CN109812836B - 一种生物质高效集成炉及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质高效集成炉及控制方法，它包括底座，所述底座的顶部固定有炉壁外壳，所述炉壁外壳的内部设置有炉膛，所述炉膛的侧壁上连通有进料口，进料口下方的炉膛上设置有炉桥，所述炉壁外壳的顶部支撑安装有圆桌面，所述炉膛的内顶部安装有电热阻丝，并在其顶部安装滤网；所述炉膛的侧壁上，并位于炉桥和电热阻丝之间的位置安装有用于引入燃气的引射器。结构上较传统炉具增加了二次供氧改进，提高了生物质燃料的燃烧效率，能源利用率高，保护了环境；增加了电控模块，使炉具更加质能方便，炉具使用简单，功能多样，具有良好的推广前景。

Description

一种生物质高效集成炉及控制方法

技术领域

本发明涉及一种生物质高效集成炉，属于炉具领域。

背景技术

目前，炉具的使用越来越广泛，不仅可以通过它来进行取暖，同时可以用来进行烧水和做饭，满足日常生活用途。市场上已有不少炉具，有以生物质燃料为能源的炉具，有以电能为能源的炉具，有以燃气为能源的炉具，但基本上每一种类型的炉具能源利用比较单一化，满足不了广泛的生活用途。

发明内容

本发明目的在于克服了炉具能源利用的单一化，可使用生物质能和电能或燃气单独进行加热，也可以使用3种能源混合进行加热。结构上较传统炉具增加了二次供氧改进，提高了生物质燃料的燃烧效率，能源利用率高，保护了环境；增加了电控模块，使炉具更加质能方便，炉具使用简单，功能多样，具有良好的推广前景。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种生物质高效集成炉，它包括底座，所述底座的顶部固定有炉壁外壳，所述炉壁外壳的内部设置有炉膛，所述炉膛的侧壁上连通有进料口，进料口下方的炉膛上设置有炉桥，所述炉壁外壳的顶部支撑安装有圆桌面，所述炉膛的内顶部安装有电热阻丝，并在其顶部安装滤网；所述炉膛的侧壁上，并位于炉桥和电热阻丝之间的位置安装有用于引入燃气的引射器。

所述炉膛的底部并位于炉桥的正下方设置有除渣抽盒。

所述炉膛的底部侧壁上连通安装有进气管道，所述进气管道的内部安装有风扇。

所述炉膛的内壁上沿着其高度方向从上至下依次安装有上温度传感器和下温度传感器；在其内部的中部安装有脉冲点火器。

所述圆桌面的顶部安装有电控模块集成开关，在圆桌面的底部安装有燃气监测传感器；所述电控模块集成开关与电热阻丝相连，并控制其启停。

所述圆桌面和炉壁外壳的顶部夹层之间安装有转盘，所述转盘上安装有辅助电加热装置，所述辅助电加热装置包括多块扇形盒体，所述扇形盒体的内部安装有电热盘管，在扇形盒体的顶部一角通过第一销轴与圆桌面的底部铰接，在扇形盒体的底部一角通过第二销轴与转盘上的直线滑槽构成滑动配合，所述转盘的底部固定有转动把手，所述转动把手与加工在炉壁外壳顶部的弧形槽相配合。

所述炉膛和炉壁外壳之间预留有空腔，在炉膛的上方和下方分别开设有上部环形进气孔和下部环形进气孔，在炉壁外壳上设置有均布的进气格栅。

所述炉桥分为分上层和下层，上层炉桥网孔大，下层网孔小。

所述炉膛和炉壁外壳的顶部空腔形成环形烟道，所述环形烟道与炉膛相连通，在环形烟道上连接有烟管，所述烟管内部设置有烤箱。

任意一项所述生物质高效集成炉的控制方法，其特征在于：

Step1：开启电控模块集成开关，通过电控模块集成开关启动电热阻丝；电热阻丝开始工作，上温度传感器测得温度逐渐上升，当其测得温达到设定值a时；电控模块集成开关控制打开气体阀，使燃气进入炉膛；

