生物质燃料炉的制作方法

本发明涉及环保取暖设备领域，具体讲是涉及一种生物质燃料炉。

背景技术：

生物质燃料，又称生物质颗粒燃料，是采用农业废弃物，比如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等，进行加工处理，形成的一种新型颗粒状燃料，又称作生物质颗粒。生物质燃料来自于农业、林木加工后的废弃物，本身属于废物再利用，而且这些燃料来源均是可再生的资源，环保，可循环利用。生物质燃料本身具有燃烧热量高、易保管、易运输、无污染等优点，属于国家倡导的绿色可持续发展模式，因此受到社会的推崇，被广泛的应用。

生物质燃料在国内更多的被用作取暖，采用的方式是直接燃烧，一般使用的有两种构型的燃烧炉，一种是用电的，炉内需要连接市电，以风扇吹出热风，以电动绞龙推进送料，控制燃料量和燃烧速度，从而控制热量释放。这种方式最受推崇，但是缺点也显而易见，第一，炉体内生物质燃料燃烧温度在600℃以上，炉内的电气设备虽有隔热装置阻隔热量，但是仍是处于高温的恶劣工况下，设备的可靠性很低，使用寿命短，故障率高，而且必须要有电才能够使用。第二，炉子的热效率低，炉体内空间有限，生物质燃料在燃烧腔内燃烧后的高温废气进入换热器，风机吹动室内空气流经换热器吸取热量，经过换热后的燃气温度下降被排出到室外。但是，换热器受制于炉体空间，换热不充分，换热后的废气仍携带有大量热量，温度较高的热气被直接排到室外，造成了浪费。第三，设备在使用时必须持续使用风机鼓风，防止内部温度过高损坏电气设备，即使停止加热燃烧，也需要风机继续工作一段时间，直至炉内温度降至接近室温。风机正常工作时会有明显的噪音，而恶劣工况会导致使用一至两年以后风机迅速出现结构老化，性能变差，噪音会大幅度增加，严重干扰正常的生活和工作。

对于不使用电的生物质燃料炉的结构是从传统燃煤炉改进而来，其结构并没有大的创新，仅针对生物质颗粒做了一些改进，增加了料箱，其余结构变化不大，导致结构通风性差，生火难，炉体风不稳定导致燃烧不稳定、不充分、温度低，炉体的热量耗散大，燃料所产生热量的利用率低。生物质燃料消耗快，使用中需要不断添加生物质燃料，费时费力，使用体验很差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种无须用电、燃烧稳定充分、灰分产生少、热能利用率高的生物质燃料炉。

本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：

生物质燃料炉，包括料斗，所述料斗下部连接有料管，所述料管连接有燃烧室，所述燃烧室连接有进风口、灰烬室和烟道，所述灰烬室位于燃烧室下方，其特征在于：所述烟道包括数段横烟道，所述数段横烟道依次首尾相连形成上下重叠烟道结构，所述烟道与料斗之间设有导热板，所述导热板上设有允许空气对流的散热道。导热板两侧面紧密贴合烟道与料斗，导热板中部的散热道竖直设置，利于空气对流，横烟道上下方向上重叠设置，配合与烟道直接贴合的导热板，使炉子在室内的散热面积大幅度增加，大面积的烟道与导热板一起将燃烧后烟气的热量散发到室内，不仅使本发明的增温更迅速，而且使烟道内烟气的温差增加，烟气形成的上升气流的抽吸力显著增加，对抽吸空气进入炉内助燃的抽吸作用也显著高于普通炉子，充足的空气进入炉子不仅使生物质颗粒燃烧更充分，而且能够避免缺氧燃烧导致一氧化碳生成，大抽吸力避免烟气在室内滞留以及一氧化碳中毒等情况。另一方面，导热板将烟气的热量传导至料斗，对料斗内生物质燃料颗粒起到烘干作用，使料斗内的生物质燃料干基含水量从10%~15%下降至3%~5%，更有利于燃烧，燃烧效果更好，效率更高。生物质燃料内的水份在烘干过程中释放到室内空气中，增加室内湿度，起到调节空气湿度、避免空气干燥的作用。

作为一种优选方案，所述横烟道与地面成0~45°夹角设置。更优选的是所述横烟道与地面成0~15°夹角，最优选的是0~10°夹角设置，0°夹角即与地面平行设置。略有倾斜的横烟道使烟气更易上升，上升中阻力更小，可以形成更大的抽吸力。

