专利名称：一种提高燃烧热效率的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提高燃烧热效率的方法及装置。
柴煤燃烧达到高效率的条件是燃料的充分燃烧和热的充分利用。现有技术存在着锅(水管、水冷壁管等)与火(燃烧过程)争热的矛盾，例如一般民用锅炉或炉灶因炉膛较短，热输出口口径较粗，使固体燃料气化燃烧过程刚一开始就直接接触锅的冷受热面，燃料燃烧所需热量过早地被吸走，致使燃烧不充分。另一方面，也存在着炉膛中的主热与烟囱中余热的矛盾，因而即难实现充分燃烧又难实现充分用热。如烟囱是靠火的不充分燃烧将一部分热带到烟囱中，给烟囱加热才形成抽力，抽力将废气带出以维持燃烧。但一般烟囱是不保温的，所以，很难形成供炉膛充分燃烧的足够抽力，炉温无法达到高温，热效率低。
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种能提高燃烧热效率的方法及装置，节约燃料。
本发明方法是将燃料投入炉膛底部进行燃烧，在燃料燃烧的初期，即炉温不高时，尽量减少锅即受热面用热，可用热量分配阀将热量分配给由内外两层构成的保温烟囱，给烟囱加热形成抽力，促使燃烧快速进行。当烟囱温度越来越高，形成足够抽力使燃烧趋于旺盛时，再关闭热量分配阀，使受热面用热，余热提供烟囱，因烟囱是保温的，只需很少的热量就能形成很强的抽力，促进燃烧充分进行。在不用热时，可用顶盖式调节风门封闭烟囱，使烟囱温度保持高于外界环境温度。
本发明装置包括锅，炉体，炉膛，烟囱，投料口，炉排等组成，其改进之处是;首先将烟囱形成保温烟囱，将烟囱做成内层和外层，中间填充保温材料，内层可采用保温性能好的真空镀银玻璃管或铁皮，外层采用保温性能好的玻璃钢或混凝土砌砖。烟囱顶部设置密封的顶盖式调节阀门。这种烟囱，保温性能极佳，只需很少的热量就可形成抽力。其次，将炉膛设计成形状象高而细的喷枪火焰形，分为两段，上段为辐射段，下段为气化燃烧段。炉膛顶部热输出口直径与辐射段最大直径比值范围为1∶3.5～1∶4.5;与炉膛高度比值范围为1∶8～1∶10。热输出口直径较现有炉灶炉膛的出口要小，减少了与受热面的接触面积。在炉膛低温时，热很难从小热输出口的炉膛传出，有利于热量积聚，使炉膛温度提高。在燃烧比较充分的情况下，炉膛达到较高温度，此时，主要以辐射的形式传热。但采用小热输出口的炉膛结构必须有保温烟囱的情况下才能实现燃烧完全。因为在充分燃烧时，即在高温情况下，大量的热被锅吸收了，剩下的废气所含的热量很少，通过一般不保温的烟囱，不能形成供炉膛充分燃烧所需的足够抽力，也就不可能形成充分燃烧。只有采用保温烟囱，使废气带走的热量不被散失，只需较少的热量就可形成很强的抽力，所以，保温烟囱配合小热输出口炉膛，可实现燃烧的充分进行。
本发明装置在炉膛与烟囱之间设置了热量分配阀，用以分配用热。热量分配阀在柴灶上是软升降支架，在锅炉上是起动阀。软升降支架设置在柴灶的锅与锅形膛面之间，其作用在燃料燃烧初期，即炉膛温度不高时可把锅支承起，使锅与锅形膛面形成一定距离，使热量不会大量被锅的冷受热面吸走，而进入保温烟囱形成抽力。当燃料完全燃起后，烟囱内也形成较强的抽力，可再把锅放下，使受热面接触炉膛。锅炉起动阀设置在直通烟囱的起动管上方，起动管较火管口径大，直通炉膛与烟囱。当燃烧初起时，打开起动阀，热量直通烟囱形成抽力，关闭起动阀，烟气通入火管加热锅水。本发明保温烟囱顶盖式调节风门既有保持烟囱温度，又有控制炉膛温度的作用，一般只在用热时微启，不用热时关闭。使烟囱中长期间保持高于环境的温度，猛一打开，烟囱内就会产生强大抽力，使燃料燃烧发生白炽化，得以完全燃烧。
本发明装置采用细长的小热输出口炉膛与保温烟囱，解决了现有炉灶中存在着锅用热与燃烧争热的矛盾和烟囱形成抽力需要热量与炉膛中的主热争热的矛盾，实现了燃料燃烧比较完全，热输出口附近温度可达1200℃～1400℃，热效率高，由烟囱排入大气中的黑烟少，环境污染小。
下面结合附图，详细说明本发明
