專利名稱：增壓二次混燃環(huán)流式高效全能煤爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新式盡燃無煙高效全能煤爐，企圖產(chǎn)生一種全優(yōu)指標與全功能型爐具，主要用于家庭炊暖，也可應(yīng)用于工業(yè)鍋爐。
行家知道，目前，煤爐盡燃無煙技術(shù)只有兩種水煤氣法與二次通風再燃法，兩法都為二次燃燒(本文簡稱二燃)?，F(xiàn)有方法雖能提高燃燒率，但焰溫反下降，熱效率提不高(數(shù)據(jù)參看正文第五項)，且有一燃與二燃互不協(xié)調(diào)，嚴重降低實用效果的弊病。現(xiàn)有方法使焰溫與實用效果降低的原因是1.二次通風管不耐燒，不能裝在近火的位置，二次風得不到極度加熱。2.二燃與一燃有矛盾;二燃風與焰充占了煙道，反射地阻抑了一燃，使一燃燃勢、爐溫、焰溫首先降低，再配以低溫二次風，二燃焰溫則低，甚或不能發(fā)生再燃，反加速冷凝。在加炭、起火時等“黑爐”情況下，二次風阻抑一燃的現(xiàn)象最明顯。3.爐具結(jié)構(gòu)、尺寸問題造成的“風路狹小”，是降低爐溫、焰溫與實用效果的重要原因，經(jīng)驗早表明了此理，但人們未對其進行深刻研究。根據(jù)理化原理，風路狹小時，既使燃堆吃風量貧弱，燃化不足，又造成風流、熱流及燃堆內(nèi)的壓強降(負壓)-熱流體與熱系統(tǒng)中壓強與溫度成正比，壓強降低時溫度也降低。此多重理化與技術(shù)原因，造成了爐溫、焰溫及實用效果降低(包括一燃爐與二燃爐)。關(guān)于各種爐具實際性能指標可考察核實。對于低溫二燃焰提不高甚或降低熱效率問題，目前似乎還未被人們確認和重視，這確是對熱力學原則問題的一個疏忽，熱力學“卡諾定理”表明提高熱力系統(tǒng)效率的根本途徑是極度提高熱源能值(溫度)。熱源能值愈高，傳熱力和能位差值功愈高，效率愈高，反之則降低。全世界熱力行業(yè)都追求熱源高能值(如工業(yè)鍋爐講究爐溫、煙溫;熱電行崇尚超高溫高壓)，家爐也同理。
本發(fā)明就是要創(chuàng)造一種產(chǎn)生高溫二燃焰的方法，或者說是一種既要實施二燃，又不降低焰溫的方法，從而實現(xiàn)燃燒率與熱效率雙美。
在煙道結(jié)構(gòu)與熱交換結(jié)構(gòu)方面，流行的爐具都是直流式煙道熱交換結(jié)構(gòu)，-煙火從火膛口出來，直接進入垂直煙筒或與垂直煙筒同位的水暖熱交換裝置。這種形式的形成和沿用，一個客觀原因是沒有發(fā)明出更得力而實用的助燃方法，依賴煙筒抽吸力助燃，單純追求抽吸力而讓煙火直流。水暖爐熱交換結(jié)構(gòu)雖然形式繁多，但基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式及共同特點是煙火直流。
這種形式的缺點和問題是煙道與爐體結(jié)構(gòu)離散，熱場不集中，熱耗散大，-煙火極早脫離火源熱場，以本身熱焓支付煙道吸熱與流動熱衰，焓降快，不利于再燃而息燃早、冷凝快，降低了燃燒率，其熱焓則因直線快速出流而化為膨脹動能排向室外，使燃燒率與熱效率雙損。此問題是直流式煙道熱交換結(jié)構(gòu)設(shè)計的根本性失誤，(其原因在于歷史)。
本發(fā)明是要創(chuàng)造一種有利于煙火在煙道內(nèi)繼續(xù)燃燒和延緩冷凝的煙道熱交換結(jié)構(gòu)，以求改變或緩和煙道熱交換部構(gòu)與燃燒機制的對立關(guān)系，使其產(chǎn)生更好的配合作用。
對燃燒與熱交換機制作出深刻、全面的改進，創(chuàng)造一種新的、先進的方法與結(jié)構(gòu)，求取燃燒率與熱效率的雙向全優(yōu)指標，是本發(fā)明的根本目的。但本發(fā)明的內(nèi)含遠超出了此界線。本發(fā)明的另一大目的與特色是，極其精當?shù)匾粩堊咏鉀Q了家爐多用方便、衛(wèi)生、自動性能，經(jīng)濟性與實用壽命的全部課題，具有常暖水暖互變、炊暖浴多用;環(huán)流消煙除塵功能;置鍋止煙功能;機械清爐助燃兼防塵功能;清煙道方便、易裝配維修、實用壽命長等全能全優(yōu)指標。此諸多功能與性能指標，或是主體方案效能的體現(xiàn)，或是主體結(jié)構(gòu)的有機組成。主體結(jié)構(gòu)與全能全優(yōu)效能的全面兼職化與高度有機化，以及由此而產(chǎn)生的最簡煉、最成熟的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，是本發(fā)明的第三目的與特色。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。
