本實用新型涉及一種節(jié)能灶，尤其涉及一種智能型生物質節(jié)能灶。

背景技術：

能源是人類社會進步最為重要的物質基礎，石油、煤炭、天然氣是當今社會利用的主要能源，然而這些能源在地球上的儲存量是有限的，同時這些能源在使用過程中排放出的有害物質也使全球生態(tài)環(huán)境惡化，因此具有可以再生、開發(fā)經(jīng)濟、使用無公害等優(yōu)點生物質能越來越受到人們關注。生物質能是一種能量巨大而且可再生性能源，在地球上每年綠色植物量的增加約為1170億噸。全球約25億人口使用生物質能源進行煮飯、取暖和照明等。但目前絕大多數(shù)國家和地區(qū)在使用生物質燃料過程中存在熱能利用效率低，浪費量大的問題。我國農村每年要消耗213億噸的柴草，絕大多數(shù)是使用傳統(tǒng)的舊式爐灶，直接燃燒干柴或農作物秸稈，熱效率只有5％左右，資源浪費驚人。

高效燃燒器具的利用可以明顯提高燃燒效率，從而從根本上節(jié)約能源，是有效利用生物質燃料的關鍵。高效的燃燒器具熱效率可以達到90％，比普通灶具提高了16倍。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種智能型生物質節(jié)能灶，以充分利用生物質燃料、提高燃燒的熱效率。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術解決方案是：一種智能型生物質節(jié)能灶，包括燃燒室、料倉和控制系統(tǒng)，其特征在于：

A.所述燃燒室1的外面設有水箱5，該水箱分別與進水管7及蒸汽管6連通，燃燒室還分別與一次風管8和二次進風口9連通；

B.所述料倉3的下端通過進料口4與螺旋進料機2連通；

C.所述控制系統(tǒng)包括電路板10，該電路板通過導線分別與減速電機11、渦輪風機12、電磁水閥13、水位傳感器14相連。

所述一次風管8是與渦輪風機連通的風管。

所述進水管7是帶有電磁水閥的水管。

所述燃燒室1是一次整體澆注成型的鑄鋼件。

本實用新型的有益效果是：

1、節(jié)能：生物質燃料是一種新型的清潔燃料，與傳統(tǒng)使用煤、炭等燃料相比具有成本低，節(jié)能環(huán)保等明顯的優(yōu)勢。本實用新型在現(xiàn)有的生物質燃燒灶基礎上又做了一系列的優(yōu)化措施，使其更加節(jié)能環(huán)保。

(1)采用嵌入式控制系統(tǒng)精確計算進料量與進氣量，燃料與空氣始終保證一個均衡的比例，燃燒時火力更均勻，燃燒更充分。

(2)采用二次供氧設計，一次風管進行一次增壓供氣后,空氣壓力達到630Pa，大部分空氣進入燃燒室，一部分空氣通過二次進風口進入燃燒室爐頭，爐頭側面設計了一排二次供氣孔，通過二次供氣孔對燃燒室內未燃燒完全的燃料進行充分燃燒。本實用新型采用二次供氣設計后，燃料經(jīng)過充分燃燒，在使用相同體積的生物質燃料基礎上，能多提供20％的能量。

(3)采用了三層保溫設計，熱量損失降到最低。內層燃燒室采用耐火材料進行保溫，耐火材料最高溫度能達到2000℃，既能滿足燃燒室高溫的使用環(huán)境，又能有效的隔離鐵質材料直接接觸火焰，造成熱量損失。中層采用中空設計，空氣的導熱系數(shù)比鐵低很多，采用中空設計，有效的隔離了熱量向外部傳導。外層采用保溫材料進行整體包裹設計。通過三層的保溫設計，本實用新型所描述的“智能型生物質節(jié)能灶”大大的降低了熱量的損失，提高了能源利用率。

