自控温生物质锅炉的制作方法

本发明属于生物质锅炉技术领域，更具体地说，是涉及一种自控温生物质锅炉。

背景技术：

生物质锅炉采用的燃料为生物质压块等生物质燃料，风机通过炉体上的风道向炉膛内吹入空气，使得炉膛内的生物质燃料进行不完全燃烧产生可燃气体，然后可燃气体被炉口内的燃烧器导出进行燃烧，生物质锅炉在炉壁内设置水套，并利用炉膛内的热量来加热水套，提供热水。传统的锅炉一般通过风机控制风道的进气量来控制炉膛内燃烧，进而控制水温，但是由于生物质锅炉炉膛内需要进行不完全燃烧，炉膛内的含氧量不能过高，而且为了保证生物质燃料能够完全分解成无害气体，炉膛内的温度也必须维持在一定的范围内，这些都使得通过控制风道的进气量来控制水温的方式难以适用于生物质锅炉，生物质锅炉的水温难以控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自控温生物质锅炉，以解决现有技术中存在的传统锅炉的水温控制方式难以适用于生物质锅炉，生物质锅炉的水温难以控制的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种自控温生物质锅炉，包括：

炉体，内部设有炉膛，炉壁设有与所述炉膛连通的炉口；

燃烧器，包括设于所述炉膛内且进气端用于收集可燃气体的集气筒和设于所述炉口内且进气端与所述集气筒出气端连通的燃烧筒，所述燃烧筒出气端的轴向外侧形成火焰区；

集烟罩，与所述炉体连接并罩设于所述火焰区外，设有排烟口；

换热箱，内腔为烟道，进气端与所述排烟口连通，排气端连接有排烟风机，箱壁设有第一水套、与所述第一水套连通的进水管和与所述第一水套连通的出水管；

水温传感器，设于所述第一水套或所述出水管内；以及

控制器，输入端与所述水温传感器电连接，输出端与所述排烟风机电连接。

进一步地，所述换热箱设有穿设于所述烟道内的换热管，所述换热管的两端分别与所述第一水套连通。

进一步地，所述炉体的炉壁内设有第二水套，所述集烟罩的罩壁上设有第三水套，所述第一水套、所述第二水套和所述第三水套三者连通。

进一步地，所述炉体的炉壁上还设有与所述炉膛连通的填料口；所述自控温生物质锅炉还包括电动送料机构，所述电动送料机构的出料端与所述填料口连通，所述控制器的输出端与所述电动送料机构电连接。

进一步地，所述填料口连通有进料管；

所述电动送料机构包括：

储料斗，用于存储生物质燃料；

输送带，上料端与所述储料斗的出料口连通，落料端对准所述进料管的进料端；以及

送料电机，与所述输送带传动连接并用于驱动所述输送带移动，与所述控制器的输出端电连接。

进一步地，所述自控温生物质锅炉还包括：

主炉排，设于所述炉体内，位于所述炉膛底部，具有用于承托所述炉膛内的生物质燃料的承载面，所述承载面上设有贯穿所述主炉排的落灰孔；以及

支承台，设于所述主炉排上并凸出于所述主炉排的承载面。

进一步地，所述支承台设于所述主炉排用于承接从填料口填入的生物质燃料的部位上。

进一步地，所述支承台的中心轴线所述主炉排的中心轴线平行且不共线。

进一步地，所述支承台的凸起表面上设有贯穿所述支承台并连通所述炉膛和所述炉体储灰腔的通风孔。

进一步地，所述承载面上设有贯穿所述主炉排的安装孔，所述支承台呈外周与所述安装孔周壁连接且中部凸出于所述承载面的壳状结构。

进一步地，所述主炉排为圆形的平板状结构，且一侧板面形成所述承载面；所述支承台为圆台形的壳体。

进一步地，所述通风孔具有分别设于所述支承台顶面和侧面的多个。

进一步地，位于所述支承台侧面上的通风孔呈长条状，且该通风孔的长轴与所述支承台的母线重合。

进一步地，所述主炉排的下侧设有支脚。

本发明提供的自控温生物质锅炉的有益效果在于：与现有技术相比，本发明自控温生物质锅炉，通过进水管向所述第一水套内加入冷水；炉膛内的生物质燃料进行不完全燃烧，产生的可燃气体会被燃烧器的集气筒收集，然后导入到炉口内的燃烧筒中，可燃气体从燃烧筒的出气端轴向喷射到火焰区中，经点燃后发生燃烧；集烟罩将火焰区的高温烟气收集并从排烟口排入烟道，烟道内的高温烟气加热第一水套后，经过排烟风机排出；出水管将所述第一水套内的热水导出供人员使用。连续使用的过程中，控制器能够通过水温传感器监测第一水套或出水管的水温；在水温过低时，控制器控制提高排烟风机的排风量，从而将更多的高温烟气从火焰区吸入烟道内，能够快速加热第一水套，提高第一水套和出水管中的水温，实现快速、灵活的控制生物质锅炉的水温。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自控温生物质锅炉的剖视图；

