一种直热式生物质热风机的制作方法

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种直热式生物质热风机。

背景技术：

热风机在农业应用中较为广泛，可以用于温室增温、药材、谷物干燥或食品干燥等。传统的以煤或柴油为主要燃料的热风机会产生一系列有害气体，不仅对谷物、药材、食品等烘干物产生毒性物质，还会在工作过程中危害人体健康以及污染环境，同时，传统的以煤或柴油为主要燃料的热风机能源消耗大，生产成本较高。与传统的煤或柴油等燃料相比，生物质燃料是一种分布广泛的可再生能源，数量巨大，价格便宜，替代煤或石油等传统型能源应用在热风机上则成为可能。

传统的生物质热风机一般由燃烧炉、鼓风机组成，生物质燃料在燃烧炉内燃烧，燃烧的热空气与鼓风机产生的气流形成热气流并通过管道传送出；然而传送出的热气流由于其内附带有较多的火星及灰尘，热空气不清洁，因此热气流质量不高，利用率较低，而且火星还容易成为安全隐患。

公开号为cn204574474u的专利文献公开了一种生物质热风机，该热风机包括壳体、炉膛、进料漏斗、螺旋进料器、风室、除尘室和热交换机等，从炉膛内的热空气与鼓风机产生的气流融合成热气流并经过除尘室除尘后形成热风。实践中，该生物质热风机具有以下缺点：（一）、产生的热空气还是带有一定量的灰尘，容易夹杂在谷物等烘干物质中，热气流质量不高，热能利用率较低；（二）、炉膛以及导热管内容易堆积灰尘，且灰尘不易清理，长时间堆积的灰尘不仅容易堵塞管道，产生回火的现象，降低了热效率，还容易吸附在炉膛、导热管以及其他部件的内壁上，造成炉膛内壁或导热管等材料腐蚀，进一步造成安全隐患；（三）、对添加的生物质燃料、热空气的温度不易控制，自动化程度不高，可靠性降低；因此如何通过热风机生产灰尘含量较少的热空气、并对生产出来的热空气进行进一步除尘以及提高热风机的自动化程度是目前生物质热风机研发过程中需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明是在现有技术的基础上进行改进，提供了一种结构简单、自动化程度高的直热式生物质热风机，产生的热空气灰尘含量少，解决了炉膛以及导热管内容易堆积灰尘，容易堵塞管道，产生回火以及腐蚀炉膛内壁或导热管等材料的问题，产生的热空气质量高，热能利用率高。

本发明的技术方案如下：

一种直热式生物质热风机，包括有箱体，箱体内设置的隔板将箱体内腔分隔为燃烧室以及分离室，燃烧室通过风孔与分离室连通,燃烧室内设置有生物质燃烧机，分离室内设置有散热分离器；生物质燃烧机包括有定位安装在燃烧室内前端部的燃烧炉、定位安装在燃烧室内中后端部且其进料管道与燃烧炉内部连通的螺旋进料器以及定位安装在燃烧室内且其下端与进料管道连通的进料漏斗；散热分离器包括有定位安装在分离室内中下部且通过导热管与燃烧炉内部连通的散热器、定位安装在分离室内中部且通过第一散热管道与散热器后端部连通的分离器以及定位安装在分离室内上部且分别与分离器内、分离室连通的除尘器；箱体侧壁上靠近燃烧炉的位置以及箱体侧壁上靠近散热器的位置均开设有进气风孔，箱体顶部面且靠近进料漏斗的开口位置开设有进料孔，箱体顶部面上还设置有连通分离室的热气出管。

进一步地，燃烧炉包括呈圆筒形的外壳和料筒，料筒上部从外壳底部上开设的开孔嵌入至外壳内，料筒下部位于外壳底部外；料筒内部设置的炉桥将料筒内部分隔成炉膛和主风室，料筒筒壁和料筒顶部面上设置的隔板将外壳内部腔室分隔成呈环形的辅风室和第三风室；主风室通过炉桥上开设的气孔与炉膛连通，辅风室通过料筒筒壁上开设的气孔与炉膛连通；特别地，辅风室为一种环形风道，能够促使进入辅风室的氧气流环绕在料筒外壁的旋风进入料筒内部。

