智能型生物质节能灶的制作方法

本实用新型涉及一种节能灶，尤其涉及一种智能型生物质节能灶。

背景技术：

能源是人类社会进步最为重要的物质基础，石油、煤炭、天然气是当今社会利用的主要能源，然而这些能源在地球上的储存量是有限的，同时这些能源在使用过程中排放出的有害物质也使全球生态环境恶化，因此具有可以再生、开发经济、使用无公害等优点生物质能越来越受到人们关注。生物质能是一种能量巨大而且可再生性能源，在地球上每年绿色植物量的增加约为1170亿吨。全球约25亿人口使用生物质能源进行煮饭、取暖和照明等。但目前绝大多数国家和地区在使用生物质燃料过程中存在热能利用效率低，浪费量大的问题。我国农村每年要消耗213亿吨的柴草，绝大多数是使用传统的旧式炉灶，直接燃烧干柴或农作物秸秆，热效率只有5％左右，资源浪费惊人。

高效燃烧器具的利用可以明显提高燃烧效率，从而从根本上节约能源，是有效利用生物质燃料的关键。高效的燃烧器具热效率可以达到90％，比普通灶具提高了16倍。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能型生物质节能灶，以充分利用生物质燃料、提高燃烧的热效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种智能型生物质节能灶，包括燃烧室、料仓和控制系统，其特征在于：

A.所述燃烧室1的外面设有水箱5，该水箱分别与进水管7及蒸汽管6连通，燃烧室还分别与一次风管8和二次进风口9连通；

B.所述料仓3的下端通过进料口4与螺旋进料机2连通；

C.所述控制系统包括电路板10，该电路板通过导线分别与减速电机11、涡轮风机12、电磁水阀13、水位传感器14相连。

所述一次风管8是与涡轮风机连通的风管。

所述进水管7是带有电磁水阀的水管。

所述燃烧室1是一次整体浇注成型的铸钢件。

本实用新型的有益效果是：

1、节能：生物质燃料是一种新型的清洁燃料，与传统使用煤、炭等燃料相比具有成本低，节能环保等明显的优势。本实用新型在现有的生物质燃烧灶基础上又做了一系列的优化措施，使其更加节能环保。

(1)采用嵌入式控制系统精确计算进料量与进气量，燃料与空气始终保证一个均衡的比例，燃烧时火力更均匀，燃烧更充分。

(2)采用二次供氧设计，一次风管进行一次增压供气后,空气压力达到630Pa，大部分空气进入燃烧室，一部分空气通过二次进风口进入燃烧室炉头，炉头侧面设计了一排二次供气孔，通过二次供气孔对燃烧室内未燃烧完全的燃料进行充分燃烧。本实用新型采用二次供气设计后，燃料经过充分燃烧，在使用相同体积的生物质燃料基础上，能多提供20％的能量。

(3)采用了三层保温设计，热量损失降到最低。内层燃烧室采用耐火材料进行保温，耐火材料最高温度能达到2000℃，既能满足燃烧室高温的使用环境，又能有效的隔离铁质材料直接接触火焰，造成热量损失。中层采用中空设计，空气的导热系数比铁低很多，采用中空设计，有效的隔离了热量向外部传导。外层采用保温材料进行整体包裹设计。通过三层的保温设计，本实用新型所描述的“智能型生物质节能灶”大大的降低了热量的损失，提高了能源利用率。

2、大火力、高热量：采用了“半气化燃烧系统”，燃料进入燃烧室后先进行一次基础燃烧，当燃料经过基础燃烧后会变轻，变松软。增压后的空气很容易就将这些松软的燃料吹起，在燃烧室内进行充分的混合，使燃烧室整个空间内，空气和细小的燃料达到一个最佳的比例。燃料在空中进行充分的二次燃烧。半气化燃烧系统使燃烧室火力和热量都达到最高水平。

3、全自动控制：采用了嵌入式控制系统，所有操作和检测都实现了自动化。主要功能如下：

(1)水位自动控制：采用了3个水位电极，全程监控水位的变动情况，当水位低于下水位线时，人机操作系统会自动提示水位低，并自动打开电磁水阀进行加水，水位达到设置的水位线，系统会自动关闭水阀。自动加水停止。

(2)自动点火控制：启动自动点火装置后，嵌入式系统根据燃烧室的温度传感器判断是否点燃，点燃后，系统自动关闭点火系统。

(3)风机风量均匀控制：风机风量的控制采用了PWM控制方式，使进风管不会出现传统调速时风量忽大忽小的现象，达到均匀进风的目的。

(4)一键启动功能：本设计采用一键启动功能，操作人员不用培训，只要按启动按键，系统会自动完成点火，加水等操作。当使用完成后，操作人员只需要按停止键即可。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型电路板的连接框图。

图3是本实用新型电路板MCU电路原理图。

图4是本实用新型电路板的水位监测电路原理图。

图5是本实用新型电路板的IO驱动电路原理图、

图6是本实用新型电路板的电机驱动电路原理图。

图1中：1-燃烧室，2-螺旋进料机,3-料仓，4-进料口，5-水箱，6-蒸汽管，7-进水管，8-一次风管，9-二次进风口，10-电路板，11-减速电机，12-涡轮风机，13-电磁水阀，14-水位传感器，15-安全阀，16-支架，17-水位观察计，18-防回火支气道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其具体实施方式作进一步详细说明。

