CN107477865B - 一种热风炉 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种热风炉，包括炉壳，所述炉壳内设有炉膛，所述炉膛上连接有第一进风管，所述第一进风管上设有出口，所述出口位于所述炉膛内，所述出口上设有旋流风发生器，所述旋流风发生器用于将从所述出口出来的风变成旋流风，所述第一进风管远离所述炉膛的一端连接有鼓风机。本发明提供的热风炉，通过在第一进风管的出口设置旋流风发生器，能够向炉膛内提供旋流风，向炉膛内的燃料提供均匀、充足的氧气，同时旋流风对燃料具有良好的翻动作用，使热风炉内燃料不易结焦、结块，从而使燃料能够充分燃烧。

Description

一种热风炉
技术领域
本发明属于燃烧炉具技术领域，具体涉及一种热风炉。
背景技术
随着社会的发展和技术的进步，人们越来越重视对环境的保护。近年来，由于传统能源的日益短缺，煤、焦炭、柴油及煤气等燃料燃烧后还会产生一系列的有害气体，严重影响了环境和人体健康；而生物质燃料因其取之不尽，且在燃烧过程中产生的有害气体较传统燃料的少，其开发、循环利用、生产受到了人们前所未有的关注。生物质燃料的原料主要取之农林废弃物，通过一系列的加工后，再进行燃烧转化成生物质能源为工业提供了替代能源。
生物质燃料的利用常常需经过生物质热风炉进行燃烧来实现能量的转化，生物质热风炉将生物质燃料的化学能转化为热能，以热风的形式供应给相应的设备。现有的生物质热风炉，主要包括燃料仓、燃烧室和换热室，燃料仓内的生物质燃料进入燃烧室并在燃烧室内燃烧，燃烧产生的热烟气与鼓风送入换热室的空气进行热交换，然后冷烟气通过排烟口排出，而热空气供应给相应设备。但是，由于生物质燃料普遍具有燃料尺寸不均、含水率高、灰分含量高等特点，其燃烧过程复杂。现有的热风炉，由于其结构原因，燃料燃烧不完全，从而导致热效率较低，易出现结焦现象。
因此，提供一种能使生物质燃料充分燃烧的热风炉，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种热风炉，可向炉膛内提供旋流风，使炉膛内供氧均匀，同时旋流风对燃料具有良好的翻动作用，使热风炉内的燃料在燃烧过程中不易结焦、结块，从而使燃料充分燃烧。
本发明提供的技术方案如下：
一种热风炉，包括炉壳，所述炉壳内设有炉膛，所述炉膛上连接有第一进风管，所述第一进风管上设有出口，所述出口位于所述炉膛内，所述出口上设有旋流风发生器，所述旋流风发生器用于将从所述出口出来的风变成旋流风，所述第一进风管远离所述炉膛的一端连接有鼓风机。
进一步的，所述旋流风发生器包括发生器主体和至少两个导风管，所述发生器主体连通所述第一进风管，所述导风管用于使从所述第一进风管出来的风沿螺旋轨迹进入所述炉膛。
进一步的，所述炉膛包括第一炉膛和第二炉膛，所述第一炉膛和所述第二炉膛并列设置且在顶部连通，所述第一进风管与所述第一炉膛的底部连通。
进一步的，所述鼓风机出风口连接有风箱，所述第一进风管与所述风箱连通，所述风箱上还连通有第二进风管，所述第二进风管与所述第一炉膛的上部连通。
进一步的，所述风箱上还连通有第三进风管，所述第三进风管与所述第二炉膛连通。
进一步的，所述炉壳内设有换热室，所述换热室与所述第二炉膛连通。
进一步的，所述换热室包括第一换热室和第二换热室，所述第一换热室的底部与所述第二炉膛连通，所述第一换热室的顶部和所述第二换热室的顶部连通。
进一步的，所述第一换热室包括至少一根第一散热管，所述第一散热管底部与所述第二炉膛连通，且所述第一散热管的顶部连通，并与所述第二换热室顶部连通。
进一步的，所述第二换热室包括至少一根第二散热管，所述第二散热管的顶部与所述第一换热室连通，且所述第二散热管的底部连通。
