带高温分解气化器的取暖炉的制作方法

专利名称：带高温分解气化器的取暖炉的制作方法
一般说来，本发明涉及居室和小单位的取暖装置，更具体地说，是涉及一种带高温分解气化器的取暖炉。气化器运行时，输入的生物物质产生可燃气体，然后将可燃气体在加热炉中燃烧。
一般说来，用炉子使房间升温，供住所和单位取暖是人所共知的。这种取暖装置通常是指烧木头的炉子，可以有各种各样的结构和设计。它们可以是一个实际炉子一样的装置，或是一个壁炉炉芯，通常被置于住所内或其它要加热的区域内。这些炉子通常烧一般的木头或制成球(块)状的燃料。这种球(块)状燃料可以用包括锯屑、刨花、杂草等各种不同的生物物质制备。在这种木柴炉里，燃料实际上是在炉内一个单独的炉膛或燃烧室里燃烧的。
这种生物物质燃料，包括制成球(块)状的在内已采用气化器技术。应用气化器技术，输入的生物物质燃料可以产生可燃气体和碳。一般说来，气化器技术所包含的是高温分解还原过程，它基本上是一种把选用的生物物质在没有火焰的情况下的化学还原。高温分解通常是一种由选用的输入材料产生可燃气体的可控制的、较有效的工艺过程，申请人为Chittick的美国专利NO.4，421，524和Fetters等人的美国专利NO.4，530，702公开了高温分解气化器，这里把有关内容引作参考。
输入球(块)状生物物质的高温分解气化器，用作取暖炉系统的一部分，似乎具有某些优点，但是迄今为止，这种组合还不是特别切合实际的，因为缺少一个恒温箱对组合装置的运行进行自动控制。显然一个高温分解气化器能接纳输入的各种各样材料，但它以前最初是用于在稳态运行的基础上产生较大量的可燃气体，特别是供动力方面的应用。通常需要一个操作员定期监视气化器的运行。特别是对其需求量有变化的这类系统，需要一个熟练的操作员进行定期观察。
因此，无法自动控制高温分解气化器以满足需求量的变化，使这种气化器在房间升温取暖等的应用中受到了很大阻碍。本发明致力于解决这些问题。在最佳实施方案中提供了一个实用的、由恒温箱控制的使用高温分解气化器并能适应需求量变化的取暖装置。
本发明包含一个还原输入的生物物质，以产生可燃气体和木炭的气化器装置;一个燃烧气化器所产生的可燃气体的装置;还备有通过气化器抽气以还原输入的材料以及用于将气化器装置产生的可燃气体送往燃烧室进行燃烧的装置。本发明还包含加料装置，当气化器内所装的生物物质的装料高度降到予定高度以下时，它自动向气化器添加生物物质。另外还备有点火装置，当系统的恒温箱从断开状态变为接通状态时，它自动点燃气化器内的物质，通常是现存的木炭。该系统还进一步备有自动控制气化器内木炭堆积高度的装置及当恒温箱处于断开状态，且输入的生物物质已经基本上全部还原成木炭时，自动终止气化器运行的装置。


图1的正视图是本发明的取暖炉系统的部分剖视图，不包括示于图3的炉子燃烧室部分。
图2的正视图更详细地表示了图1中本发明的主阀部分。
图3是本发明的炉子燃烧室部分的立体视图。
图4是一个正视图，表示了图1中本发明某一部分的另一种实施方案。
图5是一个方框图，表示了本发明的系统控制流程。
参照图1，本发明总的来说是关于一个取暖炉系统，按最佳实施方案的形式，它主要适合于住所、小单位一类的房间升温，其中包含一个用于产生可燃气和碳的高温分解气化器，该燃气和碳又被送到系统的位于壁炉炉芯或通常的木柴炉套中的燃烧室部分。
通常，本发明的取暖炉系统包含一个燃料装料斗10;一个高温分解气化器12;一个燃料推进加料器14;一个打开空气和燃料进入高温分解气化器12通路的主阀16;以及一个位于高温分解气化器底部的风机，它把高温分解气化器12产生的可燃气体，如希望的话，也可把气化器产生的碳送入如图3所示的炉子燃烧室中。
