節能爐的製作方法

2023-08-11 18:49:56 2

專利名稱：節能爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種爐具，具體指一種節能爐。
背景技術：
現有的爐(或灶)品種繁多，它通常包括有爐體、位於爐體內的燃燒室和與燃燒室相通的加料通道。同時在爐體內還設置有水箱，如中國專利授權公告號為CN201606905U和中國專利授權公告號為CN201844426U均公開了具體的爐(或灶)裝置。但無論結構如何，按其燃料的燃燒方式可分為篝火式燃燒、蠟燭式燃燒和平推式燃燒。其中的篝火式燃燒下部是燃燒區，即自下而上的區域分別是炭化區、燃燒區和燃料區，炭化區和燃燒區溫度較高，火焰向上經過燃料區，高溫氣體會把新添加的或未燃燒的大量燃料加熱汽化，進而使新添加的或未燃燒的大量燃料參與燃燒，此時由於燃燒區的高溫氣體含氧量低，使被汽化的可燃氣體因空氣明顯不足而無法正常燃燒，導致大量游離碳產生，此時會出現黑煙或形成黃焰，這時火焰溫度低，能源浪費明顯。故這種篝火式燃燒，具有燃燒速度快、不易控制，燃料很快被燃盡的特點，上述公告號為CN201844426U的專利文獻中所披露的灶具就是採用篝火式燃燒的結構。而蠟燭式燃燒是從上往下燃燒，即自上而下依次為燃燒區、炭化區、熔化汽化區和燃料區，其中燃料區溫度較低，炭化區和燃燒區溫度較高，熔化汽化區的溫度接近炭化區和燃燒區的溫度，火焰是邊燃燒邊加熱下面的燃料，這種燃燒方式能源浪費小，汽化的可燃氣體大部分都參與了燃燒，燃燒易控制，但添加燃料不方便，如果從火焰上面添加燃料必然會覆蓋住火焰，又會出現上述篝火式燃燒所具有的缺陷。平推式燃燒常見於農村的土灶，柴草從加料通道內被平推進入到燃燒室，柴草的前端燃燒，後端邊預熱邊汽化，然後依次進入燃燒狀態，這種方式需要人為不斷地推動柴草，不好控制，並且火焰大小受人為添加柴草的影響，極不穩定，添加柴草過程中，也極有可能出現上述篝火式燃燒中的黑煙或黃焰現象。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種既能完全燃燒，不冒黑煙，又添加柴草方便，且燃燒穩定可控、節能明顯的節能爐。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種節能爐，包括有爐體、位於爐體內的燃燒室、與燃燒室相連通的加料通道和安裝有排風機的排氣口，該排氣口與燃燒室之間的爐體內具有與被加熱體進行換熱的排氣通道，其特徵在於:所述加料通道位於燃燒室的上方，所述燃燒室的下部具有與所述排氣通道相連通的煙氣排出口。作為本發明的優選方案，所述的爐體內開有與所述燃燒室相連通的第一輔助進風通道，該第一輔助進風通道的進風口處設置有調節風量的第一風門或第一擋板。採用該方案後，可以防止當燃料堵塞加料通道的上埠而影響加料通道進風的狀態下，可以利用該第一輔助進風通道的進風，使燃燒室內有足夠的氧氣進行充分燃燒，可以進一步確保本節能爐內的燃料充分燃燒。對上述優選方案的進一步改進，所述爐體內還開有第二輔助進風通道，該第二輔助進風通道的進風口處設置有調節風量的第二風門或第二擋板，該第二輔助進風通道的出風口連通所述排氣通道，並鄰近於所述煙氣排出口。這樣，當進入排氣通道內的煙氣中帶有未完全燃燒的顆粒物時，藉助於該第二輔助進風通道進入的空氣，使之在排氣通道內作進
