本實(shí)用新型涉及一種灶具，特別涉及一種以薪柴和秸稈等生物質(zhì)原料為燃料的氣化燃燒爐灶。

背景技術(shù)：

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，有充足的薪柴和秸稈等生物質(zhì)能源，在生物質(zhì)能源的開發(fā)利用中，常用的方式是直燃或氣化發(fā)電，但是，直燃使用時(shí)需要經(jīng)常向爐灶添加薪柴，使用不方便，氣化發(fā)電受限于成本，經(jīng)濟(jì)效益不佳，而無(wú)法大規(guī)模推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)爐灶對(duì)薪柴和秸稈利用歷史悠久，傳統(tǒng)爐灶因使用不便，熱值利用率低，一般只有15%到20%，對(duì)空氣污染大。在廣大農(nóng)村也逐漸棄用，導(dǎo)致生物質(zhì)能源的開發(fā)利用量越來(lái)越少，不能對(duì)農(nóng)村中大量可再生的薪柴和秸稈進(jìn)行有效的利用。

為此，將薪柴和秸稈等生物質(zhì)進(jìn)行氣化成可燃?xì)獾男⌒蜕镔|(zhì)中大型氣化裝置的新型爐芯結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，人們發(fā)明了將產(chǎn)生的燃?xì)庀蛏衔纳衔綒饣癄t灶，但是，上吸式的氣化爐灶存在一些缺陷：(1)焦油含量高，導(dǎo)致氣化爐灶壽命短，就是增加過(guò)濾器，又會(huì)出現(xiàn)維護(hù)難的問(wèn)題；(2)產(chǎn)氣不穩(wěn)定，生物質(zhì)的氣化難以控制，大大影響了氣化爐灶的推廣；(3)產(chǎn)氣熱值偏低，生物質(zhì)氣化不夠充分導(dǎo)致產(chǎn)氣熱值達(dá)不到日常使用要求。

為此，發(fā)明人發(fā)明了申請(qǐng)日為2011.11.11、專利號(hào)為CN201120444716.2、名稱為“一種家用生物質(zhì)節(jié)能灶”的氣化燃燒爐灶。它包括燃料倉(cāng)、在燃料倉(cāng)下方設(shè)有與燃料倉(cāng)連通的氣化爐芯、在氣化爐芯下且與氣化爐芯連通的落灰室，及在落灰室一側(cè)設(shè)有通過(guò)導(dǎo)管連通的猛火灶頭，其中燃料倉(cāng)包括上下開口的倉(cāng)體、在倉(cāng)體上方開口上的料倉(cāng)蓋、在倉(cāng)體四周的進(jìn)氣管和排煙管，其特征在于所述的氣化爐芯包括與燃料倉(cāng)下方開口連通的喉口、在喉口的最小位置處設(shè)有的環(huán)繞聚集空氣噴嘴，及氣化爐芯中部的氣化反應(yīng)室；所述的環(huán)繞聚集空氣噴嘴為傾斜45度設(shè)置在喉口上，所述的環(huán)繞聚集空氣噴嘴一側(cè)上還設(shè)有給環(huán)繞聚集空氣噴嘴進(jìn)氣的風(fēng)機(jī)，在氣化爐芯外圍設(shè)有利用氣化爐芯氣化反應(yīng)的余熱的水箱，及在水箱與氣化爐芯之間設(shè)有螺旋換熱片，所述的落灰室包括灰盤；所述的倉(cāng)體下方開口上設(shè)有控制燃料下落且由兩個(gè)扇形拼合成使燃料與氣化反應(yīng)室阻隔降低了燃料倉(cāng)的溫度的燃料倉(cāng)門。但在發(fā)明人的后續(xù)改進(jìn)過(guò)程中，仍發(fā)現(xiàn)存在許多缺陷：?jiǎn)物L(fēng)機(jī)使?fàn)t灶總功率難以達(dá)到生活日常使用要求；氣化爐芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一些缺陷，導(dǎo)致氣化爐芯保溫性能差，抗熱脹冷縮性能差，氣化不完全，氣化爐芯內(nèi)部溫度不夠高，焦油不能充分發(fā)生裂解反應(yīng)，焦油未能全部清除等缺陷，造成薪柴和秸稈等生物質(zhì)燃料產(chǎn)氣穩(wěn)定不理想；使用過(guò)程中常有異物，如石塊，鐵釘，還有灰燼的結(jié)焦塊，爐篦的小孔根本通過(guò)不了，時(shí)間一長(zhǎng)，氣化爐就產(chǎn)氣不穩(wěn)定，甚至完全的失效；實(shí)際使用不方便，阻礙了其推廣應(yīng)用。