虽然不是必须，但通常都把上述装置放在要取暖的住所或其它建筑物外面，用管道从气化器伸入住所内的炉子里或壁炉炉芯中。风机18把可燃气体和碳从气化器送到位于炉子里或壁炉炉芯内的燃烧室中。这个系统的控制流程示于图5，它通过一个操作员在恒温箱设定希望的温度，就可使图1所示的装置自动运行。
现在专门说明图1。在图示的实施方案中，燃料装料斗10是一个相当大的漏斗状部件，在图示实施方案中，其截面为矩形，大约有36英吋高，其顶部的边长大约为24英吋。图示实施方案中的装料斗10用钢材制做。装料斗10的上端部有一段截面不变，从上端部至下端部11形成锥形。在下端部11的近旁是一个开口22，在图示实施方案中，它是一个边长4英吋的矩形开口。
装料斗从开口22的边缘向外延伸形成短段24，它伸入推进加料器14中，该加料器14包含一个管状体26和一个能延长壳体26长度的螺旋状常规推进加料器(图中未示出)。螺旋状推进加料器由马达30驱动，经由链条31连接到螺旋状推进加料器的底部。在图示实施方案中，推进加料器壳体26的直径约为4英吋，大体上靠近图示装料斗10的锥形部分向上延伸，其最高点要比燃料装料斗的上顶边稍低，在该处与装料斗的侧壁相距数英吋。
推进加料器的壳体26在盖在其上端27上的罩34处终止，并形成从推进加料器壳体26的上端部向下延伸的输送管。罩34伸入向下倾斜的短槽35里，短槽35的上表面开口并从燃料装料斗10延伸到一根垂直的定向入口管38里面。入口管38位于气化器12的上端盖37的中央并通向气化器内部。
入口管38里面放置一个垂直方向可移动的主阀39。主阀39由一个开闭马达(shuttermotor)40和相连的连接连杆加以控制。后面将对主阀、开闭马达和连接连杆作更详细的说明。
气化器12的结构和运行是常规的，它包含一个不锈钢的圆柱形内腔室42，在图示实施方案中它的直径约为8英吋，高度约为16英吋。腔室42在其下端是开口的，其顶部除入口管38外被盖子37封闭。从靠近腔室42的下端向外延伸，有一个下部围板室44，它的直径约为12英吋，它从一个高于腔室42下部边缘43，若干英吋的上部水平表面，垂直沿伸到一个比腔室42的下部边缘43低10英吋的下部水平表面，并在其中央有一个直径约为5英吋的开孔45。
放在下部围板室44里的是一个伸展到腔室42的下部边缘43下面的锥形部件46。锥形部件46的上端有一段直径不变，比腔室42的直径要大些。在图示实施方案中，其直径大约为10英吋。锥形部件46的底部是一个开口，开口处放了一个常规的星形阀48。星形阀48两边由青铜轴瓦支承，已发现这会增加装置的寿命。部件46的顶部边缘与围板室44的上部内表面相连。但沿部件46的顶部边缘，其外围有以一定间隔(如90°)切割掉的部分51，以便可燃气体从此通过。另一种做法是，可在靠近部件46的上部边缘处，沿其外围开一系列开口，这样，部件46的直筒部分49就相应处在腔室42和围板室44的垂直壁之间。
这样就有了可燃气体的通路，它从腔室42的下端边缘43周围扩展开，然后在腔室42和输送槽46的顶部49之间向上，经由在部件46的上部边缘内的切割部分51向外，再在围板室44和部件46之间向下，然后向下并经开口45离开围板室44。
一个绝热套47围绕腔室42和围板室44的一部分。绝热套47的直径为15英吋，高度为16英吋。在绝热套47与腔室42及围板室44之间的空隙内垫充陶瓷棉或与其类似的材料。
气化器运行时，认为点火之前气化器内已有一层木炭或碳。木炭层基本上将锥形部件46充满，并向上延伸到腔室42里面一定距离。在木炭层点着以后，靠近木炭层的上端建立了一个高温分解还原区域。在高温分解区内，后来输入的燃料球(块)，基本上被还原成可燃气体和木炭。如前所述，可燃气体引到气化器外面，而木炭向下移动成为木炭层的一部分。在锥形部件46的下端，木炭成为小碳粒，通过星形阀48的动作将其排出气化器外。
