一种自动化生物质颗粒采暖炉的制作方法

[0001]
本实用新型涉及供暖燃烧设备技术领域，具体的是一种自动化生物质颗粒采暖炉。


背景技术：

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随着国家对于环境保护的日益重视，并大力地推进对生物质能源的开发与利用。使得如今的生物质颗粒燃料在实际生产和生活中得到了广泛应用。生物质颗粒燃料具有易储存、运输方便、清洁环保和燃烧效率高等优点，是开发利用生物质能源的主要方向之一。
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但在使用生物颗粒作为燃料时存在以下问题：
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问题一：是植物秸秆压制而成的生物质颗粒燃料中糖分含量高，燃烧时在炉内中经常出现结渣现象。燃料燃烧时在炉内结渣，会阻塞燃料层之间的通风空隙，不仅对炉内燃料地正常燃烧产生影响造成燃料的浪费，而且严重影响燃烧设备的寿命。
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问题二：传统的中小型生物质颗粒燃烧炉具的炉排多为固定式，往往需要人工定期清除灰渣；如果堆积的灰渣得不到及时清理，会影响炉具的燃烧性能；灰渣长期过多地堆积会影响炉具的使用寿命。
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针对上述问题，我公司研发了一种生物质颗粒燃烧炉具，申请了中国实用新型专利并获得授权，授权公告号为：cn209744362u。该实用新型专利所提供的生物质颗粒燃烧炉具通过在燃烧仓内设置有两个炉排，每个炉排都是由转轴和安装在转轴上的炉排齿构成，两炉排的转轴分别延伸至炉体外部并与炉排传动机构连接；同一炉排的转轴上相邻炉排齿间设有宽度一定的隔套，隔套固定在转轴上且隔套的宽度比炉排齿的厚度宽6~8mm，两炉排的炉排齿相互插入对方相邻炉排齿的间隔中。通过炉排作定轴转动，实现了燃料在燃烧仓内的动态燃烧，有效地解决了结渣问题；清灰绞龙及供料清灰同步的传动机构，有效地解决不能及时清理积灰的问题。
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然而，由于该生物质颗粒燃烧炉具在冬季取暖时其工作模式为连续燃烧，整个取暖期（一般为四个月）均不停炉。但是，该炉具中炉排的炉排齿主要采用钢板通过切割制成，其结构不适合使用铸铁铸造成型。然而，炉排齿随炉排做定轴转动，炉排齿会冷热交替受热不均导致在长时间连续燃烧时会产生严重变形，一般一套新的炉排仅能维持一个采暖季。等到下一采暖季时需要更换新的炉排，这不仅仅造成了额外的使用成本，也是一件非常麻烦的事情。
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因此，本公司研发团队针对上述情况对本公司的该产品存在的问题进行升级改造。


技术实现要素：

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为了解决在冬季取暖时生物质颗粒燃烧炉具连续燃烧但炉排齿不会发生严重变形以及提高炉排使用寿命的技术问题，本实用新型提供了一种应用组合式炉排的自动化生物质颗粒采暖炉。
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为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种自动化生物质颗粒采暖炉，包括炉底、炉具主体、炉排驱动装置和控制箱，炉具主体固定在炉底上；炉具主体包括燃烧室、烟气换热室、供料组件和清灰组件；燃烧室内部设置有燃烧盆，供料组件设置在燃烧室外部，供料组件的出料口设置在燃烧室内并位于燃烧盆的上方，在燃烧盆的底部设置有转动炉排；所述转动炉排设置有转轴，在所述转轴上设置有炉排齿，转轴两端与分别燃烧盆对应相应侧壁铰接；所述转动炉排在炉排驱动装置的驱动作用下实现转动；还包括固定炉排，固定炉排是由数个轴线相互平行的柱状体构成，并且所述柱状垂直于燃烧盆一组相对侧面并与燃烧盆侧壁固定相连；转动炉排的转轴设置在固定炉排的下方并且转动炉排的炉排齿分别对应设置在固定炉排相邻柱状体的间隔处；所述炉排齿设置棱柱状或圆柱状的主体；在炉排齿的主体下侧中间部位设置有用于连接转轴的固定部；在转轴一端设置有转臂且转臂位于燃烧盆外部；所述转臂与炉排驱动装置连接。