Step2：燃气通过引射器与空气混合后通入；与此同时，脉冲点火器开始工作将预混后的气体点燃；上温度传感器测得温度继续上升，当温度达到b时，电控模块控制中心自动停止电热阻丝工作，以节约电能；燃气持续燃烧一定时间后将点燃炉桥上的生物质燃料，再由生物质燃料进行燃烧供热；

Step3：当燃气持续燃烧未将炉膛里的生物质点燃时，下温度传感器测得温度较低，此时风扇处于大风档位工作；当生物质被点燃时，下温度传感器测得温度持续上升，风扇风力变为大、中、小；当下温度传感器测得温度达到c时，电控模块集成开关断开沼气。

Step4：当生物质持续燃烧，材料逐渐烧完时，上温度传感器测得温度逐渐下降到500℃时，将重复Step1~2，于此同时，从进料口人工补充生物质材料。

本发明有如下有益效果：

1、本发明所述的生物质高效集成炉，将固、气体生物质燃烧和电能加热装置集成，能适应生物质颗粒燃料、传统薪柴、沼气、电能等多种能源交替使用，也可以使用3种能源混合进行加热， 提高了能源的利用效率。

2、通过上述结构的炉具，单独加热为炉具在单一能源下进行加热，可以单独使用生物质燃料，单独使用电能也可以单独使用燃气。其中电加热模块为两部分，一个是主加热区，为环绕在炉膛上的电热阻丝；一个为辅加热区，由转盘和辅助电加热装置组成，其中辅助电加热装置可以单独使用，通过顺时针和逆时针转动转盘来改变辅助电加热装置的转开和缩回，满足生活中的多用途。

3、结构上较传统炉具增加了二次供氧措施，整个炉壁部分分为炉膛和炉壁外壳两部分，在炉膛和炉壁外壳之间留有空腔，炉膛上方和下方都开有环形进气孔，炉壁外壳中间开有进气格栅，空气可以通过炉壁外壳上的进气格栅进入到空腔中，与炉膛壁接触进行预热，通过炉膛上的进气孔进入到炉内，与生物质在燃烧过程中形成的挥发分混合燃料，做到二次供氧燃烧，使得燃烧更加充分，燃料利用率更高。

4、所述气电两用多功能炉具，单独加热为炉具在单一能源下进行加热，可以单独使用气体燃料，也可以单独使用电能。其中电加热模块分为两部分，一个是取暖所用的电热管，电热管以90度角的间隔，靠近炉壁均匀排列在底座上，这样的设计让电热管尽可能靠近取暖者，增强取暖效果，节约电能，并且可以更好的和燃气取暖区保持相互独立性，互不干扰；另一个为桌面加热区，由气电两用加热盘用电热盘加热，加热区可以单独使用，作为食物的烹饪或在用餐时对火锅进行加热，满足生活中的多种用途。

5、生物质燃料在炉桥上进行燃烧，燃烧废物则掉落在除渣抽盒里，滤网过滤下未完全燃烧的可燃颗粒物，使燃料更充分燃烧，达到无污染效果。

6、炉具中加入环形烟道，炉膛中燃烧后的烟气通过环形烟道内壁上的四个小方孔进入到烟道内腔中，带有热量的烟气会在烟道中循环散发热量供取暖，同时在出烟口加有烤箱，利用烟气的余热可以对食物进行加热和炙烤，提高了能量的利用率。

7、通过底部的进气管道以及风扇能够给炉膛的底部进行供气，进而保证了燃料的充分燃烧。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的三维剖视图。