作为一种优选方案，所述横烟道上方设有扰流板，所述扰流板位于上下相邻的两段横烟道之间。扰流板内侧边与导热板固定连接，扰流板不仅是引导气流流动，同时能够增加室内中部的热辐射，更快的扩散热量至室内中下层空气中，避免传统炉子升温时出现的室内上部空气温度明显高于中下部的情况，白白浪费了大量热量。本发明的炉子较传统取暖方式室内温度更均匀，人员所在的中下层空气升温更快。

作为一种优选方案，所述连接燃烧室的横烟道上设有空气旁路装置，所述空气旁路装置打开时允许空气吸入横烟道。打开空气旁路装置后，部分空气未经燃烧室就被直接抽吸到烟道中，减少了燃烧室内空气量，减慢燃烧速度，方便更好的控制升温温度。

作为一种优选方案，所述横烟道上设有火焰透射窗，所述火焰透射窗以耐火玻璃镶嵌。通过耐火玻璃的火焰透射窗不仅可以直观的观察炉内燃烧火焰情况，红通通的火焰也起到很好的感受到温暖的心理暗示作用，更能让使用者感到温暖、愉悦和舒心。

作为一种优选方案，所述横烟道上设有温度计，所述温度计是机械式温度计。机械式温度计不惧高温，能够很好的显示烟气的温度，便于随时掌控炉子的燃烧情况。

作为一种优选方案，所述料斗与料管连接部设有限料滑槽，所述限料滑槽呢插装有限料板，所述限料板插入后切断料斗与料管间的连接。当不需要取暖、料斗内又有较多生物质颗粒燃料时，可以直接插入限料板，停止供料，熄灭炉子。

作为一种优选方案，所述燃烧室内插装有燃烧篮，所述灰烬室内插装有灰烬篮，所述燃烧篮上设有燃烧孔隙，所述灰烬篮位于燃烧孔隙下方。

作为一种优选方案，所述燃烧篮具有容纳生物质燃料的燃烧凹陷，所述燃烧凹陷与燃烧室之间具有侧透气间隙。

作为一种优选方案，所述燃烧篮包括初次燃烧篮和二次燃烧篮，所述二次燃烧篮位于初次燃烧篮下方，所述初次燃烧篮上的燃烧孔隙为初次燃烧孔隙，所述二次燃烧篮上的燃烧孔隙为二次燃烧孔隙，所述二次燃烧孔隙的截面积小于初次燃烧孔隙的截面积。

作为一种优选方案，所述初次燃烧篮和二次燃烧篮之间设有与侧透气间隙连通的中间透气间隙。无论双层燃烧篮还是单层燃烧篮，篮体与燃烧室之间的透气间隙都是保证生物质颗粒燃料充分燃烧的保证。

作为一种优选方案，所述燃烧孔隙之间设有耐火衬脊，所述耐火衬脊上表面设有凸起。所述凸起外周向燃烧孔隙倾斜延伸。耐火衬脊的凸起使得燃烧凹陷的表面起伏不平，使生物质颗粒燃料不会紧密堆积在一起，使其保持结构相对松散，松散的生物质颗粒之间具有较大间隙空气易于流通，颗粒与空气接触充分，能够完全富氧燃烧，不仅减少烟气中一氧化碳的形成，更使烟气易于被抽吸到室外，尤其是生物质颗粒本身灰分很少，低于1.5%，本发明的抽吸力远强于传统炉子，耐火衬脊起伏不平的表面造成的颗粒松散堆积结构利于燃烧后的灰分脱离，使燃烧后的灰分在气流抽吸作用下很易脱离颗粒表面，保证了颗粒表面与空气的接触，提高了生物质颗粒燃烧质量，也是燃烧充分、减少一氧化碳等有害气体形成的保证。

作为一种优选方案，所述进风口设有导流板，所述导流板引导气流流经二次燃烧篮和初次燃烧篮底部，所述导流板引向二次燃烧篮底部的气流量高于引向初次燃烧篮的气流量。导流板引导气流更多的经过二次燃烧篮流向初次燃烧篮，使经初次燃烧篮后体积缩小的生物质颗粒能够充分燃烧，避免形成未燃烧的残渣。本发明的燃效效果极佳，一料斗的生物质燃料燃烧后仅会形成极少的灰分，也基本不会有未充分燃烧的颗粒混入灰分。以10公斤料斗为例，视生物质颗粒原料不同，每公斤颗粒价格0.5-1元，10公斤可供100平方米房间取暖10~20小时，燃烧后仅有数十克灰分，取暖费用每小时是0.25~1元，多数情况下在0.5-0.7元每小时。

