风机开关与控制器连接。

8.根据权利要求1所述的一种燃烧发电炉，其特征在于，还包括柜体，所述柜体用于承载冷却液容器和储能控制器。

9.一种燃烧发电方法，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的一种燃烧发电炉，包括：

导热件吸收燃料在炉体中燃烧产生的热量；

传递到热电转换器的热端；与热电转换器的冷端存在温差；

热电转换器产生电能。

10.一种燃烧发电炉的充电方法，其特征在于，根据权利要求9所述的一种燃烧发电方法，包括：热电转换器产生的电能为电器设备充电。

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