專利名稱：煙煤無煙燃燒實用高效水暖爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種爐子，特別是煙煤無煙燃燒實用高效水暖爐。
家庭生活用爐，以及家庭、中小型生活、工作場所冬季取暖，目前仍多用傳統(tǒng)的明火爐子。它只能一室一爐，一爐暖不了多室，取暖質量低，灰塵多，煤氣中毒時有發(fā)生……。水暖，較明火爐子取暖優(yōu)越，已被人們認識，現(xiàn)有一種水暖爐，燃料在爐膛中燃燒放出熱量，由有夾水層的金屬爐體中的水吸收升溫，熱水或蒸汽自爐體上方的熱水出口進入閉式循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)，在那里散熱降溫后的溫水，自爐體下方溫水進口返回爐體夾水層，再吸熱升溫，再循環(huán)。其特征系統(tǒng)由管子，管件，水箱，散熱器等構成。在回路的最高點有一分支管向上，管口高于水箱，在回路的最低點附近，另有一分支管接水箱，水箱底高于回路的最高點。這種水暖爐，當水開時，蒸汽即從最高點的放氣口排放，排放在室內(nèi)，高濕不好，排放到室外，浪費熱量，且排汽消耗系統(tǒng)中的水，需勤加水。這樣的系統(tǒng)僅能液循環(huán)，因而其輸熱量及輸熱距離均有限，限制了爐子功能的發(fā)揮，難以適應取暖的要求，特別對于農(nóng)用水暖，如塑料大棚內(nèi)種菜的取暖，應付天氣變化，要求供熱能力能在較寬范圍內(nèi)調節(jié)，現(xiàn)有技術適應不了。而且，不論明火爐子，還是水暖爐子，燒煙煤均冒黑煙，污染環(huán)境，限制了燃料品種，排煙溫度高，甚至煙囪出口見火光。浪費能量，熱效率低。
本實用新型的目的是要提供一種熱效率高，不污染環(huán)境，能擴大民用燃料品種資源，實用的新型爐子，為落實國務院在《節(jié)約能源管理暫行條例》中發(fā)出的節(jié)能號召－－－－－建筑物的采暖設施，應當根據(jù)經(jīng)濟合理的原則，采用或者改為熱水采暖，積極開發(fā)煙煤的無煙燃燒技術，擴大民用煤的品種資源。－－－提供技術設備。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，以燒煙煤而不冒黑煙的反燒爐取代傳統(tǒng)的正燒爐，換熱面積與爐排面積之比為16～24，爐體，換熱器結構設計以提高換熱效率為目標，循環(huán)系統(tǒng)為能夠汽液自動循環(huán)的。
一個爐排，把爐膛分為上下兩段，燃燒著的火盤在爐排上邊。燃料從上邊添加到火盤上，空氣從下邊進入，煙氣向上排出，爐渣向下排出，似此，參加燃燒的四種物質燃料、空氣、煙氣、爐渣，按重沉輕浮自然規(guī)律運動的燃燒，即是傳統(tǒng)爐子的燃燒方式。為區(qū)別起見，把這種方式的燃燒，叫做正燒，正燒的爐子叫正燒爐。
在正燒爐子中，燃燒的火盤產(chǎn)生的火焰，煙氣，穿過新添燃料層。火焰中有燃料正在焰燒，穿過新添燃料層失熱降溫，燃燒中斷，成為未燃盡煙氣，火盤產(chǎn)生的高溫煙氣，穿過新添燃料層，亦失熱降溫?；鸨P的熱輻射亦被新添燃料層阻擋，吸收，結果，添加燃料之后的一段時間火爐子對外做功減少。新添燃料，在火盤的傳導熱、輻射熱及火焰，煙氣的加熱下，迅速升溫，其中的揮發(fā)成分大量氣化與煙氣混合上升，由于煙氣失熱降溫，可燃性氣體常未能點火燃燒就隨煙氣排放了，成為污染環(huán)境的黑煙?？