图2为图1中的换热箱在俯视方向的剖视图；

图3为图1中的主炉排和支承台的俯视图

图4为图3中a-a处的剖视图。

其中，图中各附图标记：

1-炉体；11-炉膛；12-填料口；121-进料管；13-炉口；14-储灰腔；15-第二水套；2-燃烧器；21-集气筒；22-燃烧筒；23-火焰区；3-集烟罩；31-排烟口；32-第三水套；4-换热箱；41-烟道；42-排烟风机；43-第一水套；44-进水管；45-出水管；46-换热管；5-控制器；6-电动送料机构；61-输送带；62-送料电机；63-储料斗；7-主炉排；71-落灰孔；72-安装孔；8-支承台；81-通风孔；9-水温传感器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图4，现对本发明实施例提供的自控温生物质锅炉进行说明。自控温生物质锅炉，包括：炉体1、燃烧器2、集烟罩3、换热箱4、水温传感器9和控制器5

炉体1内部设有炉膛11，炉壁设有与炉膛11连通的炉口13。燃烧器2包括设于炉膛11内且进气端用于收集可燃气体的集气筒21和设于炉口13内且进气端与集气筒21出气端连通的燃烧筒22，燃烧筒22出气端的轴向外侧形成火焰区23。集烟罩3与炉体1连接并罩设于火焰区23外，设有排烟口31。换热箱4内腔为烟道41，进气端与排烟口31连通，排气端连接有排烟风机42，箱壁设有第一水套43、与第一水套43连通的进水管44和与第一水套43连通的出水管45。水温传感器9设于第一水套43或出水管45内。控制器5输入端与水温传感器9电连接，输出端与排烟风机42电连接。

与现有技术相比，本发明实施例的自控温生物质锅炉，通过进水管44向第一水套43内加入冷水；炉膛11内的生物质燃料进行不完全燃烧，产生的可燃气体会被燃烧器2的集气筒21收集，然后导入到炉口13内的燃烧筒22中，可燃气体从燃烧筒22的出气端轴向喷射到火焰区23中，经点燃后发生燃烧；集烟罩3将火焰区23的高温烟气收集并从排烟口31排入烟道41，烟道41内的高温烟气加热第一水套43后，经过排烟风机42排出；出水管45将第一水套43内的热水导出供人员使用。连续使用的过程中，控制器5能够通过水温传感器9监测第一水套43或出水管45的水温；在水温过低时，控制器5控制提高排烟风机42的排风量，从而将更多的高温烟气从火焰区23吸入烟道41内，能够快速加热第一水套43，提高第一水套43和出水管45中的水温，实现快速、灵活的控制生物质锅炉的水温。

具体地，炉体1可以是竖直的圆柱形，也可以是长方体形，其内部为炉膛11，用于生物质燃料的燃烧。炉口13设置在炉体1的顶壁或者侧壁上并与炉膛11连通。

集气筒21和燃烧筒22分别为圆筒形结构。集气筒21的两端开放分别为进气端和出气端，燃烧筒22的两端开放分别为进气端和出气端。集气筒21的出气端与燃烧筒22的进气端同轴连接。集气筒21安装在生物质燃烧炉的炉膛11内。燃烧筒22安装在生物质燃烧炉的炉口13内，其出气端可以是位于炉口13内或者凸出于炉口13外。点火时，先向炉膛11内加入生物质燃料，使得生物质燃料将集气筒21的进气端埋没，然后点炉膛11内的生物质燃料，生物质燃料进行不完全燃烧，生物质燃料经过干馏、裂解、气化后的生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的可燃气体，可燃气体从集气筒21的进气端进入集气筒21中，然后向燃烧筒22的出气端流动，燃烧筒22内的可燃气体从出气端喷出，经点燃后形成燃烧。