燃燒機構(gòu)，是對傳統(tǒng)的一燃爐膛結(jié)構(gòu)與近年推行的分路式二燃結(jié)構(gòu)作合并簡化、改革，產(chǎn)生出一種新的簡便而更科學的方法增壓二次混燃法-將傳統(tǒng)的平面爐箅改為深鍋形爐箅，在鍋形爐箅“增大燃化面”、“增大風壓-減小熱衰(焓降)”、“優(yōu)化燃堆熱場”的多重物理效應(yīng)下，使一燃燃化、爐溫、焰溫指數(shù)大幅度提高;二次通風管不是裝在火膛外，而是在火膛內(nèi)壁面開數(shù)條管狀通風槽，讓二燃風貼火運行而得到極度加熱與半燃化。以此高溫一燃基礎(chǔ)與高溫二燃風相配合，產(chǎn)生了高溫二燃焰，其焰色為白色或黃白色。
煙道·熱交換結(jié)構(gòu)，是將傳統(tǒng)的直流式煙道形式改為繞爐體環(huán)流形式煙火從火口出來不直接進入垂直煙筒，而是先繞爐體環(huán)流一周再轉(zhuǎn)入垂直煙筒。這樣使煙道與爐體兩熱場復合，使煙路基礎(chǔ)能位(煙道本身溫度)增高，煙火通過煙道時熱衰(焓降)減低，再燃條件得以維持。此環(huán)流式煙道·熱交換結(jié)構(gòu)具有利于煙火再燃(特利于二燃);熱交換面大(用于水暖爐)，煙流余熱利用率高;離心除塵三大性能與優(yōu)點。環(huán)流式煙道·熱交換結(jié)構(gòu)與增壓二次混燃法配套，即是本發(fā)明之主體方案。
本發(fā)明的表述，由于本發(fā)明方案各部分、各主件本身具有獨立的效能與應(yīng)用價值、獨立的發(fā)明性質(zhì)，構(gòu)成了多單元、多層次的各單項發(fā)明，所以，需以各單項發(fā)明為條目分別表述。又由于本發(fā)明之原理，涉及到破解千古爐具結(jié)構(gòu)尺寸之謎，有益于新的、科學的爐具結(jié)構(gòu)尺寸理論的創(chuàng)造;本文闡述之理，可推廣應(yīng)用于各種爐具與熱力行，產(chǎn)生積極的效果與影響;為了促進社會科學技術(shù)發(fā)展，救治能源浪費之洪流，本發(fā)明人將毫不保留地表述本發(fā)明原理與技術(shù)密秘;所以，屬于有價值的熱力學原理將盡管表出，篇幅在盡量緊縮之中也似嫌長。下面結(jié)合附圖(并對照相關(guān)技術(shù))詳述本發(fā)明。
各發(fā)明單項詳述第一項鍋型爐箅及球型燃堆原理與方法一、結(jié)構(gòu)特點如
圖1-1、1-2(實物投影圖)所示，本發(fā)明之鍋型爐箅結(jié)構(gòu)特點是箅面內(nèi)看呈鍋形，外看呈半球型，箅鍋深度相當于其半徑。根據(jù)其原理，實施時可制成錐型(尖底鍋)、筒型(平底鍋)等近球型(圖略)，以附圖所示之半球型或鍋深超過其半徑效果最好。圖中U為二燃風進口。箅孔型式可根據(jù)條件與使用情況確定，附圖所示為花型與條型，還可制成渦型與瓜型(圖略)。公知的爐箅都是平面爐箅，偶有箅面稍凹陷者，其用意與效能決不類同于本發(fā)明。請參對下文詳辨之。(箅音篦。取于新華字典)。
本發(fā)明之球型燃堆方法是在鍋型爐箅配合下，將爐膛內(nèi)腔造型近于球型，膛徑、膛深皆等于箅徑(膛口頸另占1/6箅徑深度)。