一步燃燒。為了及時清除燃燒室內的灰粉，所述燃燒室底部為帶有通孔的隔板，在該隔板下方設計有灰粉收集室。較好的方案是，所述的隔板為一插置在爐體滑槽內而能相對於所述爐體移動的插板，以方便日後的維護。較實用的是，所述的灰粉收集室內放置有能相對於所述爐體移動的抽拉盒，可以方便、快捷地傾倒灰粉，該抽拉盒上開有進風孔，通過該進風孔，可向燃燒室內及時補充所
需的空氣。在上述各方案中，所述的排氣通道穿過所述被加熱體的部分可以設計成由波峰和波谷相平滑銜接成的波浪形結構，且從排氣通道的軸向剖面中，該排氣通道的下側壁上的波峰要高於相鄰的位於上側壁上的波谷。採用這樣的結構能顯著提高換熱效率。在上述各方案中，在鄰近所述煙氣排出口的排氣通道的底部開有排灰槽，所述的爐體上開有與該排灰槽相連通的排灰口，以便於及時清除該段內的灰粉。在上述各方案中，再優選的是，鄰近所述煙氣排出口的排氣通道內壁上設置有保溫層而成為煙氣助燃室或鄰近所述煙氣排出口的排氣通道用空心的保溫磚砌制而成，使該段排氣通道成為煙氣助燃室，這樣的結構，使該段排氣通道始終保持在高溫狀態下，有利於進入該段排氣通道中的未完全燃燒的顆粒物再作進一步的燃燒。在上述各方案中，又一改進是，所述的加料通道與水平面之間的夾角為a，且45° ( a <135°，使燃料在燃燒過程中能順利下移。在上述又一改進方案中，較佳的是，所述的a為90°，燃料下移的效果最好。較好的是，位於所述燃燒室下方部位的所述煙氣助燃室的底部為用於清灰的隔板，在該隔板下方設計有灰粉收集室。此時，煙氣排出口的出氣方向沒有順著排氣通道分布，這時從煙氣排出口排出的煙氣中未完全燃燒的顆粒物可以在該煙氣助燃室中作進一步燃燒，燃燒後的灰粉可以通過灰粉收集室進行清除。在上述各方案中，較好是，所述加料通道的上端設置有調節風量的主風門或主擋板，可以方便地實現對加料通道風量的控制，進而可以控制火勢的大小。在上述各方案中，優選的是，所述的加料通道由插設在所述爐體中並能上下移動的直管形成，利用直管的移動，可以調節直管下端與燃燒室底部之間的間隙，此時，間隙的部分或全部形成所述煙氣排出口，進而可以方便地按需調節火勢的大小。在上述優選方案中，所述的直管的上下移動，可以通過齒輪、齒條來實現，即在直管的外側壁上固定有與齒輪相嚙合的齒條，轉動齒輪的主軸，可以帶動齒條上下移動，最終可以實現直管的上下移動。與現有技術相比，由於本發明的加料通道位於燃燒室上方，使得從加料通道進入的燃料從下端開始燃燒，並在排風機的作用下，使加料通道內的空氣從上往下流動，進而使燃料下端燃燒所產生的火焰向下躥動，不會加熱上部未燃燒的燃料，即本發明採用是倒蠟燭燃燒方式，通過試驗表明，這種方式，火勢易於控制，燃料燃燒穩定，並還具有燃燒完全，不冒黑煙，節能效果好的優點。同時，當下部的燃料燃盡後，上部燃料在自身重力的作用下會自動下墜補充到燃燒室內繼續進行燃燒，故本發明還具有添加燃料方便的特點。總之，本發明徹底改變了傳統的燃燒方式，可以廣泛應用於柴草秸杆、煤炭、紡織品廢料、塑料垃圾等任何可燃物的燃燒。


圖1為本發明第一實施例的結構示意圖；圖2為本發明第一實施例中的換熱原理示意圖；圖3為本發明第二實施例的結構示意圖；圖4為本發明第三實施例的結構示意圖；圖5為本發明第四實施例的結構示意圖；圖6為本發明第五實施例的結構示意圖；圖7為本發明第六實施例的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。