為此，發(fā)明人對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)，申請(qǐng)?zhí)枮?01510072597.5、名稱為“一種生物質(zhì)氣化爐灶”的發(fā)明專利申請(qǐng)。其主要技術(shù)方案是：燃料倉(cāng)上部分別為排煙室和料倉(cāng)口增壓室；料倉(cāng)口增壓室中間設(shè)有料倉(cāng)蓋；水箱和爐芯之間設(shè)有煙氣通道，氣化爐芯分別與燃料倉(cāng)和落灰室連通，氣化爐芯和落灰室之間設(shè)有帶抖灰裝置和活動(dòng)?xùn)砰T的漏斗形爐篦；氣化爐芯的內(nèi)外壁之間設(shè)有保溫層，氣化爐芯中的氣化反應(yīng)室的內(nèi)壁為可自由伸縮的伸縮管，氣化反應(yīng)室上方側(cè)壁設(shè)有空氣噴嘴，保溫層里設(shè)有點(diǎn)火裝置。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，氣化反應(yīng)溫度高達(dá)1200度，升溫啟動(dòng)時(shí)間短，點(diǎn)火方便，產(chǎn)氣高效；可加熱水箱產(chǎn)生熱水，還將混在生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂颓宄?jié)能環(huán)保，提高了相關(guān)器具的使用壽命；清除積聚的灰燼或結(jié)焦塊方便快捷。前述兩項(xiàng)專利申請(qǐng)?jiān)谛⌒蜖t灶上能夠很好的滿足家用和小功率商用場(chǎng)景，技術(shù)具有很高的實(shí)用價(jià)值。但隨著氣化爐在工業(yè)應(yīng)用方面的拓展，如以氣化爐產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)獯嫣烊粴忮仩t中，現(xiàn)有的技術(shù)在工業(yè)化使用場(chǎng)景中，特別是現(xiàn)有氣化爐的爐芯，還存在一些缺陷：（1）中大型化時(shí)，現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化爐灶結(jié)構(gòu)產(chǎn)氣穩(wěn)定性變差；（2）氣化溫度回饋缺乏，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)；（3）供氧覆蓋不足，燃料燃燒不均勻，產(chǎn)氣效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有生物質(zhì)中大型氣化裝置的新型爐芯結(jié)構(gòu)存在上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)合理優(yōu)良、自動(dòng)化程度高、生物質(zhì)燃料氣化率高效生物質(zhì)中大型氣化裝置的新型爐芯結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的方案是：一種生物質(zhì)中大型氣化裝置的新型爐芯結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)倒置的鐘式結(jié)構(gòu)的爐芯，爐芯從上到下依次設(shè)有首尾相連的料倉(cāng)漏斗口、喉口、氣化還原室；其特征在于：喉口的中間位置設(shè)有向爐芯噴射空氣的內(nèi)噴射器，內(nèi)噴射器均勻分布有若干氧化氣噴嘴；喉口處也設(shè)有若干級(jí)環(huán)形分布的氧化氣噴嘴；在爐芯上部外圍設(shè)有多層進(jìn)風(fēng)道，以及分別與各進(jìn)風(fēng)道一一對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)進(jìn)氣閥，進(jìn)風(fēng)道外圍設(shè)有點(diǎn)火風(fēng)道，點(diǎn)火風(fēng)道與點(diǎn)火器對(duì)應(yīng)連接。中大型生物質(zhì)氣化爐來(lái)說(shuō)，采用這樣的爐芯結(jié)構(gòu)，可以保證有充分的氧氣供給爐芯，供氧覆蓋面廣，燃料燃燒更均勻，確保氧化反應(yīng)穩(wěn)定，產(chǎn)氣效率更高更安全。

作為上述方案的優(yōu)選方案，前述內(nèi)噴射器的氧化氣噴嘴均勻分布在喉口截面上下位置的圓截面上，氧化氣噴嘴與進(jìn)風(fēng)道連接。

作為上述方案的改進(jìn)，前述喉口處設(shè)有檢測(cè)溫度的熱電偶。熱電偶檢測(cè)氧化區(qū)的溫度，有利于更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，控制系統(tǒng)可以根據(jù)溫度的變化的反饋，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，前述氣化還原室和喉口的外表均設(shè)有保溫層；氣化還原室和喉口內(nèi)壁由材料耐熱板制成。