气化器包含第一热电偶50，第二热电偶52，以及一个电眼结构53(图2)。第一热电偶50位于腔室42的侧壁，并稍稍伸入到腔室里面。它的位置稍高于气化器12运行期间木炭层上建立的高温分解区。第二热电偶52位于腔室42的盖板37处，并伸入到腔室42内燃料层上表面与盖板37之间的内部空间。
电眼结构53位于腔室42的壁上稍高于第一热电偶50的位置。电眼包含一个红外光发射部分，诸如放在腔室42一边的发光二极管(LED);并包含一个探测器部分，诸如放在腔室42另一边的红外探测器。在图示实施方案中，电眼结构53是安装在与热电偶50成90°的侧面。
电眼53工作时，发射一束红外光穿过腔室42内部，如果腔室42内的燃料层表面足够低，使得发光二极管和探测器均露出来，则红外光将被探测到。后面将结合对装置运行的说明，对热电偶50，52，以及电眼53作更详细的讨论。
从围板室44的下端往下延伸有一个风机18。它包含一个外壳60，外壳60里面装了水平旋转的风扇62。风机18包含一个水平伸展的出口管嘴64，它往下成锥形收口为一根在图示实施方案中其直径约为2英吋的环形管65。环形管65连接到炉子或壁炉炉芯里的燃烧室，如图3所示。
风扇62被安装在中心风机轴66的顶端，该轴垂直向下穿过风机外壳60下表面上的孔，轴66的直径约为1英吋，并伸展到风机外壳下约15英吋，并且在图示实施方案中用钢制造。靠近中心轴66的下端有一个水平的皮带轮68。风机马达70通过皮带72带动皮带轮68，使轴66高速旋转。
顺着轴66向上，以间隔开的距离配置了两个轴承74和76。它们安装在垂直的板上(未示出)，并且为风机能长期可靠地运行提供了必须的支承。密封78使外壳60和中心轴66之间成为一个整体。在顶部轴承76与密封78之间的中心轴66上，固定一组风扇叶片80，风扇叶片为浆状，与水平面大约成45°倾斜。马达70使轴旋转，从而导致轴66周围的空气运动以防止过热。
促进风机的冷却的另一特点是，轴66从其下端69开始向上至风扇叶片和顶部轴承之间的一点是空心的。在该点处，空心部分穿过轴的侧面。已发现上述风机可延长运行时间周期而不会过热。
上述结构运行时，气化器出口处的可燃气体和碳进入风机壳60内。再由风扇62将它们从风机壳体60，经由出口管嘴64，并经由环形管65，排到炉子的燃烧室去。
现在参看图3。图3中示出本发明使用的炉子燃烧室。在图示实施方案中，燃烧室90包含一个圆环结构或圆环，它有一个弯曲的垂直外壁97，一个平顶板96和一个平底板98。板96和板98每块都有一个中心孔。通常，燃烧室用1/8英吋厚的钢板制造。在图示实施方案中，燃烧室的外径为16英吋。在顶板和底板上的孔的直径为6英吋，并且系对准的。因此燃烧室在其顶表面和底表面的中央与大气相通。
燃料管100穿过壁97伸入燃烧室90里面。在图示实施方案中，燃料管100顺着一条与外壁相切的通路进入燃烧室。从而从管道100进入燃烧室的气体在进入燃烧室时，趋向于与燃烧室内存在的环形气流相一致。因而趋向于沿着燃烧室的环形内部结构，绕燃烧室内部运动。
如实施方案所示，有一条供气管102在燃料管100正下方并与之平行，并以同样的方式进入燃烧室，即与外壁97相切。管道102与管道100一样，直径为1 1/2 英吋。两条管道也可以有不同的尺寸。如果碳和可燃气体同时经燃料管100被送到燃烧室里，则必须有一条空气管道102，将空气送到燃烧室中去。通常，送到燃烧室中去的空气是可燃气体量的3～4倍，这是由燃烧室风机105完成的。燃烧室的结构应当像图中所示的一样，使得碳在燃烧室内保持运动。为了使所有的碳都被烧掉，采取下列两项措施相结合(1)借助燃烧室的结构，并借助外加空气的通路和容积，使得碳保持运动。(2)燃烧室内保持相当数量的氧气流。如图所示，有一个火花点火器103通过管道102伸到燃烧室里面，为燃烧室提供所需的点火。虽然点火器应当在空气和可燃气体会合点火，但点火器103也可以用不同方式安装。
