[发明专利]气体燃料、煤炭一体化炉

说明书

技术领域：本发明涉及一种既可单独烧气体燃料(液化石油气、煤气、沼气、天然气等，以下简称燃气)，又可用燃气的火焰点燃蜂窝煤或煤块、煤粒而烧煤，还可以同时烧燃气和煤，且大幅度提高热效率的炊事炉具。

技术背景：我国现有炊事炉具主要有：燃气灶、蜂窝煤炉、柴油炉。燃气灶使用方便，但燃料成本最高。蜂窝煤炉燃料成本最低，但使用不方便(点火困难，一般用木柴点火，所用时间长，且产生大量黑烟；封火麻烦，封火时产生的有害气体损害使用者健康)。柴油炉一般在餐馆使用，使用的噪声很大，炉具价格昂贵，点火时也产生大量黑烟。还有几种上点火蜂窝煤(放入改进蜂窝煤炉中燃烧)，其上部用煤、木炭、氧化剂等制成，或煤中加锯屑15％，上表面粘10mm蜡，一张纸可将煤点燃。但这种煤生产成本较高，从点火到正常燃烧需较长时间(见《能源》1981.1第41页，《能源》1981.6第37页)。以上炉灶还有一个共同的缺点，即热效率不高，燃气灶一般50％-60％，煤炉一般15％-20％(据《能源》1981.3第4页、第47页、第48页，初中《物理》第二册第40页)。燃气灶热效率不高的原因是：没有隔热装置，火焰在敞开的空间燃烧。在水平方向，火焰向四周散发热量；向上的火焰向炊具传热后，尚有很高温度的烟气流向空气中；火焰下部的烧咀经火焰烧热后也不断地向空气中散发热量。蜂窝煤炉热效率不高的原因是：封火时间长，造成热损失太大；煤炉散热和蓄热损失；下点火造成煤中可燃挥发分挥发未参与燃烧。    

发明内容：本发明的任务是克服现有炉灶要么燃料费用高，要么使用不方便，且热效率普遍不高的缺点，将方便燃烧但价格较高的燃气同不方便燃烧但价格便宜的煤结合起来，充分利用炉灶的蓄热、散热和烟气余热，提供一种方便实用、节约开支、减少污染、热效率更高的炉具。本发明采用的技术方案分两部分。第一部分，单纯烧燃气。采用目前市场上通用的全预混燃气燃烧器(燃气和炉具热功率不同则设计不同)形成燃气火焰，或采用其他燃烧装置形成燃气火焰，用耐火隔热材料制成一定厚度的封闭燃烧室，使火焰在燃烧室中燃烧，避免四处散热；在燃烧室周围包上水套，让水套中的水吸收燃烧室和燃烧器散发的热量，熄火后可继续吸收炉灶积蓄的热量；设置抽气吸热水套，燃烧室中的火焰向锅、壶等炊具传热后，高温烟气从此水套中流出，让水套中的水吸收烟气余热。第二部分，既可以利用燃气的火焰点燃蜂窝煤或煤块、煤粒而烧煤，又可以不烧煤而烧燃气。利用燃气火焰点煤时，采用上点火方式。如果用下点火方式，则煤中可燃挥发分受热挥发而未参与燃烧，浪费能源，降低热效率，污染环境。第二部分有几种技术方案。第一种，采用内径和长度适当的引射管，使燃气从引射管一端射入，吸卷空气并进行混合，在引射管出口燃烧，使此火焰倾斜向下，喷在蜂窝煤或煤块、煤粒上部燃烧，即可在几分钟内将煤点燃，再关掉燃气烧煤，其燃烧室、吸热水套和抽气吸热水套与第一部分相似(但燃烧室隔热层较厚)。如果使用此部分不烧煤而烧燃气，则在放煤的地方放上保温块，让燃气火焰撞击在保温块上燃烧，火焰再向上将热量传给锅(壶)，高温烟气再流向抽气吸热水套传热后流出。第二种，采用12个(或6个、8个、10个等)燃气喷咀，自下向上朝蜂窝煤相对应的孔内喷气，靠燃气的动能吸卷空气并在煤孔内混合，然后在蜂窝煤上部孔内燃烧，将煤点燃。其燃烧室、吸热水套和抽气吸热水套与第二部分上一种结构相似。采用这种结构也可以单纯烧燃气而不烧煤，即直接利用喷咀喷出的燃气燃烧。采用这两种方式点煤的同时，可以利用该燃气火焰做炊事工作。实际上，该装置是利用燃气火焰下部的余热来点煤的，因此，该燃气火焰一举两得，也可以说点煤几乎不需成本。还可以采用其他的一些方式，如：采用下点火方式，使燃气火焰在煤的下部燃烧，将煤点燃。同时，为避免可燃挥发分受热跑掉，则在煤的上部另外喷射一小股燃气燃烧。这种结构点煤速度较快，但需增加一股燃气，且当煤的火焰未吞没整个煤块前，上部的一小股燃气不能熄灭，否则煤中可燃挥发分就跑掉，因此，此结构没有以上两种结构优越。发明的意义：本发明将便宜的煤炭和方便燃烧的燃气结合起来，使之优势互补，既可单独烧煤，又可单独烧燃气，还可以同时烧煤和燃气。本发明烧煤的优点是：1、热效率高。一顿饭点一次煤，不用封火，没有封火的能源损失，煤炭燃烧充分，并且充分利用了炉壁散热、蓄热和烟气余热，因此热效率很高，据测算可达85％以上。如果全国的家用煤炉都采用本发明，每年节约的煤炭将达数百万吨。2、燃烧成本低。煤炭比油、气价格低得多，烧煤可节约家庭开支，又缓解油、气供应紧张局面，并且点燃的同时可以利用该燃气火焰做炊事工作，因此可以说，点煤不需成本。3、使用方便。利用燃气火焰点煤速度快，一般4-5分钟，没有封火和用木材点火的麻烦。4、减少了污染。用木材点煤会产生大量黑烟，封火时又增加能源消耗，相应增加了污染。本发明烧燃气的优点是：1、热效率高。由于烟气余热能充分利用，燃烧器蓄热、散热被充分吸收，因此热效率很高，据测算可达85％以上。2、使用总成本低。购买这种炉具投资不大，由于热效率大大提高，因此所耗燃气相应减少，因而使用费用低。总之，本发明在炊事领域有应用前景，将产生良好的经济效益和社会效益。