扇細怏w即便被點燃，也不能完全燃燒。這是因為氧氣不足－－－爐排下邊進來的新鮮空氣中的氧，在火盤燃燒中已大部分被消耗了，剩下的小部分，是滿足不了大量氣化出來的可燃氣完全燃燒之需的。未燃盡的可燃氣體，在排放的沿途易析炭，換熱壁易積灰。降低其換熱效率?？梢?，燃料中的可燃性揮發(fā)分，在正燒爐中不但不能燃燒放熱，還吸收一部分熱量排放掉，且使換熱效率降低。顯而易見，在正燒爐中，燒煙煤冒黑煙，污染環(huán)境，熱效率低，浪費能量，是正燒爐子先天不足所造成的。
在反燒爐中，燃燒著的火盤產(chǎn)生的火焰和煙氣，不穿過新添燃料層，相反地，在反燒爐中，新鮮空氣穿過新添燃料層后才到達火盤參加燃燒，新添燃料層在火盤的傳導熱與輻射熱的加熱下，逐層升溫，其揮發(fā)分逐漸氣化并與新鮮空氣混合后進入高溫火盤。充足的空氣，高溫點火源，可燃氣體具備了完全燃燒的條件，怎能不完全燃燒呢！在這里，火盤產(chǎn)生的輻射熱，火焰及高溫煙氣，不受阻攔，加燃料后，爐子對外做功不但不降低，還會增強，完全燃燒的煙氣，無炭可折，不會降低換熱面的換熱效率，無黑煙可冒，保護了環(huán)境，燃料品種不受限制，擴大了燃料品種資源?？扇細怏w完全燃燒放出熱量，熱效率提高，節(jié)約能源。
本實用新型提出了三種結構的反燒爐下加煤反燒爐、翻轉爐膛反燒爐和上加煤反燒爐；兩種結構的換熱器上進下出繞行逆流換熱器，下進上出逆流換熱器；以及一種結構的汽液自循環(huán)系統(tǒng)。
依據(jù)用戶的需求，或單獨、或組合靈活運用本技術，可設計出多種實用的技術產(chǎn)品，諸如煙煤無煙炊用爐，煙煤無煙炊浴爐，煙煤無煙炊浴水暖爐，煙煤無煙加熱爐，煙煤無煙茶水爐，煙煤無煙茶浴爐，煙煤無煙茶浴水暖爐，……以及改造工業(yè)爐窯成為燒煙煤不冒黑煙的。
本實用新型的具體結構，由以下的幾個實施例及其附圖給出。例1，下加煤下進風上排煙上排渣正反燒水暖爐。


圖1是其正視圖，加煤機構1裝在爐體16下方的加煤口處，換熱器24的進煙端與爐體16的排煙口24C相接，煙囪39與換熱器24出煙口39A相接，水箱38通過管件33，開關34與換熱器進煙端上方的加水排氣口相通，漏斗36通過半軟管35，按管頭26與爐體16的夾水層相通，循環(huán)系統(tǒng)47的進口接爐體16的供水接管頭28，出口接換熱器24的回水接管頭44，46是散熱器，45是換熱器的端蓋，清除換熱管42內(nèi)的積灰時，需取下45，43是換熱器24支座。24A是換熱器殼，由管子22、法蘭23將換熱器24的出水口與爐體16的進水口相接。27是供水立管，29是供水橫管，31為容氣膣，32是托盤，系統(tǒng)排氣時，漏斗36置于托盤32上。30是放氣開關，內(nèi)殼14與外殼15形成了爐體16的夾水層，12是管理口蓋，這個管理口12A，正燒時又是加煤口，13是燃料燃燒的爐膛，19是水管排，20是付爐排，21是除渣口，11是工作爐排，6是加煤爐排，7是節(jié)煤板，8是側板，5是車架，17是輪子，18是斜置45°～75°導軌架子，3是手把，2是曲柄，4是連桿，10是鎖緊銷，9是封火板，手把3上設有鎖住裝置，25是爐體夾水層內(nèi)最低液面，37是水箱最高液面，40是增效槽，41是回水管口。
