杜克镛 (中国浙江省杭州市江干区丁桥镇广发西路5号, Zhejiang 1, 310021, CN)
杜克镛 (中国浙江省杭州市江干区丁桥镇广发西路5号, Zhejiang 1, 310021, CN)
| 权利要求 1. 一种生物质能源燃烧器， 包括燃烧室， 燃烧室设有进料口和出炭口， 其 特征在于： 出炭口设置出炭绞龙， 出炭绞龙的螺旋叶片的螺距沿出炭方向逐渐 2. 根据权利要求 1所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：所述进料口 设置有进料绞龙。 3. 根据权利要求 2所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：所述进料绞 龙的螺旋叶片的螺距随进料方向逐渐缩小。 4. 根据权利要求 2或 3所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：所述进 料绞龙和出炭绞龙均使用调速电机驱动。 5. 根据权利要求 1或 2或 3所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：燃 烧室的底部两侧向中间高度逐渐降低， 燃烧室底部中间开有出炭槽， 出炭绞龙 的一端设置在出炭槽中， 进料口位于出炭槽的正上方。 6. 根据权利要求 1所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：所述燃烧室 一侧开口作为出风口， 其他各方的室壁外侧环绕有配风室， 配风室与燃烧室之 间有进风口。 7. 根据权利要求 6所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：所述燃烧室 与开口侧相对一侧的室壁上开有与配风室相连的主风口，燃烧室底部设有布风 板， 燃烧室底部与配风室之间通过布风板隔开， 布风板上设有布风孔。 8. 根据权利要求 7所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：主风口与进 料口位于燃烧室的同一个侧面， 主风口高度位于进料口的与出炭槽之间。 9. 根据权利要求 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于： 出炭槽 上方的燃烧室侧壁上设有点火装置， 主风口包括两个开口， 分别设置在点火装 置的两侧， 更有利于点火。 10. 根据权利要求 6或 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 布风板上均匀分布有凸包， 凸包的侧面开孔形成布风孔， 布风孔开口方向与主 风口开口方向夹角在 45度到 135度之间。 11. 根据权利要求 6或 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 所述燃烧器还包括风机， 配风室的外侧还设有预热室， 预热室与配风室相对独 立， 预热室与风机进风口相连并在预热室周边设有若干冷风进口， 配风室与风 机出风口相连。 12. 根据权利要求 1或 2或 3或 6或 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 燃烧室顶部为弧顶。 13. 根据权利要求 1或 2或 3或 6或 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 所述出炭绞龙两端螺距的比例在 2:1到 5:1之间。 14. 