集烟罩3为一壳体，其固定在炉体1外壁上并罩设在火焰区23外，使得火焰区23燃烧形成的高温烟气在集烟罩3内从排烟口31排出。更具体地，集烟罩3上还设有与火焰区23相对的加热口，可以将炊具等放置在加热口上利用火焰区23加热炊具，供日常生活使用。此外，炉口13可以是设置在炉体1的顶部，相应的集烟罩3固定在炉体1的顶部，并且罩设在火焰区23的上方，而加热口可以是设置在集烟罩3的顶部并位于火焰区23的正上放。

换热箱4为中空的箱体，内腔形成烟道41。换热箱4下端为进气端并通过管路与集烟罩3的排烟口31连通，换热箱4上端为排气端。排烟风机42采用由电动机驱动的叶轮结构的风机。排烟风机42安装在换热箱4的顶部，且排烟风机42的进气端与换热箱4的排气端连接，排烟风机42的出气端放空或者与烟囱连接。换热箱4的箱壁上设置夹层形成第一水套43，高温烟气从集烟罩3进入烟道41中将箱壁上的第一水套43加热。进水管44连接在第一水套43的上部，出水管45连接在第一水套43的下部，使得第一水套43中的热水能够自动从出水管45流出。

控制器5可以采用可编程逻辑控制器5，其输入端通过导线与水温传感器9电连接，输出端通过导线与排烟风机42的驱动电机电连接。水温传感器9，安装在第一水套43或出水管45内，水温传感器9能够检测第一水套43或出水管45内的水温，并将水温数据传递给控制器5。使用过程中，当第一水套43或出水管45内的水温在预设下限值和预设上限值之间时，排烟风机42以正常的初始排风量运行；当水温低于预设下限值时，控制器5控制排烟风机42提高排风量，使得火焰区23内的高温烟气快速的被抽吸到烟道41内，从而快速的加热第一水套43，待到水温超过预设上限值时，排烟风机42恢复至初始排风量。

请一并参阅图1和图2，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，换热箱4设有穿设于烟道41内的换热管46，换热管46的两端分别与第一水套43连通。此种设置能够加快第一水套43内水流与烟道41内高温烟气的换热速度。

具体地，换热箱4内的烟道41竖直设置，并且换热箱4下端与集烟罩3的排烟口31连通。第一水套43可以是环绕的设置在换热箱4四周的侧壁上，围绕在烟道41的四周。多个换热管46水平的设置的烟道41内，换热管46的两端分别连接在第一水套43位于换热箱4两个相对侧壁上的部分上，使得热水能够在换热管46和第一水套43之间流动。

请参阅图1，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，炉体1的炉壁内设有第二水套15，集烟罩3的罩壁上设有第三水套32，第一水套43、第二水套15和第三水套32三者连通。此种设置能够充分的利用炉膛11内的热量加热第二水套15，利用火焰区23的热量加热第三水套32。

具体地，炉体1的炉壁内设置夹层形成第二水套15，更具体地第二水套15设置在炉体1侧面的炉壁内，并环绕炉膛11设置。在集烟罩3的上侧罩壁上设置夹层形成第三水套32。进水管44通过第一水套43向第二水套15和第三水套32内加入冷水，第一水套43和第二水套15内的水被加热后从第一水套43的出水管45排出。更具体地，第一水套43、第二水套15和第三水套32三者连通可以是两两连通，也可以是三者连通到一处，也可以是其中一者与另外两者分别连通，也可以是三者串联连通。更具体地，第一水套43的位置高于第二水套15和第三水套32的位置，使得通过进水管44向第一水套43内注水后，水流能流入第二水套15和第三水套32内，第二水套15和第三水套32中的水被加热后对流到第一水套43中，从出水管45排出。

请一并参阅图1，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，炉体1的炉壁上还设有与炉膛11连通的填料口12；自控温生物质锅炉还包括电动送料机构6，电动送料机构6的出料端与填料口12连通，控制器5的输出端与电动送料机构6电连接。控制器5能够控制电动送料机构6将生物质燃料通过填料口12送入炉膛11内，实现填料的自动化。

具体地，填料口12设置在炉体1的顶壁或者侧壁上并与炉膛11连通。控制器5可以是设有定时器，控制器5间隔一定时间控制电动送料机构6向炉膛11内送入一定数量的生物质燃料。电动送料机构6一次向填料口12投入生物质燃料可以是能够填满炉膛11一半的生物质燃料的量，避免炉膛11过满。

在自控温生物质锅炉运行过程中，控制器5的控制过程也可以是：

将水温传感器9的水温值与预设下限值比较，若水温值大于等于预设下限值，则排烟风机42以正常的初始排风量运行；若水温值小于预设下限值，则控制排烟风机42提高排风量，经过预定时长后，判断水温值的升高量是否达到预设升温量；

