专利名称：生物质燃料炊用热水炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固体燃料的家用炉，特别是涉及一种集炊事、热水等多用途的炉具。
背景技术：
我国的生物质能极为丰富，而随着农业和林业的发展，生物质资源将越来越多，当前利用生物质能的主要问题是能量利用率很低，使用上也很不合理，造成资源的巨大浪费， 如农村一直利用传统的土灶燃烧柴禾、秸秆，燃烧效率低而且劳动强度大，也给环境造成破坏。近些年来，出现了一些家用或小型的生物质热水灶，然而其炉膛结构及换热装置都存在结构缺陷，致使燃料燃烧不充分、热效率低，炊事及热水效果差；燃烧时烟尘多，甚至产生大量的焦油，对环境污染严重，损害人体健康；炉筒固定在炉体上，装料不方便，特别是对于比较松散的燃料，如麦秆、秸秆等，且炉筒的进料口比较小，燃烧过程中加料困难，添料器只适于添加比较小的颗粒等碎料，用户使用不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用方便、安全卫生、高效节能、适用燃料广泛、可持续燃烧的生物质燃料炊用热水炉。本发明是通过以下的技术方案来实现的。一种生物质燃料炊用热水炉，包括壳体、水箱和炉膛，所述水箱环绕在炉膛的外围，水箱上设置有进水管和出水管，壳体与水箱之间填充有保温材料，炉膛内固装有内筒， 内筒内放置料筒，料筒的侧壁和或底壁开有气孔，料筒上方放置助燃分气盘，助燃分气盘的中心有火孔，助燃分气盘与水箱内壁上端组成加热室，水箱外围装有与加热室连通的环形的烟气室，烟气室连接烟道，烟道连接烟管，烟气室上方装有锅支架，所述炉膛内还设有相互隔开的主风室和辅风室，主风室连通主风道和料筒，辅风室连通辅风道和助燃分气盘。本发明还可以通过以下技术措施来进一步实现。所述助燃分气盘是由内壁、外壁、上壁和底壁围成的空腔体，中部有火孔，外壁上有进气孔，内壁和或底壁上开有出气孔。所述水箱底部装有下筒，下筒与内筒通过隔环固接，隔环下方是主风室，隔环上方是辅风室。所述烟气室由水箱顶端、烟气罩及固装在水箱顶端内侧的挡火圈组成。上述烟气室内还装有拦烟圈。所述助燃分气盘的火孔上方放置有锥形的聚火圈。所述进水管上装有进水止回阀，水箱内还装有卸压管，卸压管上装有卸压止回阀并连通进水管。所述锅支架内、加热室上方放置隔热压盖。
上述的生物质燃料炊用热水炉，还包括风机和调节阀，风机连接调节阀，调节阀分别连接主风道和辅风道。本发明提供的一种炊用热水炉其结构设计合理，使用生物质燃料，采用上燃式分层直接燃烧技术，具有点火容易、上火快，火力调节性能好，操作简单，火力强劲，安全卫生等特点；采用料筒热辐射及加热室、烟气室换热结构，其炊事及热水综合效率高。本发明的助燃分气盘及料筒均可取出炉体，方便使用过程中的装料、加料及倒灰等操作，生物质燃料在料筒内由上往下燃烧，无灰尘，烟气排放少，无异味无焦油。该发明对燃料的形状无特殊要求，能适用的燃料有各种成型燃料、薪柴(包括各种树杆、树枝和树叶等)和农业副产物的谷壳、莲壳、秸杆和玉米芯等，也可以是煤球、煤块，非常适合我国农村居民使用。
图1是生物质燃料炊用热水炉的结构示意图2为助燃分气盘的结构示意图3为内筒的结构示意图4为料筒的结构示意图5是生物质燃料炊用热水炉的水管管路安装示意图6是带风机的生物质燃料炊用热水炉的结构示意图7为拦烟圈的结构示意图8是风机的安装示意图9是带隔热盖板的生物质燃料炊用热水炉的局部结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明实施例一，采用自然引风的生物质燃料炊用热水炉，如图1所示，包括包括圆形的水箱1和炉膛，水箱1环绕在炉膛的外围，水箱1的下侧接有进水管23、上侧接有提供热水的出水管24。本发明的燃烧系统采用上燃式分层直接燃烧技术，包括主风道15、主风室13、辅风道16、辅风室14、料筒4、助燃分气盘5及烟管9。炉膛内壁的上侧焊接内筒3，内筒3是上端带环形台阶的圆筒体，环形台阶上有悬挂料筒4的环形支架32及开有若干均勻分布的辅风室出气孔31。