或者，前述氣化還原室和喉口的外表保溫層和內(nèi)壁為耐火澆筑料整體澆筑而成。

作為上述方案的改進(jìn)，爐芯在氣化還原室底部設(shè)有傾斜收口的環(huán)形擋板。方便與后面的排灰分系統(tǒng)銜接。

由上可知，本實(shí)用新型主要有以下優(yōu)點(diǎn)：供氧覆蓋面廣、氧氣供給足、燃料燃燒更均勻、氧化反應(yīng)穩(wěn)定、生物質(zhì)燃料氣化率高效；自動(dòng)化程度高，適用于中大型生物質(zhì)氣化爐對(duì)擴(kuò)大使用可再生的生物質(zhì)能源的應(yīng)用有積極推動(dòng)作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的生物質(zhì)中大型氣化裝置的新型爐芯結(jié)構(gòu)的使用示意圖，圖中的箭頭為氣化氣的流動(dòng)方向。

圖2為圖1的爐芯裝置的剖視示意圖。

圖3為圖2的局部剖視示意圖。

圖4為圖2的俯視示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明： 1-爐芯， 2-喉口，3-料倉(cāng)漏斗口，4-氣化還原室，5-內(nèi)噴射器，6-氧化氣噴嘴，7-進(jìn)風(fēng)道，8-進(jìn)氣閥，9-點(diǎn)火風(fēng)道，10-保溫層， 12-環(huán)形擋板， 13-熱電偶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和優(yōu)選的實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型及其有益技術(shù)效果進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參見圖1 ~圖4，一種中大型生物質(zhì)氣化爐的爐芯1裝置，包括一個(gè)倒置的鐘式結(jié)構(gòu)的爐芯1，爐芯1從上到下依次設(shè)有首尾相連的料倉(cāng)漏斗口3、喉口2、氣化還原室4；其特征在于：喉口2的中間位置設(shè)有向爐芯1噴射空氣的內(nèi)噴射器5，內(nèi)噴射器5均勻分布有若干氧化氣噴嘴6；喉口2處也設(shè)有若干級(jí)環(huán)形分布的氧化氣噴嘴6；在爐芯1上部外圍設(shè)有多層進(jìn)風(fēng)道7，以及分別與各進(jìn)風(fēng)道7一一對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)進(jìn)氣閥8，進(jìn)風(fēng)道7外圍設(shè)有點(diǎn)火風(fēng)道9，點(diǎn)火風(fēng)道9與點(diǎn)火器對(duì)應(yīng)連接。喉口2處設(shè)有檢測(cè)溫度的熱電偶13。氣化還原室4和喉口2的外表均設(shè)有保溫層10；氣化還原室4和喉口2內(nèi)壁由材料耐熱板制成?；蛘?，氣化還原室4和喉口2的外表保溫層10和內(nèi)壁為耐火澆筑料整體澆筑而成。爐芯1在氣化還原室4底部設(shè)有傾斜收口的環(huán)形擋板12。

內(nèi)噴射器5的氧化氣噴嘴6均勻分布在喉口2截面上下位置的圓截面上，氧化氣噴嘴6與進(jìn)風(fēng)道7連接

工作過(guò)程如下：生物質(zhì)燃料輸送到料倉(cāng)中，燃料在料倉(cāng)靠重力自然下落到爐芯1中，喉口2的點(diǎn)火器吹出的熱風(fēng)經(jīng)點(diǎn)火風(fēng)道9點(diǎn)燃燃料，氧化氣噴嘴6和進(jìn)風(fēng)道7向喉口2噴射供氧，于是在喉口2部位，在噴射的高速氣流供氧下，喉口2以下的形成高溫的氧化區(qū)，同時(shí)氧化區(qū)在定量供入氧化劑的條件下，氧化劑基本消耗完；在氧化區(qū)下的氣化還原室4與高溫碳層進(jìn)行還原反應(yīng)，從而生成生物質(zhì)可燃?xì)?；由于高溫碳層的吸附和催化作用下，在氧化區(qū)和以上的裂解區(qū)生成的焦油在氧化區(qū)和還原區(qū)被分解干凈; 在此過(guò)程中，多種化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，包括將焦油徹底分解。

根據(jù)上述說(shuō)明書及具體實(shí)施例并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變形，也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。