第一實施例，如圖1所示，該節能爐包括有爐體1、位於爐體內的燃燒室11、與燃燒室11相連通的加料通道12和位於爐體上且安裝有排風機2的排氣口 13，該排氣口 13與燃燒室11之間的爐體內具有與被加熱體進行換熱的排氣通道14，其中加料通道12由爐體直接砌成，它直立位於燃燒室11的上方，加料口露於爐體的頂面，即加料通道與水平面的夾角a為90°，加料口同時也作為進風口 ；燃燒室11的下部具有與排氣通道14相連通的煙氣排出口。在本實施例中，燃燒室11的側面與底部之間具有一間隙L。該間隙可以是環繞燃燒室側面與底面的連接部位；當然間隙也可以是燃燒室側面底部設計的缺口形成，此時，煙氣排出口即為該缺口。在本實施例中，上述被加熱體為盛有水的箱體3，該箱體的上、下部開有熱水出口31和冷水進口 32，該熱水出口和冷水進口分別通過各自的管道與外部的水箱4或暖氣裝置相連接，上述排氣通道14穿過該箱體3，以便與箱體3內的水進行熱交換。為了顯著提高熱空氣與水的熱交換效率，上述排氣通道14穿過水箱3的部分可以設計成由波峰和波谷相平滑銜接成的波浪形結構，且從排氣通道14的軸向剖面中，該排氣通道的下側壁上的波峰a要高於相鄰的位於上側壁上的波谷b。這樣，當熱空氣在該段排氣通道內流動時，遇經排氣通道14的彎折處時即被連續強制地改變方向，在這每次的改變過程中，使得原先位於該段排氣通道中部的較高溫度tx的熱空氣(在直管狀的排氣通道內，熱空氣在前進過程中，中部的熱空氣的溫度為tx，鄰近排氣通道壁的熱空氣溫度要低於中部的熱空氣溫度，即熱空氣的溫度從中部向兩側逐漸降低)鄰近於該段排氣通道側壁或直接與該段排氣通道的側壁相接觸，與該段排氣通外的較低溫度ta的水進行熱交換，請參見圖2，此時由於兩者的溫差較大，使得換熱效果明顯提高；同時在強制改變方向時也會提高該段排氣通道的熱空氣的流動速度；再者，在該段排氣通道的熱空氣改變方向時會在管壁處形成渦流，在這三重作用下，將明顯地提高換熱效率。並且由於該段排氣通道是連續波浪形的結構，使得熱空氣在該段排氣通道內軸向流動時，流體方向不斷地被改變，上述高效率的換熱現象則會重複出現，最終使得本發明的換熱效率得到顯著提高。考慮到熱空氣中夾帶的菸灰會積存在排氣通道14內，在鄰近煙氣排出口的排氣通道的底部開有排灰槽15，爐體I上開有與該排灰槽相連通的排灰口，以便於及時清除該段排氣通道內的灰粉。為了防止進入排氣通道內的熱空氣中仍帶有未完全燃燒的顆粒物，在鄰近煙氣排出口的排氣通道內壁上設置有保溫層(圖中未示)，通過增設保溫層而成為煙氣助燃室，使該段排氣通道始終保持在高溫狀態，使未完全燃燒的顆粒物能在該段排氣通道內作進一步的燃燒。為了方便地調節加料通道12的進氣量，所述加料通道12的上端設置有調節風量的主風門A或主擋板。使用時，柴草、煤炭或塑料垃圾等燃料從加料通道的上端進入到加料通道內，燃料從下端開始燃燒，同時在排風機的作用下，加料通道內的空氣從上往下流動，使燃料下端燃燒所產生的火焰向下躥動，即燃燒所產生的熱空氣在負壓的作用下，直接從煙氣排出口進入到排氣通道內，不會加熱上部未燃燒的燃料。排氣通道內的熱空氣再與箱體內的水進行熱交換，冷卻後的氣體再從排氣口排出於爐體外。顯然，本實施例以倒蠟燭燃燒方式進行燃燒，具有火勢易於控制，燃料燃燒穩定，燃燒完全，不冒黑煙，節能效果好的特點。同時，當下部的燃料燃盡後，上部燃料在自身重力的作用下會自動下墜，補充到燃燒室內繼續進行燃燒，所以還具有添加燃料方便的特點。第二實施例，如圖3所示，其與第一實施例不同之處在於:加料通道由插設在爐體中並能上下移動的直管6形成，通過直管6的移動，可以按需調節直管下端與燃燒室底部之間的間隙大小，進而可以按要求調節火勢大小，使得控制起來更為方便。