大灶炉及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种燃烧装置，尤其涉及一种使用可再生的生物质颗粒状固体燃料的大灶炉及其使用方法。
【背景技术】
[0002]大灶炉是中国北方农村使用最为广泛的民用炉具，主要燃烧秸杆、木材等生物质燃料，并采用较为原始的直燃方式。现有大灶炉包括有一炉膛，一般由砖或坯等建筑材料砌筑而成，在炉膛的上方炉口嵌入一口大柴锅。通常在使用状态下大柴锅相对于炉膛固定；炉膛下方设有一送料口，炉膛的出烟口一般导通于火炕，火炕末端连接有烟道；这种大灶炉的使用方法是先将秸杆、木材等生物质燃料的一端从送料口插入炉膛内，从送料口将炉膛内的秸杆点燃，随着炉膛内的秸杆、木材等燃尽，不断向炉膛内续入秸杆，以保持燃烧的连续。
[0003]众所周知，原始的秸杆直燃方式存在有如下不可克服的缺陷:其一，排放污染:秸杆等燃料直燃式燃烧时，由于秸杆中的挥发分在析出后在还没有开始燃烧的状态就直接以黑烟的形式排放到大气中，不可避免地对大气造成污染；其二，燃烧效率非常低，实验证明秸杆直燃的燃烧效率不足23%，其原因是秸杆中含量占70%的挥发份并没有参与燃烧，所以通过秸杆直燃方式获得热能需要大量燃料，一般北方农村一户每年需燃烧秸杆18-20吨；其三，使用不方便，采用秸杆直燃的方式进行烹饪时，为维持燃烧的连续需要不断地向灶内续入秸杆、柴禾等燃料，通常要手脚并用，操作非常不方便；其四，不清洁，现有的大灶炉的送料口是敞开的，因此在燃烧秸杆做饭或取暖时，炉膛内的火焰和烟气经常会从送料口返回，将炉灶甚至厨房内墙壁或家具熏黑，所以在农村采用直燃式的大灶炉，很难保持厨房的干净卫生；其五，容易产生多余燃烧而浪费燃料，作为民用炉具来说(例如，家庭做饭用)，通常只需要半小时到一小时左右，在用完之后难以将燃烧的秸杆、木材等燃料熄灭，只能将燃料全部烧完，从而造成多余燃烧。特别是在夏季北方农村，大灶炉通常是与火炕连烧的，而这种多余燃烧不仅仅造成燃料的浪费，会因火炕过热而影响到室内的舒适度。
[0004]为改善生物质秸杆燃料直燃存在的缺陷，近些年人们通过生物质成型技术制成生物质的颗粒燃料，将例如秸杆、稻草、木材、木屑以及树叶等生物质材料粉碎后进行成型，形成颗粒状的固体燃料。成型后的生物质颗粒燃料体积被大大地压缩，有助于实现对颗粒燃料的燃烧方法的改进，从而使得生物质中挥发分构成了燃烧的主要成分之一，而不再直接以黑烟的方式排放。因此，作为可再生的替代性能源，颗粒状生物质燃料越来越受到人们的重视和推崇。但是，正是由于这种颗粒状生物质燃料的体积小、密度高的特点，当其使用于炉膛很大的大灶炉时，很难将体积大大缩小了的颗粒状燃料集中起来形成有效地燃烧，因此呈颗粒状的生物质燃料根本无法直接延用于现有的大灶炉。
[0005]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种大灶炉及其使用方法，以克服现有技术的缺陷，既保持北方农村使用大灶炉烹饪取暖的习俗，又能使其能使生物质颗粒燃料在大灶炉中的应用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种大灶炉，在炉膛内提供一个可以将生物质颗粒燃料集中承放的区域，以适应生物质颗粒燃料密度高、体积小的特点，使得大灶炉能适合于颗粒状生物质燃料的燃烧。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种大灶炉的使用方法，使得生物质燃料的挥发分在炉膛内得到充分燃烧，从根本上避免农村常用的大灶炉因秸杆直燃而产生的冒黑烟等污染大气的现象，实现生物质燃料的无污染排放，并提高生物质燃料的燃烧效率，实现对生物质燃料的高效利用。
[0008]本发明的再一目的在于提供一种大灶炉及其使用方法，保持北方农村使用大柴锅烹饪的习俗情况下，烹饪操作更为方便。
[0009]本发明的再一目的在于提供一种大灶炉及其使用方法，燃烧洁净、提供一个可以改善北方农村厨房卫生的环境和条件。
[0010]本发明的又一目的在于提供一种大灶炉及其使用方法，能够实现一次性完全燃烧，可以依人们对热量的需求量使用燃料，避免多余燃烧，满足人们对室内温度控制和舒适度的要求。
[0011 ] 本发明的又一目的在于提供一种大灶炉，可以在烹饪的同时提供生活热水。
