卧式生物质颗粒热能发生净化器的制作方法

本发明涉及一种热工设备，具体说是一种以生物质颗粒做燃料，能同时为用户提供高温洁净热风和生活热水服务的卧式生物质颗粒热能发生净化器。

背景技术：

我国目前能源年消耗总量已接近25亿吨标煤，成为排在世界第二位的能源消费大国，但我国的石化能源资源储备量却比较短缺，随着我国工业化、城镇化建设不断推进，特别是伴随国民经济持续稳定增长，石化能源供求紧缺矛盾必将日渐突显。实现能源供应多元化，拓展解决能源紧缺多途径，是国家能源战略的必然选择。科学研究和应用实践均证明，生物质能源具有资源广泛丰富、应用技术成熟多样、燃烧不排放有害气体，可再生等独特优势；开发利用生物质能源，是国家能源战略的重要内容。

我国是农、林业生产大国，生物质资源总量高达50亿吨标煤以上，具有大规模开发利用的资源优势；但生物质原料一般都具有分散度高、季节性强、含水量大、体积细长松散、不方便收集运输贮存等物性特点。近几年，在国家能源战略引导下，在各级地方政府优惠扶持政策鼓励下，我国生物质能产业发展十分迅猛，很多生物质能转化技术和专用技术装备都陆续得到了推广应用；特别是生物质固化成型技术，能将生物质原料固化成可燃烧颗粒，较好地解决了生物质原料的收集运输贮存技术难题，为大规模稳定应用创造了良好的基础条件。因此，以生物质颗粒做燃料的生物质能热风炉产品应运而生，发展迅猛，初步形成了一定规模，在行业内产生了一定影响。但目前已投放市场的生物质能热风炉，在不同程度上都存在一些技术问题，主要表现有：

有些生物质能热风炉采用直接从炉门向燃烧室添加生物质颗粒的加料方法，由于需要经常开启炉门，往往会造成燃烧室内温度不稳定、挥发份析出不充分、可吸入颗粒超标等问题，同时由于在燃烧时开启炉门，烟气极易从炉门逸出，不适于在室内安装使用，限制了产品应用范围。

有些生物质能热风炉采用固定风量鼓风机向燃烧层直接吹风的供氧助燃作业，往往会造成燃烧室内供氧不均匀、生物质颗粒燃烧不充分、可燃颗粒易随风逸走等问题发生，直接影响了产品技术质量性能。

绝大多数生物质能热风炉都没有设置分离净化装置，一般都采用由燃烧室出风口直接送出热风方式进行提供热风作业，往往会造成可吸入颗粒超标、烟气浓度超标等问题发生。

本专利在认真研究分析我国现有生物质能热风炉存在弱点或不足基础上，有针对性在供料、送氧、燃烧、分离净化等关键核心技术内容上采取多项创新技术措施，研究设计出一种使用生物质颗粒做燃料，具有螺旋连续定量供料、双层旋流有控送氧、颗粒有氧充分燃烧、旋风水吸分离净化、供料送氧匹配调控等作业功能的卧式生物质颗粒热能发生净化器；可以满足北方地区生产车间、车站、商场、库房等大面积生产生活场所冬季取暖用热需要，也能适应电镀、喷漆、洗衣、粮食、食品、化工、医药等进行烘干生产作业场所使用热风的技术要求。

技术实现要素：

本专利拟解决的技术问题。

本专利在认真研究分析我国现有生物质能热风炉存在弱点或不足基础上，有针对性在整体结构布置、供料、送氧、燃烧、分离净化等关键核心技术内容上采取多项创新技术措施，解决好各种作业功能部件连接安装，能有最佳稳定刚性、有效承载能力、精确形位基准问题；解决好向燃烧室添加生物质颗粒，能实现连续不间断均匀定量供料问题；解决好为生物质颗粒燃烧供氧，能实现双层旋流有控吹风供氧助燃问题；解决好生物质颗粒在燃烧室燃烧，能实现可燃物质全部有氧充分燃烬问题；解决好热风中裹携可吸入颗粒和烟气，能完成连续旋风水吸分离净化问题，为用户同时提供出高温洁净热风和生活热水服务。

本专利解决技术问题采用的技术方案。

本专利解决的技术问题，通过以下技术方案予以实现：研究设计出一种使用生物质颗粒做燃料，具有螺旋连续定量供料、双层旋流有控送氧、颗粒有氧充分燃烧、旋风水吸分离净化等作业功能，可以同时为用户提供出高温洁净热风和生活热水服务的卧式生物质颗粒热能发生净化器，包括整机机架、供料装置、送氧装置、颗粒燃烧室、分离净化加热装置、操纵控制器等作业功能部件。

研究设计出的整机机架，是一种以承载连接形式，安装连接所有作业功能部件的基础部件，包括基座、门架、托架。

所述的基座，由底梁、横梁焊装固定成框架结构形式的底盘，由基梁、横梁焊装固定成框架结构形式的基盘，再通过两侧的边柱焊装连接固定成立体网格框架结构形式的刚性整体。

所述的门架，由左、右两组门架组成，每组门架均包括前、后2根门柱和弧形托梁；每组前、后门柱的下端均通过连接固定板焊装固定在基盘的基梁上，弧形托梁焊装固定在前、后门柱的顶端。分离净化加热装置的燃烧热风筒，水平安装布置在左、右门架的弧形托梁上；分离净化加热装置的水吸净化槽，水平安装布置在旋风螺旋分离筒下方的整机机架基盘上。

