CN114263934B - 一种能有效防止co逸出的高效燃用型煤家用采暖炉 - Google Patents

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Abstract

一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,属于采暖炉技术领域,可解决现有燃用型煤采暖炉不能很好地适应型煤的燃烧,造成燃烧不充分,燃烧效率低,且容易出现一氧化碳逸出的问题,包括壳体,壳体内设有保温层,壳体内设有炉膛和烟道,烟道位于炉膛的顶端的一侧,炉膛和烟道与保温层之间形成水箱,壳体上设有与水箱连通的进水口和出水口,炉膛的顶部设有出火口,炉膛的一侧设有倾斜的给煤口,烟道内设有催化剂层,催化剂层的下方设有若干与水箱连通的翅片管束,烟道底部设有灰盒,炉膛内铰接有炉拱,炉膛的内壁设有全序排列的半球状凸起,炉膛底部设有炉排,炉排底部设有清灰室。本发明可促进型煤高效燃烧且防止CO逸出。

Description

一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉
技术领域
本发明属于采暖炉技术领域,具体涉及一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉。
背景技术
我国当前家用燃烧采暖炉,一般主要以煤为主要燃料,多用于无集中供暖或者不具备燃气采暖条件的农村或城乡结合部。目前市场上的采暖炉多为直烧式,燃料燃烧不充分,结果导致能源浪费严重。并且,在燃烧过程中,由于燃料的不完全燃烧或是使用者不合理地操作,会产生大量一氧化碳,对人的安全和健康有极大的威胁。
型煤是用一种或数种煤粉与一定比例的黏结剂或固硫剂在一定压力下加工形成的,具有一定形状和强度的煤炭产品。型煤优点有可以提高燃烧效率,减少能源浪费,在各种洁净煤技术中,工业型煤的能量转化率最高,达97.5%;减少环境污染,锅炉燃用型煤可以大量减少大气污染;改变单一煤种的性能缺陷,型煤的加工制造过程中,通过使用添加剂,将不同性能的煤种加以组合掺配,使粘结性指数、着火点、灰分、灰熔点、硫分、固定碳、挥发分以及发热量等指标得到改善,增加了煤的反应活性、易燃性、热稳定性,提高灰熔点。
但目前市场上的燃用型煤采暖炉中,并不能很好地适应型煤的燃烧,造成燃烧不充分,燃烧效率低,且容易出现一氧化碳逸出的情况。
发明内容
本发明针对现有燃用型煤采暖炉不能很好地适应型煤的燃烧,造成燃烧不充分,燃烧效率低,且容易出现一氧化碳逸出的问题,提供一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,可促进燃料着火、充分燃烧。
本发明采用如下技术方案:
一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,包括壳体,壳体内部敷设有一层保温材料,炉膛和烟道与保温层之间形成周界水箱,在壳体外侧壁的两端设有与水箱连通的进水口和出水口;所述炉体的中部固定有炉膛,炉膛的顶部开设有出火口,出火口上覆盖有封火盖;所述炉膛前部靠设有一倾斜给煤口,所述给煤口覆盖有给煤盖;所述炉膛后方连通烟道,所述烟道上半段装配有DNX@SCR催化剂元件,催化元件可由活动门里拿出进行更换,其下半段装设与水箱连通的翅片管束;所述烟道底部设置用于收集烟灰的灰盒,侧边设有可活动开关的清灰口;所述炉膛内部设有可以上下活动的炉拱,分为前拱和后拱,炉拱位于给煤口的上方;所述炉膛位于炉拱的下方内侧壁敷设耐火砖层,炉膛内壁面采用半径为3cm的半球状凸起形状;所述炉膛底部固定有炉排,炉排连接有摇杆,炉排下方开设有清灰室,清灰室前方开设有清灰口,清灰口由灰斗封闭。
所述烟道上半段装配有DNX®SCR催化剂元件,DNX®SCR催化剂被包在耐高温的钢制模具中,所述模具尺寸略小于烟道尺寸,使用时竖直放置在烟道中,平行于烟气流动的方向。
所述烟道的侧面在上半段位置开设可活动开关的门,用于更换催化剂元件。
所述炉膛内部设有可以上下活动的炉拱,且分为前拱和后拱。所述炉拱呈“人”字形状,前后拱的一端都穿设有旋转杆,所述旋转杆的一端延伸至保护外壳并连接有传动机构,传动机构由三个铰链结构构成,完成对炉拱角度的调节。
所述传动机构包括分别与前拱和后拱铰接的传动杆Ⅰ和传动杆Ⅱ,传动杆Ⅰ的一端和传动杆Ⅱ的一端铰接,壳体上设有滑槽,传动杆Ⅱ的另一端连接于同一点,连接点处设有推杆,推杆位于滑槽内与滑槽滑动连接;