二、原理、作用1.根據(jù)幾何學球面或凸面比平面表面積大的原理，將爐箅改成鍋形，是為了利用其凸面，在較小的爐底膛里獲得較大的箅面，以增大通風面-根據(jù)半球面積公式，約增大了0.8倍，可根據(jù)需要增加鍋深以加大增比。由于通風量與“抽吸力”有關(guān)，所以不能直接講鍋箅增大了通風量，它的直接作用是①增大了風壓，逼使吃風量增大;增大了燃堆內(nèi)壓，提高了爐溫;減慢了風流、熱流速度，減小了熱衰(焓降)。解根據(jù)流體力學伯努利原理與熱力學第一定律可知，氣(風)流通路狹小時，流速增加而壓強與溫度降低，氣流是以降低本身的焓來增加流速的。反之，通路增大時，氣(風)流流速減低而壓強與溫度升高。鍋型爐箅增大了燃堆通風面，則使風流通路增大，使燃堆內(nèi)外風流與熱流減速而壓強與溫度升高(數(shù)學式略)。②增大了燃堆觸氧面。鍋型爐箅使燃堆底部裸露面增大，則增大了自然觸氧面，不依賴“抽吸力”而燃化自強。以上作用合成的效應(yīng)是使燃化指標與爐溫提高。其原理可以下表簡示
風壓增大→吃風量增→燃化增強→燃燒率風流減速→熱流減速→焓降減小(等于焓增)→爐溫升高燃面增大→總熱值增→焰溫2.球型燃堆原理。根據(jù)幾何、物理學球與圓外圍各點等距向心原理，鍋型爐箅與球型爐膛配合，使燃堆呈球型(近于球型)-使燃堆外圍各點與堆心等距(半徑相等)，燃堆各向?qū)?yīng)點等距(各方向直徑相等)，這樣，燃堆外圍及內(nèi)部各燃點的輻射熱、傳導熱和熱流就能同值、同量、同步傳向爐心和整體，具有最佳的互映與通融效應(yīng)，這樣才能使燃堆熱場值達到最大值-爐溫達到最大值。
3.鍋型爐箅之自然增壓助燃是提高燃燒率與熱效率之最優(yōu)措施。目前，公用的助燃措施是鼓風法與煙筒抽吸法。鼓風法雖也能增強燃堆吃風量與內(nèi)壓，但風速超過了燃化速度，一部分燃化分子來不及燃化便被吹走，煙火中的未燃分子因高速流動之直線運行方式而難以橫向化合，故造成燃燒率低。鼓風法且增加了經(jīng)濟、管理負擔。煙筒抽吸法的缺點與問題是，造成了鍋底腔(煙火再燃室)與火膛內(nèi)的負壓，其負壓限制了爐溫、焰溫的提高。煙道、煙筒內(nèi)的負壓，則不利煙火再燃而加速冷凝，降低熱效率。鍋型爐箅則彌補了上兩法的缺陷，它既適度增強了燃堆吃風量、風壓、內(nèi)壓，提高了燃勢與爐溫，又擴大了燃堆觸氧面，使燃化分子具有富足的擇偶時間與場所、在穩(wěn)定的環(huán)境下化合，使燃勢、燃燒率、爐溫、焰溫、熱效率各項指標全面提高。
4.配合條件鍋型爐箅必須與爐底腔的保溫作用相配合，將其球面易散之熱反射回來，才能有得無失，發(fā)揮最佳效能。
三、效果與用途1.無代價地提高了燃化指標與熱效率，開辟了無為助燃新途徑，可憑以省除風機;或以爐炕聯(lián)用形式省除煙筒(農(nóng)村普遍沿用火炕)。
2.可補救二燃實施降低一燃效果的缺陷，強有力地配合、助佐二燃的實施。
3.適用于各種爐具(包括茶爐、工業(yè)鍋爐)。
第二項自動(機械)清爐機構(gòu)一、機構(gòu)特點、原理如附圖2-1(投影圖)、2-2(側(cè)剖圖)所示，本發(fā)明是將鍋型爐箅或平箅分制成定箅(1)，活箅(2)，定箅與活箅套合，以托桿(3)與手柄(4)制動活箅上下躍動，清灰助燃。圖面上1為定箅，箅底有花瓣形空缺;2為活箅，六指爪形;3托桿;4手柄;5制向套筒，控制托桿3的方向;6爐座壁;7小軸;8聯(lián)接羅拴。
二、效果、用途1.較同類技術(shù)清灰助燃效果好，提高了爐具自動性能。2.配合了鍋形爐箅的助燃效能，保障了實際燃燒效果。3.本設(shè)計可用于各種爐箅與爐具。
第三項二次混燃法及其結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)特點如附圖3-1(側(cè)剖圖)、3-2(橫剖圖)所示，本方法是在火膛內(nèi)壁開數(shù)條管狀深槽(家用爐一般開六條)，槽口徑15至20毫米-槽寬與深均為15至20毫米，讓二次風從膛內(nèi)壁此槽通上，貼火而行，其計算式是槽孔徑等于膛徑的十二分之一，槽深等于槽寬?；鹛艃?nèi)腔造型呈壇型，肚大口小(尺寸計算膛口徑是膛肚徑的1/2)。圖中1.膛內(nèi)壁面;2.管狀通風槽;3.膛泥壁剖面;4.本發(fā)明第六項之U型坡面膛口。
據(jù)本發(fā)明人所知，與本結(jié)構(gòu)形式類似的現(xiàn)行方法有兩種一是蜂窩煤爐膛內(nèi)由煤餅正位筋客觀形成的通焰槽，該槽淺約5至8毫米，寬約30毫米呈扁帶狀。另一種是北京太陽能研究所產(chǎn)桑普爐膛槽，該槽尺寸為寬15毫米，深8毫米，呈扁帶狀，槽數(shù)多約二十多條(間隔15毫米有一條)。此兩種形式與本發(fā)明之管狀深槽結(jié)構(gòu)特點小異，但機理、作用、效果大不同，請參對下文詳辨。