2、大火力、高熱量：采用了“半氣化燃燒系統(tǒng)”，燃料進入燃燒室后先進行一次基礎燃燒，當燃料經(jīng)過基礎燃燒后會變輕，變松軟。增壓后的空氣很容易就將這些松軟的燃料吹起，在燃燒室內進行充分的混合，使燃燒室整個空間內，空氣和細小的燃料達到一個最佳的比例。燃料在空中進行充分的二次燃燒。半氣化燃燒系統(tǒng)使燃燒室火力和熱量都達到最高水平。

3、全自動控制：采用了嵌入式控制系統(tǒng)，所有操作和檢測都實現(xiàn)了自動化。主要功能如下：

(1)水位自動控制：采用了3個水位電極，全程監(jiān)控水位的變動情況，當水位低于下水位線時，人機操作系統(tǒng)會自動提示水位低，并自動打開電磁水閥進行加水，水位達到設置的水位線，系統(tǒng)會自動關閉水閥。自動加水停止。

(2)自動點火控制：啟動自動點火裝置后，嵌入式系統(tǒng)根據(jù)燃燒室的溫度傳感器判斷是否點燃，點燃后，系統(tǒng)自動關閉點火系統(tǒng)。

(3)風機風量均勻控制：風機風量的控制采用了PWM控制方式，使進風管不會出現(xiàn)傳統(tǒng)調速時風量忽大忽小的現(xiàn)象，達到均勻進風的目的。

(4)一鍵啟動功能：本設計采用一鍵啟動功能，操作人員不用培訓，只要按啟動按鍵，系統(tǒng)會自動完成點火，加水等操作。當使用完成后，操作人員只需要按停止鍵即可。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型電路板的連接框圖。

圖3是本實用新型電路板MCU電路原理圖。

圖4是本實用新型電路板的水位監(jiān)測電路原理圖。

圖5是本實用新型電路板的IO驅動電路原理圖、

圖6是本實用新型電路板的電機驅動電路原理圖。

圖1中：1-燃燒室，2-螺旋進料機,3-料倉，4-進料口，5-水箱，6-蒸汽管，7-進水管，8-一次風管，9-二次進風口，10-電路板，11-減速電機，12-渦輪風機，13-電磁水閥，14-水位傳感器，15-安全閥，16-支架，17-水位觀察計，18-防回火支氣道。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型及其具體實施方式作進一步詳細說明。

參見圖1-6，本實用新型包括燃燒室、料倉和控制系統(tǒng)，其特征在于：

A.所述燃燒室1的外面設有水箱5，該水箱分別與進水管7及蒸汽管6連通，燃燒室還分別與一次風管8和二次進風口9連通；

B.所述料倉3的下端通過進料口4與螺旋進料機2連通；

C.所述控制系統(tǒng)包括電路板10，該電路板通過導線分別與減速電機11、渦輪風機12、電磁水閥13、水位傳感器14相連。

所述一次風管8是與渦輪風機連通的風管。

所述進水管7是帶有電磁水閥的水管。

所述燃燒室1是一次整體澆注成型的鑄鋼件。

(1)螺旋進料系統(tǒng)：螺旋進料系統(tǒng)包括料倉3、螺旋進料機2，減速電機11三部分組成。本實用新型所設計的螺旋進料機采用上部進料的方式，料倉在螺旋進料機的上方。料倉四面采用60度的斜坡設計，進料時，料倉內的燃料在重力的作用下會自動滑落到進料口4，然后通過螺旋進料機將燃料送到燃燒室1內。

(2)送風系統(tǒng)：送風系統(tǒng)由渦輪風機12、一次風管8、二次進風口9，防回火支氣道18組成。本實用新型設計的風機風壓達到600Pa,空氣通過渦輪風機增壓后，氣流加壓快速從一次風管送入燃燒室，然后通過二次進風口送入燃燒室上部空間，與燃燒室內空中的生物質燃料進行充分燃燒。一次風管8采用直徑75mm的進氣管設計，在一次風管上設計了兩路支氣道，支氣道設計為直徑30mm的管道，采用45度斜角布置，支氣道通向進料口4，防止燃燒室通過螺旋進料機2產生回火現(xiàn)象。