然而，如果燃烧室内只使用可燃气体，而不使用碳，则不必通过管道102补充空气。
把碳与可燃气体一起送往燃烧室，提供了一种有趣的视觉效果。由于碳粒与可燃气体围绕燃烧室打旋涡，至少有一部分碳粒会通过中央的孔脱离燃烧室，从而在燃烧室周围给人以一种非同寻常的“烟火”效应。
图2更详细地表示本发明的主阀部分。主阀包含一个标准的开闭马达40;第一臂106，其一端装在开闭马达输出轴108上，开闭马达运行时趋向于使第一臂106保持在大约向下倾斜30～45°角的同样位置;第二臂110，其一端与第一臂106枢轴连接并从第一臂106垂直向上延伸。第二臂110的另一端被连接到驱动臂112的一端113。驱动臂112绕装在撑臂116上的中心枢轴114旋转。撑臂116从腔室42的上部边角以45°角向上伸展。
驱动臂112的另一端118有一个狭探针119，它由此向外延伸并穿过位于腔室42顶部的入口管38侧面上的垂直槽120。探针119伸入主阀39的一个孔中。主阀39与入口管38的垂直内表面处于密封关系。
主阀39是这样布置的，即当驱动臂112处于图2实线表示的运行位置时，主阀的下表面126为燃料和空气槽35打开了入口管38侧面上的开口127，从而允许空气和燃料进入腔室42。当开闭马达处于关闭状态时，驱动臂112移到水平位置，主阀39借重力向下移动，一直到驱动臂几乎处于水平状态。这时主阀所处的位置，使得进入口管38的燃料和空气开口127被关闭。图2中的虚线表示开闭马达104断开时，阀门38和臂112、110及106所处的位置。
位于主阀39中央的是一根碳棒点火元件129，它的探针部分130向下伸展到腔室42的内部。探针130的下端被稍稍弯一角度，如图所示。当主阀位于最低位置时，探针130大约伸到腔室内9英吋，并伸进木炭层里面。点火元件129负责将气化器内的木炭层点燃。
运行时，向点火系统供电，并且开闭马达、风机马达以及在燃烧室中使用碳的情况下，燃烧室风机大体上在同一时间启动。开闭马达运行时，使主阀39慢慢提起，因而使得点火探针130提起，点火探针通过木炭层进行电弧放电。在主阀已提到它的最上位置时，木炭层已经被点燃，向点火元件的供电被切断。
图4表示有关气化器下端的另一种布置，包括风机的位置在内。如前所述，在图1和图2的实施方案中，风机装置，包括连接杆、轴承、马达、外部风扇等是直接位于气化器下面的，并且在其运行期间，碳和可燃气体两者均由风机接收并送到通向炉子燃烧室的环形管道65。
然而在图4的实施方案中，由气化器产生的碳是单独收集的，只有气化器产生的可燃气体被风机引到燃烧室内。在这种实施方案中，将一个壳体140连接到气化器下围板室44的下端部，基本上处在图1中风机所处的位置。壳体的直径约38英吋，高度约22英吋。壳体140有一个孔141，它联接到围板室44底部的孔上，这样，由气化器产生的可燃气体和碳向下移动到壳体140中。
风机装置142包含图1所示风机的所有部件，但在图4中仅作了原理性表示。它与壳体140借助一个从壳体一侧靠近其顶部向外延伸的细连接延长杆144沟通。基本上只有可燃气体可通过延长杆144，然后借助风机142排到燃烧室里去。碳被收集在壳体140内，从该壳体内，碳被定期地经由出口管153排走。