所述前拱的长度为前拱和壳体的连接端到炉膛和烟道的连接端的距离;所述前拱和后拱的长度之和大于等于炉膛的宽度。
所述炉膛内壁面采用半径为3cm的半球状凸起形状,半球状凸起物采用全序排列。
所述烟道外壁面,贴附有CO报警器。
炉膛侧壁靠近底部设有安全阀,安全阀与水箱相连通。
本发明的有益效果如下:
1. 本发明针对型煤不易着火且燃烧不稳定的特点,该家用采暖炉在炉膛部分加装了两条炉拱,分为前拱和后拱,其作用是可以使进入炉膛的燃料得到干燥并保证进入炉膛的燃料及时着火,另一个作用是促进了炉膛内可燃气体和空气的混合,确保燃料完全燃烧。
2. 针对市面上家用采暖炉的热利用效率低、耗煤等问题,本发明炉膛内壁面采用半径为3cm的半球状凸起形状,半球状凸起物采用全序排列。在不改变炉膛内壁横截面积的情况下,使得每平方米炉膛增加80%面积,增大了辐射换热面积,提高了热利用效率,同时降低了煤耗率。
3. 针对目前市面上家用采暖炉易出现煤不完全燃烧产生大量CO,CO逸出致使人员中毒,且排放烟气中含有大量氮氧化物污染物的问题,该家用采暖炉烟道上半段装配有DNX®SCR催化剂元件,以及在烟道外壁装有CO报警器。DNX®SCR催化剂能够高效的将废气中的氮氧化合物的含量最大降低99%,并保持非常低的氨逃逸,对一氧化碳和有机挥发性物质的脱除效率也能达到99%以上,并能更高效的控制废气中SO2到SO3的转化率,特殊的三态微孔结构使得该催化剂拥有高活性的同时拥有很高的抗中毒能力。CO报警器对于避免人员一氧化碳中毒起到最后的保证和报警作用。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图;
图2为本发明的主视结构示意图;
图3为本发明的左视结构示意图;
图4为本发明的右视结构示意图;
图5为本发明的俯视结构示意图;
图6为本发明的炉膛内壁半球凸起局部示意图;
图7为本发明DNX®SCR催化剂元件的结构示意图;
图8为本发明的传动机构的状态示意图Ⅰ;
图9为本发明的传动机构的状态示意图Ⅱ;
图10为本发明的传动机构的状态示意图Ⅲ;
其中:1-壳体;2-保温层;3-炉膛;4-烟道;5-水箱;6-进水口;7-出水口;8-出火口;9-给煤口;10-催化剂层;11-翅片管束;12-灰盒;13-前拱;14-后拱;15-耐火砖层;16-炉排;17-摇杆;18-清灰室;19-活动门;20-清灰口;21-旋转杆;22-传动杆Ⅰ;23-传动杆Ⅱ;24-滑槽;25-灰斗;26-安全阀;27-推杆。
具体实施方式
结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的仅仅实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
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它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图所示,一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,包括壳体1,壳体1内部敷设有一层保温材料,炉膛和烟道与保温层之间形成周界水箱,在壳体外侧壁的两端设有与水箱连通的进水口6和出水口7;所述壳体内固定有炉膛3,炉膛3的顶部开设有出火口8,出火口8上覆盖有封火盖;所述炉膛3前部靠设有一倾斜的给煤口9,所述给煤口覆盖有给煤盖;所述炉膛后方连通烟道4,所述烟道上半段装配有DNX®SCR催化剂元件,其下半段装设与水箱连通的翅片管束;所述烟道底部设置用于收集烟灰的灰盒,侧边设有可活动开关的清灰口;所述炉膛内部设有可以上下活动的炉拱,分为前拱和后拱;所述炉膛内部敷设耐火砖,炉膛内壁面采用半径为3cm的半球状凸起形状;所述炉膛底部固定有炉排,炉排外连接驱动摇杆,炉排下方开设有清灰室,清灰室前方开设有清灰口,清灰口由灰斗封闭。
该采暖炉在一般的燃烧过程中,拉出灰斗,保证通风,将燃料从倾斜给煤口倒入,点燃后随时可以添加燃料。在炉膛中,燃料燃烧产生的热量传递给周界水箱里面的水;在烟道中,燃料燃烧产生的高温烟气自然流动通过烟道时,冲刷设置的翅片管束,给翅片管束里的水提供了热量,提高水的温度,保证供暖。在夜间等需要保温时,长时间不添加燃料的情况下,封闭灰斗减弱空气的流动,从而减慢燃烧速度。