进一步地，导热管包括有导热外管和同轴设置在导热外管内部的导热内管，导热外管一端连接在外壳侧壁中上部，而另一端连接在散热器轴向外表面前端部，导热内管一端连接在料筒侧壁并与料筒内部连通，而另一端与散热器内部连通，导热内管的另一端部与导热外管之间设置有隔环，隔环、导热外管与导热内管之间形成有环形风道，该环形风道通过外壳侧壁中上部的开口与第三风室连通，还通过导热内管管壁上的气孔与导热内管内部连通；特别地，从第三风室进入该环形风道的氧气流环绕导热内管并进入导热内管内，加速导热内管内的热气流进入散热器。

进一步地，散热器呈圆筒形，前后方向安装在分离室内，其外表面上布置有多个散热片，其轴向内表面开设有多个出灰口，散热器通过出灰口连接有出灰管。

进一步地，生物质燃烧机还包括定位安装在燃烧室内后端中部的供风装置，该供风装置包括有风箱、与风箱连通的鼓风机、第一供风管道、第二供风管道、第三供风管道、第四供风管道以及散热鼓风机，第一供风管道将风箱与主风室相连通，第二供风管道将风箱与辅风室相连通，第三供风管道将风箱与第三风室相连通，第四供风管道将风箱与螺旋进料器的进料管道相连通；散热鼓风机连接有第四散热管道，第四散热管道的出风口与散热器相对应。其中，散热鼓风机通过第四散热管道对应散热器，不仅能够加速散热器的散热效率，而且能够促进分离室内热空气的流动，形成热气流，促使热气流加速上升并通过热气出管排出。

进一步地，分离器包括第一分离器、第二分离器、第一散热管道、第二散热管道和第三散热管道，第一散热管道将散热器内腔与第一分离器内腔连通，第二散热管道将第一分离器内腔与第二分离器内腔前端连通。

进一步地，第一分离器呈前后方向布置在散热器上方，其包括有第一分离外筒以及同轴安装在第一分离外筒内腔的第一分离内筒；第一分离内筒后端固定在第一分离外筒内腔底部面上，且第一分离内筒长度短于第一分离外筒长度，第一分离内筒与第一分离外筒之间形成第二环形腔；第一散热管道将第二环形腔与散热器内腔连通；第一分离外筒轴向内表面开设有多个出灰口，第一分离外筒通过出灰口连接有出灰管。

进一步地，第二分离器呈前后方向布置在散热器上方，其包括有第二分离外筒以及同轴安装在第二分离外筒内腔的第二分离内筒；第二分离内筒后端固定在第二分离外筒内腔底部面上，且第二分离内筒长度短于第二分离外筒长度，第二分离内筒与第二分离外筒之间形成第三环形腔；第二散热管道将第三环形腔与第一分离内筒内部连通；第二分离外筒轴向内表面开设有多个出灰口，第二分离外筒通过出灰口连接有出灰管。

进一步地，除尘器为一方形盒体，连接在除尘器内腔两平行侧壁之间的第二隔板将除尘器内腔分隔成除尘室和气流缓冲室，除尘室和气流缓冲室之间通过第二隔板上方的通风口连通；除尘室底部设置有除尘网，除尘器内腔通过除尘网与分离室连通，气流缓冲室通过第三散热管道与第二分离内筒后端连通。

进一步地，箱体外壁上还设置有用于控制鼓风机开与关、散热鼓风机开与关、螺旋进料器开与关的plc控制台。

本发明所述的直热式生物质热风机的工作原理：

生物质燃料从进料口进入箱体内部的进料漏斗，然后进入螺旋进料机并由螺旋进料机推送至燃烧炉内的炉膛内燃烧；外部冷空气经箱体侧壁上靠近燃烧炉的位置的进气风孔进入燃烧室对燃烧室内的燃烧炉进行风冷并形成第一道热气流；燃烧炉燃烧产生的热气流由导热管依次进入散热器，初步进行大颗粒灰尘、火星等杂质的清除以及通过散热器对外进行散热，外部冷空气经箱体侧壁上靠近散热器的位置开设的进气风孔进入的冷空气对散热器进行风冷并形成第二道热气流；燃烧炉产生的热气流经过散热器后，依次进入第一分离器和第二分离器进行除尘及散热，最后经进入除尘室，通过除尘室内的除尘网除尘，并通过除尘网回流至分离室内形成回流的第三道热气流；第一道热气流、第二道热气流与第三道热气流混合后经热气出管流出并加以利用。