图5表示本发明的取暖炉的运行控制顺序。基本上由恒温箱150控制系统的运行。当恒温箱所处的环境温度低于温度定值时，恒温箱150进入运行状态，并启动一个15秒计时器152。计时器的输出加到一个光隔离器154上。该隔离器又连接到一个碳点火三端双向可控硅开关(triac)电路155和一个隔离变压器158。从变压器158送出的电流被加到碳点火探针130。点火探针130是点火系统129的随动部分并向下伸到气化器内的木炭层里面。
同时，当恒温箱150处于它的运行位置并且没有过载的停闭指示器(下面将作更详细的说明)时，停闭逻辑电路159、停闭锁存器电路(shutdownlatchcircuit)160、161和闭门电路162将处于这样一种状态，即启动信号被加到碳排放逻辑电路164、燃料球(块)供给逻辑门电路166和控制三端双向可控硅开关169的光隔离器168。该开关169的输出信号被加到风机马达70、开闭马达40和炉子燃烧室的点火器103，使得这三个设备启动运行。
当开闭马达40运转时，主阀39向上移动，并打开入口管的开口127，从而通过马达70驱动风机运转，把空气往下抽入木炭层。
在木炭层最初被探针130点燃以后，木炭层的温度将逐渐增加至运行温度，并使木炭层在整个气化器的横截面上被引燃。热电偶50的输出由一个直流放大器176放大。当热电偶50探测到温度达到300°F时，由一个比较运算放大器177指示，可靠地表明木炭层已经被完全点燃。如果15秒计时器152还没有自动关闭的话，它将停止运行并且向探针130的供电被切断。温度300°F可以设置在300±25°F的范围里。
如图1和图2所示，热电偶50位于气化器的侧面。从运算放大器177来的信号，将使燃料球(块)供给逻辑门166得到第二个启动信号。现在燃料球(块)供给电路和碳排放电路在认定气化器的特定运行状态之前两者全被启动运行，如下所述。
同时启动电眼系统，它包含一个由脉冲发生器181驱动的红外二极管发射器180;一个红外探测器182和脉冲探测器183。如前所述，二极管180和探测器182装在气化器腔室的壁上，位于设定的输入生物物质燃料层的最低高度处。
当探测器182收到一个红外光信号时，由脉冲探测器183将信号放大。从探测器183得到的信号将被加到燃料球(块)供给与门电路166，该电路166随即向光隔离器184输出一个信号。光隔离器184控制三端双向可控硅开关186，它随之启动燃料球(块)供给马达30(图1)。
当腔室42内的材料顶部低于电眼的高度时，当恒温箱处于运行状态时，当热电偶50探测到温度至少达到300°F时，以及当气化器不处在停闭状态时，从与门166将出现一个高平输出信号。如前所述，马达30将把生物物质制成的燃料球(块)，从燃料装料斗送到气化器，使得腔室42内有一“堆”末经反应的输入的生物物质，直到电眼系统的红外光通路被燃料球(块)的高度堵塞住为止。这一燃料球(块)供给过程，按需要可周期性启动，由电眼系统自动控制。
在正常运行时，由于在高温分解区内生物物质制成的燃料球(块)被还原，使木炭积累，腔室42内的高温分解区将渐趋升高。高温分解区的温度明显高于在其上面的由生物物质制成的燃料层的温度。到一定时刻，高温分解区将逼近热电偶50附近，这会使热电偶50探测到的温度显著地升高。当由运算放大器190确定，热电偶探测到的温度已达到1000°F(也可设定在1000±25°F范围内)时，放大器190的输出信号被加到碳排放与门电路164。由于与门电路164的其它两个输入信号也都是高信号，与门电路164将随即提供一个“高平”输出信号。当热电偶50探测到温度至少达到1000°F时，当恒温箱150处于运行状态时，以及当装置不处在停闭状态时，将出现这一状态。
