多功能草木燃料爐的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種以草、木等植物為燃料且使用方便的多功能燃燒爐，它的主要構造是旋轉給料機位于燃料斗的下部，下料管位于燃料斗的底部和旋轉給料機的正下方，下料擋板位于下料管上，輸料風管位于下料擋板的下面且與下料管連通，它的一頭連接進風管，另一頭連接爐膛，進風管位于爐子的中下部，風速調節器位于進風管的頂端與爐膛的下部，上部煙道和下部煙道以高低不同的位置布置，兩者均連接到爐膛的出口，最后都匯集到煙囪上，上部煙氣擋板裝在上部煙道上，排煙風機裝在煙囪的出口處，傳熱柱裝在傳熱托板的下面。這種爐能以農村地區常見的植物為燃料，且使用方便、節省人力，它促進了秸稈、草、木等植物燃料的使用，為農民節省燃料費用。
【專利說明】多功能草木燃料爐
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種使用方便的多功能燃燒爐，尤其是能以草、木等植物為燃料的燃燒爐。
【背景技術】
[0002]目前，在我國的一些農村地區使用的灶臺，一般是用磚、石灰、水泥等材料砌成。使用這樣的灶臺，需要專門一個人坐在灶臺前來添加燃料，燒火，煮飯、燒水、煮豬食的時候，可以一個人來完成，當需要炒菜的時候，則需要另外一個人來炒菜才能把這項工作完成。使用這種灶臺，高溫煙氣經過鍋底后，會直接從煙囪排掉。由此可見，一些農村地區使用的灶臺，存在著兩個問題:一個是操作起來不方便，耗費人力；另一個是熱量利用率不高。使用不方便、耗費人力又會帶來這樣的問題:部分有條件的農民不喜歡用傳統的草木燃料，改用使用起來較方便的燃氣，這樣就影響了草木燃料的使用，加大了天然氣、煤炭資源的消耗，帶來了能源短缺的壓力；農村地區數量龐大的植物燃料得不到應用，像水稻脫粒后的稻桿、掰掉玉米包后的玉米桿等農作物的枯桿，被丟棄在莊稼地里或在田野里燒掉，像隨處可見的野草，枯樹枝，沒有人去理會，這些可再生、數量龐大、隨地可取的燃料白白地浪費掉了。
【發明內容】
[0003]為了解決因農村傳統灶臺操作不方便、耗費人力，熱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問題，本發明提供一種既能以農村地區常見的植物為燃料，又使用方便、節省人力、熱量利用率高的燃燒爐。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:多功能草木燃料爐主要由燃料系統、燃燒系統、煙氣系統、傳熱系統、熱水系統和集灰系統組成。燃料系統位于爐子的左側，燃燒系統位于爐子的中部，挨著燃料系統，煙氣系統連接燃燒系統的煙氣出口部位，位于爐子的右側，傳熱系統位于爐子的中間的上部，熱水系統分布于燃燒系統及煙氣系統中，集灰系統位于燃燒系統及煙氣系統落灰部位的下部。
[0005]燃料系統主要由燃料斗、旋轉給料機、下料管、下料擋板、手動推料桿、輸料風管和爐膛進料口止回板組成。旋轉給料機位于燃料斗的下部，下料管位于燃料斗的底部和旋轉給料機的正下方，下料擋板位于下料管上，手動推料桿位于與下料管連接的輸料風管的水平段里，輸料風管位于下料擋板的下面且與下料管連通，它的一頭連接進風管，另一頭連接爐膛，爐膛進料口止回板位于輸料風管的末端及爐膛的左側下部。旋轉給料機是可以調速的給料機，能夠調節下料的量。下料管的截面尺寸要小于輸料風管的截面，以防止大的燃料塊進入輸料風管造成堵塞。下料擋板用于打開或關閉下料管，當下料擋板處于關閉位置時，它切斷了燃料斗與輸料風管的通路。手動推料桿用于將落在輸料風管里的燃料以手動方式推進爐膛里，另外還起到當輸料風管堵塞時清堵的作用。輸料風管用于借助因爐膛里的燃料燃燒而形成的風力來吹燃料進入爐膛里，這種風力能夠形成是因為燃燒造成熱氣流的上升，爐膛內產生負壓，爐膛外面的壓力高于爐膛內部的壓力，則外面的空氣會經過進風管與輸料風管進入爐膛，空氣的流動就形成了這種風。當燃燒的火勢越大時，通過輸料風管的空氣形成的風力越大，能夠輸送的燃料顆粒就越多。利用風力輸送燃料的方式，有效地隔離了燃料斗與爐膛，防止火災的發生。爐膛進料口止回板用于防止爐膛內高溫煙氣回流到輸料風管內，爐膛進料口止回板的開或關是由它的重力與兩側受到的氣體壓力這三個力控制的，當爐膛內的壓力低于一定值的時候，它將會打開一個開度，當爐膛內的壓力升高到一定值的時候，它將會關閉。
