CN104329690B - 多功能草木燃料炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以草、木等植物为燃料且使用方便的多功能燃烧炉，它的主要构造是旋转给料机位于燃料斗的下部，下料管位于燃料斗的底部和旋转给料机的正下方，下料挡板位于下料管上，输料风管位于下料挡板的下面且与下料管连通，它的一头连接进风管，另一头连接炉膛，进风管位于炉子的中下部，风速调节器位于进风管的顶端与炉膛的下部，上部烟道和下部烟道以高低不同的位置布置，两者均连接到炉膛的出口，最后都汇集到烟囱上，上部烟气挡板装在上部烟道上，排烟风机装在烟囱的出口处，传热柱装在传热托板的下面。这种炉能以农村地区常见的植物为燃料，且使用方便、节省人力，它促进了秸秆、草、木等植物燃料的使用，为农民节省燃料费用。

Description

多功能草木燃料炉

技术领域

本发明涉及一种使用方便的多功能燃烧炉，尤其是能以草、木等植物为燃料的燃烧炉。

背景技术

目前，在我国的一些农村地区使用的灶台，一般是用砖、石灰、水泥等材料砌成。使用这样的灶台，需要专门一个人坐在灶台前来添加燃料，烧火，煮饭、烧水、煮猪食的时候，可以一个人来完成，当需要炒菜的时候，则需要另外一个人来炒菜才能把这项工作完成。使用这种灶台，高温烟气经过锅底后，会直接从烟囱排掉。由此可见，一些农村地区使用的灶台，存在着两个问题：一个是操作起来不方便，耗费人力；另一个是热量利用率不高。使用不方便、耗费人力又会带来这样的问题：部分有条件的农民不喜欢用传统的草木燃料，改用使用起来较方便的燃气，这样就影响了草木燃料的使用，加大了天然气、煤炭资源的消耗，带来了能源短缺的压力；农村地区数量庞大的植物燃料得不到应用，像水稻脱粒后的稻杆、掰掉玉米包后的玉米杆等农作物的枯杆，被丢弃在庄稼地里或在田野里烧掉，像随处可见的野草，枯树枝，没有人去理会，这些可再生、数量庞大、随地可取的燃料白白地浪费掉了。

发明内容

为了解决因农村传统灶台操作不方便、耗费人力，热量利用率不高而造成大量的植物燃料不能被利用或不能被充分利用的问题，本发明提供一种既能以农村地区常见的植物为燃料，又使用方便、节省人力、热量利用率高的燃烧炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多功能草木燃料炉主要由燃料***、燃烧***、烟气***、传热***、热水***和集灰***组成。燃料***位于炉子的左侧，燃烧***位于炉子的中部，挨着燃料***，烟气***连接燃烧***的烟气出口部位，位于炉子的右侧，传热***位于炉子的中间的上部，热水***分布于燃烧***及烟气***中，集灰***位于燃烧***及烟气***落灰部位的下部。

燃料***主要由燃料斗、旋转给料机、下料管、下料挡板、手动推料杆、输料风管和炉膛进料口止回板组成。旋转给料机位于燃料斗的下部，下料管位于燃料斗的底部和旋转给料机的正下方，下料挡板位于下料管上，手动推料杆位于与下料管连接的输料风管的水平段里，输料风管位于下料挡板的下面且与下料管连通，它的一头连接进风管，另一头连接炉膛，炉膛进料口止回板位于输料风管的末端及炉膛的左侧下部。旋转给料机是可以调速的给料机，能够调节下料的量。下料管的截面尺寸要小于输料风管的截面，以防止大的燃料块进入输料风管造成堵塞。下料挡板用于打开或关闭下料管，当下料挡板处于关闭位置时，它切断了燃料斗与输料风管的通路。手动推料杆用于将落在输料风管里的燃料以手动方式推进炉膛里，另外还起到当输料风管堵塞时清堵的作用。输料风管用于借助因炉膛里的燃料燃烧而形成的风力来吹燃料进入炉膛里，这种风力能够形成是因为燃烧造成热气流的上升，炉膛内产生负压，炉膛外面的压力高于炉膛内部的压力，则外面的空气会经过进风管与输料风管进入炉膛，空气的流动就形成了这种风。当燃烧的火势越大时，通过输料风管的空气形成的风力越大，能够输送的燃料颗粒就越多。利用风力输送燃料的方式，有效地隔离了燃料斗与炉膛，防止火灾的发生。炉膛进料口止回板用于防止炉膛内高温烟气回流到输料风管内，炉膛进料口止回板的开或关是由它的重力与两侧受到的气体压力这三个力控制的，当炉膛内的压力低于一定值的时候，它将会打开一个开度，当炉膛内的压力升高到一定值的时候，它将会关闭。