与门164的输出信号被加到控制三端双向可控硅开关194的光隔离器192上，三端双向可控硅开关194的输出信号控制操作图1中的星形阀48的碳排放马达196。马达196移动星形阀，星形阀又使锥形部件46的底部处的碳移到风机装置。如前所述，在风机装置的碳，或者被送到燃烧室里，或者掉进一个单独壳体。马达196将连续运转以排除碳，直到木炭层(之后是高温分解区)下降足够高度，使热电偶50处的温度降至1000°F以下为止。由于部件46是锥形的，在其底部又只有一个星形阀，而且部件46的上面部分比腔室42的直径要大些，这三者结合的效果是使腔室42整个横截面上的木炭层平稳地下落。木炭层上没有一处的下落会比任何其它各处快些，这对气化器运行有利。
这一装置可以以两种方式之一停闭。当恒温箱150从其运行状态变为停闭状态时，例如当环境温度比温度定值高时，出现正常停闭。恒温箱产生的信号被加到选择器逻辑电路159，此后在热电偶50探测到1000°F温度之前不会出现任何情况。当出现这种情况时，电路159使停闭锁存器(shutdownlatch)160导通，这使得燃料球(块)供给电路166和碳排放与门电路164两者均停止运行。然而，由于风机仍把空气往下抽入气化器，气化器将继续运行。
由于在腔室42中形成燃料堆的、未经历化学反应的生物物质燃料球(块)，在高温分解区内被还原成可燃气体和碳，使得燃料堆上面的温度将会升高。使温度定在750±25°F的范围内，当通过比较运算放大器200确定位于腔室42顶部的热电偶52探测到的温度已达到750°F时，便产生一个信号使以前已启动的停闭锁存器160切换状态。这使停闭门电路162关闭，导致风机马达70，开闭马达40和炉子燃烧室的点火器103停止运行。由于没有空气可抽入气化器，从而使气化器关闭。通常这种情况当气化器42内的生物物质制成的燃料球(块)，经过化学反应已全部成为木炭时才出现即热电偶52探测温度达到750°F;这时黄色指示灯195也被点亮，表示正常的停闭。现在系统等待恒温箱再次变到它的运行位置，那时将重复上述操作。
除正常停闭程序外，还有一个紧急停闭程序。当恒温箱处于它的运行状态而热电偶52探测到温度高于750°F时，就需启动紧急停闭步骤。这表明气化器的运行异常，诸如可能出现的装料斗中没有足够燃料球(块)因而气化器内没有足够的由生物物质制成的燃料。当这种状态出现时，异常停闭锁存器电路161动作，并把一个信号加到停闭门电路162。门电路的输出信号被同时加到碳排放门电路和燃料球(块)供给门电路，两者均改变状态，并导致马达196和马达30停止运行。门162的输出信号还被加到隔离器168，使得风机马达70、开闭马达40和炉子燃烧室的点火器探针103都停止运行。红灯指示器202也点亮，指示操作员去检查系统。
到这里为止，已对取暖炉系统作了说明，它使用高温分解气化器产生可燃气体，使其在炉子中燃烧;也产生碳，它也可在炉子中燃烧，产生特别的视觉效应。炉子是由一个恒温箱控制的，包括系统的高温分解气化器部分的启动和停闭，均可完全自动地运行。
虽然为了图例说明的目的，公布了本发明的最佳实施方案，应该明白可以把各种变更、修改和替代办法纳入实施方案中去，而不会偏离本发明的精神。本发明由后面的权利要求加以定义。
权利要求