本发明所述的直热式生物质热风机具体包括以下四个过程：

生物质燃料燃烧：生物质燃料燃烧主要在炉膛内进行；生物质燃料通过进料漏斗、螺旋进料器进入燃烧炉内的炉膛（料筒内部）进行燃烧，同时，供风装置通过第一供氧管道对主风室进行供氧，通过第二供氧管道对辅风室进行供氧，通过第三供氧管道对第三风室进行供氧，通过第四供养管道对螺旋进料器的进料管道内进行供氧，来自于主风室、辅风室以及螺旋进料器内的进料管道中的氧气共同进入炉膛，不仅能加速炉膛内的生物质燃料燃烧，而且还在料筒内腔壁与燃烧火焰之间形成氧气保护层，防止燃烧火焰触及料筒内腔壁，有助于提高料筒使用寿命；燃烧产生的大量灰尘则通过通风孔进入主风室内并由出灰口排出，燃烧产生的热气流通过导热管进入散热器；同时，外部冷空气经箱体侧壁上靠近燃烧炉的位置的进气风孔进入燃烧室对燃烧室内的燃烧炉进行风冷并形成第一道热气流，在燃烧室内形成的第一道热气流经风孔由燃烧室进入分离室。

一级散热除尘：热气流进入散热器后，最后进入散热器中的热气流通过第一散热管道进入分离器；其中，散热器将热气流中的热能通过其表面散发出来，外部冷空气经箱体侧壁上靠近散热器的位置开设的进气风孔进入的冷空气对散热器进行风冷并形成第二道热气流；同时，进入散热器中的热气流中的火星、大颗粒灰尘等杂质在散热器中沉淀，并由散热器底端部的出灰口进入出灰管，并最终由出灰管排出。

二级散热除尘：通过第一散热管道进入第一分离器的热气流，首先进入第一分离外筒与第一分离内筒之间的环形腔，热气流环绕第一分离内筒形成旋风气流，最后在第一分离外筒内部前端进入第一分离内筒内，并第一分离内筒内部后端通过第二散热管道进入第二分离器中；在第一分离器中，从热气流中分离出的小颗粒灰尘从第一分离外筒轴向内表面开设的出灰口进入出灰管，并最终由出灰管排出。

通过第二散热管道进入第二分离器的热气流，首先进入第二分离外筒与第二分离内筒之间的环形腔，热气流环绕第二分离内筒形成旋风气流，最后在第二分离外筒内部前端进入第二分离内筒内，并第二分离内筒内部后端通过第三散热管道进入除尘器中；在第二分离器中，从热气流中分离出的小颗粒灰尘从第二分离外筒轴向内表面开设的出灰口进入出灰管，并最终由出灰管排出。

三级散热除尘：通过第三散热管道进入除尘器的热气流，首先进入气流缓冲室，然后通过第二隔板上方的通风口进入除尘室，在除尘室内的热气流通过其底部设置的除尘网筛出微尘颗粒的同时，形成第三道热气流回流至分离室内。

来自于燃烧炉的热气流在经过一级散热除尘、二级散热除尘、三级散热除尘过程中，热空气内蕴含的大部分热量分别通过散热器、第一分离器和第二分离器传热至分离室内；在散热过程中，来自于靠近燃烧炉的箱体侧壁进气风孔的冷空气流以及靠近散热器的箱体侧壁进气风孔的冷空气流，在经过散热器和燃烧炉时形成第一道热气流和第二道热气流；由燃烧炉产生的热气流经过一级散热除尘、二级散热除尘、三级散热除尘后回流至分离室内形成的第三道热气流，与第一道热气流和第二道热气流混合后由热气出管排出并加以利用，能够对谷物等纯净度要求较低的待烘干物质进行烘干，烘干效果好。

