一种生物质下吸式气化装置的炉芯结构的制作方法

本实用新型涉及一种灶具，特别涉及一种以薪柴和秸秆等生物质原料为燃料的气化燃烧炉灶。

背景技术：

我国是农业大国，有充足的薪柴和秸秆等生物质能源，在生物质能源的开发利用中，常用的方式是直燃或气化发电，但是，直燃使用时需要经常向炉灶添加薪柴，使用不方便，气化发电受限于成本，经济效益不佳，而无法大规模推广应用。

传统炉灶对薪柴和秸秆利用历史悠久，传统炉灶因使用不便，热值利用率低，一般只有15%到20%，对空气污染大。在广大农村也逐渐弃用，导致生物质能源的开发利用量越来越少，不能对农村中大量可再生的薪柴和秸秆进行有效的利用。

为此，将薪柴和秸秆等生物质进行气化成可燃气的小型生物质下吸式气化装置的炉芯结构应运而生，人们发明了将产生的燃气向上吸的上吸式气化炉灶，但是，上吸式的气化炉灶存在一些缺陷：(1)焦油含量高，导致气化炉灶寿命短，就是增加过滤器，又会出现维护难的问题；(2)产气不稳定，生物质的气化难以控制，大大影响了气化炉灶的推广；(3)产气热值偏低，生物质气化不够充分导致产气热值达不到日常使用要求。

为此，发明人发明了申请日为2011.11.11、专利号为CN201120444716.2、名称为“一种家用生物质节能灶”的气化燃烧炉灶。它包括料仓、在料仓下方设有与料仓连通的气化炉芯、在气化炉芯下且与气化炉芯连通的落灰室，及在落灰室一侧设有通过导管连通的猛火灶头，其中料仓包括上下开口的仓体、在仓体上方开口上的料盖、在仓体四周的进风管和排烟管，其特征在于所述的气化炉芯包括与料仓下方开口连通的喉口、在喉口的最小位置处设有的环绕聚集气化进风喷嘴，及气化炉芯中部的气化反应室；所述的环绕聚集气化进风喷嘴为倾斜45度设置在喉口上，所述的环绕聚集气化进风喷嘴一侧上还设有给环绕聚集气化进风喷嘴进风的风机，在气化炉芯外围设有利用气化炉芯气化反应的余热的水箱，及在水箱与气化炉芯之间设有螺旋换热片，所述的落灰室包括灰盘；所述的仓体下方开口上设有控制燃料下落且由两个扇形拼合成使燃料与气化反应室阻隔降低了料仓的温度的料仓门。但在发明人的后续改进过程中，发现气化炉芯的结构设计存在一些如气化炉芯保温性能差，抗热胀冷缩性能差，气化不完全，焦油未能全部清除等缺陷，造成薪柴和秸秆等生物质燃料产气稳定不理想。

为此，发明人又进行改进，申请了一个申请号为201510072598X、名称为“一种生物质气化炉炉芯结构”的专利，它的特征是气化炉芯的内外壁之间设有保温层；气化炉芯内部从上往下依次设有接料漏斗、喉口、气化反应室、炉箅；喉口为圆锥台形结构，喉口周围设有若干个倾斜向下朝气化反应室吹风的空气喷嘴。保温层外设有可向气化炉芯吹热风的点火装置。气化反应室为圆柱形结构，气化反应室设有两层相互贴合的管壁，分别为内管壁和外管壁，内管壁与上部喉口的锥形壁焊接为一体，外管壁与下部炉箅口焊接为一体。它主要有以下优点：结构紧凑，气化反应温度高，可达1200度，升温启动时间短，点火方便，产气高效；以高温碳作为焦油裂解催化剂，可显著降低焦油含量，可以简化气化炉的过滤除尘设备，适用于中小型生物质气化炉。此后，发明人在实践中发现，这种方案还存在一些缺陷，点火速度不够快，点火时烟气排放大，不够环保，特别是在大型的生物质气化炉应用时，缺陷就更为明显。

技术实现要素：

为解决现有生物质下吸式气化装置的炉芯结构存在上述缺陷，本实用新型提供一种气化炉芯的结构合理优良、点火速度快、点火烟气排放少的生物质下吸式气化装置的炉芯结构。

为实现上述目的，本实用新型采取的方案是：一种生物质下吸式气化装置的炉芯结构，包括气化炉芯，气化炉芯内部从上往下依次设有接料漏斗、喉口、气化反应室、炉箅；喉口为圆锥台形结构，喉口周围设有若干个倾斜向下分别朝气化反应室吹风的气化进风喷嘴和吹热风的点火助燃孔，其特征是：气化反应室内侧设有环形点火助燃腔，点火助燃孔从环形点火助燃腔的切线角度与环形点火助燃腔相连。

作为上述方案的进一步说明，气化进风喷嘴倾斜向下的设置方式，有利于形成向下的风压，使气化反应产生的燃气往下窜。加了环形点火助燃腔这种结构，点火助燃孔的热火直接从切线方向沿环形点火助燃腔流动，给环形点火助燃腔旁边的薪柴同时均匀加热，使其温度快速升到燃点。主要优点就是点火速度更快，节省点火时间；同时，点火时大幅度减少冒烟现象，更环保。

