CN209588102U - 芯炭环保节能炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种芯炭环保节能炉。燃烧炉有筒状的炉体及炉膛、炉排、炉盖和烟道，燃烧炉的外面有一燃料罐，燃烧炉的炉膛与燃料罐间由连通管相连，燃料罐上端设进料口，进料口设密封盖，罐内下部装平置的绞龙，绞龙轴的一端穿过燃料罐通过传动机构与电机相传动，另一端进入连通管。有益效果是：燃料罐填充的燃料可定时陆续输送到燃烧炉内，可实现缓慢燃烧，热量损失极小，长时间持续供热。燃烧时部分热量进入燃料罐，使燃料碳化，产生的燃气进入燃烧炉助燃，经碳化的焦油等有害物质大多结焦凝固，排放量显著降低。玉米芯替代煤炭附加值大幅提高，等于增加了农民的收入。可望成为农户或小型单位寒季取暖供热的必备用具。

Description

芯炭环保节能炉

技术领域

本实用新型涉及一种民用炉具，即一种芯炭环保节能炉。

背景技术

我国北方盛产玉米，玉米的副产品玉米芯产量很大。目前，玉米芯多用来做取暖的燃料，少量用作工业原料。后者售价很低，农民受益较少。用做燃料替代煤炭的价值较高，可是，由于没有适用的炉具，玉米芯燃料的潜能没有得到充分的发挥。现有以玉米芯为燃料的炉具就是普通的燃烧炉，这种炉具均有砖泥砌筑或钢板围成的筒状炉体，筒内为燃烧室，也称炉膛。炉膛上有炉盖和烟道，下有进风的炉排。有的炉体还用双层铁皮围成盛水的空腔，通过出水管和进水管与室内的暖气片形成循环回路。这种炉具的优点是通风好，火势旺盛，放热快。其缺点是燃料燃烧太快，热效率低，许多热量以及焦油、二氧化硫等有害物质从烟道排到大气，污染环境。由于燃烧快，火势猛，持续时间短，需要人工不断的填充，既浪费人力，又浪费燃料，而燃烧的急火只适于烧水烹饪，而不适于房屋的取暖。为了解决这个问题，近年市场上先后推出多种生物质气化炉，这些炉具都是把生物质燃料放在一个气化室内，在控制氧气供应量的情况下低氧燃烧，气化室外通过循环水向居室供热，低氧燃烧使燃料裂解出可燃气体，可燃气体输送到燃气灶具燃烧。这种炉具虽然控制了生物质的燃烧速度，可是，由于氧气供应量及燃烧状态不易控制，低氧燃烧产生的热量往往不能满足供热的需要，加之产气效率低，不足以即产即用，需要添加药剂助燃。因而除少数具有储气设施的大型成套设备以外，用于农户及单位的小型气化炉具均已退出了市场，玉米芯的利用问题仍然没有得到很好的解决。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种以玉米芯为燃料，火势可急可缓，特别适用于恒定持续供热，且不用频繁填充，能够实现整日无人值守自动工作，燃料燃烧充分，热效率高，有害排放显著降低的芯炭环保节能炉。

上述目的是由以下技术方案实现的：提出一种芯炭环保节能炉，包括一个燃烧炉，燃烧炉有筒状的炉体及炉膛、炉排、炉盖和烟道，其特点是：所述燃烧炉的外面有一个燃料罐，燃烧炉的炉膛与燃料罐之间由连通管相连，燃料罐上端设有进料口，进料口上设有可开关的密封盖，罐内下部装有平置的绞龙，绞龙轴的一端穿过燃料罐通过传动机构与电机相传动，另一端进入连通管。

所述绞龙有绞龙轴和外面盘绕的螺旋片，螺旋片在燃料罐内部分为间断的齿状片，在连通管内的螺旋片为连续片，且螺旋片的直径与连通管的内径为小间隙配合。

所述螺旋片的直径与连通管的内径的小间隙≤40mm，所述连通管的长度≤300mm。

所述绞龙轴接近燃烧炉的一端设有拨爪，拨爪的主体是一支细杆，外端倾斜延伸且有小段弯折。

所述燃料罐的密封盖与进料口之间设有弹性密封垫。

所述密封盖的上面设有压紧架，所述压紧架有两支立板，立板下端固定在密封盖两侧的燃料罐外面，立板中上部开有开口，开口内配装一支压杆，压杆的中部设有螺孔，螺孔内配装一支螺杆，螺杆上端固连一支平置的手柄。