本发明的有益效果：

1.本发明通过供风装置通过第一供氧管道对主风室进行供氧，通过第二供氧管道对辅风室进行供氧，通过第三供氧管道对第三风室进行供氧，通过第四供养管道对螺旋进料器的进料管道内进行供氧，来自于主风室、辅风室以及螺旋进料器内的进料管道中的氧气共同进入炉膛，不仅能保证炉膛内的生物质燃料充分燃烧，燃烧装填为无烟状态燃烧，而且还在料筒内腔壁与燃烧火焰之间形成氧气保护层，防止燃烧火焰触及料筒内腔壁，有助于提高料筒使用寿命。

2.与现有技术相比，本发明中燃烧炉和导热管的结构设计，解决了现有技术中的炉膛以及导热管内容易堆积灰尘，容易堵塞管道，产生回火以及腐蚀炉膛内壁或导热管等材料的问题。

3.本发明通过四级散热除尘，能够将热气流中的火星、灰尘等杂质大部分除去，具有较好的除尘效果，最后由废气排出管排出的气流所包含的粉尘较少，产生的热空气质量高。

4.本发明通过四级散热除尘，来自于燃烧炉的热气流在经过一级散热除尘、二级散热除尘、三级散热除尘过程中，热空气内蕴含的大部分热量分别通过散热器、第一分离器和第二分离器传热至分离室内；在散热过程中，来自于靠近燃烧炉的箱体侧壁进气风孔的冷空气流以及靠近散热器的箱体侧壁进气风孔的冷空气流，在经过散热器和燃烧炉时形成第一道热气流和第二道热气流；由燃烧炉产生的热气流经过一级散热除尘、二级散热除尘、三级散热除尘后回流至分离室内形成的第三道热气流，与第一道热气流和第二道热气流混合后由热气出管排出并加以利用，能够对谷物等纯净度要求较低的待烘干物质进行烘干，热能利用率达到95%以上，热能利用率高，烘干效果好。

5.本发明通过plc控制台控制供风装置、螺旋进料器以及散热鼓风机，实现自动进料、自动恒温和定时关机，自动化程度较高，可靠性高。

6.本发明结构简单，操作简便，易于大规模推广和使用。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明所述的直热式生物质热风机的立体图一；

图2是本发明所述的直热式生物质热风机的立体图二；

图3是本发明所述的直热式生物质热风机的立体图三；

图4是本发明所述的直热式生物质热风机的立体图四；

图5是本发明所述的直热式生物质热风机的主视图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的右视图；

图8是图5的俯视图；

图9是图5中aa线的剖视图；

图10是图7中bb线的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1至图10，一种直热式生物质热风机，包括有箱体1，箱体1内设置的隔板2将箱体内腔分隔为燃烧室3以及分离室4，燃烧室3通过风孔5与分离室4连通,燃烧室3内设置有生物质燃烧机，分离室4内设置有散热分离器；箱体1侧壁上靠近燃烧炉6的位置以及箱体1侧壁上靠近散热器11的位置均开设有进气风孔15，箱体1顶部面且靠近进料漏斗9的开口位置开设有进料孔16，箱体1顶部面上还设置有连通分离室4的热气出管17；箱体1外壁上还设置有用于控制鼓风机18-2开与关、散热鼓风机18-7开与关、螺旋进料器8开与关的plc控制台19。

生物质燃烧机包括有定位安装在燃烧室3内前端部的燃烧炉6、定位安装在燃烧室3内中后端部且其进料管道7与燃烧炉6内部连通的螺旋进料器8、定位安装在燃烧室3内且其下端与进料管道7连通的进料漏斗9以及定位安装在燃烧室3内后端中部的供风装置。

燃烧炉6包括呈圆筒形的外壳6-2和料筒6-3，料筒6-3上部从外壳6-2底部上开设的开孔嵌入至外壳6-2内，料筒6-3下部位于外壳6-2底部外；料筒6-3内部设置的炉桥6-4将料筒6-3内部分隔成炉膛6-5和主风室6-6，料筒6-3筒壁和料筒6-3顶部面上设置的隔板6-7将外壳6-2内部腔室分隔成呈环形的辅风室6-8和第三风室6-9；主风室6-6通过炉桥6-4上开设的气孔6-10与炉膛6-5连通，辅风室6-8通过料筒6-3筒壁上开设的气孔6-10与炉膛6-5连通。