燃烧***主要由电子点火器、燃气罐、进风管、进风管挡板、风速调节器、点火窗、观火窗和防爆板组成。电子点火器位于炉膛的下部靠右侧，与燃气罐通过气管连接，进风管位于炉子的中下部，进风管挡板位于进风管的入风口处，风速调节器位于进风管的顶端与炉膛的下部，它以非固定的方式安装在进风管上，即可以相对于进风管做上或下移动，点火窗位于炉膛的前方的中下部，观火窗位于炉膛的前方的中上部，防爆板位于炉膛的后方的中下部。进风管挡板用于打开进风管来通风以及在停止燃烧的时候关闭进风管来阻止炉内烟气的流通来减少热量的损失。风速调节器是用来调节从风速调节器处进入炉膛的风速的大小，以获得适当的风速来吹动炉膛里的燃料。风速调节器能够调节松动燃料的风速是基于这样的原理：在流量不变的情况下，通过一流管的流体，在截面积大的地方，流速小，在截面积小的地方，流速大，所以，风速调节器往下移动，关小了进风管的进风面积，则可以获得较大的进风速度，风速调节器往上移动，增大了进风面积，则会降低进风的速度。防爆板是炉膛后面可以活动的一块墙板，靠自身重力关闭炉膛，当受到炉膛内较大压力的作用时（大于重力的作用力），它将会打开炉膛，起到泄压防爆的作用。点火有两种方式，一种是电子点火，即使用电子点火器和燃气罐的燃气进行点火，另外一种是打开点火窗，从点火窗装进火源来点着进入炉膛里的燃料。

烟气***主要由上部烟道、下部烟道、烟囱、上部烟道挡板以及排烟风机组成。上部烟道、下部烟道以高低不同的位置布置，两者均连接到炉膛的出口，最后都汇集到烟囱上，下部烟道低于上部烟道，它的烟气出口位置（最低点位置）高于炉膛的燃料下落区位置，它是往烟囱方向向下倾斜的结构，烟囱位于炉子的右侧靠后方，它的上部高出炉子的上平面，下部位置低于下部烟道，上部烟气挡板装在上部烟道上，排烟风机装在烟囱的出口处。下部烟道的出口位置要高于炉膛的燃料下落区位置是为了使得在燃料燃烧起来后炉膛下部的压力大于下部烟道出口的压力，在排烟风机没有启动的情况下烟气也能经过下部烟道流向烟囱。下部烟道倾斜的结构是为了便于灰下落到烟囱的底部，防止在下部烟道上积灰。烟囱的截面积要比上、下部烟道的截面积都大，这样烟气流过烟囱时流速会减缓，便于灰尘的下落。上部烟道和下部烟道的截面积又比进风管的截面积大，以获得较大的炉膛进风风速和输料风速。排烟风机用来抽烟，加快烟气的流动速度，起到促进燃烧和输送燃料的作用，它的转速是可以调节的，根据不同的燃烧情况来调节排烟风机的转速。

传热***主要由传热柱和传热托板组成。传热柱装在传热托板的下面，与传热托板相连接，两者位于炉膛的上部位置。传热柱的作用是加大吸收热量的面积，并将热量传递到传热托板上，传热托板的作用是托住锅头等厨具，并将炉膛里燃料燃烧产生的热量传递给落在它上面的锅头等厨具。