將要加的煤放到加煤爐排6上，提手把3則車架5上升。當煤頂?shù)焦ぷ鳡t排11時，抽出工作爐排11，繼續(xù)推手把3直到加煤爐排6升到工作爐排11的位置用鎖緊銷10銷住工作爐排11(加煤爐排6升到此位置變成工作爐排11了)拉手把3，降下車架5。加煤結束。加煤時不裝封火板9，封火時將封火板置于側板8上，操作手把3將9升到接觸工作爐排11，鎖住手把3，阻礙空氣順利進入，火勢即變小了。
加水與排氣操作打開開關34和放氣開關30，向水箱38中加水，直到水箱四分之三滿止。關閉開關34，將漏斗36移放到托盤32上，用一只大勺子從水箱38中取水倒入漏斗36中，直到放氣開關30出口有水流出為止。爐子生火。循環(huán)水溫度上升，隨后，系統(tǒng)中將有氣體析出，放氣開關排氣，隨時往漏斗補充水、直到系統(tǒng)中水溫接近沸點，無氣排出時，從漏斗加水從放氣開關出口溢水時，關閉放氣開關30，然后將漏斗加水到沉沒管口，取下漏斗36放回水箱38中，注意，漏斗管口應始終浸在水面下。打開開關34。加水排氣完成。
煙氣自爐體16進入換熱器24，再由煙囪39排放，循環(huán)水的循環(huán)路線為爐體16夾水層中的水，受熱升溫，密度下降，上浮進入供水立管27，供水橫管29，經(jīng)供水接管頭28進入循環(huán)系統(tǒng)47，熱水在系統(tǒng)的管道中，散熱器中，散熱降溫，密度又增大，以供水接管頭28為最高點的水循環(huán)路中，因溫度差和高度，形成了系統(tǒng)內(nèi)低溫側向高溫側流動的循環(huán)動力，在這個循環(huán)動力驅動下，散熱降溫后的水，返流回散熱器24，在那里吸收煙氣的熱量又升溫，并繼續(xù)流動又進入爐體16中。
在換熱器24中，水與煙氣的流動方向是相反的。水從出煙端的回水接管頭44進入，從進煙端的出水管法蘭23流出經(jīng)22進入爐體16中在換熱器中水的具體流動為非直線的，水從接管頭44進入，過回水管口41，進入增效槽40內(nèi)，水在這里從換熱管42吸熱升溫，密度變小，上浮，在后邊水流的推動下。從增效槽口溢往槽外。剛溢出的水較槽外的水溫度低，在槽外穿過換熱管向前往下運動，同時從換熱管繼續(xù)吸熱升溫，最后從下邊的出水口流出，這種有增效槽的換熱器，是屬上進下出繞行逆流換熱，換熱效果甚佳，換熱器應水平安裝，33A是進水、排氣接管頭，39A是排煙口。
循環(huán)系統(tǒng)47的接法供水接管頭28是系統(tǒng)的最高點，系統(tǒng)的最低點，可以是回水接管頭44，亦可以在44之前的某處。系統(tǒng)只能有一個最低點，從最低點到最高點只能是逐步升高，斜率不少于百分之一，散熱器(假如有散熱器的話)及至少導管總長的一半以上，其高度應在接管頭26所在水平面以上。
這樣，在循環(huán)水未開之前，在大氣壓的作用下，系統(tǒng)中充滿了水。熱水在溫度差和高度的作用下，自動循環(huán)取暖。水開了之后，產(chǎn)生蒸汽，一部分導管中充汽，水即被排擠從33經(jīng)34和26經(jīng)35、36進入水箱38中，所以水箱38中的液面升高，表示系統(tǒng)已產(chǎn)生蒸汽了。蒸汽在系統(tǒng)中液化，以液循環(huán)方式返回，爐火繼續(xù)增大，蒸汽產(chǎn)生與液化會自動達到新的平衡狀態(tài)，這可以由水箱液面高度顯示出來。爐火再增旺，蒸汽產(chǎn)量增加，需要增大散熱面積，散熱液化，系統(tǒng)中的水會更多的被擠壓入水箱38，直到爐體夾水層中的水位與接管頭26齊平時，蒸氣就會從26經(jīng)35從漏斗36的管口向水箱中的水排放。