根据权利要求 3所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 所述进料 绞龙两端螺距的比例在 2:1到 5:1之间。 15. 根据权利要求 1或 2或 3或 6或 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 燃烧室的出风口处连接有环形的延长筒， 延长筒外端为开放式， 延长筒与出风口连接一端的环壁上均匀设有若干连通延长筒内侧与外部的补 风口。 16. 根据权利要求 15所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于：所述延长 筒的长度为燃烧室长度的 1/3〜2/3。 17. 根据权利要求 1或 2或 3或 6或 7或 8所述的一种生物质能源燃烧器， 其特征在于： 所述进料绞龙的末端连接有一个与进料绞龙同轴转动的拨叉， 拨 叉的转动外径大于进料绞龙直径。 |
本发明涉及一种燃烧器， 特别涉及一种能自动出炭的生物质能源燃烧器 。 技术背景
生物质能源作为新能源开发的一个重要方向， 受到越来越多的关注， 在工 农业生产中产生的竹屑、 木屑、 秸秆等均属于生物质能源， 有人将上述竹屑、 木屑、 秸秆等通过压制生产生物质颗粒燃料进行利用 ， 生物质能源的利用最直 接的方法是通过燃烧来释放能量， 同时燃烧过程中产生的炭作为重要的原料， 可以制造肥料，含炭肥料能改善土壤结构，还 可以用来制造活性炭等多种产品。 人们针对生物质能源的燃烧设计了各种燃烧器 ， 如果燃烧器中燃料燃烧过度， 生物质能源完全燃烧， 就不会产生炭， 而一般通过不完全燃烧获得的产物中含 有较多未燃烧完全的杂质， 含炭量低。
中国专利局 2010年 6月 2日公告的 CN201495199U号专利， 名称为稻壳炭 化成套设备， 该装置由： 磁调速电机、 燃烧炉加料斗、 燃烧器、 炉体、 炭化桶 绞龙、炭化炉加料斗、 上料绞龙、 出料绞龙、燃烧室、 外框架、 喷火口连接管、 风箱、 进料绞龙、 燃烧炉除渣绞龙、 燃烧炉高压风机、 电机、 进料绞龙减速箱 构成。 磁调速电机与进料绞龙减速箱相连接， 进料绞龙上安有燃烧炉加料斗， 燃烧炉除渣绞龙与燃烧器相连接， 燃烧器与炉体相连接， 炭化桶绞龙安装在炉 体内， 出料绞龙与炭化桶绞龙相连接。 该装置的稻壳本身没有燃烧， 稻壳依次 通过上料绞龙、 炭化绞龙、 出料绞龙， 在高温的炉内炭化， 炭化过程中稻壳内 含有的水分、 杂质没有排放， 出料绞龙送出的产品势必含有大量杂质， 降低产 品品质， 且该炭化过程需要燃烧炉燃烧燃料提供加热能 量， 在炭化过程中不仅 没有提供能量， 反而要消耗大量的燃料， 成本高。
又有中国专利局 2009年 9月 9日公开的 CN101526265A号专利申请， 名称 为一种生物质燃料热风炉， 该装置包括炉体、 供料系统、 炉排、 烟道、 弧形反 射拱， 所述供料系统和所述弧形反射拱一起把所述炉 体分隔成风室、 燃烧室和 热转换装置三部分。 通过所述供料系统供给的生物质燃料在所述炉 排上燃烧 后， 生物质燃料中的挥发成分在所述燃烧室的上空 二次燃烧， 该装置在燃烧室 底部设置出灰口， 燃烧完成后将炉灰排出， 但是在整个燃烧过程中无法出炭。 发明内容