供风装置包括有风箱18-1、与风箱18-1连通的鼓风机18-2、第一供风管道18-3、第二供风管道18-4、第三供风管道18-5、第四供风管道18-6以及散热鼓风机18-7，第一供风管道18-3将风箱18-1与主风室6-6相连通，第二供风管道18-4将风箱18-1与辅风室6-8相连通，第三供风管道18-5将风箱18-1与第三风室6-9相连通，第四供风管道将风箱18-1与螺旋进料器8的进料管道8-1相连通；散热鼓风机18-7连接有第四散热管道18-8，第四散热管道18-8的出风口与散热器11相对应。

导热管10包括有导热外管10-1和同轴设置在导热外管10-1内部的导热内管10-2，导热外管10-1一端连接在外壳6-2侧壁中上部，而另一端连接在散热器11轴向外表面前端部，导热内管10-2一端连接在料筒6-3侧壁并与料筒6-3内部连通，而另一端与散热器11内部连通，导热内管10-2的另一端部与导热外管10-1之间设置有隔环10-3，隔环10-3、导热外管10-1与导热内管10-2之间形成有环形风道10-4，该环形风道10-4通过外壳6-2侧壁中上部的开口10-5与第三风室6-9连通，还通过导热内管10-2管壁上的气孔6-10与导热内管10-2内部连通。

散热分离器包括有定位安装在分离室4内中下部且通过导热管10与燃烧炉6内部连通的散热器11、定位安装在分离室4内中部且通过第一散热管道13-3与散热器11后端部连通的分离器13以及定位安装在分离室4内上部且分别与分离器13内、分离室4连通的除尘器14。

散热器11呈圆筒形，前后方向安装在分离室4内，其外表面上布置有多个散热片11-1，其轴向内表面开设有多个出灰口11-2，散热器11通过出灰口11-2连接有出灰管19。

分离器13包括第一分离器13-1、第二分离器13-2、第一散热管道13-3、第二散热管道13-4和第三散热管道13-11，第一散热管道13-3将散热器11内腔与第一分离器13-1内腔连通，第二散热管道13-4将第一分离器13-1内腔与第二分离器13-2内腔前端连通。

第一分离器13-1呈前后方向布置在散热器11上方，其包括有第一分离外筒13-5以及同轴安装在第一分离外筒13-5内腔的第一分离内筒13-6；第一分离内筒13-6后端固定在第一分离外筒13-5内腔底部面上，且第一分离内筒13-6长度短于第一分离外筒13-5长度，第一分离内筒13-6与第一分离外筒13-5之间形成第二环形腔13-7；第一散热管道13-3将第二环形腔13-7与散热器11内腔连通；第一分离外筒13-5轴向内表面开设有多个出灰口11-2，第一分离外筒13-5通过出灰口11-2连接有出灰管19。

第二分离器13-2呈前后方向布置在散热器11上方，其包括有第二分离外筒13-8以及同轴安装在第二分离外筒13-8内腔的第二分离内筒13-9；第二分离内筒13-9后端固定在第二分离外筒13-8内腔底部面上，且第二分离内筒13-9长度短于第二分离外筒13-8长度，第二分离内筒13-9与第二分离外筒13-8之间形成第三环形腔13-10；第二散热管道13-4将第三环形腔13-10与第一分离内筒13-6内部连通；第二分离外筒13-8轴向内表面开设有多个出灰口11-2，第二分离外筒13-8通过出灰口11-2连接有出灰管19。

除尘器14为一方形盒体，连接在除尘器14内腔两平行侧壁之间的第二隔板14-1将除尘器14内腔分隔成除尘室14-2和气流缓冲室14-3，除尘室14-2和气流缓冲室14-3之间通过第二隔板上方的通风口14-5连通；除尘室14-2底部设置有除尘网14-4，除尘器14内腔通过除尘网14-1与分离室4连通，气流缓冲室14-3通过第三散热管道13-11与第二分离内筒13-9后端连通。