一种节能减排火炉的制作方法

本实用新型涉及取暖设备，具体而言是一种火炉。

背景技术：

现有的火炉结构包括炉体，炉体内下部设炉篦，邻近顶部的炉体侧壁上开有排烟口，排烟口连接外端通往室外的烟道。火炉燃烧普遍存在燃烧效率低，热能利用低和污染空气的缺陷，具体分为以下几个方面：

1、室内的火炉在燃烧的过程会消耗氧气，并将空气从烟囱带走，这必然会造成室外的冷空气从门窗的缝隙吸入，燃烧产生的热能被室外的冷空气中和，需要燃烧更多的燃料才能达到相应的温度。而非常密闭的房间，室外的空气不能及时补充至室内，会造成室内氧气含量下降，影响人体健康，而几乎完全密闭的房间，燃烧需要排出烟囱的空气无法得到补充，会造成煤烟从火炉冒出，除了降低空气含氧量，还会造成一氧化碳中毒危险。如果能解决以上这个矛盾，每年每个家庭会减少相当一部分的煤炭燃烧量，从而减少排放。

用户使用燃气作为燃料采暖，由于传统的采暖炉的结构限制，仍局限于燃烧室内空气并通过烟囱快速带走热能的方式，因此采暖效率比较低，无益于节能减排的目标实现。

2、室内依靠燃烧取暖的最大弊端，就是必须要消耗室内的空气并由室外冷空气补充，这就造成了火越旺，空气流动也越大，能源消耗惊人，合理的取暖方式是要将炉盖子盖紧，以尽可能的减少流通速度，使得热气在烟囱管道内以尽量慢的速度运行，增加热气在管道的室内部分的滞留时间，虽然不充分的空气补充会造成煤炭在燃烧过程中煤烟的大量形成，但是热效率却很高，但这样以牺牲空气质量增加采暖效果也是雾霾造成的主要原因。一直以来，大多数对取暖火炉的改进都是以增燃烧效率为目的，但实际情况用户是以一定质量的煤炭，在取暖场所使用到的实际热量为实用标准，增加通风等方式提高火焰燃烧、燃料尽量烧尽等改进，不代表单位能耗带来的室内空气或采暖容器得到的热能成比例的增加，这个误区使得煤炭的热效率极低，不但浪费能源 ，而且增加排放。

技术实现要素：

本实用新型提供一种节能减排火炉，达到提高燃料燃烧效率和热量利用效率以及减少污染物排放的目的。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种节能减排火炉，包括炉体，炉体侧壁上开有排烟口，排烟口连接外端通往室外的烟道，包括邻近炉体顶部的第一排烟口和邻近底部的第二排烟口，第一排烟口连接第一烟道，第二排烟口连接第二烟道；还包括外端通往室外的供气道，供气道内端分成第一气道分支和第二气道分支，所述的第一气道分支连接第一烟道，第二气道分支连接第二烟道；供气道内端分支处设选择控制第一气道分支和第二气道分支与供气道导通及流量的第一控制阀，以及设置在第二烟道与第二气道分支相接处、选择控制第二烟道和第二气道分支与第二排烟口导通及流量的第二控制阀。

进一步地，第一烟道和第二烟道内分别装有第一鼓风扇和第二鼓风扇。

进一步地，本实用新型包括用于控制第一控制阀、第二控制阀、第一鼓风扇和第二鼓风扇的控制器。

进一步地，本实用新型包括烟雾浓度监测装置，所述的烟雾浓度监测装置信号输出端以有线或无线方式连接控制器。

本实用新型在现有技术的基础上，增设了第二排烟口和与其连接的第二烟道，两条烟道在室内经过的路径设计成较长路径，可进一步提高采暖效率。此外，增设一条由室外通向火炉的供气道，作用是给火炉提供燃烧需要的空气，减少了室内外其他方式的冷热对流，从而进一步的实现节能并减排的效果。

通过开闭相应的控制阀改变了原火炉内风、烟的流向，特别是在逆烧工况时，第一烟道内的浓烟与供气道内的空气混合后倒流回炉体，经过原煤再向下经过红火二次燃烧与过滤清除掉污染物，可以增加热烟气在烟道内的滞留时长，增加燃煤使用效率，同时降低了空气污染。

附图说明

此处的附图用来提供对本实用新型的进一步说明，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型正常工况时的示意图。

图2为本实用新型逆烧工况时的示意图。

图中，1-炉体， 2-第一排烟口，3-第二排烟口，4-第一烟道，5-第二烟道，6-供气道，7-第一气道分支，8-第二气道分支，9-第一控制阀，10-第二控制阀，11-第一鼓风扇，12-第二鼓风扇， 13-烟雾浓度监测装置，14-炉篦。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，以下结合参考附图并结合实施例对本实用新型作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型一种典型的实施方式中，包括炉体1，炉体1侧壁上开有排烟口，排烟口连接外端通往室外的烟道，包括邻近炉体1顶部的第一排烟口2和邻近底部的第二排烟口3，第一排烟口2连接第一烟道4，第二排烟口3连接第二烟道5还包括外端通往室外的供气道6，供气道6内端分成第一气道分支7和第二气道分支8，所述的第一气道分支7连接第一烟道4根部，第二气道分支8连接第二烟道5根部；供气道6内端分支处设选择控制第一气道分支7和第二气道分支8与供气道6导通及流量的第一控制阀9，以及设置在第二烟道5与第二气道分支8相接处、选择控制第二烟道5和第二气道分支8与第二排烟口3导通及流量的第二控制阀10。所述第一控制阀9和第二控制阀10可采用电磁三通阀，即可以控制开闭也可以控制流量，图1和图2中相应的控制阀仅为示意图，为了更清楚地解释本实用新型，仅示出了开闭相应烟道和气道分支的状态。