图2为本发明的第一视角整体外形三维图。

图3为本发明的辅助电加热装置和转盘的三维图。

图4为本发明的辅助电加热装置和转盘的俯视图。

图5为本发明的电热阻丝三维图。

图6为本发明的转盘三维图。

图7为本发明的辅助电加热装置三维图。

图8为本发明的第二视角整体外形三维图。

图中：底座1、除渣抽盒2、炉壁外壳3、进料口4、上温度传感器5、环形烟道6、燃气监测传感器7、圆桌面8、电控模块集成开关9、转盘10、滤网11、电加热盘12、烟管13、烤箱14、电热阻丝15、引射器16、脉冲点火器17、炉膛18、下温度传感器19、炉桥20、风扇21、进风管道22、进气格栅23、扇形盒体24、电热盘管25、第二销轴26、第一销轴27、直线滑槽28、上部环形进气孔29、下部环形进气孔30、转动把手31。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-8，一种生物质高效集成炉，它包括底座1，所述底座1的顶部固定有炉壁外壳3，所述炉壁外壳3的内部设置有炉膛18，所述炉膛18的侧壁上连通有进料口4，进料口4下方的炉膛18上设置有炉桥20，所述炉壁外壳3的顶部支撑安装有圆桌面8，所述炉膛18的内顶部安装有电热阻丝15，并在其顶部安装滤网11；所述炉膛18的侧壁上，并位于炉桥20和电热阻丝15之间的位置安装有用于引入燃气的引射器16。

进一步的，所述炉膛18的底部并位于炉桥20的正下方设置有除渣抽盒2。燃烧废物掉落在除渣抽盒2里，滤网11过滤下未完全燃烧的可燃颗粒物，使燃料更充分燃烧，达到无污染效果。

进一步的，所述炉膛18的底部侧壁上连通安装有进气管道22，所述进气管道22的内部安装有风扇21。通过底部的进气管道22以及风扇21能够给炉膛18的底部进行供气，进而保证了燃料的充分燃烧。

进一步的，所述炉膛18的内壁上沿着其高度方向从上至下依次安装有上温度传感器5和下温度传感器19；在其内部的中部安装有脉冲点火器17。通过上述的上温度传感器5和下温度传感器19能够精确的测量炉膛18内部的温度，进而根据需要更换或者改变加热方式，最终达到最佳的供热效果。通过脉冲点火器17能够进行脉冲点火。

进一步的，所述圆桌面8的顶部安装有电控模块集成开关9，在圆桌面8的底部安装有燃气监测传感器7；所述电控模块集成开关9与电热阻丝15相连，并控制其启停。通过燃气监测传感器7能够时时检测燃气的浓度并反馈给电控模块控制中心，使炉具在使用时更加安全。

进一步的，所述圆桌面8和炉壁外壳3的顶部夹层之间安装有转盘10，所述转盘10上安装有辅助电加热装置12，所述辅助电加热装置12包括多块扇形盒体24，所述扇形盒体24的内部安装有电热盘管25，在扇形盒体24的顶部一角通过第一销轴27与圆桌面8的底部铰接，在扇形盒体24的底部一角通过第二销轴26与转盘10上的直线滑槽28构成滑动配合，所述转盘10的底部固定有转动把手31，所述转动把手31与加工在炉壁外壳3顶部的弧形槽相配合。通过上述的辅助电加热装置12能够进行辅助电加热，其中辅助电加热可以单独使用，通过顺时针和逆时针转动转盘10来改变扇形盒体24的转开和缩回，满足生活中的多用途。

通过上述结构，在使用过程中，通过操作转动把手31，由转动把手31带动转盘10，通过转盘10上的直线滑槽28带动扇形盒体24绕着第一销轴27转动，进而使得扇形盒体24展开。

进一步的，所述炉膛18和炉壁外壳3之间预留有空腔，在炉膛18的上方和下方分别开设有上部环形进气孔29和下部环形进气孔30，在炉壁外壳3上设置有均布的进气格栅23。通过上述结构形成二次供氧，使用过程中炉壁外壳3中间开有进气格栅，空气可以通过炉壁外壳3上的进气格栅23进入到空腔中，与炉膛18壁接触进行预热，通过炉膛18上的进气孔进入到炉内，与生物质在燃烧过程中形成的挥发分混合燃料，做到二次供氧燃烧，使得燃烧更加充分，燃料利用率更高。