[0011]
与现有技术相比本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的生物质颗粒燃烧炉，使用固定炉排与转动炉排相结合的炉排组件，既保证燃料在燃烧盆内的动态燃烧，又改善了原交叉式转动炉排的结构所带来的弊端；由水平部和竖直部构成t型结构的炉排齿结构简单便于铸造成型，同时炉排齿受热面无需冷热交替因而即使连续燃烧也不会出现严重变形。
[0012]
对于本实用新型还可以进行进一步改进，改进方案如下。
[0013]
进一步的，所述构成固定炉排柱状体以及转动炉排上炉排齿分别等间隔设置；固定炉排柱状体为圆柱体，所述转动炉排的炉排齿主体是与固定炉排柱状体直径相等的圆柱体。
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进一步的，所述炉排齿的上表面沿其长度方向等间隔设置有数个凸起部。
[0015]
进一步的，所述转动炉排的转臂上设置有贯通转臂厚度方向的封闭的滑槽；所述炉排驱动装置为直线驱动型，炉排驱动装置包括电推杆和中间连杆，所述电推杆的伸缩端与所述中间连杆一端固定连接，中间连杆的另一端与转臂的滑槽滑动连接。
附图说明
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图1是本实用新型自动化生物质颗粒采暖炉的立体结构图。
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图2是本实用新型自动化生物质颗粒采暖炉的主视图。
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图3是本实用新型自动化生物质颗粒采暖炉的侧视图。
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图4是本实用新型自动化生物质颗粒采暖炉的俯视图。
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图5是本实用新型中燃烧室内部结构示意图。
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图6是与图5对应的燃烧室内部结构的俯视图。
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图7是本实用新型转动炉排的一个实施例的立体图。
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图8是对应图7的转动炉排实施例的侧视图。
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图中：炉底1；外壳；燃烧室2；燃烧盆201；导料溜槽202；连接罩203；烟气换热室3；出烟口301；供料组件4；供料绞龙401；供料电机402；料仓403；清灰组件5；清灰绞龙501；清灰电机502；炉排组件6；固定炉排601；转动炉排602；转轴6021；炉排齿6022；凸起部6023；转臂6024；滑槽6025；炉排驱动装置603；电推杆6031；中间连杆6032；一次配风装置7；二次配风装置8；进风盒801；导风管802；烟气沉降箱9；三次配风装置10。
具体实施方式
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下面结合实施例及附图对本实用新型进行详述。
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本实用新型的主要创新之处在于：在燃烧盆201内使用了固定炉排601和转动炉排602相组合的组合式的炉排，同时改变了现有技术中炉排齿的结构，避免了连续取暖作业时炉排齿冷热交替导致的严重变形；同时本实用新型所用转动炉排602的炉排齿6022结构简单容易制作，并且便于铸造成型，本实用新型中转动炉排602的工作方式不仅适用于铸铁材料的炉排齿6022而且普通碳钢材质的炉排齿6022也不会有严重变形影响使用的情况发生。