本发明的目的在于解决现有生物质燃烧炉无法 中途出炭、或者出炭的品质 低的问题， 提供一种出炭品质好的自动出炭燃烧器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种生物质能源燃烧器， 包 括燃烧室， 燃烧室设有进料口和出炭口， 出炭口设置出炭绞龙， 出炭绞龙的螺 旋叶片的螺距沿出炭方向逐渐缩小。 生物质材料从进料口进入燃烧室， 在燃烧 到一定程度时， 可以采用出炭绞龙将燃烧室中的燃烧底物取出 ， 由于出炭绞龙 的螺旋叶片螺距随出炭方向逐渐缩小， 燃烧底物在出炭绞龙输送过程中被压 缩，并在压缩过程中排出混杂空气，输送过程 中使燃烧底物处于在高温、高压、 隔绝空气的状态下进一步炭化， 改善最终产品质量。 同时， 如果出炭绞龙两端 螺距相同， 在输送过程中燃烧底物之间存在空隙， 燃烧室中产生的烟气容易从 空隙中溢出， 而烟气中掺杂大量高温可燃烧颗粒， 安全无法保证， 本装置出炭 绞龙输送燃烧底物过程中进行压缩， 使燃烧底物在输送过程中被压紧， 消除空 隙， 避免烟气的溢出。 采用出炭绞龙出炭， 可以根据进料和出炭的比例进行持 续出炭， 如果需要生物质燃料完全燃烧， 也可以将出炭绞龙用来出灰。
作为优选，所述进料口设置有进料绞龙。使用 绞龙来进料，可以持续进料， 并可以根据绞龙转速对进料量进行控制。 作为另外的方案， 也可以采用底部带 有隔板的进料斗进料。
作为优选， 所述进料绞龙的螺旋叶片的螺距随进料方向逐 渐缩小。 当待燃 烧物料为竹屑、木屑、切成小段的秸秆等松散 物料时，进料绞龙中物料间隙大， 燃烧室中的烟气容易从间隙中溢出， 且间隙中存在大量空气， 进料绞龙中的物 料可能在燃烧室进料口被引燃，所以进料蛟龙 的螺旋叶片的螺距随进料方向逐 渐缩小， 在进料过程中对物料进行压缩， 消除物料的间隙， 避免烟气溢出， 同 时排出物料间隙中的空气， 避免物料在输送过程中被引燃， 而且物料压缩后结 构较为紧密， 不易在进料口被引燃。 作为另外的优选方案， 当燃烧物料为压缩 成型的颗粒燃料时候， 进料绞龙的螺旋叶片螺距不变， 压缩成型的颗粒燃料结 构紧密， 本身不易被引燃和进一步压缩。
作为优选， 所述进料绞龙和出炭绞龙均使用调速电机驱动 。 可以根据燃烧 室的温度和进风量对进料绞龙的转速进行调节 ， 并根据进料量和出炭量的比例 的实际需要对进料绞龙和出炭绞龙的转速比进 行调节， 满足不同情况下的需 求。
作为优选， 燃烧室的底部两侧向中间高度逐渐降低， 燃烧室底部中间开有 出炭槽， 出炭绞龙的一端设置在出炭槽中， 进料口位于出炭槽的正上方。 燃烧 室中的燃烧底物向燃烧室底部的最低位置即中 间位置汇集堆积， 并在该位置设 置出炭槽，堆积在底部的燃烧底物燃烧最充分 ，落入出炭槽中被出炭绞龙送出， 进料口位于出炭槽正上方， 从进料口进来的物料直接落在堆积的燃烧底物 顶部 燃烧。
作为优选， 所述燃烧室一侧开口作为出风口， 其他各方的室壁外侧环绕有 配风室，配风室与燃烧室之间有进风口。助燃 风经过配风室配风后进入燃烧室， 使气流更合理， 且配风室环绕在燃烧室外侧， 利用燃烧室外壁的热量对助燃风 进行预热， 助燃风从配风室和燃烧室之间的进风口进入燃 烧室， 吸收热量变成 热风， 热风将燃烧产生的热量从出风口带出， 从出风口输出的热风可以用作干 燥、 加热、 生活取暖等多种用途。
作为优选，所述燃烧室与开口侧相对一侧的室 壁上开有与配风室相连的主 风口， 燃烧室底部设有布风板， 燃烧室底部与配风室之间通过布风板隔开， 布 风板上设有布风孔。主风口形成一次进风，布 风板上布风孔进风形成二次进风， 一次进风和二次进风方向不同， 使助燃风在燃烧室内朝不同方向流动， 增加助 燃风与燃烧物料的接触时间和接触面。
作为优选， 主风口与进料口位于燃烧室的同一个侧面， 主风口高度位于进 料口的与出炭槽之间。
作为优选， 出炭槽上方的燃烧室侧壁上设有点火装置， 主风口包括两个开 口， 分别设置在点火装置的两侧， 更有利于点火。
