專利名稱：實(shí)用水煤氣發(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)用爐灶具，確切地說，涉及一種利用赤熱的煤和高溫水蒸汽進(jìn)行化學(xué)置換反應(yīng)，生成可燃的一氧化碳和氫氣等混合氣體的實(shí)用水煤氣發(fā)生爐。
赤熱的煤與高溫水蒸汽相接觸生成的水煤氣是一種混合氣體，除了上述可燃的一氧化碳和氫氣以外，它還含有從煤中直接餾分出來的各類低碳烴，因此，這種水煤氣發(fā)熱量高。經(jīng)試驗(yàn)和計(jì)算，12克碳(煤)如完全轉(zhuǎn)變?yōu)樗簹夂?，重用于燃燒，將增加熱?千卡。所以，水煤氣發(fā)生爐較一般燃煤爐具節(jié)能顯著，深受許多用戶歡迎，尤其是在目前液化石油氣氣源多趨向用于深加工提煉，而我國煤資源分布面廣、產(chǎn)量充沛、能滿足供應(yīng)之際。
但是，現(xiàn)有的各種水煤氣發(fā)生爐，因其爐腔里的碳(煤)還原層還原程度不完全，使得生成的水煤氣造氣率不高，焰溫不穩(wěn)，總的熱利用率還不太高，所以節(jié)煤效果尚不顯著。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠克服上述弊端，還原程度比較充分，節(jié)煤而熱效率高的改進(jìn)型實(shí)用水煤氣發(fā)生爐。
本實(shí)用新型是通過提供一種在中國專利CN89213621.9《家用水煤氣發(fā)生爐》的基礎(chǔ)上改進(jìn)的節(jié)能爐具來實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的。它包括有爐膛、爐襯、爐底、燃燒室、予熱水套和鼓風(fēng)裝置等部件，主要結(jié)構(gòu)是由水煤氣發(fā)生裝置、爐膛及燃燒室外壁的熱量利用裝置、焰溫控制裝置、機(jī)械密封干式爐底及除灰裝置等部分組成的。
本實(shí)用新型爐具也是采用赤熱的煤與過飽和水蒸汽在爐膛里發(fā)生置接反應(yīng)而產(chǎn)生水煤氣的，其化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理是
與此同時(shí)，在赤熱的煤與水蒸汽發(fā)生作用時(shí)，還直接分餾出各類可燃的低碳烷烴、烯烴和芳香烴。它們和上述反應(yīng)(2)、(3)中得到的一氧化碳，以及反應(yīng)(3)中使還原層中不能燃燒的水蒸汽里的氫元素被還原成燃燒熱值很高的氫氣一起構(gòu)成可燃性氣體濃度更高、熱焓值更大的水煤氣。
本實(shí)用新型是同時(shí)兼顧考慮了水煤氣從發(fā)生到燃燒的各個(gè)環(huán)節(jié)如何充分利用和提高其熱效率而設(shè)計(jì)制造的?？梢员ＷC煤的充分氣化和水煤氣的完全燃燒。該爐還配有供暖和淋浴用水的附屬部件，采暖面積可達(dá)68平方米以上，熱利用率高。本爐具特別克服了目前各水煤氣爐廣泛采用的液封爐底的弊病，液封爐底容易使得爐內(nèi)水蒸汽冷凝液化，造成過飽和水蒸汽溫度急劇下降，熱效率低。本實(shí)用新型采用機(jī)械密封干式爐底，可以保證水煤氣的正常產(chǎn)生及其中各成分比率的相對(duì)穩(wěn)定，有利于提高水煤氣的濃度和爐溫的升高；同時(shí)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低生產(chǎn)成本和便于操作使用。
以下結(jié)合附圖，具體介紹本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