若判断水温值的升高量是否达到预设升温量的结果为水温值的变化量达到预设升温量，则判断水温值是否超过预设上限值，若水温值超过预设上限值，则控制排烟风机42的排风量恢复至初始排风量；

若判断水温值的升高量是否达到预设升温量的结果为水温值的变化量未达到预设升温量，则控制电动送料机构6向填料口12投入预定量的生物质燃料，同时保持排烟风机42的排风量大于初始排风量，之后判断水温值是否超过预设上限值，若水温值超过预设上限值，则控制排烟风机42的排风量恢复至初始排风量。

具体地，预设下限值和预设下限值分别为所需要的第一水套43内水温的下限和上限。预设升温量可以经过实验得出的，具体地预设升温量可以是在炉膛11内生物质燃料充足的情况下，将排烟风机42的排风量提高后，经过预定时长后，第一水套43内水温升高的最小值。若将排烟风机42的排风量提高后，经过预定时长，水温传感器9水温值的升高量未达到预设升温量，则可以认定炉膛11内生物质燃料不足。电动送料机构6一次向填料口12投入的预定量生物质燃料可以是能够填满炉膛11一半的生物质燃料的量，避免炉膛11过满。

请一并参阅图1，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，填料口12连通有进料管121；电动送料机构6包括：储料斗63、输送带61和送料电机62。

储料斗63用于存储生物质燃料。输送带61上料端与储料斗63的出料口连通，落料端对准进料管121的进料端。送料电机62与输送带61传动连接并用于驱动输送带61移动，与控制器5的输出端电连接。

具体地，储料斗63出料口设置在下端，输送带61的上料端位于储料斗63出料口的下方，使得储料斗63内的生物质燃料从出料口下落到输送带61的上料端上。进料管121的下端与填料口12对接，进料管121的上端开放，并位于输送带61落料端的下方，使得输送带61落料端落下的生物质燃料能够落入进料管121内，进而沿进料管121滑入炉膛11内。控制器5的输出端与送料电机62电连接，通过控制送料电机62的转动，使得送料电机62驱动输送带61。

请一并参阅图3和图4，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，自控温生物质锅炉还包括主炉排7和支承台8。

主炉排7设于炉体1内，位于炉膛11底部，具有用于承托炉膛11内的生物质燃料的承载面，承载面上设有贯穿主炉排7的落灰孔71。支承台8设于主炉排7上并凸出于主炉排7的承载面。

在使用时，主炉排7设置于炉膛11底部，承载面用于承托炉膛11内的生物质燃料，支承台8凸出于主炉排7的承载面，使得支承台8能够占用炉膛11内的一部分空间，炉膛11内能够容纳的生物质燃料减少，使得只有较少的生物质燃料在炉膛11内同时燃烧，从而减慢了长时间燃烧生物质燃料的消耗。

具体地，主炉排7可以与现有的炉排结构相同，其用于水平的安装在炉体1内并位于炉膛11的下方，主炉排7的上侧面形成承载面，主炉排7的下方形成储灰腔14，生物质燃料在主炉排7上方的炉膛11内燃烧，燃烧后的灰烬和渣子从落灰孔71落入储灰腔14中。支承台8可以是由耐火材料制作，固定在主炉排7的承载面上，在主炉排7安装在炉体1内后支承台8位于炉膛11内，从而挤占炉膛11内生物质燃料的空间，减少投入炉膛11内的生物质燃料。

请参阅图1，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，支承台8设于主炉排7用于承接从填料口12填入的生物质燃料的部位上。填料口12填入的生物质燃料会在主炉排7上堆积成生物质燃料堆，此种设置使得从填料口12填入的生物质燃料能够掉落到支承台8上，支承台8挤占生物质燃料堆内部的空间，避免生物质燃料堆内部难以充分燃烧。

具体地，填料口12设置在炉体1的侧壁上，主炉排7水平的安装在炉体1内后，主炉排7靠近填料口12的一侧上设置支承台8。生物质燃料从填料口12投入炉膛11内后，掉落在支承台8和主炉排7靠近填料口12的一侧上，将支承台8覆盖。也可以是，填料口12设置在炉体1的顶部，支承台8设置在主排体位于填料口12正下方的部位上。