图1为本发明应用柴煤灶的结构示意2为本发明应用立式锅炉的结构示意图参见图1中的炉灶，(1)为锅，(2)为炉体，(3)为炉膛，炉膛分为两段，上段为辐射段(4)，下段为气化燃烧段(5)。炉膛顶部的热输出口(6)直径与辐射段最大直径比值为1∶4，与炉膛高度比值为1∶9，(7)为烟囱，烟囱分为内层(8)和外层(9)，内层采用夹层真空镀银玻璃管，外层采用玻璃钢，内外层中间填充聚氨酯泡沫或矿渣棉(10)，(11)为投料口，亦为二次风口以45°倾斜设置在辐射段底部，(12)为软升降支架，是用耐热橡胶做成的空心皮圈，设置在锅与锅形膛面(13)之间，可用水压控制其硬度，以使坐在它上面的锅在皮圈充水时升高，排水时锅可降低。(14)为回风槽，(15)为地风口，亦为一次风口，(16)为炉排，(17)为灰槽。(18)为保温烟囱的顶盖式调节风门，它由三根顶盖支杆(19)固定，固定支架(20)支撑升降杆杆(21)，顶盖支杆(19)由椭圆形升降杠杆拉升。升降杠杆一端引用一根引线(22)绕接线盘(23)，由一根轴(24)穿过炉体(2)连接另一线盘(25)，线盘引线(26)悬挂地风开关插板(27)，通过转动手柄(28)可控制地风开关和顶盖式调节风门的开启，(29)为看火孔，观察辐射段燃烧情况和测温用。
使用本发明炉灶，将点燃的木柴由入料口投入炉膛，同时给软升降皮圈充水使锅升起和转动手柄打开烟囱调节风门和地风开关，使炉膛的初热不至于一下被锅的冷受热面吸走，部分热量被引入烟囱以增强烟囱抽力，当烟囱产生足够强的抽力，通过看火孔观察到辐射段燃烧正常，即可逐渐将支架中水放出使锅下降，增加锅对热的吸收，减少供给烟囱的热量，废气经锅下进入烟囱，由于烟囱的保温性能好，即由烟囱向外散出的热量很少，更多的热被锅吸收，用热的多少可采用控制烟囱顶部的顶盖式调节风门，风门开的越大，抽力越强，不用热时则将调节风门全关闭，使烟囱中长久保持高于外界的温度。
本发明炉灶正常燃烧时，炉膛热输出口附近温度可达1200℃～1400℃(用热电偶插入看火孔测试)，用1斤木柴烧10分钟可烧开30斤水，而现有的炉灶用1斤木柴烧10分钟只能烧开10斤水，节能效果显著，环境污染小。
图2为本发明用于锅炉的实施例，图2中，(1)为锅，(2)为炉体，(3)为炉膛，(11)为加料斗，即投料口，(16)为炉排，(15)为地风口，(29)为观察孔，即看火孔，(10)为烟囱保温层，(30)为锅炉保温层，(31)为火管，(32)为水位计，(33)为起动阀，位于起动火管(34)的上方，在起动阀上引出一根引线(35)穿过气包(36)，绕接滑轮(37)，通过操纵引线(35)来控制起动阀的开启。烟囱顶盖式风门与地风开关控制结构如图1(略去)。
权利要求
1.一种提高燃烧热效率的方法，将燃料投入炉膛底部气化燃烧，其特征是，在燃料燃烧的初期，开启热量分配阀，将燃烧的热量引入由内外层构成的保温烟囱，当烟囱温度提高，形成足够抽力使炉膛燃烧趋于旺盛时，可关闭热量分配阀，并在不用热时，使保温烟囱封闭。
2.一种用于提高燃烧热效率的装置，包括，锅(1)，炉膛(3)，炉体(2)，烟囱(7)投料口(11)，炉排(16)等，其特征是，炉膛呈细长的喷枪火焰形，上段为辐射段(4)，下段为气化燃烧段(5)，烟囱由内外两层构成，中间填充保温材料(10)，烟囱(7)顶部具有顶盖式调节风门(18)，并在烟囱和炉膛之间设置热量分配阀(12)。
3.按照权利要求2所述装置，其特征是，炉膛顶部热输出口(6)直径与辐射段最大直径比值范围为1∶3.5～1∶4.5;与炉膛高度比值范围为1∶8～1∶10。
4.按照权利要求2所述装置，其特征是烟囱内层(8)可采用夹层真空镀银玻璃管或铁皮，烟囱外层(9)可采用玻璃钢或混凝土砌砖。
5.按照权利要求2所述装置，其特征是，热量分配阀在柴煤灶上是软升降支架，在锅炉上是起动阀。
全文摘要
本发明提供了一种能提高燃烧热效率的方法及装置，采用本发明方法，利用具有小热输出口的炉膛配合由内外两层构成的保温烟囱的装置，可使炉膛热输出口附近温度达1200℃～1400℃，燃料燃烧充分完全，节约燃料可达3倍，节能效果显著，环境污染小。
文档编号F24B1/189GK1049406SQ8910616
公开日1991年2月20日 申请日期1989年8月9日 优先权日1989年8月9日
发明者徐石, 赵庆平, 徐奇 申请人:徐石