进一步的，所述第二换热室底部设有第二沉灰室，所述第二沉灰室与除尘室底部连通，所述除尘室设有至少一层除尘网。
本发明提供的热风炉，通过在第一进风管的出口设置旋流风发生器，从第一进风管出来的风经旋流风发生器变成旋流风向炉膛内供应，旋流风的风向不均匀且在流动过程不断发生改变，不仅为炉膛内燃料的燃烧提供了均匀、充足的氧气，而且旋流风对燃料具有良好的翻动作用，使热风炉内燃料不易结焦、结块，从而使燃料能够充分燃烧。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，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为本发明的实施例提供的热风炉的结构示意图；
图2为图1中旋流风发生器的放大图；
图3为图2中旋流风发生器的俯视图；
图4为本发明的实施例提供的热风炉内产生的热气的流动示意图；
图5为本发明的实施例提供的冷风进行热交换的流动示意图。
附图标记说明：炉壳1；进风口101；出风口102；炉膛2；第一炉膛201；第二炉膛202；第一进风管3；鼓风机4；旋流风发生器5；发生器主体501；导风管502；风箱6；第二进风管7；第三进风管8；换热室9；第一换热室901；第二换热室902；第一沉灰室10；第二沉灰室11；除尘室12；进料口13；送料机14；炉桥15；下炉门16；上炉门17；第一清理口18；第二清理口19；引风机20。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
首先需要说明的是，本申请所述的旋流风是指风向不均的风，且旋流风的风向在流动过程中可不断改变。
如图1至图5所示，本实施例提供的一种热风炉，包括炉壳1，所述炉壳1内设有炉膛2，所述炉膛2上连接有第一进风管3，所述第一进风管3上设有出口，所述出口位于所述炉膛2内，所述出口上设有旋流风发生器5，所述旋流风发生器5用于将从所述出口出来的风变成旋流风，所述第一进风管3远离所述炉膛2的一端连接有鼓风机4。
本实施例提供的热风炉，通过在第一进风管3的出口设置旋流风发生器5，从第一进风管3出来的风经旋流风发生器5变成旋流风向炉膛2内供应，旋流风的风向不均匀且在流动过程不断发生改变，不仅为炉膛2内燃料的燃烧提供了均匀、充足的氧气，而且旋流风对燃料具有良好的翻动作用，使热风炉内燃料不易结焦、结块，从而使燃料能够充分燃烧。设置旋流风发生器5目的是为了对第一进风管3出来的风进行搅动，改变由第一进风管3输送的风的单一风向，从而向炉膛2提供具有不同风向的旋流风，使向炉膛2供氧均匀充分。
本实施例中，燃料为生物质燃料，炉膛2上设有进料口13，送料机14从进料口13向炉膛2内输送燃料，燃料落入炉膛2下部的炉桥15上，并进行燃烧产生热量，第一进风管3连接在炉桥15下部的炉膛2上并伸入炉膛2的中心部位，第一进风管3的出口竖直向上，经旋流风发生器5向炉膛2提供旋流风，使燃料燃烧充分。炉壳1与炉膛2之间具有用于通风的腔体，炉壳1上远离炉膛2的一端设有进风口101，炉壳上远离进风口101一端设有出风口102，自然风从炉壳1一端的进风口101进入炉壳1内的腔体，与燃料燃烧产生的热量进行热交换，经热交换受热后的热风从炉壳1的出风口102排出，供应给需求热风能的设备。
炉膛2的炉桥15下部为沉渣室，燃烧后的渣料、灰尘从炉桥15上落入沉渣室，沉渣室上设有下炉门16，沉渣室内沉积的渣料可由下炉门16排出。炉膛2的炉桥15上部还设有上炉门17。