所述的托架，由立柱、横梁、托梁、支柱、托板组成；每根立柱、支柱的下端均通过连接固定板焊装固定在基盘的基梁上，通过顶端的横梁焊装成框架结构形式，再通过中部的托梁焊装连接固定成立体网格框架结构形式的刚性整体，托板焊装固定在托梁上。供料装置、送氧装置，均通过安装固定支架安装布置在托板上，操纵控制器通过安装连接板安装布置在立柱上。

研究设计的整机机架，通过严格管控所有梁、柱、架单件的形状精度及相关单件之间的平行度、垂直度等形位精度，可以使整机机架获得最佳整体稳定刚性和准确形位精度，能为所有安装连接的作业功能部件，提供出有效的承载能力、精确的形位基准、合理的运行空间，可以避免整机作业过程中运动部件发生刮碰、摩擦、干涉等运行质量事故，确保整机运行平稳顺畅。

研究设计出的供料装置，是一种以螺旋推运形式，将生物质颗粒连续不间断均匀定量送进颗粒燃烧室内的供料作业功能部件，包括供料斗、存料箱、螺旋推运器。

所述的供料斗，上半部设计成方箱体形，下半部设计成方锥体形，整体安装布置在整机机架托架的立柱上部；供料斗上口做装料口完全敞开，方便生物质颗粒装入，下口做出料口套装在存料箱的进料口内，靠方锥体的倾斜锥角能自动连续不间断向存料箱内装入生物质颗粒。

所述的存料箱，上半部设计成方箱体形，下半部设计成扁锥体形，整体安装布置在供料斗的下方；存料箱上口做进料口套装在供料斗的出料口外，自动接受从供料斗送进的生物质颗粒，下口做供料口通过法兰盘密封连接固定在螺旋推运器筒管的长方形进料口上，靠扁锥体的倾斜锥角能自动连续不间断向螺旋推运器筒管内装入生物质颗粒；在存料箱进料口的上边沿处安装布置有声光报警器，当供料斗内的生物质颗粒出现缺料断挡情况时，可以及时发出声、光报警信号，能有效预防颗粒燃烧室火焰在旋流风力作用下回喷引发火灾。

所述的螺旋推运器，整体安装布置在存料箱的下方，由筒管、主轴、螺旋叶片、调频电机组成，通过安装固定支架连接固定在整机机架托架的托板上。筒管选择使用无缝钢管制成，前端做出料口完全敞开，通过法兰盘密封连接固定在颗粒燃烧室底板的圆形进料孔上，后端用筒管端盖固定封闭；筒管后段上方设有长方形进料口，通过法兰盘与存料箱的供料口密封连接固定，自动接受从存料箱送进的生物质颗粒；在筒管穿越送氧装置送风箱的管壁上方160°角位置上，设有多行交错排列的斜向进风孔，能将从送氧装置进风道吹进的含氧空气引进螺旋推运器筒管内，并伴随生物质颗粒吹进颗粒燃烧室的燃烧层。螺旋叶片按设计的长度、螺旋升角、螺距、叶片高度等形状尺寸用钢板制成，焊装固定在主轴外表面上。带螺旋叶片的主轴，通过筒管端盖上的轴承座安装布置在推运器筒管内。调频电机通过联轴器与露出在筒管端盖外部的主轴轴头相连接，通过操纵控制器改变调频电机频率，调整螺旋推运器转速，能有效调节控制向颗粒燃烧室内提供生物质颗粒的速度和数量。

研究设计的供料装置，通过科学恰当选择供料斗方锥体锥角、存料箱扁锥体锥角，精确计算设计出供料斗、存料箱有效容积、螺旋推运器筒管直径、螺旋叶片螺柜、叶片高度、筒管长方形进料口截面积等相关技术参数，使生物质颗粒能按设计的供料数量自动连续不间断均匀流进螺旋推运器筒管内，再通过有效调节控制螺旋推运器供料的速度和数量，使供料装置具有了螺旋连续定量供料作业功能，再与供氧装置的双层旋流有控送氧技术相配合，可以使整机作业获得最佳燃烧发热效果。