参见图1-6，本实用新型包括燃烧室、料仓和控制系统，其特征在于：

A.所述燃烧室1的外面设有水箱5，该水箱分别与进水管7及蒸汽管6连通，燃烧室还分别与一次风管8和二次进风口9连通；

B.所述料仓3的下端通过进料口4与螺旋进料机2连通；

C.所述控制系统包括电路板10，该电路板通过导线分别与减速电机11、涡轮风机12、电磁水阀13、水位传感器14相连。

所述一次风管8是与涡轮风机连通的风管。

所述进水管7是带有电磁水阀的水管。

所述燃烧室1是一次整体浇注成型的铸钢件。

(1)螺旋进料系统：螺旋进料系统包括料仓3、螺旋进料机2，减速电机11三部分组成。本实用新型所设计的螺旋进料机采用上部进料的方式，料仓在螺旋进料机的上方。料仓四面采用60度的斜坡设计，进料时，料仓内的燃料在重力的作用下会自动滑落到进料口4，然后通过螺旋进料机将燃料送到燃烧室1内。

(2)送风系统：送风系统由涡轮风机12、一次风管8、二次进风口9，防回火支气道18组成。本实用新型设计的风机风压达到600Pa,空气通过涡轮风机增压后，气流加压快速从一次风管送入燃烧室，然后通过二次进风口送入燃烧室上部空间，与燃烧室内空中的生物质燃料进行充分燃烧。一次风管8采用直径75mm的进气管设计，在一次风管上设计了两路支气道，支气道设计为直径30mm的管道，采用45度斜角布置，支气道通向进料口4，防止燃烧室通过螺旋进料机2产生回火现象。

(3)蒸汽产生系统：本实用新型设计的“智能型生物质节能灶”除能提供生物质燃烧灶具基本功能外，同时是一台蒸汽发生器。产生的蒸汽可以煮饭或烧水。蒸汽产生系统由进水管、水箱、安全阀、水位传感器、水位观察计等几部分组成。在使用过程中，嵌入式控制系统通过水位传感器检测水箱是否需要加水，如果需要则打开进水管的水阀，不需要则关闭水阀。灶具使用过程中同时利用余热对水箱进行加热，在满水位的状态下，加热10分钟后即可源源不断产生蒸汽，蒸汽通过外部的蒸汽管道输送到相应的设备使用。由于水箱内水位是自动检测，因此只要灶具在使用，蒸汽即可不间断地产生。

(4)燃烧室：燃烧室由炉膛、炉排、炉头、炉灰堆积区、观察窗，排气孔、点火装置、保温层8部分组成。

炉排：是由一排小孔组成的平板，所用是堆放待燃烧的燃料。并通过小孔将燃尽的燃料灰尘排出到炉灰堆积区。

炉膛：炉膛是生物质燃料的燃烧室，生物质燃料(锯木屑+高压挤压成型的木材颗粒)在炉膛内进行充分的燃烧。

炉头：本实用新型设计的“智能型生物质节能灶”炉头部分设计了二次供气孔，加热加压的空气通过二次进风口在经过二次供气孔和炉膛内的颗粒状燃料进行充分混合燃烧，达到充分燃烧的目的。

炉灰堆积区：炉灰堆积区是储存燃尽的生物质灰烬的空间，这个空间必须定期清理，本实用新型设计的“智能型生物质节能灶”燃料充分燃烧后，只会产生非常少量的灰尘，清理周期达到了1个月清理1次。

观察窗：操作人员可以通过观察窗观测炉膛内部的燃烧情况。

排气孔：排气孔主要目的是排出废气，使增压的空气按照设计的气路进行循环。

点火装置：点火装置由电热式和点火风道组成，通过加热加压的高速热气流点燃生物质燃料，本实用新型设计的点火装置达到了150秒点燃生物质燃料的指标。

保温层：本发实用新型研发的“智能型生物质节能灶”采用了三层保温设计，内层采用耐火材料，可耐2000℃的高温，中层采用中空隔热设计，外层采用保温棉设计。

(5)控制系统：控制系统由嵌入式主机(MCU电路)、水位传感器检测电路、驱动电路三部分组成，功能及实现方式如下。

MCU电路：是嵌入式系统运算主芯片，主要完成自动控制运算、手动控制运算、水位检测运算、报警处理。本实用新型采用了ATMEL的AVR芯片。

(6)水位传感器检测电路：嵌入式主机通过水位传感器检测电路采集的信号，检测当前水位，当水位地位设置的低水位时，打开进水阀加水，当水位高于设置的高水位时，关闭水阀。

(7)驱动电路：驱动电路分为IO驱动电路和电机驱动电路，IO驱动电路主要是驱动继电器开关的信号，驱动电路是驱动进料电机，风机的电路。本实用新型进料电机和风机的驱动电路都是自主研发的并集成在了嵌入式控制板内，使系统达到高集成度，并且外部器件最少，故障概率最低。