生物質燃燒爐及進氣方法
2023-05-12 17:04:21 1
專利名稱：生物質燃燒爐及進氣方法
技術領域：
本發明涉及一種生物質燃燒裝置，尤其是不僅清潔節能，而且方便實用的生物質燃燒爐。
背景技術：
生物質能的利用是世界觀注的問題，簡單原始的燃燒方法利用率極其低下。多年來，我國推廣各種省柴灶，投入了不少資金，燃燒技術有了較大的進步，但是卻不能使農民朋友們十分滿意，所以普及使用率不高。其原因在於沒有多層進氣裝置，燃燒不完全，煙多，不聚能，煙囪孔過大，不僅一氧化碳和焦油帶走了能量，同時相當多的熱能也從煙囪孔中逃逸，能量損失大，操作也不是很方便。在很多邊遠地方仍然使用最簡單原始的爐灶，這讓許多婦女每天要彎著腰在這樣的爐灶旁忙碌很久才能為全家提供三餐的食物，由於燃燒不完全，產生很多有害身體的氣體，許多農村婦女長期在這樣的煙霧環境中而染病，過早死亡。因此，清潔爐灶問題這不僅是節能減排的問題，也是一個關係到婦女兒童健康的問題。現在市場上推出的電動鼓風式生物質爐灶，在設計上有了很大進步，進入的空氣能很好的與燃燒物質混合，燃燒效果好，又聚能。但由於需要電源，操作步驟較多，使用起來也不是很方便，鼓風機吹出來的灰塵也影響室內衛生。同時，進入的空氣流也具有降溫耗能的作用，致使節能效果並不理想。沒能受到廣大農村消費者的青睞。在發明一個方便實用的清潔的生物質燃燒爐過程中，我們從下面兩個現象中得到啟發。其一、馬口現象，煤油燈是60年代農村最常用的照明工具，當煤油燈裝上馬口和燈罩時，燈明亮而又無煙霧。如果取去馬口，燈仍然可亮，但卻昏暗而又產生大量濃煙，無疑，馬口起到了使煤油燃燒完全而無煙霧作用，我們把這種現象稱為馬口現象。利用到生物質燃燒試驗中發現，多層馬口，亮火效果極佳，不但燃燒過程中無煙，而且點火時也無煙。其二、火嘯現象，火嘯是農村燒柴經常發生的，「火嘯有客來」曾是燒柴人家常愛說的一句話。其實發生火嘯的原因並不是什麼特殊的物質在燃燒，而是由於生物質細胞中所含的水份在一定溫度和壓力下產生的，水受熱後產生蒸氣，蒸氣從生物質細胞中迸發出來的瞬間，在高溫下裂解為氫氣和氧氣，氫氣迅速燃燒，放射出直射藍色火焰，產生巨大的熱能，並發出嘯叫聲，我們將這一現象叫火嘯現象。這一現象告訴我們，通常情況下，生物質燃燒時的溫度能夠使水蒸氣裂解燃燒的，燃燒爐如果擴大燃燒高溫區域，水蒸氣與火又只能從這一高溫區經過，這樣就會導致生物質燃燒時水蒸氣的裂解燃燒，產生巨大能量，從而達到節能的效果。理論上，水裂解的初始溫度為750度，完全裂解溫度為900度。生物質含水量過高不易燃燒，含水量過低燃燒速度快不節能，生物質含水量在25-30%時燃燒節能效果最好。本發明通過總結當前優秀爐灶的特點，分析生物質燃燒的化學反應特徵，發現生物質燃燒過程中產生的物理和化學現象，經反覆試驗，設計出一個既方便安全又清潔節能的生物質燃燒爐。
發明內容
本發明針對當前生物質爐灶所存在的問題進行了有效的改進。受馬口現象啟發，本生物質燃燒爐的燃燒系統在不用電動鼓風的情況下，通過採用多層進氣罩多部位自然進氣的方法使空氣充分與燃燒物質混合，促使生物質完全燃燒。同時，多層進氣罩聚集了火力，擴大了高溫區，創造了比通常發生火嘯現象時更好的高溫條件，不僅可使焦油裂解燃燒，也使生物質燃燒時產生的水蒸氣經過這一高溫區時必然會進行一次以上的裂解燃燒，產生巨大的熱量，達到了現有爐灶難以達到的燃燒和節能效果。為克服現有生物質爐灶操作步驟多，使用不方便的缺陷，本發明採用了門上安裝升降器，使下燃燒筒既能隨升降器運動，又能隨門出入。下燃燒筒又是裝料筒，這種裝置給裝料帶來了極大的方便
本發明的技術方案是這樣實現的一種生物質燃燒爐，它包括殼體、燃燒系統、升降器，其特徵在於殼體由爐臺(I)、外殼(2)、門(5)、門拉手(7)、底板(26)、煙氣出口( 14)和隔熱層(3)構成,燃燒系統由上燃燒筒(4)、隔氣板(13)、火孔(12)、多層進氣罩(15)和下燃燒筒(6)構成，升降器與門的內側連接，升降器操作件(8)在門的外側。上燃燒筒(4)為無底筒，上燃燒筒(4)與爐臺(I)和殼體內側壁固接。隔氣板(13)為一個圓盤形，邊與上燃燒筒(4)內側連接，中心設有火孔(12)。多層進氣罩(15)由兩個以上的圓錐面罩、稜錐面罩、圓弧面罩、橢圓面罩、拋物面罩或曲面罩組成，中心設有火孔(12),面罩與面罩之間有間隙,面罩與面罩之間採用定點固接，多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)壁間有間隙，多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)內側採用定點固接，面罩以圓弧面罩、橢圓面罩、拋物面罩為最佳，重疊個數以