作为优选， 布风板上均匀分布有凸包， 凸包的侧面开孔形成布风孔， 布风 孔开口方向与主风口开口方向夹角在 45度到 135度之间。 布风板上布风孔开 口方向为侧向， 使二次进风在燃烧室内形成螺旋风， 同时使燃烧物料不易从布 风孔进入配风室。
作为优选， 燃烧室顶部为弧顶， 保证二次进风的螺旋风不会在燃烧室内产 生流动死角。 作为优选， 燃烧室顶部也设有与配风室连通的布风孔。 作为优选， 所述燃烧器还包括风机， 配风室的外侧还设有预热室， 预热室 与配风室相对独立， 预热室与风机进风口相连并在预热室周边设有 若干冷风进 口， 配风室与风机出风口相连。 由于燃烧室的热量高， 配风室的外壁也会达到 较高的温度， 在配风室的外侧设置预热室， 利用配风室外壁的热量对空气进行 预热， 空气流动路线为： 空气从冷风进口进入预热室， 经过风机进风口、 风机 出风口进入配风室， 再从配风室通过一次进风和二次进风进入燃烧 室， 助燃后 吸收热量形成热风从燃烧室出风口出风， 热风用来干燥、 加热或者生活取暖。
作为优选， 所述出炭绞龙两端螺距的比例在 2:1到 5: 1之间。
作为优选， 所述进料绞龙两端螺距的比例在 2:1到 5:1之间。 根据物料不 同选择不同的压缩比。
作为优选，燃烧室的出风口处连接有环形的延 长筒，延长筒外端为开放式， 延长筒与出风口连接一端的环壁上均匀设有若 干连通延长筒内侧与外部的补 风口。 燃烧室内燃料燃烧时， 会有一部分粉末状燃料由于燃烧不完全， 被助燃 风吹出到出风口处， 延长筒的设置， 对燃烧室进行加长， 给燃料更加充分的燃 烧时间， 同时， 当助燃风不足导致燃烧不完全时， 助燃风在出风口处吹出沿延 长筒轴向流动， 在延长筒的补风口内侧形成负压， 将外部空气从补风口吸入， 对助燃风进行补充， 为不完全燃烧的燃料提供氧气， 消除烟气。
作为优选， 所述延长筒的长度为燃烧室长度的 1/3〜2/3。
作为优选， 所述进料绞龙的末端连接有一个与进料绞龙同 轴转动的拨叉， 拨叉的转动外径大于进料绞龙直径。 由于绞龙出口的角度关系， 燃料在燃烧室 内容易产生单侧堆积， 容易底部燃料燃烧不充分， 而且单侧燃料堆积过高， 顶 部的燃料也容易被助燃风吹动带出， 产生烟气， 所以本装置与进料绞龙同轴设 置拨叉， 将物料在进料的同时打散推平， 避免产生上述问题。 尤其对于粉末状 的燃料， 降低烟气的效果尤为明显。
本发明能在燃烧室物料燃烧的同时进行出炭， 使物料不会再燃烧室内完全 燃烧成灰； 出炭的同时对燃烧底物进行压缩， 使燃烧底物进一步炭化， 提高产 品含炭量；燃烧室通过主风口和布风孔多角度 进风，改变燃烧室内的气流方向， 增加助燃风与燃烧物料接触时间和接触面， 提高助燃效果； 利用燃烧室热量对 助燃风进行多次预热， 合理利用热量， 减少热量损失。
附图说明
图 1是本发明一种结构示意图。
图 2是图 1中 A-A剖面结构示意图。
图 3是图 2中 B-B剖面结构示意图。
图 4是本发明布风板的结构示意图。
图 5是本发明第二种结构示意图。
图 6是图 5中 C-C剖面结构示意图。
图 7是本发明第三种结构示意图。
图 8是本发明第四种结构示意图。
图中： 1.风机， 2.风机出风口， 3.次配风室， 4.燃烧器基体， 5.安装法兰， 6.主配风室， 7.加料斗， 8.进料绞龙， 9.进料电机， 10.出炭电机， 11.燃烧室， 12.点火装置， 13.进料口， 14.出炭槽， 15.出炭绞龙， 16.出炭口， 17.布风板， 18.主风口， 19.布风孔， 20.预热室， 21.冷风进口， 22.风机进风口， 23.延长 筒， 24.补风口， 25.拨叉。 具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一 步说明。