二、原理、作用1.管狀通風槽使二燃風在貼火運行中既得到極度加熱，又保持半燃化，到膛口時，仍能與爐心一燃焰發(fā)生再燃，其結(jié)果是既提高了二燃焰溫，又使燃燒率維持在較高水平。其它形式與特點的通風管或槽則達不到此效果。膛外通風管法的問題是二次風得不到極度加熱。膛內(nèi)扁帶狀通風槽法的問題是槽內(nèi)風在膛內(nèi)已燃盡，不能流到膛口與爐心一燃焰發(fā)生再燃，不能起二燃作用，只能起助燃與通焰作用，但因槽淺易被堵塞而常失去作用。
2.本發(fā)明提高和保證了二燃實用效果。與膛外通風管分路式二燃結(jié)構(gòu)對比，本法讓二燃風(即二次風，按本發(fā)明特點改稱二燃風)從膛內(nèi)通行，使二燃風與一燃聯(lián)體加熱，混合燃化，改善了二燃風與一燃的關(guān)系。聯(lián)體與混燃機制，造成了二燃風與爐火的相融性和互用性，燃化熱力規(guī)律一定程度地自控了二燃風量(篇幅關(guān)系，此理略)，二燃風因得到極度加熱助燃性極強而能在各種燃態(tài)下濟助一燃，在加炭、起火時等“黑爐”情況下，二燃風能扶救一燃盡快起焰，并因此而被一燃控制。糾正了分路式二燃結(jié)構(gòu)之二次風空流獨走、占塞煙道阻抑一燃的弊病。從原理1與2可知，本發(fā)明之膛內(nèi)管狀通風槽二燃法，其結(jié)構(gòu)特征、原理、效果都區(qū)別于現(xiàn)行各種方法;本發(fā)明方法之“聯(lián)體加熱、混合燃化”機制確實保持并提高了二燃效果，沒有退化為一次燃燒(效果表征請看第五項表述)，所以命名為二次混燃法。
如下配方是為本方法用戶擬定的，它可維持槽孔使用冬三月以上粘土或優(yōu)質(zhì)黃土1/3，爐渣選凈粉碎1/3，生鐵屑或粉1/6，黃沙或耐火土1/6，另加鹽1%，毛發(fā)類1%，(皆指重量)。廠家可擬特殊配方。
三、效果1.結(jié)構(gòu)簡易，成本低。開辟了二燃實施的一個新途徑。解決了近年二燃開發(fā)的一系列難題機構(gòu)復雜且不耐火，設(shè)計制造難;二次風管與二燃膛口不耐燒，二次風加熱難，二燃裝置壽命短;膛口難加長，二次風與爐火化合不良;二燃效果不穩(wěn)定，又降低一燃效果。共四大矛盾與難題。排除了一切設(shè)計障礙。
2.既提高了燃燒率(保持了二燃效果)，又提高了二燃焰溫與熱效率，更保證和提高了二燃實用效果(改善了二燃與一燃的關(guān)系)。
四、用途本法既可推廣應(yīng)用于各種家爐，又可放大尺寸應(yīng)用于工業(yè)鍋爐、茶爐?？捎糜诟脑旄鞣N老式一燃爐，(配鍋型爐箅更好)。
第四項爐膛模子如附圖4-1(一次模)、4-2(永久模)所示，本發(fā)明是一種筑泥膛模子，用于本發(fā)明方案第三項“二次混燃”爐膛的筑造，并可用于各種爐具筑膛，為推廣“二次混燃”法之配套措施?？筛纳浦挪僮?，保證筑膛規(guī)格與質(zhì)量。圖中1模壁;2通風槽柱;3活瓣模之聯(lián)結(jié)耳。一次用型做成整殼式，材料用纖維、紙、塑料，筑膛后不取出，任燒。永久用型做成活瓣式，可拼拆，材料用金屬或塑料。
第五項增壓二次混燃法由前述發(fā)明單項第一項與第三項組合，構(gòu)成本項增壓二次混燃法，其結(jié)構(gòu)組成及特征是1.鍋型爐箅(據(jù)前述有增大風壓內(nèi)壓作用);2.球型爐膛;3.膛內(nèi)有數(shù)條(家爐一般有六條)管狀通風槽;共三大特征(詳細特征參看各單項表述)。其組合機理是鍋型爐箅消除了二燃實施阻抑一燃的弊病，產(chǎn)生了良好的一燃基礎(chǔ)-高溫一燃焰;膛內(nèi)管狀通風槽則改善了二燃與一燃的關(guān)系，產(chǎn)生了高溫二燃風;兩條件配合產(chǎn)生了高溫二燃焰及穩(wěn)定的盡燃效果。