3- 6個為最佳。下燃燒筒(6)放置在升降器託(20)上，可隨升降器上下升降，下燃燒筒
(6)與多層進氣罩(15)之間為活動式嵌入結構。下燃燒筒(6)筒底為凹凸形,設有進氣孔。一種進氣方法，採用多部位多層面自動進氣方法，其特徵在於空氣通過進氣調節開關(9)進入氣室(25)後，從下燃燒筒底部進氣口(19)、下燃燒筒上緣進氣口(17)和多層進氣口( 16 )多部位自動進氣。本發明優點
1.燃燒效果好，熱效率高。多部位多層面自動進氣方法使燃燒非常充分，熱效率達70%
以上
2.高效聚能，火力強勁。多層進氣罩使得火從火孔衝出時火力變得非常集中，衝出火孔後還有水蒸氣的裂解燃燒，火力更猛烈，水蒸氣的裂解燃燒是不需要氧氣的，它僅僅是高溫下一個快速分解和化合過程。3.無煙無塵，清潔衛生。多層進氣罩的使用完全消除了一氧化碳和焦煙，獲得了比馬口現象還好的效果。由於是自行進氣，沒用鼓風機和風箱，灰塵不會散發出來，是很好的清潔爐灶。4.節能降耗，減少碳排量。由於燃燒充分，聚能效果好，既節省了能源，又減少了碳排量。5.操作簡單，使用方便。本燃燒爐點火無煙，接火快，火力大小可調，一次投料燃燒1.5小時以上，無需經常添料。特別是採用了門連升降器裝置，給裝料帶來了極大的方便。6.封閉式燃燒，安全有保障。燃料在下燃燒筒中燃燒，不必擔心有火花濺出。有隔熱層，外殼不會燙，因而安全性能好。
本發明所需生物質來源廣泛，薪柴、農林各種副產品，加工後的生物棒都可作為燃料。本發明可用於大棚升溫、農副產品烘焙、取暖、熱水、炊事等，適合於廣大農業生產和農村家庭使用。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。生物質燃燒爐結構示意圖如圖所示，一種生物質燃燒爐，1.爐臺，2.外殼，3.隔熱層，4.上燃燒筒，5.門，6.下燃燒筒，7.門拉手，8.升降操作件，9.進氣調節開關，10.支腳，11.上燃燒室，12.火孔，13.隔氣板，14.煙氣出口，15.多層進氣罩，16.多層進氣口，17.下燃燒室上緣進氣口，18.下燃燒室，19.下燃燒室底部進氣口，20.升降器託，21.活塞，22.活塞套，23.活塞套支架，24.升降器支杆，25.氣室，26.底板，27.升降器操作連杆支點，28.升降器操作連杆。
具體實施例方式本生物質燃燒爐中升降器可是多種形式的具有升降功能的裝置，考慮到功能均相同。因此，本實施方式僅以活塞式升降器作為實施例。在圖中，生物質燃燒爐殼體由爐臺(I)、外殼(2)、門(5)、門拉手(7)、底板(26)、煙氣出口(14)和隔熱層(3)構成，燃燒系統由上燃燒筒(4)、隔氣板(13)、火孔(12)、多層進氣罩(15)和下燃燒筒(6)構成，隔氣板(13)、多層進氣罩(15)安裝在上燃燒筒(4)內，升降器與門的內側連接，升降器操作件(8)在門的外側，活塞式升降器由升降器託(20)、活塞
(21)、活塞套(22)、活塞套支架(23)、升降器支杆(24)、升降器操作連杆支點(27)、升降器操作連杆(28)、升降操作件(8)構成。上燃燒筒(4)為無底筒,上燃燒筒(4)與爐臺(I)和殼體內側壁固接。隔氣板(13)為圓盤形，邊與上燃燒筒(4)內側連接，中心設有火孔(12)。這一設置是為了使從火孔衝出來的火在上燃燒室(11)燃燒時，防止冷空氣的進入而降低燃燒溫度。