所述燃烧炉的炉膛一侧设有除渣口，除渣口上设有密封门。

所述燃烧炉相对炉排下方位置设有除灰口，除灰口上设有密闭门。

所述传动机构是在电机的输出端与绞龙轴之间设有减速器，所述电机设有自动控制装置，减速器的壳体高度密封，且与燃料罐之间密闭连接。

燃烧炉和燃料罐配有一套调火器，调火器有一个盛水的水箱，水箱下面安装有两支水管，分别进入燃烧炉和燃料罐，水管上均装有阀门，水管外端装有多孔的雾化喷头。

本实用新型的有益效果是：燃料罐填充的燃料可定时陆续输送到燃烧炉内，控制燃烧炉的进风量即可实现缓慢燃烧，热量损失极小，且可以长时间持续供热。燃烧同时部分热量进入燃料罐，使燃料罐内的燃料在缺氧条件下碳化，产生的燃气进入燃烧炉助燃，经碳化的焦油等有害物质大部分结焦凝固，排放量显著降低。玉米芯替代煤炭附加值大幅提高，等于增加了农民的收入。可望成为农户或小型单位寒季取暖供热的必备用具。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的部件绞龙的主视图；

图3是第一种实施例的部件燃烧炉的后视图；

图4是第二种实施例的部件燃料罐的主视图；

图5是第三种实施例的部件燃烧炉的主视图；

图6是第四种实施例的主视图；

图7是第四种实施例的部件调火器的主视图；

图8是第四种实施例的调火器的自动控制框图。

图中可见：燃烧炉1，炉盖1-1，炉膛1-2，烟道1-3，炉排1-4，除渣口1-5，除灰口1-6，密封门1-7，密闭门1-8，燃料罐2，进料口2-1，密封盖2-2，电机2-3，减速器2-4，绞龙2-5，绞龙轴2-6，螺旋片2-7，齿状片2-8，连续片2-9，拨爪2-10，压紧架2-11，密封垫2-12，立板2-13，压杆2-14，螺孔2=15，螺杆2-16，手柄2-17，连通管3，调火器4，水箱4-1，水管4-2，阀门4-3，雾化喷头4-4，水泵4-5。

具体实施方式

第一种实施例：图1介绍了一种芯炭环保节能炉，包括一个燃烧炉1，燃烧炉1有筒状的炉体及炉盖1-1、炉膛1-2、炉排1-4和烟道1-3，与普通燃烧炉不同的是：燃烧炉1的外面还有一个燃料罐2，燃料罐2的体积最好大于燃烧炉1。燃烧炉与燃料罐之间由连通管3相连，连通管3一端接入燃料罐的下部，另一端接入燃烧炉的炉膛。燃料罐上端设有进料口2-1，进料口2-1上设有可开关的密封盖2-2，燃料罐内下部装有平置的绞龙2-5，绞龙的绞龙轴2-6的一端穿过燃料罐通过传动机构与电机2-3相传动，另一端进入连通管3。

使用时，把玉米芯装满燃料罐2，密封盖2-2关闭，整个罐内为密闭的缺氧环境。开动电机2-3，绞龙转动，把玉米芯推入燃烧炉1。点燃燃烧炉内的玉米芯，通过控制燃烧炉的进风量，即可得到急火或慢火。急火用来烧水煮饭炒菜，慢火用来取暖。在燃烧的同时，部分热量由连通管3进入燃料罐2，使罐内的玉米芯点燃，由于燃料罐密闭性好，少量存氧很快耗尽，而燃烧炉内有火，从燃烧炉进来的氧气难以进入燃料罐，燃料罐内的玉米芯就会在低氧高温状态下进入碳化过程，期间裂解的少量可燃气体通过连通管进入燃烧炉参与燃烧，使燃烧炉的急火更急，慢火不灭，大幅提高了燃烧炉的工作性能。经过碳化的玉米芯陆续推入燃烧炉，使燃烧炉持续燃烧，而炭燃烧的过程中排放极少，环保效果非常可观。在供热时段，室外气温-15℃以下，燃料罐填装10kg玉米芯，750瓦电机1小时仅需要开动5秒钟左右，60—80平米室温即可保持在16—20℃。据实验测算，使用这种炉具，3吨玉米芯可以替代1吨优质煤，1吨优质煤价值700—800元，质量较差的煤炭还需要300—400元/吨。而玉米芯作糠醛原料收购价仅30—40元/吨，3吨价值90—120元，可见以玉米芯为燃料大幅增加了附加值，相当于减少了农民的支出，增加了农民的收入。