研究设计出的送氧装置，是一种以双层旋流送氧形式，将含氧空气连续不间断均匀有控送进颗粒燃烧室内的送氧助燃作业功能部件，包括送风箱、调频鼓风机、方形进风道。

所述的送风箱，整体设计成圆筒形，由送风箱壳体、圆弧形阻风导向板、螺旋导风叶片、锥形回风咀等作业部件组成，通过安装固定基座安装固定在整机机架托架的托板上。送风箱壳体，由送风箱筒壳体、送风箱底壳体组成，送风箱筒壳体、送风箱底壳体均包括内壳体、外壳体，在内、外壳体之间形成的空腔内均装有隔热保温材料，通过法兰盘密封连接固定；在送风箱底壳体下方留有推运器筒管和安全喷水管穿越工艺孔，在送风箱筒壳体前端下方留有灰渣储存筒穿越工艺孔，在送风箱筒壳体前侧上部留有点火管穿越工艺孔，在送风箱筒壳体后端上部留有送风箱进风口，通过法兰盘与方形进风道密封连接固定。在送风箱进风口上方送风箱底壳体的内壳体上，焊装固定有曲率与推运器筒管相同的圆弧形阻风导向板，通过阻拦导向方式将从送风箱进风口吹进的大部分含氧空气，引导到从推运器筒管前端设有的斜向进风孔吹进筒管内，再通过筒管吹进到颗粒燃烧室的燃烧层，为生物质颗粒吹风供氧助燃。在送风箱筒壳体的内壳体上方160°角位置上，焊装固定有按螺旋方向断续排列的螺旋导风叶片，通过螺旋导向方式将从进风口吹进的剩余大部分含氧空气，引导到从颗粒燃烧室筒体上方设有的进风孔吹进到颗粒燃烧室内，使含氧空气能从燃烧层上方以旋流形式充满圆筒形燃烧室全部空间，为析出的挥发份、飘浮的微小碳粒吹风供氧助燃。在送风箱筒壳体的内壳体前端口上，焊装固定有锥形回风咀，锥形回风咀的锥口密封焊装固定在颗粒燃烧室筒体的前端口上，通过逐渐压缩逼迫方式将从进风口吹进的剩余全部含氧空气，引导到从颗粒燃烧室筒体前端斜向进风孔吹进颗粒燃烧室内，除为颗粒燃烧室吹风送氧助燃外，还能将随燃烧热风逸出的挥发份、飘浮碳粒阻拦送回燃烧室内进行重新充分燃烧。

所述的调频鼓风机，选择小型大风量调频鼓风机，通过安装固定支架安装布置在整机机架托架的托板上，出风口与方形进风道密封连接固定，可以通过操纵控制器改变风机电机频率，有效调节控制吹风送氧的风速、风量。

所述的方形进风道，设计成方筒形，选择使用钢板制成，进风口通过法兰盘与调频鼓风机出风口密封连接固定，出风口通过法兰盘与送风箱圆筒形壳体上的方形进风口密封连接固定。

研究设计的送氧装置，通过精确计算设计出送风箱的结构形状、容积尺寸，科学恰当研究设计出圆弧形阻风导向板、螺旋形导风叶片、锥形回风咀等送风供氧零部件的结构形状、安装位置，将含氧空气以旋流形式分别被送进颗粒燃烧室的燃烧层内和燃烧层的上方空间，形成双层旋流风充满颗粒燃烧室全部空间不留死角，再通过调频鼓风机有效调节控制吹风送氧的风速、风量，使送氧装置具有了双层旋流有控送氧作业功能，与供料装置的螺旋连续定量供料技术相配合，可以使整机作业获得最佳燃烧发热效果。

研究设计出的颗粒燃烧室，是一种以颗粒有氧充分燃烧形式，将生物质颗粒转化成热风的燃烧发热作业功能部件，包括燃烧室壳体、点火管、灰渣储存筒、安全喷水管。

所述的燃烧室壳体，设计成圆筒形，由燃烧室筒体、燃烧室底板组成，均选择使用锅炉钢板通过焊装固定方法制成，整体安装布置在送氧装置的送风箱内。在圆筒形燃烧室筒体前端的燃烧热风出口处，焊装固定有法兰盘与燃烧热风筒密封连接固定；在燃烧室筒体后部上方160°角位置上，设有多行交错排列的旋流进风孔，在旋流进风孔旁焊装固定有按螺旋方向断续排列的导流叶片，通过螺旋导向方式使从旋流进风孔吹进的含氧空气形成旋流风在圆筒形燃烧室内流动，充满全部空间不留死角；在燃烧室筒体前部与锥形回风咀相对应的上方240°角位置上，设有多行交错排列的倾斜进风孔，使从送风箱进风口吹进的剩余含氧空气能全部吹进到燃烧室内；燃烧室壳体的这种结构形式，能使含氧空气有效为生物质颗粒吹风送氧助燃，提高燃烧效率增加热能，能引导飘浮在圆筒形燃烧区内的析出挥发份、飘浮碳粒等可燃物，在旋流风中碰撞导流叶片后失去动能，掉落在燃烧层上方的高温燃烧区内燃烬，同时能使随风逸出燃烧区外的挥发份、微小碳粒等可燃物，在倾斜进风吹动下被带回燃烧室内充分燃烧，确保全部生物质颗粒中含有的所有可燃物质都能在燃烧室内得到充分燃烧燃烬。在燃烧室底板下方设有圆形进料口，通过法兰盘与供料装置的推运器筒管密封连接固定，通过螺旋推运器将生物质颗粒连续不间断均匀定量引入颗粒燃烧室内燃烧发热；在燃烧室底板的圆形进料口旁，设有安全喷水管穿越工艺孔；在燃烧室筒体前侧上部设有点火口，通过法兰盘与点火管密封连接固定；在燃烧室筒体前部下方设有除灰栅口，在除灰栅口上焊装有栅条，通过快捷连接座与灰渣储存筒密封连接固定，燃烬的灰渣在后续供料推送作用下，逐步前移到除灰栅口后自动掉落到灰渣储存筒内。

所述的点火管，设计成圆管形，用无缝钢管制成，用于投放燃烧块引燃生物质颗粒；一端通过法兰盘与燃烧室筒体点火口密封连接固定，另一端通过设有的活门快速开启封闭。

所述的灰渣储存筒，设计成圆筒形，用于收集储存生物质颗粒燃烬灰渣，通过快捷连接座与燃烧室筒体的除灰栅口密封连接固定。

所述的安全喷水管，选择使用无缝钢管制成，通过送风箱壳体、燃烧室壳体留有的穿越工艺孔，布置在颗粒燃烧室的燃烧层内，用于在特殊情况下通过喷水方法浇灭燃烧室内的燃烧火焰，避免火灾事故发生。