蒸氣在水箱38中迂溫水液化，會發(fā)出咚咚的響聲，這顯示著本水暖爐在發(fā)出最大功率狀態(tài)下工作。這個狀況可以持續(xù)一段時間，直到水箱中的水被蒸汽加熱升溫接近沸藤為止。再持續(xù)下去，水箱將排放大量的蒸汽，既增濕、又消耗循環(huán)水。應避免這種狀態(tài)持續(xù)，方法是將爐火稍微減弱些。即觀察水箱液面比最高液面略降低些。這樣不冒蒸汽，還是大功率狀態(tài)。
導軌架子18斜置，下加煤時，能將爐渣斜推向上排翻落到付爐排20上。
例2，上加煤，翻轉爐膛，下進風，上排煙，下排渣，正、反燒水暖爐。圖2是其正視圖，圖3是其俯視圖。
翻轉爐膛69的軸頸68，支放在爐體62內(nèi)設置的軸承60上，軸頸68有長方形孔，搖把58上有長方形插柱，兩者相配，即可操作58而使69在爐體62內(nèi)翻轉，爐體62對著軸承孔處開有插搖把58的孔58A。翻轉爐膛69由爐膛殼體67、爐襯70、主爐排66、付爐排71構成，爐膛殼體上有爐排掛架65，上下口各4個，沿園周均布，同向開口，主、付爐排各有沿周均布的4個掛柱，旋轉一個角度即可將爐排掛到爐排掛架的缺口上；反向旋轉一個角度即可卸下爐排。72是密封圈架，它切于翻轉爐膛旋轉外廓，用其調節(jié)翻轉爐膛69與爐體62之間的間隙，爐體與密封圈之間用耐火水泥密封。61是爐體62的進水接管頭，63是下爐口，64是下爐口蓋，73是上爐口，74是上爐口蓋，爐口是長方形斜面的，對鉛垂面傾斜15°左右，爐口下板長出爐口一段并向上橇15°左右，這樣，平板狀爐口蓋放在伸出并上橇的下板上，靠重力斜靠在爐口上，間隙為零。橫向移動爐蓋，即可得到不同的開度。75是內(nèi)筒，76是外筒，78是內(nèi)封頭，79是外封頭，77是排煙口，80是爐體夾水層中的最低液面，81是接管頭，59是放水開關，48是管件，49是三通，50是換熱器，50A是換熱器殼，50B是孔板，52是回水接管頭，53是換熱列管，54是出水接管頭，55是手把，56是閥板，57是發(fā)蘭，上接煙囪39，53焊接于兩端孔板，孔板與外筒焊接，三者圍成充水腔。
循環(huán)水與煙氣，在換器50這里，亦是逆流，具體流動為溫水從側面回水接管頭52流入后，因溫度低密度大，沉入低部，隨后從換熱列管53吸熱升溫，密度逐漸變少，上浮，邊前進邊上浮，最后從位入煙氣進端上方出水口接管頭54流出，經(jīng)三通49，一路經(jīng)管件48轉向下，經(jīng)接管頭61進入爐體62的夾水層中，另一路經(jīng)開關34進入水箱38，通常運行時，循環(huán)水主要走前路。在系統(tǒng)中有氣時，經(jīng)后一路從水箱排氣，加水時從后一路往系統(tǒng)中加水。汽循環(huán)時，多余的水從后一路被擠入水箱38。換熱器50，屬下進上出逆流換熱器，較換熱器24結構簡單些。換熱器50安裝時，應水平或出煙端略低些。
