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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，包括炊暖炉本体，在炊暖炉本体四周及顶部分别设置有周界水箱与上水箱，周界水箱与上水箱连通，上水箱内部设置有出火口，环绕出火口设置若干虹吸水套管，炊暖炉本体内部设有上炉膛，下炉膛和烟道，上炉膛布置有上炉排，在上炉膛前壁上炉排上方的位置设有给煤口，下炉膛前壁设有二次风口，给煤口和二次风口均设有开口大小可调节的风口，下炉膛底部设置有下炉排，在烟道内部错列设置多排螺纹管，在下炉膛以及烟道的下方分别设置有前灰斗和后灰斗，水箱外部设有保温层，本发明通过改进炉具的结构促进型煤着火、提高型煤的燃烧效率、炉具的热效率以及减轻烟气中NOX、飞灰的环境污染等问题。

主权项：1.一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，包括炊暖炉本体，在炊暖炉本体四周及顶部分别设置有周界水箱2与上水箱7，周界水箱2与上水箱7连通，上水箱7内部设置有出火口11，环绕出火口11设置若干虹吸水套管10，所述的炊暖炉本体内部设有上炉膛15，下炉膛17和烟道4，上炉膛15布置有上炉排16，在上炉膛15前壁上炉排16上方的位置设有给煤口14，下炉膛17前壁设有二次风口18，所述的给煤口14和二次风口18均设有开口大小可调节的风口，型煤双面引燃，给煤口14微开，二次风口18关闭，抑制NOx的生成，下炉膛17底部设置有下炉排19，在烟道4内部错列设置多排螺纹管5，在所述下炉膛17以及烟道4的下方分别设置有前灰斗21和后灰斗1，水箱外部设有保温层22；所述下炉排19横向倾斜，倾斜角度为3-8°，在下炉排19末端设有挡灰板3；所述的挡灰板3截面呈镰刀形铸铁；所述虹吸水套管10由虹吸水套管外管23和虹吸水套管内管25构成，外套管23为内螺纹管,上端面开口与上水箱7连通，下端面闭合伸入上炉膛15内部，虹吸水套管内管25上下开口，通过辐射状支架24固定于外套管23内部；所述的上炉排16为横向倾斜的换热管排，与周界水箱2相联通，水平倾斜角度为10-20°。

全文数据：一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉技术领域本发明涉及民用型煤高效清洁技术领域，特别涉及一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉。背景技术我国能源结构和经济发展等实际情况决定了分散式家用煤炉将长期存在，分散式家用煤炉由于结构简单、使用方便、适应性强在我国中小城市，特别是农村乡镇得到广泛的应用，特别是在北方地区，这种炉具为人们过冬避寒提供了极大方便，但同时由于单台炉具容量较小，燃料燃烧产生的烟气含有大量的氮氧化物、二氧化硫、飞灰并且没有经过任何净化装置就排入大气，造季节性环境污染；炉具中没有烟气余热回收装置，高温烟气排入大气带走大量热量，炉具热效率较低，采暖效果较差。现在家用煤炉面临燃料燃烧效率、热效率过低以及环境污染等问题，目前关于改进家用小型煤炉的专利基本上都没有能够同时解决这两个问题，例如：申请号为201611144365.7，发明名称为一种高效节能安全无烟煤炉的专利，通过炉芯、封闭燃烧室之间形成封闭的高温区来提高做饭效率，但将高温燃气、烟气经高效保温后全部聚合排放向室外，此时煤炉的燃煤燃烧不充分，效率过低，并且对环境有严重的污染，其基本没有取暖作用。申请号为201711299287.2，发明名称为一种换热管环绕型煤炉具的专利，煤炉通过设置保温炉体、加热炉体、螺旋管来提高煤炉的热效率，但其炉具没有提高燃煤效率以及控制NOX生成和烟气飞灰处理的结构和措施，炉具的燃烧效率过低并对环境造成较大的污染。鉴于分散式家用煤炉的缺陷以及现有发明炉具的局限性，因此有必要提供一种能够提高型煤燃烧效率、热效率以及缓解烟气中NOX、飞灰污染问题的新型型煤环保炉具。发明内容为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，通过改进炉具的结构促进型煤着火、提高型煤的燃烧效率、炉具的热效率以及减轻烟气中NOX、飞灰的环境污染等问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，包括炊暖炉本体，在炊暖炉本体四周及顶部分别设置有周界水箱2与上水箱7，周界水箱2与上水箱7连通，上水箱7内部设置有出火口11，环绕出火口11设置若干虹吸水套管10，所述的炊暖炉本体内部设有上炉膛15，下炉膛17和烟道4，上炉膛15布置有上炉排16，在上炉膛15前壁上炉排16上方的位置设有给煤口14，下炉膛17前壁设有二次风口18，所述的给煤口14和二次风口18均设有开口大小可调节的风口，下炉膛17底部设置有下炉排19，在烟道4内部错列设置多排螺纹管5，在所述下炉膛17以及烟道4的下方分别设置有前灰斗21和后灰斗1，水箱外部设有保温层22。