型煤燃料在炉膛中燃烧时,燃料产生的热量主要以热传导、对流换热和辐射换热的方式传递给周界水箱中的水,所述炉膛的内壁面采用半径为3cm的半球状凸起形状,采用全序排列的方式,将炉膛内表面积提高60%~80%,强化炉膛辐射换热,提高炉膛的加热速度,降低燃料消耗量,提高能源利用效率。
如图1所示,所述炉膛内部设有可以转动的炉拱,且分为13前拱和后拱14,靠近给煤口的为后拱,所述炉拱呈“人”字形状,前后拱的一端都穿设有旋转杆,所述旋转杆的一端延伸至保护外壳并连接有传动机构。
如图8图9图10所示,针对型煤难燃,燃烧不稳定的特点,在炉膛中增设了炉拱,它能够促使炉内高温烟气在前拱区强烈旋转,形成火球。延长高温烟气在前拱区的停留时间,使烟气强烈混合,形成拱区高温,对新加入燃料引燃效果非常明显。前拱和后拱合理配合,形成一个完整的空气动力工况体系。使高温烟气充分混合,有序流动,确保燃烧工况稳定,促进燃料高效燃烧。炉拱的位置可由驱动机构进行调节。总共分为三个档位,分为“取暖”、“做饭”、“封火”。当日常取暖时,炉拱调节为“取暖”档,此时炉拱与壁面夹角呈30-40°,炉拱起到促进引燃、稳燃、燃料高效燃烧的作用;当需要做饭时,炉拱调节为“做饭”档,此时炉拱与壁面贴合,且前拱将烟道口挡住,使得火苗只向上涌出,集中火力用于对厨具的加热;当夜间或其他需要保温时,长时间不添加燃料,炉拱调节为“封火”档,此时前拱和后拱相闭合,同时封闭清灰斗,减少通风,从而减慢燃烧速度。
以上实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,包括壳体(1),壳体(1)内设有保温层(2),壳体(1)内设有炉膛(3)和与炉膛(3)连通的烟道(4),烟道(4)位于炉膛(3)的顶端的一侧,炉膛(3)和烟道(4)与保温层(2)之间形成水箱(5),壳体(1)上设有与水箱(5)连通的进水口(6)和出水口(7),炉膛(3)的顶部设有出火口(8),出火口(8)伸出壳体(1),炉膛(3)的一侧设有倾斜的给煤口(9),烟道(4)内设有催化剂层(10),催化剂层(10)的下方设有若干与水箱(5)连通的翅片管束(11),烟道(4)底部设有灰盒(12),炉膛(3)内铰接有炉拱,炉拱位于给煤口(9)的上方,所述炉拱包括前拱(13)和后拱(14),炉膛(3)的内壁设有全序排列的半球状凸起,炉膛(3)位于炉拱的下方内侧壁设有耐火砖层(15),炉膛(3)底部设有炉排(16),炉排(16)连接有摇杆(17),炉排(16)底部设有清灰室(18);
所述进水口(6)位于靠近炉膛(3)的壳体(1)的顶部,出水口(7)位于靠近烟道(4)的壳体(1)的侧壁;
所述出火口(8)的顶部设有封火盖;
所述给煤口(9)的顶部设有煤盖;
所述催化剂层(10)包括耐高温的钢制模具,钢制模具内设有DNX®SCR催化剂,所述钢制模具的外径小于烟道(4)的内径,所述催化剂层(10)的方向平行于烟气流动的方向;
所述壳体(1)上设有用于更换催化剂层(10)的活动门(19);
所述壳体(1)靠近灰盒(12)的一侧设有可活动开关的清灰口(20);
其特征在于:所述前拱(13)和后拱(14)的一端分别设有旋转杆(21),旋转杆(21)的一端延伸至壳体(1)并连接有传动机构,所述传动机构包括分别与前拱(13)和后拱(14)铰接的传动杆Ⅰ(22)和传动杆Ⅱ(23),传动杆Ⅰ(22)的一端和传动杆Ⅱ(23)的一端铰接,壳体(1)上设有滑槽(24),传动杆Ⅱ(23)的另一端连接于同一点,连接点处设有推杆(27),推杆(27)位于滑槽(24)内与滑槽(24)滑动连接;所述前拱(13)的长度为前拱(13)和壳体(1)的连接端到炉膛(3)和烟道(4)的连接端的距离;所述前拱(13)和后拱(14)的长度之和大于等于炉膛(3)的宽度。
2.根据权利要求1所述的一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,其特征在于:所述清灰室(18)内设有灰斗(25)。
3.根据权利要求1所述的一种能有效防止CO逸出的高效燃用型煤家用采暖炉,其特征在于:所述烟道(4)的外侧壁设有CO报警器,炉膛(3)侧壁靠近底部设有安全阀(26),安全阀(26)与水箱(5)连通。
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