在一种优选的实施方式中，第一烟道4和第二烟道5内分别装有第一鼓风扇11和第二鼓风扇12。第一鼓风扇11和第二鼓风扇12均为双向鼓风扇，用来调整通风量。

以上所述的第一控制阀9、第二控制阀10、第一鼓风扇11和第二鼓风扇12可以连接至控制器, 控制器内有通信模块、控制模块和控制面板。由控制器控制上述控制阀和鼓风扇的开闭及风量的大小。可安装控制面板于煤炉上方，通过控制面板，可以调节鼓风扇电机的转速和方向，或者调节控制阀的开关以及电磁控制阀的流量。

在另一种优选的实施方式中，包括安装在第一烟道4出口端的烟雾浓度监测装置13，所述的烟雾浓度监测装置13信号输出端以有线或无线方式连接控制器。所述的烟雾浓度监测装置13信号输出端以有线或无线方式连接控制器。烟雾浓度监测装置13是用来监测烟道内的烟雾浓度的传感器，控制器是用来接收、判断数据并控制控制阀和鼓风扇动作的单片机。控制器内可设置相应的阈值，传感器中采集到的浓度数据传输至控制器，如果浓度超出设定的阈值，由控制器控制第一控制阀9、第二控制阀10、第一鼓风扇11和第二鼓风扇12进行相应的动作。

以标准的家用室内的水暖直烧采暖炉为例并分三种工况，对本实用新型的工作原理及技术效果作进一步清楚、完整的说明。

水暖直烧采暖炉的结构包括炉体1，炉体1内下部设炉篦14，炉体1侧壁上开有排烟口，排烟口连接外端通往室外的烟道。第一排烟口2邻近炉体1顶部，第二排烟口邻近炉篦14下方。

本实用新型使用时工况分三种情形：（1）新加入原煤采暖，（2）红火无烟状态采暖，（3）燃气取暖。

工况（1）的工作流程：正常状况下默认的煤炉的燃烧结构为下方靠近炉篦14的部分是无烟状态的红火，红火的上方是未燃烧的原煤，原煤在红火热气自然上升的过程中经过热量的交换产生煤烟，原煤靠近和接触红火的部位受到红火的热辐射产生煤烟，默认状态下（参考图1），第二控制阀10使第二烟道5闭合，第一控制阀9使得第二气道分支8导通并尽量小的控制通风，同时关闭第一气道分支7，在热气流上升的作用下，冷空气从室外经由供气道6经由第二气道分支8，经由第二排烟口3进入炉体，不充分燃烧产生煤烟后，携带部分煤烟上升至第一烟道4并从户外流出。由于有原煤产生未燃烧的颗粒物以及一氧化碳、二氧化碳等排放物，浓度达到污染标准时，第一烟道4的出口检测到排放的废烟气浓度超标，烟雾浓度检测装置13给控制器发送信号，控制第二烟道5内的第二鼓风扇12开始向外抽气，同时控制第一控制阀9切换成关闭第二气道分支8、开启第一气道分支7，则第一烟道4内的浓烟与供气道6内的空气混合后倒流回炉体（参考图2所述逆烧工况），经过原煤再向下经过红火二次燃烧与过滤，经由第二烟道5排出户外，经过对鼓风扇合理的控制，以较低的风速可以增加热烟气在烟道内的滞留时长。当第一烟道4内的浓烟全部退回到火炉内后，上述鼓风扇停止工作，所有控制阀回复至默认工作状态（参考图1），以此往复，如此的反复可以最大程度地降低空气污染。

上述工作过程适用于占绝大多数的温和采暖时段，属于经济工况。占少数时段的工况是严寒天气的早晨或者需要做饭烧菜时段，需要急速升温工况，此时可以通过控制器增加第一控制阀9对第二气道分支8的通气量，并增加对应鼓风扇的速度，这里对应的鼓风扇可以是单独的一个烟道内的鼓风扇，也可以是第一鼓风扇和第二鼓风扇配合工作，可以是速度，也可以是方向上的配合，其目的是迅速增加燃煤的燃烧速度。其循环过程同经济工况，这种往复的循环和过滤也可以减少雾霾的产生，并同时增加对采暖装置的供热量。

工况（2），当炉内燃料全部变为无烟状态时，如工况（1）所述的循环，由于检测不到排放超标而停止。火炉回复普通火炉的流通状态（参考图1），同时可以使用第一控制阀9控制第二气道分支8的流通量，来控制燃煤消耗速度，起到节约能源和控制室内温度的作用。

炉内的原煤全部变为无烟状态仍可以设定如工况（1）所述的循环使得多个烟道内充斥的热烟气可以散发更多的热量，从而最大限度地提升燃煤的效率。

工况（3）使用天然气等无烟能源时，可以将第一烟道4关闭，第二烟道5内的第二鼓风扇12向室内鼓风，风道也全部关闭，这样火焰产生的热能全部由火炉的间隙或者炉盖溢出，由于火焰需要的氧气是由室外经由第二烟道5提供，所以不存在室内氧气下降的问题，通过合理地调整上述风机鼓风速度，进而最大程度地提升取暖效率。

本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。