料筒4通过其上端往外拉伸的边缘41挂装在环形支架32上，料筒4的底部开有若干料筒进气孔42，料筒4的内壁上焊接有方便用钩子取放料筒的钩支架43，料筒4是耐高温金属筒；助燃分气盘5通过重力自然放置在料筒4的上方，助燃分气盘5是由内壁51、外壁52、上壁53和底壁M围成的空腔体，中部有火孔58，其倒锥形外壁51与内筒3的环形台阶以线接触紧配合，助燃分气盘5的倒锥形外壁52开有辅风进气孔55，助燃分气盘5的内壁51开有均勻分布的出气孔一 56、底壁M开有均勻分布的出气孔二 57，出气孔一 56和出气孔二 57均为圆孔，上壁53上焊接有方便用钩子取放的钩支架43。水箱1 底部装有下筒11，下筒11与内筒3通过隔环12固接，隔环12下方是主风室13，隔环12上方是辅风室14，主风室13通过料筒进气孔42连通料筒，主风室13由主风道15进气，辅风室14通过内筒3上的辅风室出气孔31、助燃分气盘5的辅风进气孔55连通助燃分气盘5的内腔，辅风室14由辅风道16进气。烟管9长约3米，竖直放置，使炉具在燃烧时形成烟囱效应，加强空气对流，为燃料在料筒4内燃烧提供空气，并使空气从助燃分气盘5的出气孔一 56、出气孔二 57向外喷出，使得燃烧更充分，燃烧效率更高。在助燃分气盘5的火孔 58的上方放置锥形的聚火圈，可使火力更集中，增强炊事效率。本发明还可在主风道15或辅风道16上装调节风门，以控制炉具的火力大小等燃烧状态。本发明由于助燃分气盘5的火孔58的直径较大，可直接从火孔58加料，也可以拿开助燃分气盘5向料筒4内加料。本发明的加热系统包括料筒4、加热室2和烟气室7。料筒4采用耐高温的金属筒，燃烧过程中，料筒4内产生的高温会通过筒壁向外辐射至内筒3及水箱1，从而将水箱1 内的水加热；助燃分气盘5与水箱1内壁上端组成加热室2，水箱1顶端装有与加热室2连通的环形的烟气室7，烟气室7由水箱1顶端、烟气罩及固装在水箱1顶端内侧的挡火圈17 组成，烟气室7连接烟道8，烟道8连接烟管9，烟气室7上方装有锅支架10。由火孔58出来的火焰或高温热气一部分直接加热上方的炊具，另一部分则加热水箱1内壁的上端；高温烟气由拦火圈17与锅支架10的环形缝隙进入烟气室，与水箱1的顶端换热而加热水箱 1内的水。为了防止热量散失，在壳体与水箱、下筒之间填充隔热保温的珍珠岩粉。如图5所示，本发明的给排水系统，进水管23上装有进水止回阀25，在水箱1内部有一根卸压管沈，一端靠近水箱1的顶端，另一端通过卸压止回阀27连接进水管23，卸压管沈上还装有温度压力安全阀观，可防止底层冷水回流、压力爆炸，使水箱内上下水温更均衡，综合热效率更高，使用更安全。本发明既不影响炊事功能的正常使用，又能很好的达到炉具热水效果，进水管23 接上自来水或水塔，出水管M接上淋浴间的喷头或洗漱间的热水龙头，即可很方便的使用热水和自动加冷水。实施例二，采用风机鼓风的生物质燃料炊用热水炉，如图6所示，与实施例一相比还包括风机19和调节阀20，装在壳体外侧，风机19连接调节阀20，调节阀20通过阀芯与阀体配合，将空气分两路向炉膛供气主风道15连接主风室13，辅风道16连接辅风室14， 调整调节阀20可实现对主风道15、辅风道16的风量的控制，从而控制燃烧火力的大小；烟管长度可减短，可根据需要确定长度。本发明采用上燃式分层直接燃烧原理，燃料放置在料筒4内，点火容易、上火快， 分为挥发分燃烧阶段和固定炭燃烧阶段。通常在挥发分燃烧阶段，料筒4底部空气通道关闭，进入助燃分气盘5的空气由其分为一次空气和二次空气；在固定碳燃烧阶段，料筒4底部进入的空气并非一次空气，而是起到加强固定碳燃烧的作用。助燃分气盘5的出气孔二 57为百叶窗形出气孔，能产生旋转的一次空气，使空气均勻分配到燃料的上部，这样的好处是一次空气不会受燃料的松紧、形状及大小的影响，火焰稳定性好，便于控制燃烧速度，调节火力大小。燃料表面燃烧后，热量通过传导和辐射向燃料内层及下层扩散，从而使燃料内层及下层挥发分析出，持续与氧混合燃烧，当上层燃料没有析出物时，因空气从上部补充， 氧气接触到固定碳，部分固定碳发生燃烧，大大的减少固定碳的集中燃烧时间，有利于燃料的均勻燃烧。混合有一次空气的析出物通过助燃分气盘5的火孔58，其上的出气孔一 56 提供二次空气，使混合物得到充足的二次空气而实现完全燃烧，类似于燃气的预混式燃烧。 当减少一次空气量后，燃烧速度减小、温度下降、析出物也随之减少，火力大小可实现调节。 