[0006]燃燒系統主要由電子點火器、燃氣罐、進風管、進風管擋板、風速調節器、點火窗、觀火窗和防爆板組成。電子點火器位于爐膛的下部靠右側，與燃氣罐通過氣管連接，進風管位于爐子的中下部，進風管擋板位于進風管的入風口處，風速調節器位于進風管的頂端與爐膛的下部，它以非固定的方式安裝在進風管上，即可以相對于進風管做上或下移動，點火窗位于爐膛的前方的中下部，觀火窗位于爐膛的前方的中上部，防爆板位于爐膛的后方的中下部。進風管擋板用于打開進風管來通風以及在停止燃燒的時候關閉進風管來阻止爐內煙氣的流通來減少熱量的損失。風速調節器是用來調節從風速調節器處進入爐膛的風速的大小，以獲得適當的風速來吹動爐膛里的燃料。風速調節器能夠調節松動燃料的風速是基于這樣的原理:在流量不變的情況下，通過一流管的流體，在截面積大的地方，流速小，在截面積小的地方，流速大，所以，風速調節器往下移動，關小了進風管的進風面積，則可以獲得較大的進風速度，風速調節器往上移動，增大了進風面積，則會降低進風的速度。防爆板是爐膛后面可以活動的一塊墻板，靠自身重力關閉爐膛，當受到爐膛內較大壓力的作用時(大于重力的作用力)，它將會打開爐膛，起到泄壓防爆的作用。點火有兩種方式，一種是電子點火，即使用電子點火器和燃氣罐的燃氣進行點火，另外一種是打開點火窗，從點火窗裝進火源來點著進入爐膛里的燃料。
[0007]煙氣系統主要由上部煙道、下部煙道、煙?、上部煙道擋板以及排煙風機組成。上部煙道、下部煙道以高低不同的位置布置，兩者均連接到爐膛的出口，最后都匯集到煙囪上，下部煙道低于上部煙道，它的煙氣出口位置(最低點位置)高于爐膛的燃料下落區位置，它是往煙囪方向向下傾斜的結構，煙囪位于爐子的右側靠后方，它的上部高出爐子的上平面，下部位置低于下部煙道，上部煙氣擋板裝在上部煙道上，排煙風機裝在煙?的出口處。下部煙道的出口位置要高于爐膛的燃料下落區位置是為了使得在燃料燃燒起來后爐膛下部的壓力大于下部煙道出口的壓力，在排煙風機沒有啟動的情況下煙氣也能經過下部煙道流向煙囪。下部煙道傾斜的結構是為了便于灰下落到煙囪的底部，防止在下部煙道上積灰。煙囪的截面積要比上、下部煙道的截面積都大，這樣煙氣流過煙園時流速會減緩，便于灰塵的下落。上部煙道和下部煙道的截面積又比進風管的截面積大，以獲得較大的爐膛進風風速和輸料風速。排煙風機用來抽煙，加快煙氣的流動速度，起到促進燃燒和輸送燃料的作用，它的轉速是可以調節的，根據不同的燃燒情況來調節排煙風機的轉速。
[0008]傳熱系統主要由傳熱柱和傳熱托板組成。傳熱柱裝在傳熱托板的下面，與傳熱托板相連接，兩者位于爐膛的上部位置。傳熱柱的作用是加大吸收熱量的面積，并將熱量傳遞到傳熱托板上，傳熱托板的作用是托住鍋頭等廚具，并將爐膛里燃料燃燒產生的熱量傳遞給落在它上面的鍋頭等廚具。
[0009]熱水系統主要由水冷壁、吸熱管、加水口、蒸餾水箱、水位計、水溫計、上層水閥、下層水閥、蒸餾水閥及排污水閥組成。水冷壁分布于爐膛的周圍，吸熱管位于上、下部煙道及煙囪里，加水口位于爐臺的右上部，且高出爐臺的上平面，蒸餾水箱位于加水口的下方，水位計、水溫計、上層水閥、下層水閥、蒸餾水閥和排污水閥均裝在爐子的前側面上，且上層水閥與上部煙道的底部在同一高度，下層水閥高度低于上層水閥，蒸餾水閥裝在蒸餾水箱的下部，排污水閥位于熱水系統的最低點。水冷壁的一個作用是隔開燃料斗與爐膛，起到隔熱的作用，另外一個作用是吸收熱量來加熱水。吸熱管用來吸收煙氣的熱量，吸熱管與上、下部煙道的配合來加熱上、下層水，當打開上部煙道擋板時，煙氣主要從上部煙道通過，此時主要加熱上層水，當關閉上部煙氣擋板時，煙氣從下部煙道通過，此時加熱到下層水，則上、下層水均可以加熱到。加水口用來加水，它的位置在熱水系統中最高是為了能夠加滿整個水箱的水。上層水閥用于放出上層熱水，下層水閥可以放出較低水位的水，包括上層的水都可以從下層水閥放出來，設置上、下層水閥的目的是在爐子的使用時間較短的情況下，讓煙氣從上部煙道通過，只加熱上層的水，這樣也能加熱出熱水，而不必燒整個水箱里的水，使得水溫達不到要求。蒸餾水閥用于放出蒸餾水箱里的蒸餾水。