实施例 1 : 一种生物质能源燃烧器， 如图 1至图 4所示。
本装置包括燃烧器基体 4， 燃烧器基体 4为卧式的圆柱型， 如图 1、 图 2、 图 3所示， 燃烧器基体 4为双层结构， 内层为燃烧室 11， 外层为次配风室 3， 次配风室 3环绕在燃烧室 11外侧， 燃烧室 11顶部为弧顶， 并通过燃烧室顶壁 将燃烧室 11和次配风室 3隔开， 燃烧室 11底部设有布风板 17并通过布风板 17与次配风室 3分隔，如图 4所示，布风板 17上设有布风孔 19。如图 3所示， 布风板 17从两侧向中间倾斜， 以便待燃烧物料堆积在布风板 17中部。 如图 2 所示， 布风板 17中部的右端开有出炭槽 14， 出炭槽 14中设有出炭绞龙 15， 出炭绞龙 15的螺旋叶片螺距沿输送方向逐渐缩小，两端 螺距比例为 4 : 1，在 出炭绞龙 15的末端下侧还设有出炭口 16，出炭绞龙 15通过出炭电机 10驱动， 出炭电机 10为调速电机。燃烧器基体 4的右端与安装法兰 5固定，安装法兰 5 为方形板， 边长为燃烧器基体 4直径的两倍， 安装法兰 5的右侧设有主配风室 6， 主配风室 6与环绕在燃烧室 11外层的次配风室 3连通， 使燃烧室 11的环 周和右侧均设置有配风室能从各个角度进风。 风机 1的风机出风口 2与主配风 室 6连通。 燃烧室 11的左端面开口作为出风口， 右端面上设有进料口 13、 点 火装置 12、 主风口 18， 进料口 13位于出炭槽 14的上方并与出炭槽 14对齐， 点火装置 12设置在进料口 13和出炭槽 14之间的燃烧室侧壁上， 点火装置 12 的两侧分别设有一个主风口 18， 主风口 18连通燃烧室 11和主配风室 6。 进料 口 13处设置进料绞龙 8， 进料绞龙 8的前端上侧设有加料斗 7， 进料绞龙 8的 末端与进料口 13内侧平齐， 进料绞龙通过进料电机 9驱动， 进料电机 9为调 速电机。 进料绞龙 8和出炭绞龙 15均穿透主配风室 6， 并在穿透处密封。 布风板的结构如图 4所示， 布风板 17上均布有凸包， 凸包侧面开口形成 布风孔 19，布风孔 19的开口方向如图 4中箭头所示，相邻列的布风孔 19的开 口方向与主风口方向分别有 45度和 135度的夹角。
本实施例中的装置更适合颗粒状燃料的燃烧， 本装置工作时， 生物质燃料 从加料斗加入， 由进料绞龙输送到燃烧室中， 生物质燃料在燃烧室底部布风板 的出炭槽位置堆积， 用点火装置点火燃烧， 同时风机吹入的风量经过配风室配 风， 一部分助燃风从主风口进入燃烧室形成一次进 风， 另一部分助燃风从布风 孔中进入燃烧室形成二次进风， 两次进风风向不同， 燃烧室内形成紊流， 助燃 风与生物质燃料接触时间更长、 接触面更大， 助燃效果好， 燃烧产生的热量被 助燃风吸收后形成热风从燃烧室左侧的出风口 排出，热风可以用来干燥、加热、 生活取暖等。 当燃烧一段时候后， 出炭绞龙开始工作， 将燃烧底物输出， 出炭 绞龙输送的过程中螺距不断缩小， 对燃烧底物进行压缩， 消除燃烧底物之间的 空隙， 排出混杂在燃烧底物中的空气， 使燃烧底物处于高温、 高压、 隔绝空气 的环境下进一步炭化， 提高出炭口处的燃烧底物的含炭量。 同时输送压缩过程 中将出炭绞龙空隙填满， 防止燃烧室的烟气从出炭绞龙空隙溢出， 更加环保和 安全。 此时根据风量配比的计算， 根据出炭量与加料量之间的关系， 调节进料 绞龙和出炭绞龙的转速比， 实现持续进料和出炭。 燃烧底物中的炭可以用来制 造肥料来改善土壤结构， 也可以用来制造活性炭等多种产品。