进一步的，所述炉桥20分为分上层和下层，上层炉桥网孔大，下层网孔小。生物质燃料在上层进行燃烧，未完全燃烧的小颗粒生物质燃料会通过上层炉桥网孔掉落到下层炉桥上再次进行燃烧，使得燃料燃烧更加充分。

进一步的，所述炉膛18和炉壁外壳3的顶部空腔形成环形烟道6，所述环形烟道6与炉膛18相连通，在环形烟道6上连接有烟管13，所述烟管13内部设置有烤箱14。炉膛18中燃烧后的烟气通过环形烟道6内壁上的四个小方孔进入到烟道内腔中，带有热量的烟气会在烟道中循环散发热量供取暖，同时在出烟口设置有烤箱14，利用烟气的余热可以对食物进行加热和炙烤，提高了能量的利用率。

进一步的，所述燃气采用液化石油气、天然气或沼气。

实施例2：

任意一项所述生物质高效集成炉的控制方法，包括以下步骤：

Step1：开启电控模块集成开关9，通过电控模块集成开关9启动电热阻丝15；电热阻丝15开始工作，上温度传感器5测得温度逐渐上升，当其测得温达到设定值a时；电控模块集成开关9控制打开气体阀，使燃气进入炉膛18；

Step2：燃气通过引射器16与空气混合后通入；与此同时，脉冲点火器17开始工作将预混后的气体点燃；上温度传感器5测得温度继续上升，当温度达到b时，电控模块控制中心自动停止电热阻丝15工作，以节约电能；燃气持续燃烧一定时间后将点燃炉桥20上的生物质燃料，再由生物质燃料进行燃烧供热；

Step3：当燃气持续燃烧未将炉膛18里的生物质点燃时，下温度传感器19测得温度较低，此时风扇21处于大风档位工作；当生物质被点燃时，下温度传感器19测得温度持续上升，风扇风力变为大、中、小；当下温度传感器19测得温度达到c时，电控模块集成开关9断开沼气。

Step4：当生物质持续燃烧，材料逐渐烧完时，上温度传感器5测得温度逐渐下降到500℃时，将重复Step1~2，于此同时，从进料口4人工补充生物质材料。

实施例3：

任意一项所述生物质高效集成炉的控制方法，包括以下步骤：

Step1：所述混合加热智能控制是电控模块集成开关9打开，电热阻丝15开始工作，上温度传感器5测得温度逐渐上升，当其测得温达到500℃时，电控模块控制中心打开气体阀使沼气进入炉膛18；

Step2：沼气通过引射器16与空气混合后通入，与此同时，脉冲点火器17开始工作将预混后的气体点燃；上温度传感器5测得温度继续上升，当温度达到550℃时，电控模块控制中心自动停止电热阻丝15工作，以节约电能；沼气持续燃烧将点燃炉桥20上的生物质能源；

Step3：当沼气持续燃烧未将炉膛18里的生物质点燃时，下温度传感器19测得温度较低，此时风扇21处于大风档位工作；当生物质被点燃时，下温度传感器19测得温度持续上升，风扇风力变为大、中、小；当下温度传感器19测得温度达到600℃时，电控模块控制中心断开沼气；其风扇作用是，根据不同的燃烧情况改变炉膛内的进风量，使生物质能更充分、高效的燃烧。

Step4：当生物质持续燃烧，材料逐渐烧完时，上温度传感器5测得温度逐渐下降到500℃时，将重复Step1~ Step2工作，于此同时，从进料口4人工补充生物质材料。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (8)

1.一种生物质高效集成炉，其特征在于，它包括底座（1），所述底座（1）的顶部固定有炉壁外壳（3），所述炉壁外壳（3）的内部设置有炉膛（18），所述炉膛（18）的侧壁上连通有进料口（4），进料口（4）下方的炉膛（18）上设置有炉桥（20），所述炉壁外壳（3）的顶部支撑安装有圆桌面（8），所述炉膛（18）的内顶部安装有电热阻丝（15），并在其顶部安装滤网（11）；所述炉膛（18）的侧壁上，并位于炉桥（20）和电热阻丝（15）之间的位置安装有用于引入燃气的引射器（16）；