上述直管6相對於爐體的上下移動，可以有多種實現方式，如直管與爐體內嵌設的輔助套相螺紋連接來實現。但本實施例中，驅動直管上下移動的結構如下:在直管外側壁上固定有與齒輪7相嚙合的齒條8，齒輪7安裝在主軸上，主軸支承於爐體1，且端部外露於爐體，在主軸外露端上安裝有手柄(圖中未示)，轉動手柄，就可以帶動齒輪轉動，進而帶動齒條上下移動，最終使直管按需上下移動至合適位置處。第三實施例，如圖4所示，其與第二實施例不同之處在於:爐體內還開有與燃燒室相連通的第一輔助進風通道16，該第一輔助進風通道16的進風口處設置有調節風量的第一風門B或第一擋板。本實施例中，第一輔助進風通道的進風口設置在爐體的側面、與燃燒室的位置相對的部位上。採用此方案後，即使燃料堵塞住加料通道的上端而使加料通道的進風量減小，也可以藉助於第一輔助進風通道補充空氣，可確保燃燒室內的燃料充分燃燒。第四實施例，如圖5所示，其與第三實施例不同之處在於:取消了排灰槽，將燃燒室底部設計為帶有通孔的隔板9，在該隔板下方設計有灰粉收集室10，使得燃燒室內產生的灰粉直接通過隔板上的通孔落入到灰粉收集室內，便於清除灰粉。當然本實施例中，也可以不取消排灰槽，清灰更為徹底。為了便於清理，也方便日後的維護，在本實施例中，所述的隔板為一插置在爐體滑槽內的插板，使該插板能方便地相對於爐體移動。為了更為快捷的傾倒灰粉，在灰粉收集室內放置有能相對於爐體移動的抽拉盒5。為了防止熱量從灰粉收集室中流失，在抽拉盒5上開有進風孔，這樣既利用該進風孔，向燃燒室內補充空氣，又可以使熱空氣不會從收集室處逸出。第五實施例，如圖6所示，其與第三實施例不同之處在於:加料通道是由爐體直接砌成，並且在燃燒室下方的爐體內還開有第二輔助進風通道17，該第二輔助進風通道17的進風口處設置有調節風量的第二風門C或第二擋板，該第二輔助進風通道的出風口連通排氣通道14，並鄰近於所述煙氣排出口。此方案，可以解 決一些在燃燒室內難以燃燒完全的燃料，當第一輔助進風通道在補充空氣的情況下，若仍有未完全燃燒的顆粒物從煙氣排出口進入到排氣通道內，此時，可以藉助於第二輔助通道內進入的空氣，使未完全燃燒的顆粒物在排氣通道內作進一步的燃燒，使之實現完全燃燒的目的。第六實施例，如圖7所示，其與上述第一實施例不同之處在於:部分段的煙氣助燃室位於燃燒室的下方部位，這時，煙氣排出口的出氣方向向右拐入煙氣助燃室18內，在燃燒室下方部位的煙氣助燃室18的底部為用於清灰的隔板9，該隔板同樣可以設計成一插置在爐體滑槽內的插板，使該插板能方便地相對於爐體移動。在該隔板的下方設計有灰粉收集室10，使得煙氣助燃室內產生的灰粉直接通過隔板9上的通孔落入到灰粉收集室10內，便於清除灰粉。儘管以上詳細地描述了本發明的優選實施例，但是應該清楚地理解，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化，如上述各實施例中的煙氣排出口可以是燃燒室下部側面上開設的窗口形成；或者是在燃燒室下部底面上開設的通孔形成。或者，力口料通道可以適當傾斜，也就是加料通道與水平面之間的夾角a可以在一定的範圍內，優選的是，夾角a取值如下:45° ^ a ^ 135°，確保加料通道內的燃料能順利地下移。或者，上述加料通道設計成兩段結構，上段設計成傾斜狀，下段為垂直分布。或者，被加熱體不僅僅為水箱，也可以是其它需要換熱的盛有液體或氣體的容器。即凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種節能爐，包括有爐體(I)、位於爐體內的燃燒室(11)、與燃燒室相連通的加料通道(12)和安裝有排風機(2)的排氣口(13)，該排氣口與燃燒室之間的爐體內具有與被加熱體進行換熱的排氣通道(14)，其特徵在於:所述加料通道(12)位於燃燒室(11)的上方，所述燃燒室(11)的下部具有與所述排氣通道(14)相連通的煙氣排出口。
