专利名称：一种生物质能源燃烧器的制作方法
技术领域：
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。
背景技术：
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扣，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 将出炭绞龙用作出灰。 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，布风板上均勻分布有凸包，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。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。
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。
具体实施例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，两端的螺距比例为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7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。
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缩小。
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6或7所述的一种生物质能源燃烧器，其特征在于布风板上均勻分 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。
9.根据权利要求6或7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。
10.根据权利要求1或2或3或6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。
全文摘要
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，解决了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。它包括燃烧室，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缩小。本发明能在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。
文档编号F23L5/00GK102072482SQ20101022519
公开日2011年5月25日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者杜克镛, 罗伯特·弗拉纳根, 钟哲科 申请人:杜克镛, 罗伯特·弗拉纳根, 钟哲科