作为一种优选方案，所述料斗、导热板或横烟道上连接有支架，所述支架上设有防污盘，所述防污盘与支架滑动设置，所述防污盘安置于灰烬篮抽出灰烬室位置的下方。所述防污盘长度和宽度均大于灰烬篮。取出灰分时灰烬篮往往会带出少量篮外的残灰，防污盘可以承接残灰，节省清理的时间。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：本发明公开了一种生物质燃料炉，通过横烟道上下方向上重叠设置，配合与烟道直接贴合的导热板和料斗，能够充分散发燃烧后的热量，保证生物质颗粒燃烧充分稳定，减少一氧化碳等有害气体形成，燃烧废气不外溢到室内，室内升温快，热能利用率高，且可以补充室内空气中的水分，改善室内空气湿度，而且无须用电，灰分产生少，环保节能，取暖成本低。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明一种生物质燃料炉实施例1的结构示意图。

附图2是本发明一种生物质燃料炉实施例1的结构示意图。

附图3是本发明中料斗的结构示意图。

附图4是本发明一种生物质燃料炉实施例1的结构示意图。

附图5是本发明实施例1中初次燃烧篮的结构示意图。

附图6是本发明实施例2的结构示意图。

附图7是本发明实施例2中初次燃烧篮的结构示意图。

附图8是本发明实施例2中初次燃烧篮上粗栏杆与耐火衬脊的结构示意图。

附图9是本发明一种生物质燃料炉实施例3的结构示意图。

附图10是本发明一种生物质燃料炉实施例4的结构示意图。

附图11是本发明一种生物质燃料炉实施例5的结构示意图。

具体实施方式

实施例：如附图1-5所示，本发明实施例提供的生物质燃料炉，用于燃烧各种木料和生物质颗粒燃料，包括料斗1，所述料斗1下部连接有料管8，料管8倾斜设置，所述料管8倾斜插入燃烧室9，所述燃烧室9连接有进风口11、灰烬室13和烟道，所述灰烬室13位于燃烧室9下方，所述进风口11位于燃烧室9料斗1一侧，所述烟道包括数段横烟道3及连接烟道14，所述烟道上端设有外接竖烟管15，所述外接竖烟管15与外接的烟管连接将烟气引导至户外，所述数段横烟道3依次首尾通过连接烟道14相连形成上下重叠烟道结构，所述上下重叠烟道结构的一侧与料斗1之间设有中空的导热板2，所述导热板2的中空部分设有允许空气对流的散热道16。导热板2两侧面分别与烟道和料斗1紧密贴合，导热板2中部的散热道16竖直设置，利于空气对流，横烟道3上下方向上重叠设置，配合与烟道直接贴合的导热板2，使炉子在室内的散热面积大幅度增加，有利于辐射散热，而且散热道16具有很强的对流效果，能够大幅度加快空气经散热道16对流散热。上述结构使得本发明的散热效率明显升高，升温迅速，热能利用率高。

本实施例中横烟道3与连接烟道14是由方管切割、折叠，然后焊接成理想的形状和导热构件，当然也可以采用圆管或者其他异型管制作，采用其它材料、金属或者非金属构成这样的结构都属于本发明构思，在本申请保护范围。

大面积的烟道与导热板2一起通过热辐射、对流和大面积空气接触将燃烧后烟气的热量散发到室内，不仅使本发明的增温更迅速，而且使烟道内烟气的温差增加，烟气形成的上升气流的抽吸力显著增加，对抽吸空气进入炉内的助燃作用也显著高于普通炉子，充足的空气进入炉子不仅使生物质颗粒燃烧更充分，而且能够避免缺氧燃烧导致一氧化碳生成，大抽吸力避免烟气在室内滞留以及一氧化碳中毒等情况。另一方面，导热板2将烟气的热量传导至料斗1，对料斗1内生物质燃料颗粒起到烘干作用，使料斗1内的生物质燃料干基含水量从10%~15%下降至3%~5%，更有利于燃烧，燃烧效果更好，效率更高。生物质燃料内的水份在烘干过程中释放到室内空气中，增加室内湿度，起到调节空气湿度、避免空气干燥的作用。

如附图1所示，所述横烟道3与地面成0~45°夹角设置。更优选的是所述横烟道3与地面成0~15°夹角，最优选的是0~10°夹角设置，0°夹角即与地面平行设置。本实施例中横烟道3与地面成10°夹角设置。略有倾斜的横烟道3使烟气更易上升，上升中阻力更小，可以形成更大的抽吸力。当然，也可以将连接烟道设置为半圆弧形烟道，可以减少烟气流动中的涡流，进一步降低烟气上升阻力，提高烟气上升的抽吸力。