研究设计的颗粒燃烧室，通过精确计算设计出燃烧室结构形状和容积尺寸，科学恰当研究设计出进风孔、倾斜进风孔的位置和数量，导流叶片结构形状和安装位置等技术参数，与供料装置的螺旋连续定量供料技术、送氧装置的双层旋流有控送氧技术相配合，使颗粒燃烧室具有了颗粒有氧充分燃烧作业功能，取得了颗粒燃烧充分、热能转化率高、燃料消耗少、热风温度高等良好作业效果。

研究设计出的分离净化加热装置，是一种以旋风水吸分离净化加热形式，将燃烧热风中含有的可吸入颗粒和烟气分离净化、利用富裕热能产生生活热水的分离净化加热作业功能部件，包括燃烧热风筒、旋风水吸分离净化装置、热水产生存储罐。

所述的燃烧热风筒，设计成圆筒形状，选择使用无缝钢管制成，以横向穿越形式安装布置在旋风螺旋分离筒的螺旋空腔内；在后部端口处焊装有法兰盘，与颗粒燃烧室筒体出风口密封连接固定，接收从颗粒燃烧室喷出的燃烧热风，在前部侧向设有燃烧热风出风口，通过法兰盘与旋风螺旋分离筒的进风口密封连接固定，在前部端口上安装布置有能快捷开启封闭的观察检查门。

所述的旋风水吸分离净化装置，由旋风螺旋分离筒、水吸净化槽组成。旋风螺旋分离筒，设计成长方筒螺旋形状，利用螺旋筒旋转3圈1080°形成的空腔，套装布置在燃烧热风筒上，整体安装布置在热水产生存储罐内；在螺旋起点处设有燃烧热风进风口，通过法兰盘与燃烧热风筒设有的出风口密封连接固定，接收从燃烧热风筒喷出的燃烧热风；在螺旋终点处设有洁净热风出风口，通过法兰盘与洁净热风出风筒密封连接固定，向用户提供高温洁净热风；在每圈螺旋的下部外侧边沿处均设有水吸分离口，并使水吸分离口能始终保持处于水吸净化槽的水面以下，使燃烧热风中含有的可吸入颗粒和烟气在经过水吸分离口时，能在水吸洗涤作用下从燃烧热风中分离出来，沉入水吸净化槽内。水吸净化槽，设计成长方形水槽形状，用钢板焊装制成，整体安装部署在旋风螺旋分离筒下方的整机机架基盘上；水吸净化槽上口完全敞开，底板呈倾斜状态，槽内装满自来水，并使水面能始终保持在旋风螺旋分离筒的水吸分离口上方。旋风水吸分离净化装置的这种结构布置形式，能使从颗粒燃烧室喷出的燃烧热风，在调频鼓风机作用下以高速直线运行轨迹进入到燃烧热风筒内，使燃烧热风中含有的可吸入颗粒和烟气，因此都能获得较大的重力加速度和冲击势能；当燃烧热风进入到旋风螺旋分离筒以后，运行轨迹被迫转换成随螺旋形状进行高速环绕运行，燃烧热风中含有的可吸入颗粒及烟气，在自身拥有的重力加速度、冲击势能和切向分离力的共同作用下产生出较大离心力，这种离心力能使可吸入颗粒和烟气随燃烧热风沿外侧筒壁运行；在旋风螺旋分离筒下部外侧边沿处开设的水吸分离口，因始终浸没在水吸净化槽的水面以下，不仅能使旋风螺旋分离筒下部存有一块高出下部外侧筒壁的水体，而且这块水体在旋风旋转产生的吸引力作用下还会发生隆起，从而形成能横拦在旋风螺旋分离筒下部外侧筒壁内的一道条形水垄；随燃烧热风沿外侧筒壁运行的可吸入颗粒和烟气经过条形水垄时，会被水体洗涤吸收并从燃烧热风中分离出来，沉入水吸净化槽内；从颗粒燃烧室喷出的燃烧热风，经过连续3次水吸洗涤分离后，被转化成高温洁净热风。

所述的热水产生存储罐，设计成长圆筒罐形，罐体内安装布置有燃烧热风筒、旋风螺旋分离筒，在燃烧热风筒和旋风螺旋分离筒的间隙内填装自来水，利用燃烧热风快速通过时的高温富裕热能加热自来水后，为用户提供生活热水服务；在罐体下部设有自来水进水管，在罐体上部分别设有生活热水出水管、防爆安全阀。

研究设计的分离净化加热装置，通过科学恰当选择燃烧热风筒、旋风螺旋分离筒、水吸净化槽、热水产生存储罐等作业部件的结构形状、布置衔接方法，精确计算设计出燃烧热风筒直径、长度，螺旋方筒截面积、螺距、匝数，水吸分离口面积、高度等相关技术参数，使分离净化加热装置具有了旋风水吸分离净化加热功能，取得了运行衔接顺畅、无可吸入颗粒及烟气排放、维修清理方便、热能充分利用等良好作业效果。

研究设计的操纵控制器，设计成操纵盒形式，安装布置在整机机架托架的立柱上；操纵控制器设计成以工业控制单片机为基础，具有编程、信号采集处理、数据计算存储、指令输出、屏幕显示等功能；通过导线束一方面与作业现场的传感器、计量控制仪表等信号采集传输部件相连接，另一方面与各作业装置的电动机、变频器、鼓风机等驱动部件相连接，操纵控制整机运行程序和各种作业运行技术参数。