热水***主要由水冷壁、吸热管、加水口、蒸馏水箱、水位计、水温计、上层水阀、下层水阀、蒸馏水阀及排污水阀组成。水冷壁分布于炉膛的周围，吸热管位于上、下部烟道及烟囱里，加水口位于炉台的右上部，且高出炉台的上平面，蒸馏水箱位于加水口的下方，水位计、水温计、上层水阀、下层水阀、蒸馏水阀和排污水阀均装在炉子的前侧面上，且上层水阀与上部烟道的底部在同一高度，下层水阀高度低于上层水阀，蒸馏水阀装在蒸馏水箱的下部，排污水阀位于热水***的最低点。水冷壁的一个作用是隔开燃料斗与炉膛，起到隔热的作用，另外一个作用是吸收热量来加热水。吸热管用来吸收烟气的热量，吸热管与上、下部烟道的配合来加热上、下层水，当打开上部烟道挡板时，烟气主要从上部烟道通过，此时主要加热上层水，当关闭上部烟气挡板时，烟气从下部烟道通过，此时加热到下层水，则上、下层水均可以加热到。加水口用来加水，它的位置在热水***中最高是为了能够加满整个水箱的水。上层水阀用于放出上层热水，下层水阀可以放出较低水位的水，包括上层的水都可以从下层水阀放出来，设置上、下层水阀的目的是在炉子的使用时间较短的情况下，让烟气从上部烟道通过，只加热上层的水，这样也能加热出热水，而不必烧整个水箱里的水，使得水温达不到要求。蒸馏水阀用于放出蒸馏水箱里的蒸馏水。

集灰***主要由放灰阀和集灰罐组成。在进风管及烟囱的底部，分别装有一只放灰阀和一只集灰罐，放灰阀是固定安装方式，而集灰罐非固定安装，灰满时可以移走。

初次使用炉子的时候，先往燃料斗里装上燃料（此处的燃料是指经过粉碎的成小颗粒状或粉状的草、木等植物燃料），打开下料挡板，打开进风管挡板，启动排烟风机及旋转给料机开始下料到炉膛里，当炉膛里的料下到一定量时，打开点火窗，用打火机从点火窗处点着燃料（可以用纸等易燃物助燃点火），关上点火窗，或用电子点火器进行点火，则不用打开点火窗，往上或下移动风速调节器以获得合适的风速来吹动燃料助燃（或增加或减少风速调节器的重量以获得合适的风速），当火烧一会后即可以开始炒菜或煮饭了。由于燃料经过旋转给料机及输料风管的不断输送，火可以在炉膛里持续地燃烧起来。当烟气在炉膛、上部烟道或下部烟道、烟囱里流动起来后，可以停下排烟风机，烟气还可以自动流动起来（热烟气在烟囱里上升，流动形成负压，烟道和炉膛都是负压，炉外空气会从进风管和输料风管进入炉膛，这样炉内气体会自然流动起来），此时，由于还有空气通过输料风管补充进炉膛，输料风还存在，还可以正常输送燃料。当需加大火时，增加旋转给料机的转速即可，火势增大后，风量会自动增加；当需减小火时，降低旋转给料机的转速即可，火势减少后，风量会自动减少。根据用炉的时间长短，可以选择打开或关闭上部烟道挡板来改变烟气流动的通道，加热上层或全部的水。

本发明的有益效果是：（1）使用方便；（2）节省人力；（3）热能利用率高；（4）促进草、木等植物燃料的使用；（5）减少对天然气、煤炭等资源的依赖与消耗；（6）可形成秸秆、草、木等植物燃料的加工与分类的新产业链，促进循环经济的发展；（7）能够烧出热水、开水或蒸馏水；（8）减轻农民的燃料使用费用负担。

附图说明

图1、图2是本发明的结构图。

在图1、图2中，10.燃料斗，11.旋转给料机，12.下料管，13.下料挡板，14.手动推料杆，15.输料风管，16.炉膛进料口止回板，20.电子点火器，21.燃气罐，22.进风管，23.进风管挡板，24.风速调节器，25.点火窗，26.观火窗，27.防爆板，30.上部烟道，31.下部烟道，32.烟囱，33.上部烟道挡板，34.排烟风机，40.传热柱，41.传热托板，50.水冷壁，51.吸热管，52.加水口，53.蒸馏水箱，54.水位计，55.水温计，56.上层水阀，57.下层水阀，58.蒸馏水阀，59.排污水阀，60.放灰阀，61.进风管集灰罐，62.烟囱集灰罐。