进入固定碳燃烧阶段，上面进入的一次空气不足以使固定碳在较高速度下烧尽，必须加强炉中的通风，调节阀20调整到大火或点火位置，料筒4底部及助燃分气盘5同时分配空气， 固定碳的燃烧得到加强，使固定碳在较快的速度下烧尽。通过旋转调节阀20，调整控制主风道15、辅风道16的输气量，可方便的调节燃料从点火开始到正常燃烧、小火燃烧、大火燃烧、后期燃烧各阶段的火力大小。如图7、图9所示，本发明的烟气室还包括拦烟圈21，拦烟圈21装在水箱1的顶部，圆环形结构，下部有凹槽，可强迫高温烟气紧贴水箱1的顶部流动至烟道8，使得在烟气室的换热效果更好。实施例三，具有快速热水功能的炊事热水炉，如图9所示，与实施例二相比还包括隔热盖板22，隔热盖板22内填充隔热保温的珍珠岩粉，隔热盖板22装在锅支架10内、加热室2上方，助燃分气盘5上方取消聚火圈6，这样，取消了炊事功能而大大增强热水效率，使水箱快速热水，炉具在先燃烧几分钟后即可连续产生大量的热水，持续时间长，可完全满足淋浴的要求。本发明的生物质燃料炊用热水炉火力调节方便，烟尘少，装料、填料及倒灰均方便，炊事、热水综合热效率高，可达到70%以上，且废气排放少，两项指标远远超过了现有标准。
权利要求
1.一种生物质燃料炊用热水炉，包括壳体、水箱和炉膛，所述水箱环绕在炉膛的外围， 水箱上设置有进水管和出水管，壳体与水箱之间填充有保温材料，其特征在于炉膛内固装有内筒，内筒内放置料筒，料筒的侧壁和或底壁开有气孔，料筒上方放置助燃分气盘，助燃分气盘的中心有火孔，助燃分气盘与水箱内壁上端组成加热室，水箱外围装有与加热室连通的环形的烟气室，烟气室连接烟道，烟道连接烟管，烟气室上方装有锅支架，所述炉膛内还设有相互隔开的主风室和辅风室，主风室连通主风道和料筒，辅风室连通辅风道和助燃分气盘。
2.根据权利要求1所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述助燃分气盘是由内壁、外壁、上壁和底壁围成的空腔体，中部有火孔，外壁上有进气孔，内壁及底壁上开有出气孔。
3.根据权利要求1所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述水箱底部装有下筒，下筒与内筒通过隔环固接，隔环下方是主风室，隔环上方是辅风室。
4.根据权利要求1所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述烟气室由水箱顶端、烟气罩及固装在水箱顶端内侧的挡火圈组成。
5.根据权利要求4所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述烟气室内还装有拦烟圈。
6.根据权利要求1所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述助燃分气盘的火孔上方放置有锥形的聚火圈。
7.根据权利要求1所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述进水管上装有进水止回阀，水箱内还装有卸压管，卸压管上装有卸压止回阀并连通进水管。
8.根据权利要求1所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于所述锅支架内、加热室上方放置隔热压盖。
9.根据权利要求1 8任一权利要求所述的生物质燃料炊用热水炉，其特征在于还包括风机和调节阀，风机连接调节阀，调节阀分别连接主风道和辅风道。
全文摘要
一种生物质燃料炊用热水炉，涉及一种固体燃料的家用炉，包括水箱和炉膛，水箱上设置有进水管和出水管，炉膛内放置料筒和助燃分气盘，水箱外围装有烟气室。本发明采用上燃式分层直接燃烧技术及多重换热装置，具有使用方便、安全卫生、高效节能、适用燃料广泛、可持续提供热水等特点，非常适合我国农村居民使用。
文档编号F24B1/183GK102297453SQ20101021154
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者伍奕, 伍斌强, 周科文, 李和平 申请人:迅达科技集团股份有限公司