本专利具有的优点及达到的效果。

(1)、本专利研究设计出一种用全约束焊接方法焊装固定成立体网格框架结构形式的整机机架，通过采取严格管控所有梁、柱、架单件的形状精度及相关单件之间的平行度、垂直度等形位精度，能使整机机架获得最佳稳定刚性和准确形位精度；较好地解决了为承载连接所有作业功能部件提供出有效的承载能力、精确的形位基准、合理的运行空间等技术难题，可以有效避免整机作业过程中运动零部件极易发生的振动、刮碰、摩擦、卡滞等运行质量问题。

(2)、本专利研究设计出一种以螺旋推运形式将生物质颗粒连续不间断均匀定量推送进颗粒燃烧室的供料装置，通过采取精确计算设计出锥体锥角、供料斗存料箱容积、推运器筒管直径、螺旋叶片结构尺寸等相关技术参数，使供料装置具有了螺旋连续定量供料作业功能；较好地解决了现有生物质能热风炉存在的烟气极易从炉门逸出、可吸入颗粒及烟气严重超标、燃烧温度不稳定等技术难题，可以取得连续均匀定量供料、燃料稳定充分燃烧、无可吸入颗粒及烟气逸出等作业效果。

(3)、本专利研究设计出一种以双层旋流形式将含氧空气连续不间断均匀有控送进颗粒燃烧室内助燃的送氧装置，通过采取精心计算设计出送风箱、圆弧形阻风导向板、螺旋导风叶片、锥形回风咀、送风孔等零部件的结构形状尺寸、安装布置形式等相关技术参数，使送风装置具有了双层旋流有控送氧作业功能；较好地解决了现有生物质能热风炉采用固定风量鼓风机向燃烧层单向吹风送氧存在的燃烧室供氧不均匀、颗粒燃烧不充分、燃烧室温度不稳定、挥发份和碳粒极易随风逸出、可吸入颗粒和烟气超标等技术难题，可以取得稳定旋流有控送氧、提高燃烧室温度、促使可燃物质全部充分燃烧等作业效果。

(4)、本专利研究设计出一种以有氧充分燃烧形式将生物质颗粒高效转化成燃烧热风的颗粒燃烧室，通过采取精心计算设计出燃烧室、进风孔、导流叶片等零部件的结构形状、安装布置形式等相关等技术参数，使颗粒燃烧室具有了颗粒有氧充分燃烧作业功能；较好地解决了现有生物质能热风炉存在的燃烧室内温度不稳定、供氧不均匀、燃烧效率差、热风温度低等技术难题，可以取得颗粒燃烧充分、热能转化效率高、颗粒燃烧消耗少、热风温度高等作业效果。

(5)、本专利研究设计出一种以旋风水吸形式对燃烧热风中可吸入颗粒及烟气进行分离净化处理的分离净化加热装置，通过采取精心计算设计出燃烧热风筒、旋风螺旋分离筒、水吸净化槽、热水产生存储罐等零部件的结构形状尺寸、安装布置衔接形式等相关技术参数，使分离净化加热装置具有了旋风水吸分离净化加热作业功能；较好地解决了现有生物质能热风炉存在的可吸入颗粒及烟气排放超标、只能单项提供热风、浪费热能等技术难题，可以取得同时向用户提供高温洁净热风和生活热水服务的作业效果。

附图说明

附图1：卧式生物质颗粒热能发生净化器结构布置示意图。

附图2：整机机架结构布置示意图。

附图3：供料装置结构布置示意图。

附图4：送氧装置结构布置示意图。

附图5：颗粒燃烧室结构布置示意图。

附图6：分离净化加热装置结构布置示意图。

附图标记名称：1—操纵控制箱；2—供料装置；3—整机机架；4—送氧装置；5—颗粒燃烧室；6—分离净化加热装置；7—底梁；8—立柱；9—托梁；10—支柱；11—边柱；12—门柱；13—基梁；14—调频电机；15—联轴器；16—螺旋叶片；17—推运器主轴；18—声光报警器；19—长方形进料口；20—供料斗；21—存料箱；22—推运器筒管；23—斜向进风孔；24—调频鼓风机；25—方形进风道；26—推运器筒管穿越孔；27—送风箱底壳体；28—送风箱进风口；29—圆弧形阻风导向板；30—隔热保温材料；31—灰渣储存罐穿越孔；32—送风箱筒壳体；33—螺旋导风叶片；34—锥形回风咀；35—圆形进料口；36—燃烧室底板；37—燃烧室筒体；38—旋流进风口；39—灰渣储存罐；40—除灰栅口；41—导流叶片；42—斜向进风孔；43—燃烧热风筒；44—洁净热风出风筒；45—热水产生存储罐；46—水吸净化槽；47—安全阀；48—水吸分离口；49—热水出水管；50—旋风螺旋分离筒；51—燃烧热风出风口；52—观察检查门；53—自来水进水管。

具体实施方式

本专利结构布置实施方式：

如附图1所示，本专利研究设计的卧式生物质颗粒热能发生净化器，包括整机机架(3)、供料装置(2)、送氧装置(4)、颗粒燃烧室(5)、分离净化加热装置(6)、操纵控制器(1)。