具体实施方式

在图1和图2中，燃料斗（10）上部呈圆柱体状，下部是圆锥体状。旋转给料机（11）是一个六角体形的带中心轴的可旋转的柱形棒，它由手动摇把和带发条的齿轮机构驱动，或额外增加电动机来驱动。下料管（12）是一截面为长方形的管，它的截面积要比输料风管（15）的截面积小，以阻止大的燃料颗粒落入输料风管（15）内造成堵塞，另外保证输料风管（15）的输送宽余量。下料挡板（13）是一块长方形的小板，它可以在下料管（12）上前后移动。手动推料杆（14）由一根长竿与固定在长竿头部的一块长方形的小板做成。输料风管（15）的截面也是长方形的管，它的截面是较扁的长方形（长宽之比较大），它的末段是往下倾斜结构的，便于燃料下落到炉膛里。炉膛进料口止回板（16）是一块较薄较轻的铁板，面积比输料风管（15）的截面积大一些，它带有一个转轴，可以绕着转轴转动。电子点火器（20）类似于煤气灶的电子打火装置。燃气罐（21）类似于日常用的煤气罐，只是体积较小。进风管（22）是截面为长方形的管道。进风管挡板（23）是一块带转轴的可以打开或关闭进风管（22）的板。风速调节器（24）是一个剖面像Y型，带传动竿、最低下落限位支架和最高上升限位块的装置，它可以往上或往下移动，以增加或减少进风面积。通过风速调节器（24）的风的速度的调节，有两种实现方式。一种是手动推拉的方式，根据燃料颗粒的大小来推或拉风速调节器（24）到一个所需的位置，当松开手时，风速调节器（24）会停留在所到达的位置上，因风速调节器（24）的移动改变了进风面积，从而改变了进风速度。另一种方式是风速调节器（24）的安装方式是除上、下两端的位置之外可以在中间的任意位置自由移动，它的上下移动由通过它的风的风力来推动，燃烧所需的风量的增加或减少会使它上升或下降，过程是这样的：当燃烧的火势变大时（所需的风量增加），炉内形成的负压也大，炉内外的差压就大，进风管（22）里的风速会增加，风会推动风速调节器（24）上升，随着风速调节器（24）的上升，进风面积增加，风速会下降，直到一个新的平衡位置停下来，此时进入炉膛的风量增加了，但风速基本保持不变，反之，当所需的风量减少时，风速调节器（24）会下降直到一个新的平衡位置，并会保持风速基本不变，由此可见，当风速调节器（24）的重量一定时，这种安装方式能够自动维持风速的不变，进入炉膛的风量改变了，会使得风速调节器（24）上下移动，但风速基本不变，当需改变风速的值时，可以通过动态增加或减少风速调节器（24）的重量来改变，重量越大，风速越高，重量越小，风速越低，因为风速调节器（24）的重量的改变会改变进风面积，从而会改变进风速度。点火窗（25）是可以打开或关闭炉膛的一块铁板，它的大小以方便伸手进去点火为准。观火窗（26）是一块长方形的透明玻璃。防爆板（27）是非固定安装在后面的炉壁上的一块铁板，它有一个转轴，可以绕着转轴转动，正常情况下由它的重力来关闭炉膛，当受到炉膛内异常较大气流的冲击时，冲击力将克服重力的作用，防爆板（27）会绕着它的转轴转动打开炉膛泄压。上部烟道（30）和下部烟道（31）是长方体形的用铁做成的管道。烟囱（32）是圆柱体结构。上部烟道挡板（33）是一块可以转动的铁板，它可以开大或关小上部烟道（30）的通烟气面积，且可以完全打开或关闭上部烟道（30）的烟气通路。排烟风机（34）既设置有摇把以手动方式驱动，又设置有可以上发条的齿轮机构驱动装置，还设置有电机驱动装置，几种驱动方式互为备用，以适应不同的应用情况。传热柱（40）是扁形的铁柱，以多排多根的方式连接在传热托板（41）的下面。传热托板（41）是一块圆形的铁板，它的高度比炉子的上平面稍微低一些，这样，锅头落在上面不易滑动。水冷壁（50）是双层的炉壁中间充水形成的水箱，起到隔热与吸热的作用。吸热管（51）是一根弯曲盘旋的水管，利于增加吸热面积。加水口（52）是高出炉子上平面的一段圆柱体管，能够从此加满水冷壁（50）、吸热管（51）等部位的水，它带有一个盖子，通过旋转90度盖子来打开或关闭加水口（52）来选择是向空气排蒸汽还是生产蒸馏水，加水口（52）是由盖子的重力来关闭的，当水箱内的汽压过大时会克服盖子的重力打开加水口（52）来泄压。蒸馏水箱（53）是一圆柱体型的水箱。水位计（54）是一玻璃管水位计。水温计（55）是一指针式温度表。上层水阀（56）、下层水阀（57）、蒸馏水阀（58）和排污水阀（59）是日常用的水龙头。放灰阀（60）是一种闸板阀。进风管集灰罐（61）和烟囱集灰罐（62）均是可密封的圆柱体罐子。集灰罐装在放灰阀（60）的下面，打开放灰阀（60），灰即可落在集灰罐里。