(3)蒸汽產生系統(tǒng)：本實用新型設計的“智能型生物質節(jié)能灶”除能提供生物質燃燒灶具基本功能外，同時是一臺蒸汽發(fā)生器。產生的蒸汽可以煮飯或燒水。蒸汽產生系統(tǒng)由進水管、水箱、安全閥、水位傳感器、水位觀察計等幾部分組成。在使用過程中，嵌入式控制系統(tǒng)通過水位傳感器檢測水箱是否需要加水，如果需要則打開進水管的水閥，不需要則關閉水閥。灶具使用過程中同時利用余熱對水箱進行加熱，在滿水位的狀態(tài)下，加熱10分鐘后即可源源不斷產生蒸汽，蒸汽通過外部的蒸汽管道輸送到相應的設備使用。由于水箱內水位是自動檢測，因此只要灶具在使用，蒸汽即可不間斷地產生。

(4)燃燒室：燃燒室由爐膛、爐排、爐頭、爐灰堆積區(qū)、觀察窗，排氣孔、點火裝置、保溫層8部分組成。

爐排：是由一排小孔組成的平板，所用是堆放待燃燒的燃料。并通過小孔將燃盡的燃料灰塵排出到爐灰堆積區(qū)。

爐膛：爐膛是生物質燃料的燃燒室，生物質燃料(鋸木屑+高壓擠壓成型的木材顆粒)在爐膛內進行充分的燃燒。

爐頭：本實用新型設計的“智能型生物質節(jié)能灶”爐頭部分設計了二次供氣孔，加熱加壓的空氣通過二次進風口在經(jīng)過二次供氣孔和爐膛內的顆粒狀燃料進行充分混合燃燒，達到充分燃燒的目的。

爐灰堆積區(qū)：爐灰堆積區(qū)是儲存燃盡的生物質灰燼的空間，這個空間必須定期清理，本實用新型設計的“智能型生物質節(jié)能灶”燃料充分燃燒后，只會產生非常少量的灰塵，清理周期達到了1個月清理1次。

觀察窗：操作人員可以通過觀察窗觀測爐膛內部的燃燒情況。

排氣孔：排氣孔主要目的是排出廢氣，使增壓的空氣按照設計的氣路進行循環(huán)。

點火裝置：點火裝置由電熱式和點火風道組成，通過加熱加壓的高速熱氣流點燃生物質燃料，本實用新型設計的點火裝置達到了150秒點燃生物質燃料的指標。

保溫層：本發(fā)實用新型研發(fā)的“智能型生物質節(jié)能灶”采用了三層保溫設計，內層采用耐火材料，可耐2000℃的高溫，中層采用中空隔熱設計，外層采用保溫棉設計。

(5)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)由嵌入式主機(MCU電路)、水位傳感器檢測電路、驅動電路三部分組成，功能及實現(xiàn)方式如下。

MCU電路：是嵌入式系統(tǒng)運算主芯片，主要完成自動控制運算、手動控制運算、水位檢測運算、報警處理。本實用新型采用了ATMEL的AVR芯片。

(6)水位傳感器檢測電路：嵌入式主機通過水位傳感器檢測電路采集的信號，檢測當前水位，當水位地位設置的低水位時，打開進水閥加水，當水位高于設置的高水位時，關閉水閥。

(7)驅動電路：驅動電路分為IO驅動電路和電機驅動電路，IO驅動電路主要是驅動繼電器開關的信號，驅動電路是驅動進料電機，風機的電路。本實用新型進料電機和風機的驅動電路都是自主研發(fā)的并集成在了嵌入式控制板內，使系統(tǒng)達到高集成度，并且外部器件最少，故障概率最低。