圖中，1是框架，2是可開合的機(jī)械閘門，3是密封擋圈，4是除灰爪，5是爐齒，6是大包容予熱水套，7是輕質(zhì)耐火材料圍砌成的爐膛，爐膛中間是上小下大呈“古鐘”形狀的爐腔9，8是用輕質(zhì)絕熱材料(例如巖棉粉或珍珠巖粒等)砌成的保溫絕熱層爐襯，燃燒器是由外套10和內(nèi)套15組合構(gòu)成，其中外套10有呈半球狀的內(nèi)腔，內(nèi)套15的中間則有環(huán)形小孔作其燃燒噴嘴。11是裝在爐體一側(cè)的排廢氣出口(又稱煙道)，12是阻煙園環(huán)套筒，13是燃燒室16外圍的空心園柱狀熱水套，它與位于爐膛外壁的大包容予熱水套6是連成一體的，其上方有管道通向爐外側(cè)，由此管可向外接出取暖或淋浴所需用的熱水。14是爐面，其中間有蓋圈17。18是加煤口，19是高溫蒸汽室，20是微型無級(jí)調(diào)速風(fēng)機(jī)，它放置在風(fēng)機(jī)托板22上，產(chǎn)生的空氣流通過送風(fēng)管21送入爐膛內(nèi)。23是清灰門。本實(shí)用新型的水煤氣發(fā)生裝置是由爐膛7，高壓蒸汽室19及其內(nèi)的抑溢裝置和微型風(fēng)機(jī)20等部件構(gòu)成。用輕質(zhì)耐火材料圍砌成的爐膛里是呈“古鐘”狀的爐腔9，內(nèi)中放有赤灼的煤在燃燒，在爐膛外壁圍有予熱水套6和高溫蒸汽室19，這兩者一方面充分吸收爐膛內(nèi)的幅射熱，予熱水和把水變成水蒸汽，另一方面又起到防止?fàn)t具向外熱幅射的隔熱作用。高溫蒸汽室的下端有一個(gè)與爐體外側(cè)相連通的直接式一次補(bǔ)水裝置，在蒸汽室內(nèi)有一個(gè)兩端均為45°傾斜面互為反向的導(dǎo)汽管－－抑溢排汽裝置。當(dāng)冷水由補(bǔ)水裝置進(jìn)入高溫蒸汽室16后先被予熱，后受上述化學(xué)反應(yīng)式(1)所放出的熱量的強(qiáng)熱而完成汽化并形成高溫水蒸汽，再通過抑溢裝置進(jìn)入爐腔與赤灼的煤發(fā)生相當(dāng)完全的置換反應(yīng)(2)。在爐膛的上方是用高碳球墨鑄鐵制成的燃燒器10和15，燃燒室16和爐面14。在爐體一側(cè)裝有排廢氣煙道11，燃燒室產(chǎn)生的煙氣通過燃燒室外側(cè)的熱水套13和阻煙套筒12之間的空隙進(jìn)入煙道11而排出爐外。加煤口18位于燃燒室的一側(cè)。產(chǎn)生在爐腔內(nèi)的水煤氣從半球狀燃燒器的環(huán)形小孔(噴嘴)向上引噴，由于在燃燒室16里水煤氣燃燒后產(chǎn)生的負(fù)壓，吸引水煤氣快速上移、阻力小，再加上火焰的上移增加了對(duì)空氣的引流，使水煤氣的混合氣體在燃燒室里與空氣充分接觸而進(jìn)行相當(dāng)充分的燃燒。其化學(xué)反應(yīng)的方程式如下(式中Q為熱量，各方程的化學(xué)反應(yīng)條件均為燃燒)
由于上述(4)～(8)共5個(gè)化學(xué)反應(yīng)均為高值放熱反應(yīng)，故在燃燒室內(nèi)水煤氣的焰溫可達(dá)850℃以上，紫蘭色的火焰可高達(dá)500毫米以上。燃燒時(shí)，奔跳的火焰伴隨著強(qiáng)有力的空氣呼嘯聲，氣流量大，焰溫高，能在很短的時(shí)間內(nèi)滿足做飯、烹調(diào)、燒開水的日常炊飲之需，也可外接采暖和淋浴所用的熱水。燃燒器10和15，無級(jí)調(diào)速風(fēng)機(jī)20與蓋圈17可共同組成焰溫控制裝置。
位于爐腔下端的爐齒5的下方有一個(gè)可手控移動(dòng)的除灰爪4，在爐齒下端是一個(gè)機(jī)械密封干式爐底。該爐底是由爐齒下端周圍的園柱形薄壁密封擋圈3及其下方的可開合的機(jī)械式封閉閘門2所組成，這是目前市場(chǎng)上出售的各種爐具都未采用的結(jié)構(gòu)，也是本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)之一既克服液封爐底的缺陷，又有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、助燃效果改善的優(yōu)點(diǎn)。
此外，本實(shí)用新型在爐膛外側(cè)的予熱水包及與其連成一體的燃燒室外側(cè)的熱水包和金屬框架之間的空隙以及爐體的其他空隙處均填充有輕質(zhì)高絕熱的保溫材料，形成保溫隔熱效果良好的保溫層－－爐襯8，可大大降低爐膛內(nèi)的熱量向外界的幅射。