为了提高绞龙的推送性能，还可以对绞龙的结构进行改进。如图2所示，所述绞龙2-5有一支绞龙轴2-6，绞龙轴外面盘绕的螺旋片2-7，螺旋片在燃料罐内的部分为间断的齿状片2-8，在连通管内的螺旋片为不间断的连续片2-9。间断的螺旋片能够更好的接纳玉米芯，即喂入性能好。同时，还能够把较长的玉米芯切断，防止玉米芯蓬堵，保证玉米芯顺利进入连通管。而后面连续的螺旋片，既可以更好的推送玉米芯，又可以充满连通管，防止燃烧炉内的火焰和氧气进入燃料罐。

为了进一步防止燃烧炉的火焰进入燃料罐，螺旋片2-7的直径与连通管3的内径采用小间隙配合，连通管的长度也需要限制在一定的范围内。通过大量实验确定的参数为：小间隙≤40mm，以20mm为宜，连通管的长度≤300mm。

为了进一步加强绞龙的推送性能，在绞龙轴接近燃烧炉的一端设有拨爪2-10，拨爪的主体是一支细杆，外端倾斜延伸且有小段弯折。在绞龙轴转动的同时，拨爪2-10可以把进入炉膛的玉米芯进一步推向核心区，并且具有一定的挑空作用，使燃烧更加均

显然，要更好的控制燃烧炉的燃烧状态，必须控制炉体的密闭性能。可是，炉体一侧需要除渣，需要开有除渣口1-5。为此，燃烧炉炉膛一侧的除渣口上设有密封门1-7。结合图3可见，密封门上下两侧设有滑道，密封门可以根据需要抽拉，完全关闭时密封性能良好。

同理，燃烧炉相对炉排下方位置设有除灰口1-6，除灰口1-6上设有密闭门1-8。密闭门一侧有转轴与燃烧炉相连，可以绕转轴打开，关闭时有压条卡在卡口上，密闭效果很好。

此外，出渣口和除灰口也是两个进风口，适当打开或者调整两个口的密闭程度，可以控制炉内的氧气量，使燃料在所需要的状态下持续燃烧。

所述传动机构是设在电机2-3的输出端与绞龙轴2-6之间的减速器2-4，减速器的壳体高度密封，且与燃料罐之间密闭连接，以限制空气进入燃料罐，确保燃料罐内的玉米芯处于无氧或低氧高热状态。实验证明，在这种状态下，玉米芯在碳化过程中，还会形成大量黑色的固体物，主要成分为焦油和硫化物，说明这种炉具可以大幅降低有害物质的排放。

所述电机2-3设有自动控制装置，可以按照事先确定的参数自动定时开动。因此类自动控制装置为市售商品，故不详细叙述。

此外，还可以在燃料罐的外面增设水套，回收热量，进一步提高热效率。

第二种实施例：在第一种实施例的基础上改进。如图4所示，所述燃料罐2的密封盖2-2与进料口2-1之间设有弹性较好的密封垫2-12。这样，在密封盖关闭时，即可实现高度密封，防止空气进入罐内。这里的密封垫可见采用石棉等耐火材料制作，也可以采用罐内形成的黑色固体物制作。实验证明，所述黑色固体物仍然是可燃物，但需要较高的温度。例如在燃烧罐内的火焰上也会进一步燃烧，可是，密封盖下面的温度不高，这种密封垫不会燃烧，可以长期使用。

为了进一步增强密封盖的压力，在密封盖的上面设有压紧装置。显然这种压紧装置可以有多种，图4中例举一种压紧架2-11。压紧架有两支立板2-13，立板下端固定在密封盖两侧的燃料罐外面，立板中上部开有开口，开口内配装一支压杆2-14，压杆的中部设有螺孔2-15，螺孔内配装一支螺杆2-16，螺杆上端固连一支平置的手柄2-17。使用时，转动手柄，使螺杆下行，即可压紧密封盖。反之，螺杆上行即可卸下密封盖，填装燃料或清理管内沉积物。

第三种实施例：在前述实施例的基础上改进。主要是改进了除渣口和除灰口的位置以及炉排的形状。如图5所示，除渣口1-5，和除灰口1-6也是设在燃烧炉的侧壁上，外面也设有密封门1-7和密闭门1-8，其改进是：除渣口和除灰口都设在连通管3的下方。这样做的好处是，使进入的助燃风直接吹到玉米芯下落之处，使之立即燃烧，制造一个燃烧比较充分的发火点。随后进入的玉米芯会堆积滑落到风量较小的位置，在发火点的烤灼下就会持续缓慢燃烧。

此外，这里的炉排1-4也只有一小段，保留在连通管端口的下面，其他范围可以是密闭的，也可以是空隙较少的底面，当然最好是倾斜的锥面。进一步增强了这个范围的燃烧条件，以保证炉内总有一块燃烧点，倾斜的锥面可以更好的向炉排输送灰烬。