实施例 2 : —种对助燃风进行预热的生物质能源燃烧器， 如图 5、 图 6所 示。 在燃烧器基体 4的外周设置一层预热室 20， 预热室 20的环周上开有多个 冷风进口 21，并将预热室 20与风机进风口 22相连。本实施例中的其余结构与 实施例 1中相同。
由于热传导作用， 燃烧器基体 4的外壁通常也会有较高的温度， 甚至能达 到 100度以上， 助燃风从冷风进口 21进入预热室 20， 利用燃烧器基体 4外壁 的热量进行预热， 再从风机 1进入配风室 6， 不仅对燃烧时损失的热量进行了 再利用， 而且起到燃烧器基体 4与环境的隔热效果。
本实施例工作过程与实施例 1中相同。
实施例 3: —种进料压缩的生物质能源燃烧器， 如图 Ί所示。 进料绞龙 8 螺旋叶片的螺距随输送方向不断减小， 两端螺距之比为 4 : 1。 本实施例其余结 构与实施例 1相同。
当待燃烧的生物质燃料为竹屑、 木屑、 秸秆等时， 如果采用等螺距的进料 绞龙， 由于燃料较为松散， 燃料输送过程中存在较大的间隙， 燃烧室中的烟气 容易从间隙中溢出，且由于燃料中夹杂空气， 燃料容易在燃烧室进料口被引燃， 并一直燃烧到加料斗处， 造成严重后果， 所以当采用此类松散的燃料时， 在输 送过程中对燃料进行压缩， 使燃料结构更紧密， 同时尽量排出夹杂在燃料间隙 中的空气， 避免燃料被引燃， 同时避免烟气从空隙中溢出。
本实施例的工作过程与实施例 1相同。
实施例 4: 一种燃烧室外延的生物质能源燃烧器， 如图 8所示。 进料绞龙 8的末端连接有一个同轴转动的拨叉 25， 拨叉 25右端连接进料绞龙 8的转轴 中心、 左端分叉成两根平行的拨杆， 拨杆之间的距离大于进料绞龙 8的直径， 拨杆位于出炭槽的正上方， 用于将堆积过高的燃料打散推平。 燃烧室 11 的左 端面开口为出风口， 出风口处连接有延长筒 23，延长筒 23为横卧的柱形壳体， 延长筒 23 的左端开放、 右端与出风口连接处的环周上均匀开设有一圈 补风口 24。 本实施例的其他结构与实施例 1的结构相同。
本装置工作时， 生物质燃料从加料斗加入， 由进料绞龙输送到燃烧室中， 并通过拨叉将生物质燃料打散推平， 避免生物质燃料单侧堆积或堆积过高， 生 物质燃料在燃烧室底部布风板的出炭槽位置堆 积， 用点火装置点火燃烧， 同时 风机吹入的风量经过配风室配风，一部分助燃 风从主风口进入燃烧室形成一次 进风， 另一部分助燃风从布风孔中进入燃烧室形成二 次进风， 两次进风风向不 同， 燃烧室内形成紊流， 助燃风与生物质燃料接触时间更长、 接触面更大， 助 燃效果好， 燃烧产生的热量被助燃风吸收后形成热风从燃 烧室左侧的出风口吹 出， 从轴线方向进入延长筒， 热风在补风口内侧切向告诉流过， 形成负压， 将 外界空气吸入对助燃风进行补充， 并在延长筒中有充分空间燃烧， 使热风带出 的烟气再次燃烧， 消除烟气， 吹出的热风更加清洁， 热风可以用来干燥、加热、 生活取暖等。 当燃烧一段时候后， 出炭绞龙开始工作， 将燃烧底物输出， 出炭 绞龙输送的过程中螺距不断缩小， 对燃烧底物进行压缩， 消除燃烧底物之间的 空隙， 排出混杂在燃烧底物中的空气， 使燃烧底物处于高温、 高压、 隔绝空气 的环境下进一步炭化， 提高出炭口处的燃烧底物的含炭量。 同时输送压缩过程 中将出炭绞龙空隙填满， 防止燃烧室的烟气从出炭绞龙空隙溢出， 更加环保和 安全。 此时根据风量配比的计算， 根据出炭量与加料量之间的关系， 调节进料 绞龙和出炭绞龙的转速比， 实现持续进料和出炭。 燃烧底物中的炭可以用来制 造肥料来改善土壤结构， 也可以用来制造活性炭等多种产品。