多層進氣罩(15)由兩個以上的圓弧面罩組成，也可以是稜錐面罩、圓錐面罩、橢圓面罩、拋物面罩或曲面罩，中心有火孔(12)，面罩與面罩之間有間隙，面罩與面罩之間採用定點固接，多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)壁間有間隙，多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)內側採用定點固接，面罩之間的間隙和多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)壁間的間隙以及使用定點固接，就是要保證燃燒時空氣有效進入火孔(12)與燃燒物質混合，促進完全燃燒，多層進氣罩(15)如同多層馬口使所進空氣充分與生物質燃燒物混合，消除了一氧化碳和焦煙，這種設置不僅亮火而且燃燒完全。同時，多層進氣罩聚集了火力，擴大了高溫區，水蒸氣經過這一高溫區時必然要進行一次以上的裂解燃燒而產生巨大的熱能。下燃燒筒(6)放置在升降器託(20)上，可隨升降器上下升降，上升時，下燃燒筒(6)嵌入多層進氣罩(15)內以免燃燒時火焰和煙霧從這一進氣口逸出，下燃燒筒(6)上緣嵌入多層進氣罩(15)內面要與其保持間隙，這樣有利於燃燒時空氣進入，下降時，下燃燒筒(6)可隨門打開自由取出裝料，這一設置使裝料更為方便。下燃燒筒(6)筒底為凹凸形，設有進氣孔。升降器託(20)是能進氣的託起物，空氣通過升降器託(20 )從下燃燒筒(6 )底進入下燃燒室(18 )與生物質混合燃
Jyti ο進氣方法，釆用多部位多層面自動進氣方法，其特徵在於空氣通過進氣調節開關(9)進入氣室(25)後，從下燃燒筒底部進氣口( 19)、下燃燒筒上緣進氣口( 17)和多層進氣口(16)多部位 自動進氣。
權利要求
1.一種生物質燃燒爐，它包括殼體、燃燒系統、升降器，其特徵在於殼體由爐臺(I)、外殼(2)、門(5)、門拉手(7)、底板(26)、煙氣出口(14)和隔熱層(3)構成，燃燒系統由上燃燒筒(4)、隔氣板(13)、火孔(12)、多層進氣罩(15)和下燃燒筒(6)構成，升降器與門的內側連接，升降器操作件(8 )在門的外側。
2.根據權利要求1所述一種生物質燃燒裝置，其特徵在於上燃燒筒(4)為無底筒，上燃燒筒(4)與爐臺(I)和殼體內側壁固接。
3.根據權利要求1所述一種生物質燃燒裝置，其特徵在於隔氣板(13)為一個圓盤形， 邊與上燃燒筒(4)內側連接，中心設有火孔(12)。
4.根據權利要求1所述一種生物質燃燒裝置，其特徵在於所述多層進氣罩(15)由兩個以上的圓錐面罩、稜錐面罩、圓弧面罩、橢圓面罩、拋物面罩或曲面罩組成，中心設有火孔 (12)，面罩與面罩之間有間隙，面罩與面罩之間採用定點固接，多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)壁間有間隙，多層進氣罩(15)與上燃燒筒(4)內側採用定點固接，面罩以圓弧面罩、橢圓面罩、拋物面罩為最佳，重疊個數以3 - 6個為最佳。
5.根據權利要求1所述一種生物質燃燒裝置，其特徵在於下燃燒筒(6)放置在升降器託(20)上，可隨升降器上下升降，下燃燒筒(6)與多層進氣罩(15)之間為活動式嵌入結構。
6.根據權利要求1所述一種生物質燃燒裝置，其特徵在於下燃燒筒(6)筒底為凹凸形， 設有進氣孔。
7.一種進氣方法，採用多部位多層面自動進氣方法，其特徵在於空氣通過進氣調節開關(9)進入氣室(25)後，從下燃燒筒底部進氣口( 19)、下燃燒筒上緣進氣口( 17)和多層進氣口(16)多部位自動進氣。
全文摘要
一種不僅清潔節能，而且方便實用的生物質燃燒爐，它包括殼體、燃燒系統、升降器，燃燒系統使用了多層進氣罩這一裝置，設有下燃燒筒底部進氣口、下燃燒筒上緣進氣口、多層進氣口。上燃燒筒與爐臺和殼體內側壁固接，下燃燒筒放置在升降器託上，可上下升降，下燃燒筒與多層進氣罩之間為活動式嵌入結構，升降器為門連結構，下燃燒筒通過門的開關進行裝料。多層進氣罩具有亮火聚能和使焦油、水蒸氣裂解燃燒的作用。本發明採取直接點火燃燒，自然進氣，清潔衛生，安全節能，點火無煙，接火快。本發明所需生物質來源廣泛，薪柴、農林各種副產品，加工後的生物棒都可作為燃料，本發明適合於廣大農業生產和農村家庭使用。
文檔編號F24B1/191GK103047686SQ20131001648
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者黃愛國, 袁峰, 黃升科 申請人:黃愛國