前述环形点火助燃腔设置在气化反应室与喉口衔接处，为气化反应室顶部向凹陷的敞口槽。确保热风可以沿着此通道与薪柴充分接触，将薪柴快速加热到燃点。由于环形点火助燃腔的作用，可以使环形气化火力均匀同步，喉口升温时间 缩短至无环形点火助燃腔的三分之一左右；而且，喉口温度升至800度以上后，原来的尾气就会变成气化可燃气。

前述喉口在气化进风喷嘴上侧设有气化进风环形档板。让空气更充分地进入到气化反应室去，确保有足够的氧气参与反应，使里面的燃料燃烧更为充分。

前述气化进风环形档板设置在接料漏斗与喉口衔接处。设于此处加工更为方便，同时也方便落料向气化反应室集中。

前述气化炉芯具有内壁和外壁两层结构，内壁和外壁之间设有保温层；保温层外设有可向气化炉芯吹热风的点火装置，点火装置与点火助燃孔相通。保温层使得气化炉芯，尤其是气化反应室的保温效果更好，使气化反应室温度足够高，可达1200度， 保证作为焦油裂解催化剂的高温碳有足够的温度更有效地促进焦油发生裂解反应，有效地降低焦油的含量，使所产的气化气更清洁；同时也使气化反应更加充分。

前述点火装置为内置有电热丝的鼓风器。实现自动点火，方便快捷省心。

前述气化反应室为圆柱形结构，气化反应室的内壁设有两层相互贴合的管壁，分别为内管壁和外管壁，内管壁与上部喉口的锥形壁连接为一体。经此处理后，气化炉炉抗热胀冷缩性能大幅提升，有效在延长了气化炉炉的使用寿命，降低了故障率。

前述炉箅为圆锥台漏斗形结构，炉箅底部设有抖灰筛。抖灰筛筛动时，气化反应室的积聚的灰烬或结焦块可以抖落下来，保证生物质气化炉的正常使用。

气化进风环形档板上设有温度传感器。设置在喉口附近的温度传感器监测温度，当温度达到生物质燃点时，气化进风风机打开。

本实用新型主要有以下优点：结构紧凑，点火速度更快，节省点火时间；点火时大幅度减少冒烟现象，更环保；气化反应温度高，可达1200度，升温启动时间短，点火方便，产气高效；以高温碳作为焦油裂解催化剂，结构新颖，可显著降低焦油含量，可以简化气化炉的过滤除尘设备，尤其对于大中型生物质气化炉的推广使用有积极推动作用。

附图说明

图1为本实用新型的生物质下吸式气化装置的炉芯结构的局部剖视示意图。

图2为图1示意图纵剖示意图。

附图标号说明： 2、气化炉芯 3、接料漏斗 4、喉口 5、气化反应室 6、炉箅 7、气化进风喷嘴 8、点火助燃孔 9、环形点火助燃腔 10、气化进风环形档板 11、保温层 12、内管壁 13、外管壁 14、抖灰筛 15、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

参见图1~图2，生物质下吸式气化装置的炉芯结构包括气化炉芯2，气化炉芯2内部从上往下依次设有接料漏斗3、喉口4、气化反应室5、炉箅6；喉口4为圆锥台形结构，喉口4周围设有若干个倾斜向下分别朝气化反应室5吹风的气化进风喷嘴7和吹热风的点火助燃孔8，其特征是：气化反应室5内侧设有环形点火助燃腔9，点火助燃孔8从环形点火助燃腔9的切线角度与环形点火助燃腔9相连。其中，环形点火助燃腔9设置在气化反应室5与喉口4衔接处，为气化反应室5顶部向凹陷的敞口槽。喉口4在气化进风喷嘴7上侧设有气化进风环形档板10。气化进风环形档板10设置在接料漏斗3与喉口4衔接处。气化进风环形档板10上设有温度传感器15。

优选地，气化炉芯2具有内壁和外壁两层结构，内壁和外壁之间设有保温层11；保温层11外设有可向气化炉芯2吹热风的点火装置，点火装置与点火助燃孔8相通。点火装置为内置有电热丝的鼓风器。气化反应室5为圆柱形结构，气化反应室5的内壁设有两层相互贴合的管壁，分别为内管壁12和外管壁13，内管壁12与上部喉口4的锥形壁连接为一体。炉箅6为圆锥台漏斗形结构，炉箅6底部设有抖灰筛14。

鼓风机的空气经点火助燃然孔后，热风从切线角度进入环形点火助燃腔9形成助燃气体，助燃气体沿环形点火助燃腔9旋转，在热风点火器点燃此处的大多成分是颗粒状的碳，在环形点火助燃腔9中，点火助燃孔8下的单点燃烧状态，迅速扩散为环形燃烧，整个反应室在极短时间内快速升温至燃料的燃点。设置在喉口4附近的温度传感器15监测温度，当温度达到生物质燃点时，气化进风风机打开，空气经气化进风喷嘴7喷射到喉口4燃料处，由于点火助燃作用，气化反应室5的温度已经较高，喉口4处的燃料由于开始温度不高导致产生的过多烟气经下部气化反应室5中的高温碳的催化过滤，尾气经过气化反应室5、炉箅6，排出的烟气在初期达不到可燃气的标准，但由于高温碳的过滤，烟气中烟的浓度和焦油浓度都将降低至合理的排放标准范围内。

根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。