本實(shí)用新型的操作方法相當(dāng)簡(jiǎn)便，在燃燒室16的外側(cè)有加煤口18，可籍此添加燃料而不需端起鍋具。因燃燒完全，產(chǎn)生的爐渣大為減少，即使有塊狀殘留物爐渣，也會(huì)在水蒸汽的作用下潤(rùn)膨、破裂而自行下落，再加之該爐配有除灰爪4，清除灰渣極為方便，而且，因是在密閉環(huán)境中進(jìn)行，也不會(huì)造成周圍塵土飛揚(yáng)，保持環(huán)境衛(wèi)生。封火或停用時(shí)，只要關(guān)閉風(fēng)機(jī)就不再產(chǎn)生水煤氣了，燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳等廢氣經(jīng)由阻煙套12，煙道11引出戶外，保證使用的絕對(duì)完全。
本實(shí)用新型已試制樣機(jī)并進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)半年的試用，效果甚為滿意，與普通燃煤灶具比較，節(jié)煤達(dá)40％左右。同時(shí)，該爐在停電時(shí)，可以使用蜂窩煤、煤球等型煤，同樣可以保證做飯、燒水和供暖用水的需要。
權(quán)利要求1.一種實(shí)用水煤氣發(fā)生爐，包括有爐膛、爐襯、爐底、燃燒室、予熱水套及鼓風(fēng)裝置，其特征是(1)在用輕質(zhì)耐火材料圍砌成的爐膛中間是上小下大呈“古鐘”狀的爐腔，在爐膛外壁周圍有高溫蒸汽室和大包容予熱水套，高溫蒸汽室的下端有一個(gè)與爐體外相連通的直接式一次補(bǔ)水裝置，在蒸汽室內(nèi)有一個(gè)兩端均為45°傾斜面互為反向的導(dǎo)汽管--抑溢排汽裝置；(2)在燃燒室外周圍有一個(gè)與爐膛外壁大包容予熱水套連成一體的熱水套，其上方有管道通向爐外側(cè)，在燃燒室底部(即爐腔頂部)是一個(gè)中間有環(huán)形小孔的半球狀燃燒器組件；(3)在位于爐膛下端的爐齒下方有一個(gè)可手控移動(dòng)的除灰爪，在爐齒下端是一個(gè)機(jī)械密封干式爐底。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)用水煤氣發(fā)生爐，其特征是在爐膛外側(cè)予熱水包及與其連成一體的燃燒室外側(cè)的熱水包和金屬框架之間填充有用輕質(zhì)保溫材料組成的保溫層爐襯。
3.如權(quán)利要求1所述的實(shí)用水煤氣發(fā)生爐，其特征是機(jī)械密封干式爐底是由爐齒下端周圍的園柱形薄壁密封擋圈及其下方可開合的機(jī)械式封閉閘門組成。
4.如權(quán)利要求1所述的實(shí)用水煤氣發(fā)生爐，其特征是爐膛上方是燃燒器、燃燒室及爐面，在燃燒室的一側(cè)設(shè)有加煤器，燃燒室的外側(cè)圍有阻煙套筒。
5.如權(quán)利要求1所述的實(shí)用水煤氣發(fā)生爐，其特征是在爐體外壁設(shè)有微型無級(jí)調(diào)速風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)送氧裝置。
專利摘要一種實(shí)用水煤氣發(fā)生爐，主要結(jié)構(gòu)由水煤氣發(fā)生裝置、熱量利用裝置、焰溫控制裝置和機(jī)械密封干式爐底等部分組成，利用赤熱的煤與過飽和水蒸汽作用而產(chǎn)生水煤氣。爐體設(shè)計(jì)兼顧考慮了水煤氣從發(fā)生到燃燒的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證煤的充分氣化和水煤氣的完全燃燒，尤其克服了液封爐底的弊端，提高了熱效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、安全，助燃效果好。比普通燃煤爐具節(jié)煤40％，造氣快，除做飯、烹調(diào)外，還可供采暖、淋浴所用的熱水，是比較理想的燃煤爐具。
文檔編號(hào)C10J3/20GK2090378SQ9120139
公開日1991年12月11日 申請(qǐng)日期1991年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月29日
發(fā)明者房錦棠, 房樹武 申請(qǐng)人:房錦棠, 房樹武