Claims (5)

1.一种多功能草木燃料炉，主要由燃料***、燃烧***、烟气***、传热***、热水***和集灰***组成，设置有输料风管、风速调节器、上部烟道、下部烟道、上部烟道挡板和排烟风机，其特征是输料风管位于炉子的左侧，所述输料风管的出口连接于炉膛左侧，炉膛进料口止回板位于输料风管的出口处且安装于炉膛左侧内壁上；风速调节器是一个剖面像Y型，带传动竿、最低下落限位支架和最高上升限位块的装置，所述风速调节器位于进风管的顶端，以非固定的方式安装在进风管上，能够相对于进风管做向上或向下移动。

2.根据权利要求1所述的多功能草木燃料炉，其特征是：燃烧***主要由电子点火器、燃气罐、进风管、进风管挡板、风速调节器、点火窗、观火窗和防爆板组成，电子点火器位于炉膛的下部靠右侧，与燃气罐通过气管连接，进风管位于炉子的中下部，进风管挡板位于进风管的入风口处，点火窗位于炉膛的前方的中下部，观火窗位于炉膛的前方的中上部，防爆板位于炉膛的后方的中下部。

3.根据权利要求1所述的多功能草木燃料炉，其特征是：烟气***主要由上部烟道、下部烟道、烟囱、上部烟道挡板以及排烟风机组成，上部烟道、下部烟道以高低不同的位置布置，两者均连接到炉膛的出口，最后都汇集到烟囱上，所述下部烟道低于上部烟道，所述下部烟道的烟气出口的最低点位置高于炉膛的燃料下落区位置，所述下部烟道是往烟囱方向向下倾斜的结构，烟囱位于炉子的右侧靠后方，所述烟囱的上部高出炉子的上平面，下部位置低于下部烟道，上部烟气挡板装在上部烟道上，排烟风机装在烟囱的出口处。

4.根据权利要求3所述的多功能草木燃料炉，其特征是：烟囱的截面积要比上、下部烟道的截面积都大，上部烟道和下部烟道的截面积又比进风管的截面积大。

5.根据权利要求1或3所述的多功能草木燃料炉，其特征是：热水***主要由水冷壁、吸热管、加水口、蒸馏水箱、水位计、水温计、上层水阀、下层水阀、蒸馏水阀及排污水阀组成，水冷壁分布于炉膛的周围，吸热管位于上、下部烟道及烟囱里，加水口位于炉台的右上部，且高出炉台的上平面，蒸馏水箱位于加水口的下方，水位计、水温计、上层水阀、下层水阀、蒸馏水阀和排污水阀均装在炉子的前侧面上，且上层水阀与上部烟道的底部在同一高度，下层水阀高度低于上层水阀，蒸馏水阀装在蒸馏水箱的下部，排污水阀位于热水***的最低点。