请参阅图3，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，支承台8的中心轴线主炉排7的中心轴线平行且不共线。具体地，主炉排7呈圆形，支承台8位于主炉排7承载面的偏心处。将支承台8设置在主炉排7承载面的偏心处，使得在将主炉排7安装在炉体1内时，调整主炉排7的位置，使得支承台8能够靠近填料口12，使得生物质燃料从填料口12投入炉膛11内后，掉落在支承台8上，将支承台8覆盖。

请一并参阅图3和图4，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，支承台8的凸起表面上设有贯穿支承台8并连通炉膛11和炉体1储灰腔14的通风孔81。此种设置，使得储灰腔14的空气能够从通风孔81进入生物质燃料堆的内部，使生物质燃料堆能够充分的燃烧。

请一并参阅图3和图4，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，承载面上设有贯穿主炉排7的安装孔72，支承台8呈外周与安装孔72周壁连接且中部凸出于承载面的壳状结构。此种设置能够减轻主炉排7和支承台8的重量，节省材料。

请一并参阅图3和图4，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，主炉排7为圆形的平板状结构，且一侧板面形成承载面；支承台8为圆台形的壳体。

具体地，可以采用将钢板切割成圆形，然后在圆形的钢板上均匀的开设若干个落灰孔71制成主炉排7，在主炉排7的偏心位置切割一个较大圆孔形成安装孔72。支承台8呈上端小下端大的壳体，其上端封闭下端开放，下端的外周与安装孔72的内侧壁焊接，使得支承台8的小端向上凸出于主炉排7的承载面。支承台8为圆台形,使得支承台8能够占用炉膛11内更多的空间，能够更加的节省燃料，此外还可以降低支承台8的高度，避免支撑台与炉膛11内的生物质燃烧器2干涉。

请一并参阅图3和图4，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，通风孔81具有分别设于支承台8顶面和侧面的多个。

具体地，支承台8设有贯穿小端顶面的若干个通风孔81和贯穿侧面的若干个通风孔81。

请一并参阅图3和图4，作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，位于支承台8侧面上的通风孔81呈长条状，且该通风孔81的长轴与支承台8的母线重合。

作为本发明提供的生物质燃料炉专用炉排的一种具体实施方式，支承台8呈尖端凸出于承载面的锥体。使得落在支承台8上的生物质燃料会沿支承台8的锥面向四周滑落，避免生物质燃料在支承台8的顶部堆积。具体地，支承台8可以是棱锥形或者圆锥形。

作为本发明提供的生物质燃料炉专用炉排的一种具体实施方式，支承台8的凸起表面为弧形凸面。此种设置能够避免生物质燃料积存在支承台8上，同时也能够保证体积较大，使得支承台8能够占用炉膛11内更多的空间，能够更加的节省燃料，此外还可以降低支承台8的高度，避免支撑台与炉膛11内的生物质燃烧器2干涉。

具体地，支承台8的凸起表面可以是球面或者不规则弧面，例如支承台8呈凸出于承载面的半球形，使得落在支承台8上的生物质燃料会沿支承台8的凸起表面向四周滑落，避免生物质燃料在支承台8上堆积的过高。

作为本发明提供的生物质燃料炉专用炉排的一种具体实施方式，支承台8的凸起表面上覆盖有耐火层。防止支承台8被高温烧蚀，所述耐火层可以是耐火水泥层。更具体地，支承台的凸起表面上设有凸起的连接钢筋。在使用时，能够根据炉体炉膛内的燃烧温度，决定是否需要制作耐火水泥层，若需要制作耐火水泥层，则在支承台的凸起表面上涂抹耐火水泥，使耐火水泥将连接钢筋覆盖，增加耐火水泥层与支承台凸起表面的连接牢固度。耐火水泥层将连接钢筋完全包裹，使耐火水泥层表面光滑，便于生物质燃料向四周滑落。

更具体地，支承台8呈圆台形；连接钢筋呈长条形，并且长轴平行于支承台8的母线设置。此种设置，使得生物质燃料沿支承台8侧面滑落时，连接钢筋对生物质燃料的阻力较小，避免生物质燃料在支承台8上堆积的过高。连接钢筋的两端固定在支承台8的侧面上，并且中部与支承台8侧面之间形成间隙，使得耐火水泥能够进入该间隙中，使得耐火水泥层与支承台凸起表面的连接更加牢固。

作为本发明提供的自控温生物质锅炉的一种具体实施方式，主炉排7的下侧设有支脚。采用此种设置使得支脚能够支撑主炉排7，避免主炉排7下陷。

具体地，支脚可以是支撑在炉底上，也可以是直接支撑在地面上。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。