[0010]集灰系統主要由放灰閥和集灰罐組成。在進風管及煙囪的底部，分別裝有一只放灰閥和一只集灰罐，放灰閥是固定安裝方式，而集灰罐非固定安裝，灰滿時可以移走。
[0011]初次使用爐子的時候，先往燃料斗里裝上燃料(此處的燃料是指經過粉碎的成小顆粒狀或粉狀的草、木等植物燃料)，打開下料擋板，打開進風管擋板，啟動排煙風機及旋轉給料機開始下料到爐膛里，當爐膛里的料下到一定量時，打開點火窗，用打火機從點火窗處點著燃料(可以用紙等易燃物助燃點火)，關上點火窗，或用電子點火器進行點火，則不用打開點火窗，往上或下移動風速調節器以獲得合適的風速來吹動燃料助燃(或增加或減少風速調節器的重量以獲得合適的風速)，當火燒一會后即可以開始炒菜或煮飯了。由于燃料經過旋轉給料機及輸料風管的不斷輸送，火可以在爐膛里持續地燃燒起來。當煙氣在爐膛、上部煙道或下部煙道、煙?里流動起來后，可以停下排煙風機，煙氣還可以自動流動起來(熱煙氣在煙?里上升，流動形成負壓，煙道和爐膛都是負壓，爐外空氣會從進風管和輸料風管進入爐膛，這樣爐內氣體會自然流動起來)，此時，由于還有空氣通過輸料風管補充進爐膛，輸料風還存在，還可以正常輸送燃料。當需加大火時，增加旋轉給料機的轉速即可，火勢增大后，風量會自動增加；當需減小火時，降低旋轉給料機的轉速即可，火勢減少后，風量會自動減少。根據用爐的時間長短，可以選擇打開或關閉上部煙道擋板來改變煙氣流動的通道，加熱上層或全部的水。
[0012]本發明的有益效果是:(I)使用方便；(2 )節省人力；(3 )熱能利用率高；(4 )促進草、木等植物燃料的使用；(5)減少對天然氣、煤炭等資源的依賴與消耗；(6)可形成秸桿、草、木等植物燃料的加工與分類的新產業鏈，促進循環經濟的發展；(7)能夠燒出熱水、開水或蒸餾水；(8)減輕農民的燃料使用費用負擔。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1、圖2是本發明的結構圖。
[0014]在圖1、圖2中，10.燃料斗，11.旋轉給料機，12.下料管，13.下料擋板，14.手動推料桿，15.輸料風管，16.爐膛進料口止回板，20.電子點火器，21.燃氣罐，22.進風管，23.進風管擋板，24.風速調節器，25.點火窗，26.觀火窗，27.防爆板，30.上部煙道，31.下部煙道，32.煙囪，33.上部煙道擋板，34.排煙風機，40.傳熱柱，41.傳熱托板，50.水冷壁，51.吸熱管，52.加水口，53.蒸餾水箱，54.水位計，55.水溫計，56.上層水閥，57.下層水閥，58.蒸餾水閥，59.排污水閥，60.放灰閥，61.進風管集灰罐，62.煙囪集灰罐。
【具體實施方式】
[0015] 在圖1和圖2中，燃料斗(10)上部呈圓柱體狀，下部是圓錐體狀。旋轉給料機(11)是一個六角體形的帶中心軸的可旋轉的柱形棒，它由手動搖把和帶發條的齒輪機構驅動，或額外增加電動機來驅動。下料管(12)是一截面為長方形的管，它的截面積要比輸料風管(15)的截面積小，以阻止大的燃料顆粒落入輸料風管(15)內造成堵塞，另外保證輸料風管(15)的輸送寬余量。下料擋板(13)是一塊長方形的小板，它可以在下料管(12)上前后移動。手動推料桿(14)由一根長竿與固定在長竿頭部的一塊長方形的小板做成。輸料風管
(15)的截面也是長方形的管，它的截面是較扁的長方形(長寬之比較大)，它的末段是往下傾斜結構的，便于燃料下落到爐膛里。爐膛進料口止回板(16)是一塊較薄較輕的鐵板，面積比輸料風管(15)的截面積大一些,它帶有一個轉軸,可以繞著轉軸轉動。電子點火器(20)類似于煤氣灶的電子打火裝置。燃氣罐(21)類似于日常用的煤氣罐，只是體積較小。進風管(22)是截面為長方形的管道。進風管擋板(23)是一塊帶轉軸的可以打開或關閉進風管