[0027]
如图1～4所示（为了便于观察本实用新型的内部结构，附图中省略了外壳），本实用新型所涉及的自动化生物质颗粒采暖炉主要由炉底1、外壳、燃烧室2、烟气换热室3、配风系统、供料组件4、清灰组件5及控制系统等构成。
[0028]
其中，燃烧室2、烟气换热室3、供料组件4和清灰组件5组成了炉具主体。炉具主体固定在炉底1上，并且在炉具主体外设置有外壳，外壳底部与炉底1可拆的固定连接。
[0029]
燃烧室2内部设置有燃烧盆201，供料组件4设置在燃烧室2外部，供料组件4的出料口设置在燃烧室2内燃烧盆201一侧并位于燃烧盆201的上方，燃烧盆201与所述出料口之间设置有导料溜槽202，导料溜槽202的上端与出料口连接，下端与对应的燃烧盆201侧壁的上端面连接。
[0030]
清灰组件5设置在燃烧盆201的正下方，并且燃烧盆201底部和清灰组件5之间设置有连接罩203；连接罩203的上端与燃烧盆201下端的侧壁对应连接，连接罩203下端与清灰组件5的入口相连。
[0031]
如图5～6所示，烟气换热室3设置于燃烧室2的上方，烟气换热室3底部设置有烟气入口，顶部设置有清灰口和烟气出口。烟气换热室3与燃烧室2之间固定连接为一体，共同构成燃烧换热主体，烟气换热室3的进烟口与燃烧室2连通。
[0032]
在燃烧盆201的底部设置有固定炉排601、转动炉排602和炉排驱动装置603，所述固定炉排601是由数个间隔且轴线相互平行设置的柱状体构成；所述转动炉排602设置有转轴6021，在所述转轴6021上设置有炉排齿6022，所述炉排齿6022垂直于转轴6021设置；转动炉排602的转轴6021设置在固定炉排601的下方并且转动炉排602的炉排齿6022分别对应设置在固定炉601排相邻柱状体的间隔处；炉排齿6022设置有棱柱状或圆柱状的主体；在炉排齿6022的主体下侧中间部位设置有用于连接转轴6021的固定部；在转轴6021一端设置有转臂6024且转臂6024位于燃烧盆201外部；所述转臂6024与炉排驱动装置603连接。固定炉排601、转动炉排602和炉排驱动装置603共同构成了炉排组件6。炉排组件6各部件间的连接及位置关系可看考图5～6所示。
[0033]
在炉排驱动装置603的作用下，转动炉排602往复摆动，从而将包裹在燃料外部的灰烬抖落，改善燃料在燃烧盆201内的燃烧性能及燃料层的透风性；转动炉排602的炉排齿6022结构及其转动炉排的转动方式使得转动炉排602的受热面单一且受热均匀，即便炉排齿6022长时间连续受热也不会产生严重变形，更不会影响正常使用，并且本实用新型的转动炉排602结构便于铸造成型，从而能够从材料及工艺上提高转动炉排602的耐高温性能。
[0034]
在具体实施过程中，本实用新型可以采用下面介绍的优选结构。
[0035]
作为优选结构，所述构成固定炉排601柱状体以及转动炉排602上炉排齿6022分别等间隔设置；固定炉排601的柱状体为圆柱体，所述转动炉排602的炉排齿6022主体是与固
定炉排601的柱状体直径相等的圆柱体。
[0036]
作为优选结构，所述转动炉排602的炉排齿6022上间隔设置数个凸起部6023。设置凸起部6023有效的进一步改善燃烧盆201内燃料层的通风性及透气性。转动炉排602的具体结构形式可参考图7～8所示。
[0037]
作为优选结构，所述转动炉排602的转臂6024上设置有贯通转臂6024厚度方向的封闭的滑槽6025；所述炉排驱动装置603包括电推杆6031和中间连杆6032，所述电推杆6031的伸缩端与所述中间连杆6032一端固定连接，中间连杆6032的另一端与转臂6024的滑槽6025滑动连接。炉排驱动装置603为直线驱动型，可以采用任何其他可以实现同一动作的直线驱动的装置替换所述的电推杆6031。
[0038]
此优选结构的意义在于，转臂6024上设置滑槽6025并通过滑槽6025与中间连杆6032滑动连接，能够大大的简化炉排驱动装置603的结构，同时也有效地避免炉排驱动装置603驱动转臂6024时发生卡死的现象。
[0039]
本实用新型的供料组件4包括料仓403、供料绞龙401和供料电机402，料仓403下料口与供料绞龙401连通，供料绞龙401的出料端设置在燃烧室2内燃烧盆201一侧的上方；供料电机402与供料绞龙401之间采用链条传动。