翻轉爐膛爐子的加煤操作加燒揮發(fā)分低的燃料，如無煙煤，焦炭，可燃性工業(yè)爐渣等，應用正燒法，這時翻轉爐膛不翻轉象燒常用的正燒爐一樣，從爐下口捅爐排灰，從上口加煤到火盤上，蓋上爐口蓋，開下爐口蓋進風。但在捅爐除灰上，不妨翻轉爐膛排灰，方法是，未加煤之前裝上付爐排，翻轉爐膛，使爐內(nèi)的炭塊及爐灰渣等翻滾，在付爐排將灰漏下，然后翻轉復位，取下付爐排，加燃料，蓋上爐口蓋，加煤完成。燒揮發(fā)分高的燃料，如煙煤，應采用反燒，加煤操作如下打開上爐口蓋，裝上付爐排，翻轉爐排清灰，卸下主爐排，將碳火弄的在付爐排上均布，從上爐口向內(nèi)加燃料，加足后，裝上主爐排，翻轉爐膛，主爐排位于下方，卸下付爐排，蓋上上爐口蓋，加煤完成。煙氣流動，循環(huán)水循環(huán)，加水，排氣以及汽液自循環(huán)等，跟
圖1實施例的相似。
例3，上加煤，上進風，下排煙，下排渣，反燒水暖爐。圖4是其正視圖，圖5是其俯視圖。
爐體82由內(nèi)殼89和外殼90構成了夾水層，83是付爐排，84是主爐排，主爐排處在高溫火焰之中，一般材料承受不住，故用斜置的爐體夾層連通水管組成爐排。85是下爐口，從此掏渣和補充付爐排所需之空氣，86是中爐口，為操作管理口，87是掏渣塊口，88是上爐口、加煤口和空氣進口，91是爐體夾層水的最低液面，92是按管頭，93是過煙口，94是月牙形煙道內(nèi)壁，95是月牙形煙道外壁，上端封閉板94A，95A，形成另一個夾水層，兩個夾水層上下連通。月牙形煙道上側有排煙口96。過煙口93與排煙口96間有高度差。為形成有效方向的抽吸能力創(chuàng)造了條件。月牙形煙道的另一壁是外殼90。月牙形煙道耐壓性能好，換熱器24進煙端接排煙口96。出煙口接煙囪39。在煙囪的抽吸作用下月牙形煙道形成真空。在其抽吸作用下?？諝鈴纳蠣t口88被吸入，在爐膛內(nèi)(主爐排84之上邊)為燃料助燃后，生成煙氣，經(jīng)過煙口93進入月牙形煙道。再經(jīng)過換熱器24自煙囪39排放。循環(huán)水的循環(huán)及加水、排氣、汽液的循環(huán)等，跟
圖1實施例的相似。
本實用新型所用材料，為普通鋼板，鋼管和鑄鐵，用鋁板，鑄呂做換熱部件更好，制造工藝為鑄造和鉚焊，設備及技術都較簡單，一般中小型機械廠均能生產(chǎn)，它的實用，簡便，安全，節(jié)能，保護環(huán)境等特點加上不脫離人們的經(jīng)濟，技術水平，非常適應目前我國人民生活提高的需要，工作，生產(chǎn)的需要(蔬菜保護地載培用爐定名，農(nóng)用汽液自循環(huán)高效水暖爐)市場廣闊，該技術產(chǎn)品的問世，社會效益，生產(chǎn)廠家及用戶的經(jīng)濟效益均佳。
本實用新型的三大部分爐子，換熱部件，循環(huán)系統(tǒng)，可單獨使用，其優(yōu)良性能仍然保持。
權利要求1.一種爐子，特別是煙煤無煙燃燒實用高效水暖爐，由燒煙煤而不冒黑煙的反燒爐，換熱效率高的換熱器，及能夠汽液自動循環(huán)的循環(huán)系統(tǒng)組成，反燒爐有三種結構下加煤反燒爐，翻轉爐膛反燒爐、上加煤反燒爐，換熱器有兩種結構上進下出繞行逆流換熱器、下進上出逆流換熱器，其特征是下加煤反燒爐，下加煤，下進風，上排煙，上排渣，由內(nèi)殼14，外殼15，構成夾水層爐體16，其上裝有管理口12A，供水立管27，接管頭26，排煙口24C，接管頭22，除渣口21，水管排19。爐體16下方加煤口安裝加煤機構1，其由斜置45°～75°的導軌架子18，滑板18A，車架子5，車輪17，曲柄2，把手3，連桿4，加煤爐排6，節(jié)煤板7，側板8，封火板9，鎖緊銷10，工作爐排11等構成；翻轉爐膛反燒爐，上加煤翻轉爐膛下進風上排煙下排渣，由內(nèi)筒75，內(nèi)封頭78，外筒76，外封頭79，構成具有夾水層的爐體62，其上裝有下爐口63，上爐口73，排煙口77，插孔58A，進水接管頭61，供水立管27，接管頭81，軸承60，放水開關59的接管頭、管理口蓋12；翻轉爐膛69，由爐膛殼體67，爐排掛架65，主爐排66，付爐排71，爐襯70，帶方孔的轉軸68構成。