所述虹吸水套管10由虹吸水套管外管23和虹吸水套管内管25构成，外套管23为内螺纹管,上端面开口与上水箱7连通，下端面闭合伸入上炉膛15内部，虹吸水套管内管25上下开口，通过辐射状支架24固定于外套管23内部。所述的上炉排16为横向倾斜的换热管排，与周界水箱2相联通，水平倾斜角度为10-20°，有利于型煤的放置以及保证水在换热管内的稳定流动。所述螺纹管5为外螺纹，错列布置在烟道4内部，螺纹管5连通周界水箱2左右壁面，倾斜角度为10-30°，保证水在螺纹管内的稳定流动。所述下炉排19横向倾斜，倾斜角度为3-8°，有利于堆积在下炉排19的煤灰掉落进入前灰斗，在下炉排19末端设有挡灰板3。所述的挡灰板3截面呈镰刀形铸铁。所述的炊暖炉本体的下炉膛17和烟道4下方分别设置有前灰斗21和后灰斗1，前灰斗21前后移动，后灰斗1左右移动。所述的上炉膛15的内壁布置有耐火层13。本发明的有益效果：本发明在使用过程中，炉具设置的周界水箱2以及上水箱7吸收炉膛和烟道中的热量，螺纹管中的水吸收烟气的热量，水套管10中的水形成虹吸现象连续吸收炉膛中的辐射热，提高炉具热效率；型煤与空气混合燃烧后产生烟气，烟气中的飞灰在离心力作用下掉落至下炉排19，随后烟气流经烟道4内的螺纹管5时，烟气中的飞灰与螺纹管5碰撞后掉入后灰斗1，减少烟气中飞灰携带；型煤在着火过程中，上炉膛15上方的高温耐火材料与高温烟气以及上炉排16上高温煤渣对新型煤上下表面同时加热，双面引燃强化着火，给煤口14微开，二次风口18关闭，型煤在低氧环境下热解，产生具有还原性的挥发分以及焦炭，上炉膛15内的氧气含量较低，抑制NOX的产生，同时在上炉膛15中还原性气氛以及焦炭会将燃烧产生的部分NOX还原为氮气，减少烟气中NOX的含量；着火后，剩余焦炭在上炉排16高效燃烧，未燃尽的灼热焦炭掉在下炉排19上与通过二次风口进入下炉膛17的空气混合后继续燃尽，燃尽后产生的灼热灰渣直至冷却后在掉入前灰斗21，提高型煤燃烧效率。附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为图1在A-A方向的剖面图。图3为图1在B-B方向的剖面图。图4为虹吸水套管结构图。图5为虹吸水套管截面图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示：一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉的四周及顶部设置有周界水箱2和上水箱7，在上水箱7中环绕出火口11设置若干虹吸水套管10如图3所示，虹吸水套管10利用内、外套管中水的温度不同产生的密度差来实现强化换热，虹吸水套管内管25固定于外套管23之中如图4图5所示，内、外套管形成的环型区域中的水吸收上炉膛15的辐射热，温度升高，环形区域内温度较高的水在压差作用下向上流动进入上水箱7，虹吸水套管内管25内的冷水向下流动进入水套管的环形区域内，形成虹吸现象，上炉膛15中的辐射热不断地被虹吸水套管10中流动的水吸收，传热过程不断地进行下去，所述虹吸水套管外管23为内螺纹管，增大管内水的流动边界层的扰动，防止产生气膜与传热恶化,提高炉具的热效率。上、下炉膛底部分别布置有上、下炉排，在上、下炉膛前壁设置有给煤口14和二次风口18，其风口大小均可调节，型煤通过给煤口14放置于上炉排15，且给煤口14微开，二次风口18关闭，型煤在着火过程中，上炉膛15的高温耐火材料13与高温烟气以及上炉排16上高温煤渣对新型煤上下表面同时加热，双面引燃强化着火，型煤在低氧环境下热解，产生具有还原性的挥发分以及焦炭，上炉膛15内的氧气含量较低，抑制NOX的产生，同时在上炉膛15中还原性气氛以及焦炭会将燃烧产生的部分NOX还原为氮气，减少烟气中NOX的含量；着火后，给煤口14和二次风口18关闭或根据炊暖需求调节开关，剩余焦炭在上炉排16高效燃烧，未燃尽的灼热焦炭掉在下炉排19上与通过二次风口18进入下炉膛17的空气混合后继续燃尽，提高型煤的燃烧效率。下炉排19末端设置有截面形状为镰刀形的挡灰板3，型煤燃烧产生的烟气逆流向下运动至挡灰板3时，烟气沿着挡灰板3表面流动形成涡流，烟气中的飞灰在离心力的作用下掉落至下炉排19，烟气随后进入烟道4，烟道4内部设置有多排水平倾斜的螺纹管5，部分飞灰在重力作用下掉落进入后灰斗1，剩余的一部分飞灰撞击在螺纹管5壁，掉落进入后灰斗1或者吸附在管壁，减少烟气中飞灰携带。同时，螺纹管5的设置可进一步降低排烟温度，提高炉具热效率。如图2所示：所述螺纹管5为外螺纹，错列布置在烟道4内部，螺纹管5连通周界水箱2左右壁面，倾斜角度为10-30°。