[0040]
供料绞龙壳体上侧设置有开口及连接座，料仓403的下端口与连接座的上端口对应并采用法兰及螺栓进行固定连接。
[0041]
所述控制系统集成在控制箱内，在控制箱内安装有第一调速器，第二调速器和第三调速器，第一调速器与供料电机402导线连接，用于调节供料速度；第二调速器与清灰电机502连接，用于调节清灰速度；第三调速与转动炉排602驱动装置（即电推杆6031）导线连接，用于控制转动炉排602的摆动速度及节奏。
[0042]
配风系统包括一次配风装置7、二次配风装置8和三次配风装置10；一次配风装置7设置在燃烧盆201及燃烧盆201下方的清灰组件5之间，并且一次配风装置7的进风口设置在燃烧室2外部，出风口设置在燃烧盆201下方。
[0043]
二次配风装置8包括设置在燃烧盆201顶端并沿燃烧盆201外壁设置的风道，二次配风装置8的出风口设置在风道内圈的侧壁上（即风道与燃烧盆201内壁对应的相邻面上）。靠近供料组件1一侧的燃烧盆201外壁固定设置有与二次配风装置8连通的进风盒801，所述进风盒801底端封口，在靠近进风盒801底部设置有垂直于进风盒的导风管802。导风管802的一端与进风盒801连接，另一端延伸至燃烧室2外部。
[0044]
通过设置在燃烧盆201底部和顶端分别设置配风装置，保证了颗粒燃料在燃烧时供气充足，保证充分燃烧。通过设置在炉底1的一次配风装置7和燃烧盆201上方的二次配风装置8，既保证了燃烧盆201内燃料燃烧的风量，又使得燃烧盆201上端悬浮未燃尽可燃微粒或者可燃气体在此处有足够的配风量完成二次燃烧，从而大大的节省了能源的浪费，同时也明显的降低了排放烟气中的各项污染气体的含量。
[0045]
三次配风装置10是设置有竖直部和水平部的管状体；竖直部的上端与水平部一端固定连接，水平部的自由端为出风口，竖直部的自由端为进风口；所述三次配风装置10的竖直部沿竖直方向固定在与入料口相对的燃烧盆201内侧面上，水平部的自由端正对入料口方向设置，并且水平部设置在二次配风装置8中的上方10～15mm处。
[0046]
清灰组件5包括清灰绞龙501和清灰电机502，本实用新型中设置有两组清灰组件
5，分别设置在燃烧室2内燃烧盆201下方的清灰组件5以及设置在烟气沉降箱9底部的清灰组件5；本实施例中这两个清灰组件5共用一个清灰电机502。清灰电机502与清灰绞龙501之间采用链传动。
[0047]
本实施例中设置了自动点火装置，在固定炉排601与燃烧盆201相邻内壁的间隙中分别有一根自动点火棒（一共两根，一侧一根）。所述自动点火棒即加热棒，点火完成后在控制箱的作用下点火棒停止加热。从加热棒开始加热至完成点火并停止加热此过程的时间设定为2min即可完成自动点火。
[0048]
本实用新型采用拼接式的外壳是钣金外壳，整个炉具主体均罩在钣金外壳内，并且钣金外壳与炉具主体的燃烧主体部分均留有一定间隙。外壳上有与炉具主体上的炉门、观火口、清灰口、进水口和出水口等相对应的洞口及门体，钣金外壳顶部设置有与料仓403对应的料仓门。
[0049]
所述烟气换热室3包括烟火管和换热室壳体，换热室壳体与烟火管之间密封连接，在烟火管外壁和换热室壳体内形成水套；并在烟气换热室3外壁上设置有进水口、出水口和排污口。
[0050]
所述烟火管采用三回程烟火管，第一回程烟火管设置在远离供料系统出料口的一侧；并在换热室上方设置有第一回程和第二回程交换处的灰室、第二回程和第三回程交换处的灰室设置在烟气换热室3的下方。
[0051]
在烟气换热室3第三回程烟火管的出烟口301（上端）设置有第三清灰室；第三清灰室的一侧设置有用于与烟气沉降箱9连通的开口；烟气换热室3内的烟气经烟气沉降箱9上部开口进入，通过设置在烟气沉降箱9内的导烟管导出，在烟气沉降箱9的导烟管上部端口（即烟气的排出口）处设置有用于与引风机进风口连接的法兰。
[0052]
安装本实用新型提供的生物质颗粒采暖炉时，在烟气沉降箱9的导烟管上部端口连接有引风机，在引风机的出风口处根据需要连接合适长度的烟筒。
[0053]
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

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