通過轉軸68支放在爐體62的軸承60上，它能在爐體62內(nèi)翻轉；密封圈架72，上爐口蓋74，下爐口蓋73；上加煤反燒爐，上加煤上進風下排煙下排渣，由內(nèi)殼89，外殼90，月牙形內(nèi)壁94，月牙形外壁95，上端封閉板95A，上端封閉板94A，構成具有夾水層的爐體82，兩個夾水層上下端連通，其上裝有，下爐口85，中爐口86，掏渣口87，上爐口88，過煙口93，排煙口96，供水立管27，回水的接管頭22，放水開關59的接管頭，接管頭92，以及連通夾水層斜置鋼管材料的主爐排84，付爐排83，爐襯70；上進下出繞行逆流換熱器24，由換熱器殼24A，孔板24B，增效槽40，換熱管42，回水管口41，回水接管頭44，出水口法蘭23，接管頭33A，出煙口39A，端蓋45構成；下進上出逆流換熱器50，由換熱器殼50A，孔板50B，換熱列管53，回水接管頭52，出水接管頭54，出煙口39A，端蓋45構成；循環(huán)系統(tǒng)47，由進水接管頭22，法蘭23(或進水接管頭61等)連通的爐體16(或62、82)和換熱器24(或50)的夾水層和如下的構件組成，它們是供水立管27，供水橫管29，容氣腔31，放氣開關30，托盤32，供水接管頭28，散熱器46，回水接管頭44(或52)，管件33，開關34，水箱38，接管頭26(或81，92)，半軟管35，漏斗36，以及導管和管件；接管頭26(或81，92)安裝孔，應高于并接近爐體內(nèi)殼最高點的水平面；水箱38的出水接管頭應高于換熱器上邊的排氣口。水箱的箱口不高于托盤32；散熱器46以及回路總長一半左右的導管，安裝高度應高于接管頭26(81，92)安裝孔所在的平面；半軟管35的長度應保證漏斗36既可放到托盤32上，又可沉到水箱38底上；接管頭28是回路最高點，其最低點應在回水接管頭44(52)附近，從最低點到最高點，應是一直上升的。
2.根據(jù)權利要求1所述的爐子，其特征是，管理口12A，下爐口63，上爐口73，下爐口85，上爐口88，為長方形，兩側板與上板構成一個平面，該平面對鉛垂面傾斜15°左右，下板長出2厘米，并向上撬15°左右。爐口蓋12，64，74等，為平板狀。
3.根據(jù)權利要求1所述的爐子，其特征是，換熱件用導熱系數(shù)較高的材料(如鋁材、銅材)制造，換熱效果甚佳。
專利摘要本實用新型屬于爐子，特別是煙煤無煙燃燒實用高效水暖爐。由有夾水層的反燒爐和換熱器及能汽液自動循環(huán)的系統(tǒng)組成。反燒爐有三種相對爐排1上加煤下排煙；2、兩個爐排倒換，下加煤上排煙；3、上加煤后，爐膛翻轉，成為下加煤上排煙。兩種臥式換熱器上進下出繞行逆流和下進上出逆流。故有六種組合。反燒爐可單獨使用。用于取暖和加熱。均能達到燒煙煤而不冒黑煙，提高熱效率。擴大民用煤品種資源，保護環(huán)境，實用之目的。
文檔編號F24H9/18GK2098650SQ9022567
公開日1992年3月11日 申請日期1990年12月4日 優(yōu)先權日1990年12月4日
發(fā)明者張財年 申請人:張財年