本發(fā)明方法是區(qū)別于現(xiàn)有各種方法的一種新的方法，它是本發(fā)明方案主體之前一部分，其效能指標如下表(表附文尾)第六項置鍋止煙機構(gòu)一、結(jié)構(gòu)特點、原理附圖5-1、5-2(側(cè)視圖、俯視圖)、5-3(主件實樣圖)所示，是本發(fā)明之置鍋止煙機構(gòu)。圖中1.U形坡面膛口;2.止煙滑板;3.推拉桿;4.過火口;5.火膛;6.內(nèi)外爐壁或水套。本機制是首先設(shè)計了1，使火口變?yōu)閁形偶弧形坡面，向上和向坡側(cè)(過火口方向)兩方向開通，在這個前題下，加一方形滑板2。當止煙滑板(2)拉向坡側(cè)時(圖5-1)，火流從膛口直上，先燒飯后拐向過火口、煙道;起鍋與置鍋時，將止煙滑板2推向膛口正中，火流則從坡側(cè)“偷跑”入煙道(圖5-2)。此設(shè)計是應(yīng)用了幾何學的曲線轉(zhuǎn)向原理，讓滑板(2)在曲線坡面膛口上滑動，改變火流方向。1采用細鋼管(4或6吩)制做，里面是水流，保證了1在高溫下的形狀穩(wěn)定與壽命。在常暖爐中，U形坡面膛口需用耐火材料制成耐火件;止煙滑板2也需制成耐火件，可暫以鑄件代之。
二、作用、效果1.解決了做飯置鍋、起鍋時的煙火外冒問題，提高了爐具衛(wèi)生性能。結(jié)構(gòu)簡單、成本低。2.可用于各種爐具。
第七項增溫助燃除塵環(huán)流式煙道熱交換結(jié)構(gòu)方案一、結(jié)構(gòu)特點目前，公知的爐具煙道熱交換結(jié)構(gòu)都是直流式，其特點是煙火從火膛口出來，直接進入垂直煙筒或與垂直煙筒同位的水暖熱交換裝置，(此形式的缺點和問題請參看序言)，本發(fā)明方案是將傳統(tǒng)而流行的直流式煙道熱交換結(jié)構(gòu)方式改為環(huán)流式，其特點是煙火從火口出來不直接進入垂直煙筒，而是先繞爐體環(huán)流一周再轉(zhuǎn)入垂直煙筒。與類似形式相區(qū)別的根本特征是煙火呈“一條龍”環(huán)繞爐體一周。據(jù)本發(fā)明人所知，目前有些水暖爐，在鍋底腔內(nèi)(火口上、飯鍋底所占之腔)增加一些弧形阻流板或環(huán)管，使之成為半環(huán)流式、溢流式、分流式等類環(huán)流式(專利號與資料不詳)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計目的、特征、效能都與本發(fā)明不同，請參對下文詳辨之。
二、原理、效能環(huán)流式煙道，煙火呈“一條龍”環(huán)繞爐體一周，使煙道與爐體兩熱場復合，兩熱場值的疊加，使煙路基礎(chǔ)能位(煙道基礎(chǔ)溫度)增高，煙火通過煙道時熱衰(焓降)減低，再燃條件保持，可延長再燃并延緩冷凝。它具有如下設(shè)計目的與效能①利于煙火再燃-特利于二燃;②熱交換面大(用于水暖爐);煙火留存時間延長(在環(huán)形煙道中的長途流行使其離爐與離室時間延長，-繞圓周運行，動而不離)，熱利用率高;③離心除塵。根據(jù)熱力學原理可知熱流(煙火)集中則增溫、集中運行則保溫(利于再燃)，分散則降溫(息燃、冷切)。所以，①②目的與效能只有“一條龍”運行的火流才能實現(xiàn)。第③效能也只有“一條龍”旋轉(zhuǎn)的形式才能真正實現(xiàn)。所以，可以斷定本發(fā)明方法與其它類似方法(主指半環(huán)流式)有實質(zhì)性區(qū)別。本發(fā)明的另一實質(zhì)性特點，還在于實施形式的特別性與新穎性，請參對第八項“常暖、水暖變化，復水套式水暖爐三式方案”。
第八項增壓二次混燃環(huán)流式高效全能煤爐一、方案組成與組合機理效能本發(fā)明總體方案增壓二次混燃·環(huán)流式高效全能煤爐。是由前述全部單項發(fā)明組合而成，它具有如下結(jié)構(gòu)特征與組合效應(yīng)1.“增壓二次混燃結(jié)構(gòu)”與“增溫助燃除塵環(huán)流式煙道·熱交換結(jié)構(gòu)”相配合。其配合機理與效應(yīng)是雖然增壓二次混燃法產(chǎn)生了高燃化指數(shù)的高溫二燃焰，但焰流中仍夾有未燃成分與空氣(氧氣)，因為膛口尺寸有限，二燃風與爐心一燃焰不能在膛口相遇之瞬間完成化合(燃化)，它是流體，需要在流動中化合，環(huán)流式煙道之增溫效應(yīng)為它維持了“旅途燃化”條件。樣品實驗顯示增壓二次混燃法產(chǎn)生了白色高溫(700℃以上)二燃焰，焰流中仍夾有微量黑煙，經(jīng)過環(huán)流煙道后，黑煙全部消失，變?yōu)闊o色透明熱流，改變?nèi)我环綏l件都不能實現(xiàn)此效果，驗證了本方案設(shè)計目的與效能;(接近了盡燃無煙爐理想)。2.主體結(jié)構(gòu)與“置鍋止煙機構(gòu)”、“自動(機械)清爐助燃機構(gòu)”等輔助機構(gòu)相配合。3.主體方案實施的多用性設(shè)計環(huán)流式常暖、水暖兩棲結(jié)構(gòu)，炊暖浴多用性能。其全優(yōu)全能指標總列如下1.產(chǎn)生了白色高溫(700℃以上)二燃焰，煙筒排煙達到無煙程度(穩(wěn)定燃燒時)。