如附图1所示，所述横烟道3上方设有扰流板4，扰流板4内侧边与导热板2固定连接，所述扰流板4位于上下相邻的两段横烟道3之间且与横烟道3平行设置。扰流板4不仅是引导气流流动，同时能够增加室内中部的热辐射，更快的扩散热量至室内中下层空气中，显著增加人员活动的室内中下层空气的温度，在相同燃烧量的情况下改善人员的体感温度，避免传统炉子升温时出现的室内上部空气温度明显高于中下部的情况，白白浪费了大量热量。本发明的炉子较传统取暖方式室内温度更均匀，人员所在的室内中下层空气升温更快。扰流板4也可以用于放置水槽，进一步增加室内空气湿度，或者用于烘干物品。

如附图1所示，所述连接燃烧室9的横烟道3上设有空气旁路装置7，所述空气旁路装置7打开时允许空气吸入横烟道3。在本实施例中，空气旁路装置7包括横烟道3侧面的旁路孔和遮蔽旁路孔的遮板，遮板上设有遮板孔，遮板孔与旁路孔位置大小面积相同，横烟道3内面设置滑道，遮板安置于滑道内并可以沿滑道移动，使遮板孔与旁路孔重合或不重合，达成打开或遮蔽空气旁路孔的作用。这一结构是常用设置，附图中未详细示出。打开空气旁路装置后，部分空气未经燃烧室9就经旁路孔和遮板孔直接抽吸到烟道中，减少了流经燃烧室9的空气量，减慢燃烧速度，能够更好的控制室内升温温度。

如附图1所示，所述横烟道3上设有火焰透射窗6，所述火焰透射窗6以耐火玻璃镶嵌。通过耐火玻璃的火焰透射窗6不仅可以直观的观察炉内燃烧火焰情况，红通通的火焰也起到很好的感受到温暖的心理暗示作用，更能让使用者感到温暖、愉悦和舒心。

如附图1所示，所述横烟道3上设有温度计5，所述温度计5是机械式温度计。机械式温度计不惧高温，能够很好的显示烟气的温度，便于随时掌控炉子的燃烧情况。

如附图5所示，所述料斗1与料管8连接部设有限料滑槽，所述限料滑槽内插装有限料板17，所述限料板17插入后切断料斗1与料管8间的连接。当不需要取暖、料斗1内又有较多生物质颗粒燃料时，可以直接插入限料板17，停止供料，熄灭炉子。

如附图1和4所示，所述燃烧室9内插装有燃烧篮10，所述灰烬室13内插装有灰烬篮12，所述燃烧篮10上设有燃烧孔隙，所述灰烬篮12位于燃烧孔隙下方。燃烧篮10承接料管8中落下的生物质颗粒，生物质颗粒在燃烧篮10中燃烧。点燃时只需要使用点火枪之类点燃燃烧篮中的生物质颗粒，置入燃烧室9，待生物质颗粒燃烧较旺时打开限料板17即可，料管8中落下的生物质颗粒会堆积在一起并持续燃烧。生物质颗粒中间具有足够的间隙可以使空气流通，保证持续燃烧。料斗1中的生物质颗粒落下时堆积于料管8内，加之料斗1内生物质颗粒堆积，使料管8方向的空气流动阻力远大于烟道，燃烧产生的热烟气会流向烟道，燃烧室9由此产生强大的吸力，吸引空气自其它方向进入燃烧室9并经烟道排出，因此燃烧的热气不会流向料管8，不会导致产生不可控的燃烧。

如附图4和5所示，所述燃烧篮10具有容纳生物质燃料的燃烧凹陷，所述燃烧凹陷与燃烧室9间具有侧透气间隙19。

更进一步的，在本实施例中，如附图4和5所示，所述燃烧篮10包括初次燃烧篮10a和二次燃烧篮10b，所述二次燃烧篮10b位于初次燃烧篮10a下方，所述初次燃烧篮10a和二次燃烧篮10b之间设有与侧透气间隙19连通的中间透气间隙18。无论双层燃烧篮10还是单层燃烧篮10，篮体与燃烧室9之间的透气间隙都是保证生物质颗粒燃料充分燃烧的保证。

如附图4和5所示，初次燃烧篮10a具有粗栏杆20构成的初次燃烧凹陷，二次燃烧篮10b具有细栏杆21的二次燃烧凹陷，所述粗栏杆20直径大于细栏杆21直径。所述初次燃烧篮10a上粗栏杆20构成的燃烧孔隙为初次燃烧孔隙22，所述二次燃烧篮10b上细栏杆21的燃烧孔隙为二次燃烧孔隙，所述二次燃烧孔隙的截面积小于初次燃烧孔隙22的截面积。本实施例中，初次燃烧篮10a和二次燃烧篮10b结构相同，只有燃烧孔隙截面积不同，附图6仅示出初次燃烧篮10aa。料斗1中的生物质颗粒落入初次燃烧篮10a，经过初步燃烧后体积缩小，经初次燃烧篮10a的初级燃烧孔隙落入二次燃烧篮10b，在二次燃烧篮10b中继续充分燃烧，直至完全烧尽。本实施例中采用粗栏杆20和细栏杆21构建燃烧篮10，因其更加耐用，使用寿命长，结构坚固不易损坏，当然也可以采用打孔厚钢板或其他材料构建燃烧篮。