如附图2所示，所述的整机机架(3)，包括基座、门架、托架。基座由底梁(7)、横梁焊装固定成框架结构形式的底盘，由基梁(13)、横梁焊装固定成框架结构形式的基盘，再通过两侧的边柱(11)焊装连接固定成立体网格框架结构形式的刚性整体。门架由左、右两组门架组成，每组门架均包括前、后2根门柱(12)和弧形托梁，每组前、后门柱(12)的下端均通过连接固定板焊装固定在基盘的基梁(13)上，弧形托梁焊装固定在前、后门柱(12)的顶端。托架由立柱(8)、横梁、托梁(9)、支柱(10)、托板组成，每根立柱(8)、支柱(10)的下端均通过连接固定板焊装固定在基盘的基梁(13)上，通过顶端的横梁焊装成框架结构形式，再通过中部的托梁(9)焊装连接固定成立体网格框架结构形式的刚性整体，托板焊装固定在托梁(9)上。

如附图3所示，所述的供料装置(2)，包括供料斗(20)、存料箱(21)、螺旋推运器。供料斗(20)上半部设计成方箱体形，下半部设计成方锥体形，整体安装布置在整机机架(3)托架的立柱(8)上部，供料斗(20)上口做装料口完全敞开，下口做出料口套装在存料箱(21)的进料口内。存料箱(21)上半部设计成方箱体形，下半部设计成扁锥体形，整体安装布置在供料斗(20)的下方，存料箱(21)上口做进料口套装在供料斗(20)出料口外，下口做供料口通过法兰盘密封连接固定在螺旋推运器的长方形进料口(19)上，在存料箱(21)进料口的上边沿处安装布置有声光报警器(18)。螺旋推运器安装布置在存料箱(21)的下方，由推运器筒管(22)、推运器主轴(17)、螺旋叶片(16)、调频电机(14)组成，通过安装固定支架连接固定在整机机架(3)托架的托板上，推运器筒管(22)选择使用无缝钢管制成，前端做出料口完全敞开，通过法兰盘密封连接固定在颗粒燃烧室(5)的圆形进料孔(35)上，后端用筒管端盖固定封闭，推运器筒管(22)后段上方设有长方形进料口(19)，通过法兰盘与存料箱(21)的供料口密封连接固定，推运器筒管(22)穿越送氧装置(4)送风箱的管壁上方160°角位置上，设有多行交错排列的斜向进风孔(23)；螺旋叶片(16)按设计的长度、螺旋升角、螺距、叶片高度等形状尺寸用钢板制成，焊装固定在推进器主轴(17)外表面上，推动器主轴(17)通过筒管端盖上的轴承座整体安装布置在推运器筒管(22)内；调频电机(14)通过联轴器(15)与露出在筒管端盖外部的推运器主轴(17)轴头相连接。

如附图4所示，所述的送氧装置(4)，包括送风箱、调频鼓风机(24)、方形进风道(25)。送风箱整体设计成圆筒形，由送风箱壳体、圆弧形阻风导向板(29)、螺旋导风叶片(33)、锥形回风咀(34)等作业部件组成，通过安装固定基座安装布置在整机机架(3)托架的托板上；送风箱壳体由送风箱筒壳体(32)、送风箱底壳体(27)组成，送风箱筒壳体(32)、送风箱底壳体(27)均包括内壳体、外壳体，在内、外壳体之间形成的空腔内装有隔热保温材料(30)，通过法兰盘密封连接固定；在送风箱底壳体(27)下方留有推运器筒管(22)穿越工艺孔(26)，在推运器筒管(22)穿越工艺孔(26)旁，留有安全喷水管穿越工艺孔，在送风箱筒壳体(32)前端下方留有灰渣储存筒(39)穿越工艺孔(31)，在送风箱筒壳体(32)前侧上部留点火管穿越工艺孔，在送风箱筒壳体(32)后侧上部留有送风箱进风口(28)，通过法兰盘与方形进风道(25)密封连接固定；在送风箱进风口(28)上方送风箱底壳体(27)的内壳体上，焊装固定有曲率与推运器筒管(22)相同的圆弧形阻风导向板(29)，在送风箱筒壳体(32)的内壳体上方160°角位置上，焊装固定有按螺旋方向断续排列的螺旋导风叶片(33)，在送风箱筒壳体(32)的内壳体前端口上，焊装固定有锥形回风咀(34)，锥形回风咀(34)的锥口密封焊装固定在燃烧室筒体(37)的前端口上。调频鼓风机(24)选择小型大风量调频鼓风机，通过安装固定支架安装布置在整机机架(3)托架的托板上，出风口与方形进风道(25)密封连接固定。方形进风道(25)设计成方筒形，选择使用钢板制成，进风口通过法兰盘与调频鼓风机(24)出风口密封连接固定，出风口通过法兰盘与送风箱筒壳体(32)上的送风箱进风口(28)密封连接固定。