其中，如图2和图3所示，所述旋流风发生器5包括发生器主体501和至少两个导风管502，所述发生器主体501连通所述第一进风管3，所述导风管502用于使从所述第一进风管3出来的风沿螺旋轨迹进入所述炉膛2。导风管与水平面之间的夹角可以为0°～60°，导风管的截面优选圆形，本实施例中，旋流风发生器5包括有两个导风管502，导风管502为弧形且位于水平面内(即导风管与水平之间的夹角为0°)，两导风管502呈中心对称排列，从第一进风管3出来的具有一定强度的风经过旋流风发生器5，并分别从两弧形导风管502排出进入炉膛2，图3中的箭头表示风的流动方向。由于两个中心对称布置的导风管502为弧形，由导风管502出来的风沿螺旋轨迹运动，并与炉膛2内壁相互作用，呈螺旋状态不断上升，充满整个炉膛2，从而实现向炉膛2内均匀供氧，并对燃料具有良好的翻动作用，使燃料能够充分燃烧，能有效防止燃料因燃烧补充分而出现结焦或结块现象。该旋流风发生器5结构简单，使用方便，并且为了使旋流风产生的效果更好，还可在发生器主体501内设置导流片。
具体的，所述炉膛2包括第一炉膛201和第二炉膛202，所述第一炉膛201和所述第二炉膛202并列设置且在顶部连通，所述第一进风管3与所述第一炉膛201的底部连通。炉桥15设置在第一炉膛201上，燃料由第一炉膛201上的进料口13进入，并在第一炉膛201内进行第一次燃烧，产生的气体或粉料被旋流风带入第二炉膛202，在第二炉膛202内再次进行燃烧，通过设置第一炉膛201和第二炉膛202，使燃料进行多次燃烧，使燃料及产生的可燃气体燃烧更充分，提高热效率。
本实施例中，所述鼓风机4上连接有风箱6，所述第一进风管3与所述风箱6连通，所述风箱6上还连通有第二进风管7，所述第二进风管7与所述第一炉膛201的上部连通。鼓风机4经风箱6分别向第一进风管3和第二进风管7送风，分别对第一炉膛201的不同部位进行送风，为炉膛2内燃料的燃烧提供了充足的氧气，使燃料燃烧更充分。为了使燃料尽最大可能地燃烧充分，所述风箱6上还连通有第三进风管8，所述第三进风管8与所述第二炉膛202连通。第三进风管8对第二炉膛202进行送风，为燃料在第二炉膛202内再次燃烧提供充足的氧气。对燃料燃烧进行三次供氧，从而使燃料得到完全的燃烧，产生最大的热能。
本实施例对方案进一步具体化，所述炉壳内设有换热室9，所述换热室9与所述第二炉膛202连通。更具体的，第二炉膛202的底部设有第一沉灰室10，所述换热室9底部与所述第一沉灰室10连通。燃料在第一炉膛201燃烧产生的热气及未充分燃烧的粉料物进入第二炉膛202并进行再次燃烧，燃烧最终产生的热气从第二炉膛202出来，在第一沉灰室10处进行沉灰净化，然后从换热室9底部向上进入换热室9，从炉壳1进风口101进入的自然冷风，经过换热室9与炉壳1之间的腔体，与燃料燃烧产生的热气进行充分换热，得到热风，再依次经过第二炉膛202和第一炉膛201外的腔体，并继续换热，最终从炉壳1的出风口102处排出。具体换热过程如图4和图5所示，图4中的箭头表示燃烧产生的热气的流动方向，图5中的箭头表示冷风在炉壳1内的流动方向。整个过程换热效果良好。第一沉灰室10上设有第一清理口18，可定期或不定期清理第一沉灰室10内的积尘。
其中，所述换热室9包括第一换热室901和第二换热室902，所述第一换热室901的底部与所述第二炉膛202连通，所述第一换热室901的顶部和所述第二换热室902的顶部连通。具体的第一换热室901的底部与第一沉灰室10连通。本实施例第一换热室901和第二换热室902并列设置，且第一换热室901与第二换热室902串联，增大了热气的行程，第二换热室902内的热气温度较第一换热室901内的热气温度低，冷风先经过第二换热室902外部的腔体，进行初步换热，然后再经过第二换热室902外部腔体进行进一步换热，有利于冷风与热风充分进行热交换，提高换热效率。