(22)的板。風速調節器(24)是一個剖面像Y型，帶傳動竿、最低下落限位支架和最高上升限位塊的裝置，它可以往上或往下移動，以增加或減少進風面積。通過風速調節器(24)的風的速度的調節，有兩種實現方式。一種是手動推拉的方式，根據燃料顆粒的大小來推或拉風速調節器(24)到一個所需的位置，當松開手時，風速調節器(24)會停留在所到達的位置上，因風速調節器(24)的移動改變了進風面積，從而改變了進風速度。另一種方式是風速調節器(24)的安裝方式是除上、下兩端的位置之外可以在中間的任意位置自由移動，它的上下移動由通過它的風的風力來推動，燃燒所需的風量的增加或減少會使它上升或下降，過程是這樣的:當燃燒的火勢變大時(所需的風量增加)，爐內形成的負壓也大，爐內外的差壓就大，進風管(22)里的風速會增加，風會推動風速調節器(24)上升，隨著風速調節器(24)的上升，進風面積增加，風速會下降，直到一個新的平衡位置停下來，此時進入爐膛的風量增加了，但風速基本保持不變，反之，當所需的風量減少時，風速調節器(24)會下降直到一個新的平衡位置，并會保持風速基本不變，由此可見，當風速調節器(24)的重量一定時，這種安裝方式能夠自動維持風速的不變，進入爐膛的風量改變了，會使得風速調節器(24)上下移動，但風速基本不變，當需改變風速的值時，可以通過動態增加或減少風速調節器(24)的重量來改變，重量越大，風速越高，重量越小，風速越低，因為風速調節器(24)的重量的改變會改變進風面積，從而會改變進風速度。點火窗(25)是可以打開或關閉爐膛的一塊鐵板，它的大小以方便伸手進去點火為準。觀火窗(26)是一塊長方形的透明玻璃。防爆板(27)是非固定安裝在后面的爐壁上的一塊鐵板，它有一個轉軸，可以繞著轉軸轉動，正常情況下由它的重力來關閉爐膛，當受到爐膛內異常較大氣流的沖擊時，沖擊力將克服重力的作用，防爆板(27 )會繞著它的轉軸轉動打開爐膛泄壓。上部煙道(30 )和下部煙道(31)是長方體形的用鐵做成的管道。煙囪(32)是圓柱體結構。上部煙道擋板(33)是一塊可以轉動的鐵板，它可以開大或關小上部煙道(30)的通煙氣面積，且可以完全打開或關閉上部煙道(30)的煙氣通路。排煙風機(34)既設置有搖把以手動方式驅動，又設置有可以上發條的齒輪機構驅動裝置，還設置有電機驅動裝置，幾種驅動方式互為備用，以適應不同的應用情況。傳熱柱(40)是扁形的鐵柱，以多排多根的方式連接在傳熱托板(41)的下面。傳熱托板(41)是一塊圓形的鐵板，它的高度比爐子的上平面稍微低一些，這樣，鍋頭落在上面不易滑動。水冷壁(50)是雙層的爐壁中間充水形成的水箱，起到隔熱與吸熱的作用。吸熱管(51)是一根彎曲盤旋的水管，利于增加吸熱面積。加水口(52)是高出爐子上平面的一段圓柱體管，能夠從此加滿水冷壁(50)、吸熱管(51)等部位的水，它帶有一個蓋子，通過旋轉90度蓋子來打開或關閉加水口(52)來選擇是向空氣排蒸汽還是生產蒸餾水，加水口(52)是由蓋子的重力來關閉的，當水箱內的汽壓過大時會克服蓋子的重力打開加水口(52)來泄壓。蒸餾水箱(53)是一圓柱體型的水箱。水位計(54)是一玻璃管水位計。水溫計(55)是一指針式溫度表。上層水閥(56)、下層水閥(57)、蒸餾水閥(58)和排污水閥(59)是日常用的水龍頭。放灰閥(60 )是一種閘板閥。進風管集灰罐(61)和煙園集灰罐(62 )均是可密封的圓柱體罐子。集灰罐裝在放灰閥(60)的下面，打開放灰閥(60)，灰即可落在集灰罐里。
【權利要求】
1.一種多功能草木燃料爐，主要由燃料系統、燃燒系統、煙氣系統、傳熱系統、熱水系統和集灰系統組成，燃料系統位于爐子的左側，燃燒系統位于爐子的中部，挨著燃料系統，煙氣系統連接燃燒系統的煙氣出口部位，位于爐子的右側，傳熱系統位于爐子的中間的上部，熱水系統分布于燃燒系統及煙氣系統中，集灰系統位于燃燒系統及煙氣系統落灰部位的下部。