2.具有熱交換面大，煙火存留時間延長，熱利用率高之性能。同1配合，產(chǎn)生了燃燒率與熱效率雙向全優(yōu)指標。
3.具有環(huán)流除塵功能，可減少清潔煙筒次數(shù)。1.2.3具有節(jié)能、環(huán)保意義。
4.本環(huán)流煙道具有易清掃特點(排塵門在環(huán)流煙道底部)，既提高了操作方便性，又保證了爐具實際熱效率。
5.置鍋止煙功能。
6.自動(機械)清爐助燃兼防塵功能。
7.炊暖浴多用。
8.常暖與水暖互變。
9.易拆裝維修，實用壽命長。
10.結(jié)構(gòu)簡煉，造價低(相對于其全能指標而言)。
二、方案實施例
A.常暖式高效全能爐附圖6A-1(全剖圖)、6A-2(火流方式示意圖)、6A-3(主件實樣圖)所示實施例A為非水暖式常用煤爐，圖中1.鍋型爐箅;2.機械清爐機構(gòu);3.二次混燃爐膛(內(nèi)壁有管狀通風槽的球型爐膛);4.爐底座;5.爐筒身;6.置鍋止煙機構(gòu);7.鍋底腔內(nèi)套;8A.鍋底腔外套;9A.環(huán)流煙道隔壁;10.備用吹風口(一般不需風機);11.灰屜。本式特征是環(huán)形煙道由鍋底腔內(nèi)套(7)和外套(8A)套合而構(gòu)成，7與8A間之環(huán)形空間為環(huán)流煙道，在煙道隔壁(9A)的阻隔作用下，逼使火流循環(huán)形煙道運行。此式的特性是可實現(xiàn)最佳(近理想)燃燒效果，焰色為白色，煙筒口排煙無色透明(指穩(wěn)定燃燒之多數(shù)情況)。
B.常暖變水暖高效全能爐附圖6B-1(全剖圖)、6B-2(立體示意圖)、6B-3(主件實樣圖)，以及摘要附圖所示，為常暖變水暖(互變)高效全能煤爐，其變化方法是將常暖爐(圖6A-1)之鍋底腔外套(8A)取下，換上水套殼(8B)，其輔件(9A)相應(yīng)換成9B。本式特征是由水套殼(8B)與爐筒身及鍋底腔內(nèi)套(7)組成環(huán)流煙道，水套殼(8B)之高度可等于爐身高度。此式的特性是在保證燃燒效果(不及A式，但比目前流行產(chǎn)品優(yōu)勝)之下，實施水暖。在實際當中，水暖效果比燃燒效果緊要，需將鍋底腔內(nèi)套(7)也改成水套，加上置鍋止煙機構(gòu)之水管式U型坡面膛口的換熱作用，可取得較高的水暖效果。圖中各換熱構(gòu)件尺寸可根據(jù)實際需要變化，以實現(xiàn)最優(yōu)效果為準則。以上A、B兩實施例是本發(fā)明之常暖、水暖兩用(互變)方案。
C.復水套環(huán)流式高效全能水暖爐結(jié)構(gòu)特點
附圖6C(立體示意圖)為復水套環(huán)流式高效全能水暖爐之主體部構(gòu)復水套式爐身。圖中1.內(nèi)水套，代替了爐筒身與鍋底腔內(nèi)套;2.外水套，即水套殼，1和2之間形成環(huán)形煙道;3.內(nèi)外水套聯(lián)通管，只此一處聯(lián)通;4.內(nèi)套過火口，火流經(jīng)此轉(zhuǎn)入環(huán)形煙道;5.熱水輸出管，從內(nèi)套通出，與外套隔離;6.冷回水管，只通外套，不通內(nèi)套;9c煙道隔壁。本式結(jié)構(gòu)特征是1.復水套爐身結(jié)構(gòu)，由此結(jié)構(gòu)形成環(huán)流煙道，煙火降流(從過火口4降入深狹型環(huán)流煙道)轉(zhuǎn)環(huán)流;2.內(nèi)外水套通身隔離、上端串聯(lián)，串聯(lián)循環(huán)形成內(nèi)外套溫差;3.內(nèi)外套高度等于爐身(爐座除外)高度，可適當減低。