1.一种取暖炉，它包含气化器装置，用于还原输入的生物物质材料，以产生可燃气体和木炭；燃烧装置，用于燃烧由气化器装置产生的可燃气体；用于通过气化器装置抽气，并使气化器装置产生的可燃气体送往燃烧可燃气体的燃烧室的装置；加料装置，当气化器装置内所存的生物物质材料低于予先选定的量时，用于把生物物质材料自动地到气化器装置内；点火装置，用于对恒温箱从其断开状态变至接通状态作出响应，自动将气化器装置内存在的木炭点燃；控制装置，用于自动地控制气化器装置内的木炭的量；以及终止装置，当恒温箱处于其断开状态，且输入的生物物质材料已经基本全部还原成木炭时，用于自动地终止气化器装置的运行。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述的气化器装置通过高温分解，还原输入的生物物质。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述的输入生物物质的加料装置和所述的控制装置，仅当恒温箱处于其接通状态时才运行。
4.根据权利要求3所述的装置，它包含一种用于确定何时高温分解还原装置内的木炭已经基本上全部点燃的装置，表明高温分解区已基本建立。在高温分解区内，输入的生物物质被还原成可燃气体和木炭，而所述的输入生物物质的加料装置仅在那以后才可以运行。
5.根据权利要求2所述的装置，它包含风机，用于将空气往下抽，使之通过气化器装置;并用于把可燃气体送往燃烧室中去。
6.根据权利要求5所述的装置，其中风机也用于运送由所述气化器装置产生的木炭，以碳粒形式将其送往所述的燃烧室。
7.根据权利要求6所述的装置，其中燃烧室包含第一入口，用于引进碳和可燃气体的混合物;并包含第二入口，用于引进空气。上述第二入口基本上紧挨上述第一入口的下面。
8.根据权利要求4所述的装置，其中所述的确定装置是一个放在气化器装置内的热电偶，并把定值设在第一个选定的温度值。
9.根据权利要求6所述的装置，其中第一个选定的温度值大约为300±25°F。
10.根据权利要求2所述的装置，其中所述的控制装置包括排除碳的装置，当气化器内予定位置处的温度达到一个选定的值时，把碳从气化器中排除出去。
11.根据权利要求10所述的装置，其中选定的温度值大约为1000±25°F。
12.根据权利要求8所述的装置，它包含当恒温箱从其接通状态变为断开状态时，使输入生物物质的加料装置和碳排放装置停止运行的装置。
13.根据权利要求1所述的装置，其中终止装置包含探测装置，用于探测气化器内输入的生物物质材料顶部上面的温度;并在探测到温度达到予定值时，用于终止气化器的运行。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述的予定温度值大约为750±25°F。
15.根据权利要求13所述的装置，其中不管恒温箱是处于其接通状态还是断开状态，当探测到予定温度值时，终止装置动作。
16.根据权利要求2所述的装置，其中所述点火装置包含一个位于入口管内的主阀，它从所述气化器装置顶部向上伸展;并进一步包含一个将主阀在第一位置和第二位置之间移动的装置，主阀处于第一位置时，允许空气和输入的生物物质材料进入气化器装置，主阀处于第二位置时，不允许空气和输入的生物物质材料进入气化器;点火装置进一步包含一个点火部件，它从主阀向下伸到气化器装置里面，其中点火装置通电时，通过气化器装置内的木炭生产电弧，当有空气通过木炭时使木炭点燃。
17.根据一种用于控制空气和输入的生物物质材料进入气化器中去的装置，它包含入口装置，它从气化器顶部向上伸展，其中所述的入口装置有一个孔，通过该孔输入的生物物质材料和/或空气能进入气化器;阀门装置，经调整和支承，它能在入口装置内作垂直移动，上述阀门装置与入口装置的内表面是密封的;以及移动装置，使阀门装置在两个垂直位置之间移动，第一个位置基本上使入口装置内的孔关闭;第二个位置则使该孔畅通。