如附图4所示，所述的颗粒燃烧室(5)，包括燃烧室壳体、点火管、灰渣储存筒(39)、安全喷水管。燃烧室壳体设计成圆筒形，由燃烧室筒体(37)、燃烧室底板(36)组成，均选择使用锅炉钢板通过焊装固定方法制成，整体安装布置送氧装置(4)的送风箱内，在圆筒形燃烧室筒体(37)的前端燃烧热风出口处，焊装固定有法兰盘与燃烧热风筒(43)密封连接固定，在燃烧室筒体(37)后部上方160°角位置上，设有多行交错排列的旋流进风孔(38)，在旋流进风孔(38)旁焊装固定有按螺旋方向断续排列的导流叶片(41)，在燃烧室筒体(37)前部与锥形回风咀(34)相对应的上方240°角位置上，设有多行交错排列的倾斜进风孔(42)，在燃烧室筒体(37)前侧上部设点火口，通过法兰盘与点火管密封连接固定，在燃烧室筒体(37)前部下方设有除灰栅口(40)，除灰栅口上焊装有栅条，通过快捷连接座与灰渣储存筒(39)相连接，在燃烧室底板(36)下部设有圆形进料口(35)，通过法兰盘与供料装置推运器筒管(22)密封连接固定，在燃烧室底板(36)的圆形进料口(35)旁，设有安全喷水管穿越工艺孔。点火管设计成圆管形，使用无缝钢管制成，一端通过法兰盘与燃烧室筒体(37)设有的点火口密封连接固定，另一端通过设有的活门快速开启、封闭。灰渣储存筒(39)设计成圆筒形，通过快捷连接座与除灰栅口(40)相连接。安全喷水管，选择使用无缝钢管制成，通过送风箱底壳体(27)、燃烧室底板(36)留有的穿越工艺孔，布置在颗粒燃烧室(5)的燃烧层内。

如附图6所示，所述的分离净化加热装置(6)，包括燃烧热风筒(43)、旋风水吸分离净化装置、热水产生存储存罐(45)。燃烧热风筒(43)设计成圆形直筒形状，选择使用无缝钢管制成，以横向穿越形式安装布置在旋风螺旋分离筒(50)的螺旋空腔内，整体安装固定在整机机架(3)左、右门架的弧形托梁上；在后部端口处焊装有法兰盘与燃烧室筒体(37)燃烧热风出口密封连接固定，在前部侧向设有燃烧热风出风口(51)，通过法兰盘与旋风螺旋分离筒(50)的进风口密封连接固定，在前部端口上安装布置有能快捷开启封闭的观察检查门(52)。旋风水吸分离净化装置，由旋风螺旋分离筒(50)、水吸净化槽(46)组成；旋风螺旋分离筒(50)设计成长方筒螺旋形状，利用螺旋筒旋转3圈1080°形成的空腔，套装布置在燃烧热风筒(43)上，整体安装布置在热水产生存储罐(45)内，在螺旋起点处设有燃烧热风进风口，通过法兰盘与燃烧热风筒(43)前部侧向设有的燃烧热风出风口(51)密封连接固定，在螺旋终点处设有洁净热风出风口，通过法兰盘与洁净热风出风筒(44)密封连接固定，在每圈螺旋的下部外侧边沿处均设有水吸分离口(48)，并使水吸分离口(48)能始终保持处于水吸净化槽(46)的水面以下；水吸净化槽(46)设计成长方形水槽形状，用钢板焊装制成，整体安装部署在旋风螺旋分离筒(50)下方的整机机架(3)基盘上，水吸净化槽(46)上口完全敞开，底板呈倾斜状态，槽内装满自来水，水面始终保持在旋风螺旋分离筒(50)水吸分离口(48)的上方。热水产生存储罐(45)设计成长圆筒罐形，罐体内安装布置有燃烧热风筒(43)和旋风螺旋分离筒(50)，在燃烧热风筒(43)和旋风螺旋分离筒(50)的间隙内，填装自来水；在罐体下部设有自来水进水管(53)，在罐体上部分别设有生活热水出水管(49)、防爆安全阀(47)。

如附图1所示，所述的操纵控制器(1)，设计成操纵盒形式，安装布置在整机机架(3)托架的立柱(8)上；操纵控制器设计成以工业控制单片机为基础，具有编程、信号采集处理、数据计算存储、指令输出、屏幕显示等功能；通过导线束一方面与作业现场的传感器、计量控制仪表等信号采集传输部件相连接，另一方面与各作业装置的电动机、变频器、鼓风机等驱动部件相连接，操纵控制整机运行程序和各种作业运行技术参数。

本专利操作运行实施方式：

如附图1、附图3、附图4、附图5、附图6所示，本专利研究设计的卧式生物质颗粒热能发生净化器在进行具体操作运行时，首先将生物质颗粒先后装满存料箱(21)、进料斗(20)；启动螺旋推运器的调频电机(14)，将少量生物质颗粒推送到燃烧室筒体(37)内后，关闭调频电机(14)；然后启动调频鼓风机(24)，待含氧空气充满送风箱壳体(32)、燃烧室筒体(37)、燃烧热风筒(43)、旋风螺旋分离筒(50)，从洁净热风出风筒(44)吹出后，检查各部密封连接处，确认运行正常无泄风点，关闭调频鼓风机(24)。从点火管扔进燃烧块，点燃燃烧室筒体(37)内的生物质颗粒；重新启动螺旋推运器调频电机(14)和调频鼓风机(24)，同时调整电机频率，使推送供料的速度、数量能与吹风送氧的风速、风量相互协调匹配。