具体的，所述第一换热室901包括至少一根第一散热管，所述第一散热管底部与所述第二炉膛202连通，且所述第一散热管的顶部连通，并与所述第二换热室902顶部连通。更具体的，所有第一散热管底部互相连通且与第一沉灰室10连通。
本实施例中，散热管可以是柱状或薄片状，设有多个散热管，所有散热管并列设置，且所有散热管的上部、下部分别连通，热气在散热管内运动，冷气在散热管外的腔体运动，通过设置散热管，尤其是薄片状的散热管，能有效增大散热面积，大大提高换热的效率。
更具体的，所述第二换热室902包括至少一根第二散热管，所述第二散热管的顶部与所述第一换热室901连通，且所述第二散热管底部连通。第二换热室902的结构与第一散热室的机构相同，所有第二散热管在顶部互相连通，并与第一换热室连通，第二换热室同样具有较高的换热效率。
其中，所述第二换热室902底部设有第二沉灰室11，所述第二沉灰室11与除尘室12底部连通，所述除尘室12设有至少一层除尘网。
本实施例中，从第二换热室902出来的尾气在第二沉灰室11继续进行沉灰净化，有利于减少排出的尾气中的固体废气物含量，保护环境。第二沉灰室11上设有第二清理口19，便于第二沉灰室11内积尘的清理。
从第二沉灰室11出来的尾气进入除尘室12，经除尘网进行除尘过滤，除尘室12的顶部设有排气口，排气口处可设置引风机20，使经过热交换后的尾气经除尘室顺利从该热风炉内部排出。除尘室进一步对尾气中的固体废弃物进行去除，基本能够完全去除尾气中的固体杂质，防止燃烧后产生的粉尘直接排放到环境中，有利于环境保护，解决了现有热风炉排出的尾气存在的灰尘多，烟雾大的问题；同时，除尘室12靠近炉壳1的进风口101，冷却的风从进风口101进入炉壳1与除尘室12之间的腔体，由于除尘室12内的尾气可能还具有一定的温度，可对从进风口101进入的冷风进行预热，即可进一步减低排放的尾气的温度，也可充分利用燃料燃烧产生的热能。本实施例提供的热风炉，采用多级换热方式，使热能利用更充分，同时燃烧后的灰尘、烟雾经过多次沉入沉灰室及除尘室12过滤，起到良好的节能、环保作用。
本实施例提供的热风炉，整个工作过程具体的如下：
送料机14将燃料从进料口13输送至第一炉膛201内，燃料落入第一炉膛201下部的炉桥15上进行燃烧产生热量，鼓风机4发生的风由风箱6从第一进风管3，并经过旋流风发生器5产生旋流风，从第一炉膛201底部的炉桥15下方进入第一炉膛201，旋流风由于风向不均，且在第一炉膛201内与第一炉膛201的侧壁相互作用而不断发生改变，不仅对燃烧过程中的燃料具有翻动作用，而且使第一炉膛201内的空气更加均匀，从而使燃料燃烧充分，产生较多的热量。
燃料燃烧后的渣料、灰尘落入炉桥15下方的沉渣室，并可由下炉门16排出，燃烧产生的热气、可燃气体及粉末颗粒燃料在旋流风的带动下向第一炉膛201上部运动，鼓风机4发生的风由风箱6从第二进风管7进入第一炉膛201上部，为第一炉膛201上部提供充足的氧气，可燃气体及粉末颗粒燃烧在第一炉膛201上部进行二次燃烧继续产生热量，热气、未燃烧完全的可燃气体及粉末颗粒燃料从第一炉膛201顶部进入第二炉膛202，并且鼓风机4发生的风由风箱6从第三进风管8进入第二炉膛202，为第二炉膛202内的燃烧提供充足的氧气。
燃料经过多次燃烧，最终燃烧完全，并产生大量的热量，携带着大量热量的热气从第二炉膛202底部进入第一沉灰室10进行沉淀初步除去颗粒较大的灰尘，然后进入第一换热室901进行换热，并进入第二换热室902进行再次换热，换热后的气体进入第二换热室902底部的第二沉灰室11进行第二次沉灰净化，经过两次沉淀除尘后的尾气进入除尘室12进行除尘净化，基本除去了固体杂质的尾气，通过引风机20排出炉外。