原理、作用、效果1.煙火降流之理。煙火從過火口(4)降入環(huán)流煙道之降流方式似乎有些逆常，現(xiàn)將此理表述如下首先，過火口(4)與排出口(在外水套中腰位置)高差不大(僅7公分許)，降流程不大，再加以環(huán)流之緩變作用，流阻不會很大，而且煙道隔壁9C也不是垂直的，實施時要改為順火流方向斜隔形式，以改善煙火流線，所以這個貌似降流的方式實際是一個擴流方式，其流阻不會很大，此是原理之一。原理之二，水暖爐吸熱煙道內(nèi)實行降流方式正是合理，根據(jù)物理原理“氣流受冷要下降”，水暖爐吸熱壁對煙火的作用是冷切作用，所以在吸熱煙道內(nèi)實行降流方式正合乎物理規(guī)律。原理之三，吸熱煙道內(nèi)煙火減速，是提高熱效率之需。
2.復水套結(jié)構(gòu)無代價增加了吸熱壁面。本結(jié)構(gòu)是在與其它爐型同等使用材料的情況下，大幅度增加了吸熱壁面，因為它是將其它爐型做立式水煙筒或爐體外罩的材料改制了外水套(2)，使內(nèi)水套(1)雙面受熱，等于無成本地增加了一個水套的吸熱壁面。
3.內(nèi)外水套串聯(lián)之理。內(nèi)外套通身隔離，上端串聯(lián)，使內(nèi)外套形成恒定的溫差(因為冷回水只通外套，在外套預(yù)熱后再從上端轉(zhuǎn)入內(nèi)套，因比重關(guān)系又沉入內(nèi)套底部)，外30-50度，內(nèi)100度左右。此溫差懸殊起了阻止爐體外表散熱-提高供暖效果、和增高內(nèi)套水溫-利于燃燒的雙向作用(內(nèi)套水溫對燃燒有影響)。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式可獲得最佳的熱交換即供暖效果;其燃燒效果雖不及A、B式，但比流行產(chǎn)品有起色，但實樣試驗顯示結(jié)果比理論效果要高-煙筒口不冒黑煙，多現(xiàn)無色透明熱流(實驗證明主要因素在燃燒，環(huán)流除塵作用當然有關(guān)系)(補注因篇幅關(guān)系，水暖實施降低燃燒效果之理略)。
第九項爐蓋圈嵌泥槽一、結(jié)構(gòu)特點公知的爐蓋圈都是平面與平底面。本發(fā)明之爐蓋圈如附圖，爐圈底面鑄有嵌泥槽，槽內(nèi)嵌泥。
二、作用、用途起阻止爐蓋散熱作用，有利于提高燃燒與供暖效果?？捎糜诟鞣N水暖爐。
(第五項附表)
權(quán)利要求
1.一個由燃燒部構(gòu)、煙道、爐身部構(gòu)、置鍋止煙機構(gòu)、機械清爐助燃機構(gòu)、配套設(shè)施組成的高效全能煤爐方案，其特征是由鍋型爐箅(1)與膛內(nèi)壁開有管狀通風槽的球型爐膛(3)組成“增壓二次混燃法”；由增壓二次混燃部構(gòu)與環(huán)流式增溫助燃煙道組合，構(gòu)成一種盡燃無煙高效節(jié)能煤爐主體方案；由主體方案與置鍋止煙機構(gòu)、機械清爐助燃機構(gòu)、配套設(shè)施、環(huán)流式煙道、熱交換結(jié)構(gòu)的多用性設(shè)計相結(jié)合，產(chǎn)生常暖、水暖、炊暖浴多用的全優(yōu)全能型煤爐A、B、C三式方案。
2.權(quán)利要求1所表的高效全能煤爐方案，其另一特征是方案各部分、各主件分別具有獨立的效能、獨立的應(yīng)用價值、獨立的發(fā)明性質(zhì)，構(gòu)成多單元、多層次的各單項發(fā)明;各主件、各部分組合時，皆具有組合效應(yīng)與意義;其單項發(fā)明為鍋型爐箅及球型燃堆原理與方法(1);活箅起落式機械清爐機構(gòu)(2);膛內(nèi)管狀風槽二次混燃結(jié)構(gòu)(3);筑膛模子(4);增壓二次混燃法(五)置鍋上煙機構(gòu)(6);環(huán)流式增溫助燃除塵煙道·熱交換結(jié)構(gòu)方案(七);增壓二次混燃環(huán)流式高效全能煤爐A、B、C三式方案(八)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的增壓二次混燃法，其特征是鍋型爐箅形狀內(nèi)看呈鍋型，外看呈半球型，其作用原理關(guān)鍵在于箅面的鍋狀深陷(或球形凸出)使燃堆自然通風面大幅度增大，所以實施時，可根據(jù)其原理將鍋箅制成錐型(尖鍋)、筒型(平底鍋)等各型;膛內(nèi)管狀通風槽槽孔呈管狀深槽，其計算式是槽孔徑等于膛徑的十二分之一，槽深等于槽寬，(其長度隨膛深)，與別型爐之扁帶狀淺槽在結(jié)構(gòu)特點與效能上有實質(zhì)性區(qū)別(詳見說明書);其爐膛內(nèi)腔造型，是在與鍋型爐箅配合下，盡量使燃堆近于球型為準則。