装填在供料斗(20)、存料箱(21)内的生物质颗粒，在锥体倾斜锥角作用下自动连续不间断通过推运器筒管(22)的长方形进料口(19)流进推运器筒管(22)内；存料箱(21)内始终保持满装生物质颗粒状态，既能对在燃烧室筒体(37)内燃烧的生物质颗粒起到密封隔氧作用，又能有效预防燃烧火焰在旋流风力作用下回喷引发火灾；在存料箱(21)进料口上边沿处设有声光报警器(18)，当存料箱(21)上方的供料斗(20)内生物质颗粒出现缺料断挡情况时，能及时发出声、光报警信号，提醒操作者补充填料；在螺旋推运器调频电机(14)驱动螺旋叶片(16)进行连续旋转推送下，由螺距、叶片高度、推运器主轴(17)直径共同形成的固定容量空间作用下，自动流进推运器筒管(22)内的生物质颗粒，通过设在燃烧室底板(36)下方的圆形进料口(35)，被连续定量推送到燃烧室筒体(37)内进行燃烧发热。

通过调频鼓风机(24)产生的含氧空气，经过方形进风道(25)从送风箱进风口(28)进入到送风箱筒壳体(32)内；在设有的圆弧形阻风导向板(29)的直接阻拦导向作用下，大部分含氧空气被引导从推运器筒管(22)前端管壁上设有的斜向进风孔(23)进入到推运器筒管(22)内，伴随推送的生物质颗粒直接进入到燃烧室筒体(37)的燃烧层内，为生物质颗粒在燃烧层内燃烧送氧助燃；在设有的螺旋导风叶片(33)的旋流引导作用下，未进入到推运器筒管(22)内的大部分剩余含氧空气，被引导从燃烧室筒体(37)设有的旋流进风口(38)进入到燃烧室筒体(37)内，形成旋流风在燃烧室筒体(37)上方空间内流动，为在燃烧区内的可燃物质燃烧送氧助燃；在设有的锥形回风咀(34)的强制压缩作用下，未进入燃烧室筒体(37)内的全部剩余含氧空气，被逼迫从燃烧室筒体(37)前端上方设有的斜向进风孔(42)进入到燃烧室筒体(37)内，一方面能为颗粒燃烧室(5)的燃烧区送氧助燃，另一方面又能将随燃烧热风飘逸出燃烧区的挥发份、飘浮碳粒阻拦送回颗粒燃烧室(5)的燃烧区内，重新进行充分燃烧发热。

由螺旋推运器推送到燃烧室筒体(37)内的生物质颗粒，在推运器筒管(22)吹出含氧空气的供氧助燃作用下，迅速完成干燥、预热、燃烧过程，析出含有的大部分挥发份和碳粒在燃烧层内燃烧，同时将从下方进入燃烧室筒体(37)内的含氧空气加热形成燃烧热风；部分在燃烧层内没有燃烧的挥发份和碳粒在热风作用下飘移到燃烧层上方，在燃烧室筒体(37)上方设有旋流进风孔(38)吹进的含氧空气和导流叶片(41)的共同作用下，以旋流风形式旋转流动在燃烧层上方的燃烧区内得到充分燃烧，同时将从上方进入到燃烧室筒体(37)内的含氧空气加热形成燃烧热风；被裹携在热风中的少量飘逸挥发份和碳粒，在燃烧室筒体(37)前端遇到从燃烧室筒体(37)斜向进风孔(42)吹进的含氧空气后，被阻挡裹携返回燃烧室筒体(37)内，融汇到旋流风中旋转流动到燃烧层上方的燃烧区内得到充分燃烧；燃烧热风在推运器筒管(22)吹出的含氧空气作用下，以直线高速运行轨迹进入到燃烧热风筒(43)内。生物质颗粒在燃烧层燃烧发热后，燃烬灰渣在后续不断来料的推动下缓慢前进，最后达到设有的除灰栅口(40)处，燃烬灰渣从栅条间隙自动掉落到设有的灰渣储存罐(39)内，由操作人员适时清除。

从燃烧室筒体(37)前端出口喷出的燃烧热风，以直线高速运行轨迹进入到燃烧热风筒(43)内，燃烧热风中含有的可吸入颗粒和烟气，因此都获得了较大的重力加速度和直线冲击势能；当燃烧热风从燃烧热风出风口(51)进入到旋风螺旋分离筒(50)以后，燃烧热风的运行轨迹被迫转换成随螺旋形状进行高速环绕运行，燃烧热风中含有的可吸入颗粒和烟气，在自身拥有的重力加速度、直线冲击势能和高速运行产生的切向分力共同作用下，产生出较大的离心力；这种离心力能使可吸入颗粒和烟气随燃烧热风沿旋风螺旋分离筒(50)外侧筒壁运行。在旋转旋风作用下，旋风螺旋分离筒(50)下部外侧边沿设有的水吸分离口(48)处，形成一道横拦在螺旋分离筒(50)下部外侧筒壁内的条形水垄，随燃烧热风沿旋风螺旋分离筒(50)外侧筒壁高速运行的可吸入颗粒及烟气经过条形水垄时，被水吸洗涤分离，从燃烧热风中分离出来并融入水吸净化槽(46)内的分离净化水中；燃烧热风中含有的可吸入颗粒和烟气，通过连续3次水吸洗涤分离净化后，燃烧热风被分离净化成高温洁净热风从洁净热风出风口(44)喷出，为用户提供热能服务。安装在热水产生存储罐(45)里燃烧热风筒(43)、旋风螺旋分离筒(50)的间隙内装填着自来水，被高温燃烧热风快速通过时的富裕热能加热成生活热水，通过热水出水管(49)流出，为用户提供热能服务；消耗的自来水通过自来水进水管(53)补充。