同时，自然冷风从炉壳1一端的进风口101进入，其运动方向与燃烧产生的热气的整体运动方向相反，自然冷风首先进入除尘室12与炉壳1之间的腔体，由于除尘室12内的尾气经过热交换后还可能存在少量的预热，其温度可能会高于自然冷风，因此，自然冷风在除尘室12处与尾气发生热交换，既降低了尾气的温度，有利于降低尾气的热污染，并且可对自然冷风进行预热，预热后的风继续向炉壳1另一端运动，并依次在第二换热室902和第一换热室901与燃烧产生的热气进行换热，变成具有大量热能的热风，然后经过炉膛2与炉壳1之间的腔体，最终由炉壳1另一端的出风口102排出，供给需求热风能的设备。经过多次换热，换热效率高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种热风炉，其特征在于，包括炉壳(1)，所述炉壳(1)内设有炉膛(2)，所述炉膛(2)上连接有第一进风管(3)，所述第一进风管(3)上设有出口，所述出口位于所述炉膛(2)内，所述出口上设有旋流风发生器(5)，所述旋流风发生器(5)用于将从所述出口出来的风变成旋流风，所述第一进风管(3)远离所述炉膛(2)的一端连接有鼓风机(4);
所述旋流风发生器(5)包括发生器主体(501)和至少两个导风管(502)，所述发生器主体(501)连通所述第一进风管(3)，所述导风管(502)用于使从所述第一进风管(3)出来的风沿螺旋轨迹进入所述炉膛(2);
所述炉膛（2）上设有进料口（13），燃料从所述进料口（13）落入所述炉膛（2）下部的炉桥（15）上，所述第一进风管（3）连接在所述炉桥（15）下部的所述炉膛（2）上并伸入所述炉膛（2）的中心部位，所述第一进风管（3）的出口竖直向上，经所述旋流风发生器（5）向所述炉膛（2）提供旋流风；
所述炉膛(2)包括第一炉膛(201)和第二炉膛(202)，所述第一炉膛(201)和所述第二炉膛(202)并列设置且在顶部连通，所述第一进风管(3)与所述第一炉膛(201)的底部连通。
2.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述鼓风机(4)出风口连接有风箱(6)，所述第一进风管(3)与所述风箱(6)连通，所述风箱(6)上还连通有第二进风管(7)，所述第二进风管(7)与所述第一炉膛(201)的上部连通。
3.根据权利要求2所述的热风炉，其特征在于，所述风箱(6)上还连通有第三进风管(8)，所述第三进风管(8)与所述第二炉膛(202)连通。
4.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述炉壳(1)内设有换热室(9)，所述换热室(9)与所述第二炉膛(202)连通。
5.根据权利要求4所述的热风炉，其特征在于，所述换热室(9)包括第一换热室(901)和第二换热室(902)，所述第一换热室(901)底部与所述第二炉膛(202)连通，所述第一换热室(901)的顶部和所述第二换热室(902)的顶部连通。
6.根据权利要求5所述的热风炉，其特征在于，所述第一换热室(901)包括至少一根第一散热管，所述第一散热管底部与所述第二炉膛202连通，且所述第一散热管的顶部连通，并与所述第二换热室902顶部连通。
7.根据权利要求5所述的热风炉，其特征在于，所述第二换热室(902)包括至少一根第二散热管，所述第二散热管的顶部与所述第一换热室(901)连通，且所述第二散热管的底部连通。
8.根据权利要求5所述的热风炉，其特征在于，所述第二换热室(902)底部设有第二沉灰室(11)，所述第二沉灰室(11)与除尘室(12)底部连通，所述除尘室(12)设有至少一层除尘网。
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