2.根據權利要求1所述的節能爐，其特徵在於:所述的爐體(I)內開有與所述燃燒室(11)相連通的第一輔助進風通道(16)，該第一輔助進風通道的進風口處設置有調節風量的第一風門(B)或第一擋板。
3.根據權利要求2所述的節能爐，其特徵在於:所述爐體內還開有第二輔助進風通道(17)，該第二輔助進風通道(17)的進風口處設置有調節風量的第二風門(C)或第二擋板，該第二輔助進風通道(17)的出風口連通所述排氣通道(14)，並鄰近於所述煙氣排出口。
4.根據權利要求1或2所述的節能爐，其特徵在於:所述燃燒室(11)底部為帶有通孔的隔板(9)，在該隔板下方設計有灰粉收集室(10)。
5.根據權利要求4所述的節能爐，其特徵在於:所述的隔板(9)為一插置在爐體滑槽內而能相對於所述爐體移動的插板。
6.根據權利要求4所述的節能爐，其特徵在於:所述的灰粉收集室內放置有能相對於所述爐體移動的抽拉盒(5)，該抽拉盒(5)上開有進風孔。
7.根據權利要求1或2或3所述的節能爐，其特徵在於:所述的排氣通道(14)穿過所述被加熱體的部分設計成由波峰和波谷相平滑銜接成的波浪形結構，且從排氣通道(14)的軸向剖面中，該排氣通道的下側壁上的波峰(a)要高於相鄰的位於上側壁上的波谷(b)。
8.根據權利要求1 或2或3所述的節能爐，其特徵在於:鄰近所述煙氣排出口的排氣通道的底部開有排灰槽(15)，所述的爐體上開有與該排灰槽相連通的排灰口。
9.根據權利要求1或2或3所述的節能爐，其特徵在於:鄰近所述煙氣排出口的排氣通道內壁上設置有保溫層而成為煙氣助燃室或鄰近所述煙氣排出口的排氣通道用空心的保溫磚砌制而使該段排氣通道成為煙氣助燃室。
10.根據權利要求1或2或3所述的節能爐，其特徵在於:所述的加料通道(12)與水平面之間的夾角為a，且45° ( a彡135°。
11.根據權利要求10所述的節能爐，其特徵在於:所述的a為90°。
12.根據權利要求9所述的節能爐，其特徵在於:位於所述燃燒室下方部位的所述煙氣助燃室的底部為用於清灰的隔板(9)，在該隔板下方設計有灰粉收集室(10)。
13.根據權利要求1或2或3所述的節能爐，其特徵在於:所述加料通道(12)的上端設置有調節風量的主風門(A)或主擋板。
全文摘要
一種節能爐，包括爐體、位於爐體內的燃燒室、與燃燒室相連通的加料通道和安裝有排風機的排氣口，該排氣口與燃燒室之間的爐體內具有與被加熱體進行換熱的排氣通道，其中加料通道位於燃燒室的上方，所述燃燒室的下部具有與所述排氣通道相連通的煙氣排出口。使用時燃料從下端開始燃燒，並在排風機的作用下，使加料通道內的空氣從上往下流動，進而使燃料下端的火焰向下躥動，這種方式，具有火勢易於控制，燃料燃燒穩定，燃燒完全，不冒黑煙，節能效果好的優點。同時，當下部的燃料燃盡後，上部燃料在自身重力的作用下會自動下墜補充到燃燒室內繼續進行燃燒，故本發明還具有添加燃料方便的特點。
文檔編號F24B1/19GK103175224SQ20131013268
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月16日 優先權日2013年4月16日
發明者陳立德, 陳詩 申請人:陳立德, 陳詩