2.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:燃料系統主要由燃料斗、旋轉給料機、下料管、下料擋板、手動推料桿、輸料風管和爐膛進料口止回板組成，旋轉給料機位于燃料斗的下部，下料管位于燃料斗的底部和旋轉給料機的正下方，下料擋板位于下料管上，手動推料桿位于與下料管連接的輸料風管的水平段里，輸料風管位于下料擋板的下面且與下料管連通，它的一頭連接進風管，另一頭連接爐膛，爐膛進料口止回板位于輸料風管的末端及爐膛的左側下部。
3.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:燃燒系統主要由電子點火器、燃氣罐、進風管、進風管擋板、風速調節器、點火窗、觀火窗和防爆板組成，電子點火器位于爐膛的下部靠右側，與燃氣罐通過氣管連接，進風管位于爐子的中下部，進風管擋板位于進風管的入風口處，風速調節器位于進風管的頂端與爐膛的下部，它以非固定的方式安裝在進風管上，即可以相對于進風管做上或下移動，點火窗位于爐膛的前方的中下部，觀火窗位于爐膛的前方的中上部，防爆板位于爐膛的后方的中下部。
4.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:煙氣系統主要由上部煙道、下部煙道、煙?、上部煙道擋板以及排煙風機組成，上部煙道、下部煙道以高低不同的位置布置，兩者均連接到爐膛的出口，最后都匯集到煙囪上，下部煙道低于上部煙道，它的煙氣出口位置(最低點位置)高于爐膛的燃料下落區位置，它是往煙囪方向向下傾斜的結構，煙囪位于爐子的右側靠后方，它的上部高出爐子的上平面，下部位置低于下部煙道，上部煙氣擋板裝在上部煙道上，排煙風機裝在煙園的出口處。
5.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:傳熱系統主要由傳熱柱和傳熱托板組成，傳熱柱裝在傳熱托板的下面，與傳熱托板相連接，兩者位于爐膛的上部位置。
6.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:熱水系統主要由水冷壁、吸熱管、加水口、蒸餾水箱、水位計、水溫計、上層水閥、下層水閥、蒸餾水閥及排污水閥組成，水冷壁分布于爐膛的周圍，吸熱管位于上、下部煙道及煙囪里，加水口位于爐臺的右上部，且高出爐臺的上平面，蒸餾水箱位于加水口的下方，水位計、水溫計、上層水閥、下層水閥、蒸餾水閥和排污水閥均裝在爐子的前側面上，且上層水閥與上部煙道的底部在同一高度，下層水閥高度低于上層水閥，蒸餾水閥裝在蒸餾水箱的下部，排污水閥位于熱水系統的最低點。
7.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:集灰系統主要由放灰閥和集灰罐組成，在進風管及煙?的底部，分別裝有一只放灰閥和一只集灰罐，放灰閥是固定安裝方式，而集灰罐非固定安裝。
8.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:風速調節器(24)是一個剖面像Y型，帶傳動竿、最低下落限位支架和最高上升限位塊的裝置，它可以往上或往下移動。
9.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:下料管(12)是一截面為長方形的管，它的截面積要比輸料風管(15)的截面積小，輸料風管(15)的截面也是長方形的管，它的截面是較扁的長方形(長寬之比較大)，它的末段是往下傾斜結構的。
10.根據權利要求1所述的多功能草木燃料爐，其特征是:煙囪的截面積要比上、下部煙道的截面積都大，上部煙道和下部煙道的截面積又比進風管的截面積大。
【文檔編號】F24B1/183GK104329690SQ201410534087
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】莫布林 申請人:莫布林