如附图4所示，所述进风口11设有导流板27，所述导流板27引导气流流经二次燃烧篮10b和初次燃烧篮10a底部，所述导流板27引向二次燃烧篮10b底部的气流量高于引向初次燃烧篮10a的气流量。导流板27引导气流更多的经过二次燃烧篮10b流向初次燃烧篮10a，使经初次燃烧篮10a后体积缩小的生物质颗粒能够充分燃烧，避免形成未燃尽的残渣。而且气流大量流经二次燃烧篮10b，使燃烧后的生物质颗粒表面的灰分更易被吹落，防止灰分覆盖阻碍充分燃烧。本发明的双层燃烧效果极佳，一料斗的生物质燃料燃烧后仅会形成极少的灰分，也基本不会有未充分燃烧的颗粒混入灰分。以10公斤料斗为例，视生物质颗粒原料不同，每公斤颗粒价格0.5-1元，10公斤可供100平方米房间取暖10~20小时，燃烧后仅有数十克灰分，取暖费用每小时是0.25~1元，多数情况下在0.5-0.7元每小时。

如附图1所示，所述料斗1、导热板2或横烟道3上连接有支架28，所述支架28通过底座29连接有防污盘30，所述防污盘30与支架28的底座30滑动设置，所述防污盘30安置于灰烬篮12抽出灰烬室13位置的下方。所述防污盘长度和宽度均大于灰烬篮12。取出灰分时灰烬篮12往往会带出少量篮外的残灰，防污盘30可以承接残灰，节省清理的时间。

实施例2：如附图6至8所示，与实施例中1比较，在本实施例中所述燃烧孔隙之间设有耐火衬脊23，所述耐火衬脊23上表面设有凸起24，所述耐火衬脊23下表面设有若干个安装柱25，所述燃烧篮10的上设有容纳安装柱25插入的衬脊安装孔26。在本实施例中，耐火衬脊23安装于构成燃烧篮的栏杆上，衬脊安装孔安置于栏杆上。初次燃烧篮10a和二次燃烧篮10b结构相同，不重复赘述。所述凸起24外周向燃烧孔隙倾斜延伸。耐火衬脊23的凸起24使得燃烧凹陷的表面起伏不平，使生物质颗粒燃料不会紧密堆积在一起，使其更容易保持结构松散，松散的生物质颗粒之间具有较大间隙空气易于流通，颗粒与空气接触充分，能够完全富氧燃烧，不仅减少烟气中一氧化碳的形成，更使烟气易于被抽吸到室外，尤其是生物质颗粒本身灰分很少，低于1.5%，本发明的抽吸力远强于传统炉子，耐火衬脊23起伏不平的表面造成的颗粒松散堆积结构利于燃烧后的灰分脱离，使燃烧后的灰分在气流抽吸作用下很易脱离颗粒表面，保证了颗粒表面与空气的接触，提高了生物质颗粒燃烧质量，也是燃烧充分、减少一氧化碳等有害气体形成的保证。耐火衬脊23通过衬脊安装孔26安装到燃烧篮10上，一旦燃烧过程中损坏，随时可以取下更换，耐火衬脊23使燃烧火焰不会直接烧灼燃烧篮10，延长了燃烧篮10的使用寿命，节省使用中的维护成本。本实施例其余部分与实施例1相同。

实施例3：如附图9所示，与实施例中1比较，在本实施例中取消了空气旁路装置，通过限料板的开口大小控制落料，进而控制火力，结构简化，适于工厂厂房等不需要精确控制温度的场合。本实施例其余部分与实施例1相同。

实施例4：如附图10所示，本实施例中，所述横烟道3与地面成0°夹角设置，即横烟道3为水平设置，使横烟道3更方便用于烘干物品，或者在横烟道3上开孔取热烧水。本实施例其余部分与实施例3相同。

实施例5：如附图11所示，本实施例中，所述横烟道3与地面成0°夹角设置，即横烟道3为水平设置，使横烟道3更方便用于烘干物品，或者在横烟道3上开孔取热烧水。本实施例其余部分与实施例1相同。