本发明的工作原理：所述型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，冷水从进水口12流入，部分冷水进入周界水箱2以及上水箱7吸收炉膛和烟道4中的热量，一部分冷水进入螺纹管5中吸收烟气的热量，一部分冷水进入虹吸水套管10形成虹吸现象连续吸收炉膛中的辐射热，提高炉具热效率，加热后的水从出水口6流出。所述型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉,型煤放置于上炉排16，空气经过给煤口14进入上炉膛15，型煤与空气混合燃烧后产生烟气，烟气逆流从上炉膛15流至挡灰板3，烟气沿挡灰板3表面流动形成涡流，烟气中的飞灰在离心力作用下掉落至下炉排19，随后进入烟道4底部向上流动，烟气流经螺纹管5时，烟气中的飞灰与螺纹管5碰撞后掉入后灰斗1，减少烟气中飞灰携带，最后烟气经出烟口9排出。所述型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉,型煤通过给煤口14放置于上炉排16，且给煤口14微开，二次风口18关闭，型煤在着火过程中，上炉膛15上方的高温耐火材料与高温烟气以及上炉排16上高温煤渣对新型煤上下表面同时加热，双面引燃强化着火，型煤在低氧环境下热解，产生具有还原性的挥发分以及焦炭，上炉膛15内的氧气含量较低，抑制NOX的产生，同时在上炉膛15中还原性气氛以及焦炭会将燃烧产生的部分NOX还原为氮气，减少烟气中NOX的含量；着火后，剩余焦炭在上炉排16高效燃烧，未燃尽的灼热焦炭掉在下炉排19上与通过二次风口进入下炉膛17的空气混合后继续燃尽，燃尽后产生的灼热灰渣直至冷却后在掉入前灰斗21，提高型煤燃烧效率。所述型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉,当炉具用于做饭时，增大给煤口14风口，上炉膛15氧气充足，型煤在上炉排16高效燃烧以提供做饭所需的热量以及高温热源；当炉具用于取暖时，给煤口14微开，型煤低氧环境下燃烧，烟气中的NOX减少，上炉排16未燃尽的灼热焦炭掉在下炉排19上与通过二次风口进入下炉膛17的空气混合后继续燃尽，燃尽后产生的灼热灰渣直至冷却后在掉入前灰斗21，提高型煤燃烧效率。

权利要求：1.一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，包括炊暖炉本体，在炊暖炉本体四周及顶部分别设置有周界水箱2与上水箱7，周界水箱2与上水箱7连通，上水箱7内部设置有出火口11，环绕出火口11设置若干虹吸水套管10，所述的炊暖炉本体内部设有上炉膛15，下炉膛17和烟道4，上炉膛15布置有上炉排16，在上炉膛15前壁上炉排16上方的位置设有给煤口14，下炉膛17前壁设有二次风口18，所述的给煤口14和二次风口18均设有开口大小可调节的风口，下炉膛17底部设置有下炉排19，在烟道4内部错列设置多排螺纹管5，在所述下炉膛17以及烟道4的下方分别设置有前灰斗21和后灰斗1，水箱外部设有保温层22。2.根据权利要求1所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述虹吸水套管10由虹吸水套管外管23和虹吸水套管内管25构成，外套管23为内螺纹管,上端面开口与上水箱7连通，下端面闭合伸入上炉膛15内部，虹吸水套管内管25上下开口，通过辐射状支架24固定于外套管23内部。3.根据权利要求1所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述的上炉排16为横向倾斜的换热管排，与周界水箱2相联通，水平倾斜角度为10-20°。4.根据权利要求1所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述螺纹管5为外螺纹，错列布置在烟道4内部，螺纹管5连通周界水箱2左右壁面，倾斜角度为10-30°。5.根据权利要求1所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述下炉排19横向倾斜，倾斜角度为3-8°，在下炉排19末端设有挡灰板3。6.根据权利要求5所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述的挡灰板3截面呈镰刀形铸铁。7.根据权利要求1所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述的炊暖炉本体的下炉膛17和烟道4下方分别设置有前灰斗21和后灰斗1，前灰斗21前后移动，后灰斗1左右移动。8.根据权利要求1所述的一种型煤反饲解耦燃烧环保型炊暖炉，其特征在于，所述的上炉膛15的内壁布置有耐火层13。

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