所述炉膛（18）的底部并位于炉桥（20）的正下方设置有除渣抽盒（2）；

所述圆桌面（8）和炉壁外壳（3）的顶部夹层之间安装有转盘（10），所述转盘（10）上安装有辅助电加热装置（12），所述辅助电加热装置（12）包括多块扇形盒体（24），所述扇形盒体（24）的内部安装有电热盘管（25），在扇形盒体（24）的顶部一角通过第一销轴（27）与圆桌面（8）的底部铰接，在扇形盒体（24）的底部一角通过第二销轴（26）与转盘（10）上的直线滑槽（28）构成滑动配合，所述转盘（10）的底部固定有转动把手（31），所述转动把手（31）与加工在炉壁外壳（3）顶部的弧形槽相配合。

2.根据权利要求1所述的一种生物质高效集成炉，其特征在于：所述炉膛（18）的底部侧壁上连通安装有进气管道（22），所述进气管道（22）的内部安装有风扇（21）。

3.根据权利要求1所述的一种生物质高效集成炉，其特征在于：所述炉膛（18）的内壁上沿着其高度方向从上至下依次安装有上温度传感器（5）和下温度传感器（19）；在其内部的中部安装有脉冲点火器（17）。

4.根据权利要求1所述的一种生物质高效集成炉，其特征在于：所述圆桌面（8）的顶部安装有电控模块集成开关（9），在圆桌面（8）的底部安装有燃气监测传感器（7）；所述电控模块集成开关（9）与电热阻丝（15）相连，并控制其启停。

5.根据权利要求1所述的一种生物质高效集成炉，其特征在于：所述炉膛（18）和炉壁外壳（3）之间预留有空腔，在炉膛（18）的上方和下方分别开设有上部环形进气孔（29）和下部环形进气孔（30），在炉壁外壳（3）上设置有均布的进气格栅（23）。

6.根据权利要求1所述的一种生物质高效集成炉，其特征在于：所述炉桥（20）分为分上层和下层，上层炉桥网孔大，下层网孔小。

7.根据权利要求1所述的一种生物质高效集成炉，其特征在于：所述炉膛（18）和炉壁外壳（3）的顶部空腔形成环形烟道（6），所述环形烟道（6）与炉膛（18）相连通，在环形烟道（6）上连接有烟管（13），所述烟管（13）内部设置有烤箱（14）。

8.权利要求1-7任意一项所述生物质高效集成炉的控制方法，其特征在于：

Step1：开启电控模块集成开关（9），通过电控模块集成开关（9）启动电热阻丝（15）；电热阻丝（15）开始工作，上温度传感器（5）测得温度逐渐上升，当其测得温达到设定值a时；电控模块集成开关（9）控制打开气体阀，使燃气进入炉膛（18）；

Step2：燃气通过引射器（16）与空气混合后通入；与此同时，脉冲点火器（17）开始工作将预混后的气体点燃；上温度传感器（5）测得温度继续上升，当温度达到b时，电控模块控制中心自动停止电热阻丝（15）工作，以节约电能；燃气持续燃烧一定时间后将点燃炉桥（20）上的生物质燃料，再由生物质燃料进行燃烧供热；

Step3：当燃气持续燃烧未将炉膛（18）里的生物质点燃时，下温度传感器（19）测得温度较低，此时风扇（21）处于大风档位工作；当生物质被点燃时，下温度传感器（19）测得温度持续上升，风扇风力变为大、中、小；当下温度传感器（19）测得温度达到c时，电控模块集成开关（9）断开沼气；

Step4：当生物质持续燃烧，材料逐渐烧完时，上温度传感器（5）测得温度逐渐下降到500℃时，将重复Step1~2，于此同时，从进料口（4）人工补充生物质材料。

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