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的環(huán)流式增溫助燃除塵煙道·熱交換結(jié)構(gòu)方案，其特征是煙火呈“一條龍”環(huán)繞爐體一周后再轉(zhuǎn)入垂直煙筒;其實施方法是在鍋底腔和爐身外面再加一外套，其間留一環(huán)形空間為環(huán)形煙道，再加一煙道隔壁(9)，逼使火流循環(huán)形煙道環(huán)流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的增壓二次混燃·環(huán)流式高效全能煤爐A、B兩式方案，其特征是由權(quán)利要求2所述全部單項發(fā)明組成;常暖與水暖互變是以A式之鍋底腔外套(8A)與B式之水套殼(8B)的調(diào)換來實現(xiàn)的;水套殼(8B)的高度可按需要變化，一般情況等于爐身高度;為了加強水暖效果，一般要將鍋底腔內(nèi)套(7)也改成水套;本方案各部件都是分體式單件，可任意拆裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的增壓二次混燃·環(huán)流式高效全能煤爐C式方案(水暖爐)，其特征是由權(quán)利要求2所述全部單項發(fā)明組成;由復水套結(jié)構(gòu)形成深窄型環(huán)流煙道兼爐身，內(nèi)外套下端隔離、上端串聯(lián)，形成串聯(lián)循環(huán)及內(nèi)外套溫差，內(nèi)外套高度近于爐身高度;爐蓋圈底面加有嵌泥槽，槽內(nèi)嵌泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單項發(fā)明活箅起落式機械清爐機構(gòu)(2)，其特征是將鍋型爐箅或平箅分制成定箅(1)與活箅(2)，定箅中心留有花型空缺、活箅被套于中心，以手柄(4)與托桿(3)制動活箅起落清灰助燃。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單項發(fā)明筑膛模子(4)，其特征是做成整殼式一次模和活瓣式永久模，模上有脫制通風槽的槽柱(2)，也可無槽柱。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單項發(fā)明置鍋止煙機構(gòu)(6)，其特征是以U型坡面膛口(1)為機構(gòu)基礎(chǔ)，滑板(2)在U型坡面膛口上滑動改變火流方向;U型坡面膛口的形狀呈
形或U形，偶弧形坡面(頂視呈U型，側(cè)剖視、側(cè)視呈弧形坡)，向上(飯鍋底)和向坡側(cè)(過火口側(cè))兩方向開通;其主件(1、2)的材料可選用水管式1(水暖爐)，耐火材料式1、2，或以鑄件制成2。
全文摘要
一種全優(yōu)全能煤爐，它是由多層次的單項發(fā)明組成總體發(fā)明方案一、由鍋型爐箅(1)與管狀風槽球型爐膛(3)組成“增壓二次混燃法，”產(chǎn)生高溫二燃焰；二、由增壓二次混燃法與環(huán)流式增溫助燃煙道配合，產(chǎn)生一種盡燃煤爐方案；三、以盡燃爐方案與置鍋止煙機構(gòu)(6)、機械清爐機構(gòu)(2)、環(huán)流式煙道。換熱結(jié)構(gòu)的多用性設(shè)計相融合，產(chǎn)生常暖、水暖、炊暖浴多用的高效全能煤爐。常暖、水暖是以鍋底腔外套(8A)與水套殼(8B)的調(diào)換來變化。
文檔編號F24B1/183GK1077788SQ9211520
公開日1993年10月27日 申請日期1992年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月25日
發(fā)明者高福星 申請人:高福星