[0012]本发明的目的是这样实现的，一种大灶炉，包括有由炉体侧壁围合而成的供燃料燃烧的炉膛，炉膛上方设有能置入锅底的炉口，炉体侧壁上设有导出燃烧尾气的烟道出口 ；在炉体侧壁设有导通炉膛内的送料口和清灰口，送料口高于清灰口 ；炉膛内对应于送料口处设有炉箅，炉箅上设有供生物质颗粒燃料集中置放的堆料区域；所述堆料区域的面积小于炉口面积；该大灶炉低于所述炉箅的位置设有导通炉膛的送风口。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉箅由送料口向炉膛内延伸，炉箅的面积构成所述堆料区域。
[0014]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉箅上设有围挡，围挡内构成堆料区域。
[0015]在本发明的一较佳实施方式中，所述堆料区域自送料口向接近于炉膛中部的方向延伸。
[0016]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉箅向下倾斜设置，炉箅与锅底之间形成有燃烧空间。
[0017]在本发明的一较佳实施方式中，所述大柴锅为圆底大柴锅，炉箅向下倾斜设置且与大柴锅底弧面呈大致平行设置；或者所大柴锅为平底，炉箅平行设置且与大柴锅底平面呈大致平行设置。
[0018]在本发明的一较佳实施方式中，所述烟道出口导通于火炕内烟道或烟囱。
[0019]在本发明的一较佳实施方式中，所述送风口设置于炉体侧壁上；或者所述送风口由清灰口构成；或者所述清灰口设有能开闭的门，由该门的开度构成所述的送风口 ；或者所述送风口设置于所述清灰口的门上。
[0020]在本发明的一较佳实施方式中，所述送风口设有风量调节装置。
[0021 ] 在本发明的一较佳实施方式中，所述送料口设有能开闭的门，所述颗粒燃料通过送料口投置于所述堆料区域内。
[0022]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉箅连接于送料口的门并构成抽拉式炉箅，送料口关闭时，所述炉箅向内延伸插入炉膛内。
[0023]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉膛内设有水套，水套上设有冷水进水管路和热水出水管路，热水出水管路导通于供热水处，构成热水循环系统。
[0024]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉体侧壁由夹层构成，所述夹层构成一水套，所述夹层设有冷水进水管路和热水出水管路，热水出水管路导通于供热水处，构成热水循环系统。
[0025]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉膛内均匀环设有多个竖直设置的换热管；所述各换热管的两端分别连通于所述夹层。
[0026]在本发明的一较佳实施方式中，所述炉膛侧壁由金属材料构成。
[0027]本发明的大灶炉的使用方法，包括如下过程:(I)由送料口向位于炉箅上的堆料区域填加颗粒状生物质燃料，并形成一定厚度的燃料层；(2)从燃料层的上方将最上层燃料点燃，将送料口设置呈关闭状态；(3 )从炉膛下方的送风口送风，穿过颗粒燃料间隙对燃烧层助燃；(4)在炉膛内形成有火焰，并在燃料层上层形成燃烧层，随燃烧的继续，燃烧层温度升高；(5)燃烧层温度对其下方邻层的燃料进行加热干馏，下层燃料析出挥发份，在来自下方的风力的作用下，下层燃料析出的挥发分与风中的空气混合并在穿过其上方的燃烧层时很快被点燃，进入充分燃烧的状态；(6)下层的燃料中的挥发分析出后，生物质中的固定碳成分在上层燃烧层高温作用下相继被点燃进入燃烧状态，燃烧尾气由烟道出口导出；由此，预先填加在炉箅上的燃料被逐层点燃，直至燃尽，形成自上而下的燃烧，燃灰通过清灰口清除。
[0028]在本发明的一较佳实施方式中，所述的颗粒状生物质燃料填加量按一次使用需求填足，在使用过程中不再填料。
[0029]在本发明的一较佳实施方式中，至少有部分从炉膛下方送风口进入炉膛内的风，穿过炉箅上方堆料区域内的燃料层。并且可以通过调节送风口的进风量或者通过调节烟道出口大小实现对炉膛内火势的调节。
[0030]由上所述，本发明的大灶炉具有炉膛大、堆料区域较小的特点，在炉膛内提供了一个可以将生物质颗粒燃料集中置放的区域，使得本发明的大灶炉能适合于颗粒状生物质燃料的燃烧。本发明大灶炉的使用方法，使得生物质燃料中的挥发分在析出后容易被点燃并很快进入燃烧状态，从而保证了挥发分在