18.根据权利要求17所述的装置，它包含由所述阀门装置支承的点火装置，点火装置从阀门装置向下伸入气化器里面，当向点火器装置供电时，当同时使空气运动使之通过气化器内存在的材料时，这些材料被点燃。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述的移动装置包含一个开闭马达和连杆装置，连杆装置在开闭马达与阀门装置之间伸展，开闭马达作这样安排致使当开闭马达工作时，连杆把阀门装置保持在它的第二位置;而当开闭马达不工作时，在重力作用下允许阀门装置移到它的第一位置。
20.根据一个风机装置，用于把气化器产生的可燃气体至一根出口管，将可燃气体传输到燃烧室或类似设施;并同时用于传输空气，使之通过气化器。它包括壳体装置，它有一个入口用于引进气化器产生的可燃气体;并有一个出口，把可燃气体从入口传输到燃烧室;第一风扇装置，它位于壳体内，用于把可燃气体从壳体装置的出口排出;并用于抽空气，使之通过气化器;一个风扇轴，第一风扇装置被装在轴上，风扇轴在上述风扇装置下面伸展，引到上述壳体的外面，风扇轴的一部分长度是空心的，其空心部分与外界沟通;转动装置，用于使风扇轴转动，从而能使第一风扇装置高速转动;轴承装置，其位置使上述风扇轴得以支承;以及第二风扇装置，装在上述风扇轴上，位于壳体下方。
21.根据权利要求20所述的装置，其中转动装置包含一个装在风扇轴上的皮带轮，它位于风扇轴上靠近轴的下端部处;还包含一个马达;以及连接马达和皮带轮的装置，转动装置在其风扇轴上，在皮带轮上面还依次包含由上述轴承装置组成的第一轴承和第二轴承;上述第二风扇装置;以及使风扇相对于壳体密封的装置。
22.根据权利要求20所述的装置，其中所述第一风扇装置还把碳粒与可燃气体一起，从气化器传输到壳体的出口。
23.根据权利要求20所述的装置，其中风扇轴的空心部分从风扇轴下端部伸展经过相当一部分风扇轴，而且其中空心部分的各个端部与外界相通。
24.根据用于炉子或类似设施的一个烧可燃气体的燃烧室。它包含一个环形壳体，它有上表面和下表面，和连接外部的圆周形壁，其中至少一个表面有一个孔;用于把可燃气体引到壳体内的装置，上述可燃气体引进装置相对于所述壳体，在结构上使可燃气体进入所述壳体基本上与圆周形壁相切;用于将壳体内的可燃气体点燃的装置。
25.根据权利要求24所述的装置，其中可燃气体引进装置引进可燃气体和碳粒，其中该装置包含空气引进装置和用于将空气经由上述空气引进装置送到壳体里去的装置，上述空气引进装置直接位于上述可燃气体引进装置以下，并与之平行，其中燃烧室在工作时，碳粒通过一个孔跑出去，产生一种有趣的视觉效应。
26.根据权利要求25所述的装置，其中可燃气体引进装置和空气引进装置基本上具有同样的尺寸和结构。
27.根据权利要求25所述的装置，其中空气按某种容积速率送到壳体里，空气容积速率为送到壳体里的可燃气体和碳的容积速率的3～4倍。
28.根据权利要求24所述的装置，其中上表面和下表面都包含中心孔，它们是对准的。
29.根据权利要求28所述的装置，其中上表面和下表面的中心孔的外形是圆的，其中每个中心孔的面积与各自的上表面和下表面的总面积比较，相对来说是小的。
全文摘要
取暖炉系统包含一个燃料装料斗(10)，由燃料推进加料器(14)把燃料从装料斗供给一个高温分解气化器(12)。由包含一个点火器(129)的主阀装置(16)，控制输入的生物物质和空气进入气化器，并点燃气化器内的材料。气化器(12)运行时，产生碳和可燃气体，用一个风机装置(18)把它们送往炉子的燃烧室(90)。取暖炉系统的运行，从一个恒温箱(150)自动地进行控制。
文档编号F23K5/00GK1030470SQ88103350
公开日1989年1月18日 申请日期1988年6月3日 优先权日1987年6月3日
发明者弗伦泽尔P·博尔, 布兰T·哥德, 布莱德A·萨斯 申请人:埃布尔克工业公司