第四种实施例：在前述实施例的基础上改进。从前述实施例可以看出，为了适应供热的需要，炉具必须具有控制燃烧状态特别是缓慢燃烧的性能。无论是燃烧炉还是燃料罐，都需要控制燃烧的速度，才能达到稳定供热、提高热效率、减少燃料消耗、降低排放的目的。为此，本例在原有的基础上增加了一套调火器4，如图6所示，调火器4有一个盛水的水箱4-1，水箱下面安装有水管4-2，水管分别进入燃料罐2和燃烧炉1，水管上装有阀门4-3，水管外端装有多孔的雾化喷头4-4。当燃烧炉1内的燃烧状态超过预定指标，即燃烧太快的时候，或者当燃料罐2内的碳化过程超过预定的要求，特别是出现过度燃烧的时候，打开阀门，喷入水雾，即可调整碳化速度以及燃烧状态。这个方式与控制进风的方式相结合，会产生更好的效果。此外，这种方式还能够降低气体的挥发，减少有害物的排放。

在此基础上，图7介绍了一种更加优化的方式，所述阀门采用电机带动的水泵4-5，并且设有图8所示的自动控制装置，即在燃烧炉和燃料罐内据设有温度传感器，温度传感器采集的温度数据传给控制器，控制器按照事先确定的程序，控制水泵的动作。这样，即可在温度超标时，或温度变化速率超标时，开动水泵，进行定时定量的喷淋，即可调整燃烧炉或燃料罐内的燃烧状态，使之在最佳的状态下完成换热过程。

Claims (10)

1.一种芯炭环保节能炉，包括一个燃烧炉（1），燃烧炉（1）有筒状的炉体及炉膛（1-2）、炉排（1-4）、炉盖（1-1）和烟道（1-3），其特征是：所述燃烧炉（1）的外面有一个燃料罐（2），燃烧炉（1）的炉膛（1-2）与燃料罐（2）之间由连通管（3）相连，燃料罐（2）上端设有进料口（2-1），进料口（2-1）上设有可开关的密封盖（2-2），罐内下部装有平置的绞龙（2-5），绞龙轴（2-6）的一端穿过燃料罐（2）通过传动机构与电机（2-3）相传动，另一端进入连通管（3）。

2.根据权利要求1所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述绞龙（2-5）有绞龙轴（2-6）和外面盘绕的螺旋片，螺旋片（2-7）在燃料罐（2）内部分为间断的齿状片（2-8），在连通管（3）内的螺旋片（2-7）为连续片（2-9），且螺旋片（2-7）的直径与连通管（3）的内径为小间隙配合。

3.根据权利要求2所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述螺旋片（2-7）的直径与连通管（3）的内径的小间隙≤40mm，所述连通管（3）的长度≤300mm。

4.根据权利要求1所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述绞龙轴（2-6）接近燃烧炉（1）的一端设有拨爪（2-10），拨爪（2-10）的主体是一支细杆，外端倾斜延伸且有小段弯折。

5.根据权利要求1所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述燃料罐（2）的密封盖（2-2）与进料口（2-1）之间设有弹性密封垫（2-12）。

6.根据权利要求5所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述密封盖（2-2）的上面设有压紧架（2-11），所述压紧架（2-11）有两支立板（2-13），立板（2-13）下端固定在密封盖（2-2）两侧的燃料罐（2）外面，立板（2-13）中上部开有开口，开口内配装一支压杆（2-14），压杆（2-14）的中部设有螺孔（2-15），螺孔（2-15）内配装一支螺杆（2-16），螺杆（2-16）上端固连一支平置的手柄（2-17）。

7.根据权利要求1所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述燃烧炉（1）的炉膛（1-2）一侧设有除渣口（1-5），除渣口（1-5）上设有密封门（1-8），燃烧炉（1）相对炉排（1-4）下方位置设有除灰口（1-6），除灰口（1-6）上设有密闭门（1-7）。

8.根据权利要求7所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述除渣口（1-5）和出渣门以及除灰口（1-6）和除灰门设在连通管（3）下方的燃烧炉（1）侧壁上。

9.根据权利要求8所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：所述传动机构是在电机（2-3）的输出端与绞龙轴（2-6）之间设有减速器（2-4），所述电机（2-3）设有自动控制装置，减速器（2-4）的壳体高度密封，且与燃料罐（2）之间密闭连接。

10.根据权利要求1所述的芯炭环保节能炉，其特征在于：燃烧炉（1）和燃料罐（2）配装一套调火器（4），调火器（4）有一个盛水的水箱（4-1），水箱下面安装有两支水管（4-2），分别进入燃烧炉（1）和燃料罐（2），水管上均装有阀门（4-3），水管外端装有多孔的雾化喷头（4-4）。