配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐的製作方法
2023-06-13 14:59:06 1
專利名稱：配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐的製作方法
技術領域：
本發明屬於爐具技術領域，具體涉及一種配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐。
背景技術：
公知的狀況是一方面煤炭、石油和天然氣等不可再生的資源因日趨緊缺而致使價格不斷提高，人類因暫無理想的應對之策致使依賴天然資源的緊張心理及危機感日益加劇；另一方面大量的可利用生物質能源被嚴重浪費。這裡所講的可利用的生物質能源主要但並不限於的如礱糠、稻草、麥秸、玉米秸杆、大豆秸杆、高梁秸杆和木屑等等。尤其是在農村，人們不時地看到農民焚燒秸杆的現象，不僅損及環境，而且浪費資源。儘管政府和農業專家致力倡導農民將秸杆還田，但收效甚微。毋容置疑，農村的農民曆來具有節儉勤奮吃苦之傳統美德，而之所以將薪柴付之 一炬實屬不得已而為之的無奈之舉，原因大致有四一是農家生物燃料的燃燒值低，使用這種燃料無疑會延長做餐時間，並且燃料消耗量過剩，不足以為做餐所消耗；二是缺乏合理的爐具；三是難以直接用作工業和商業作為燃料；四是收集運輸成本大並且售價微薄。雖然水能、風能和太陽能之類的能源開發利用可以起到保護天然資源的效果，但是因受地理位置之制約，這種能源僅能在有限的地區奏效。在上面提及的四個原因中，合適的爐具是解決生物質能源出路的重要因素，因為，如果有一種能夠將生物質燃料轉化為適於工業和商業使用的能源，那麼毫無疑問可起到既節約和保護不可再生的資源，又能為農民增收為工商業降本的一箭雙鵰之效果。生物質燃料氣化爐可以將生物質燃料如植物秸杆經乾燥、裂解(熱解)、氧化和還原後生成CO (—氧化碳)氣體供給諸如鍋爐之類的裝置使用。此類裝置可以在中國專利文獻中見諸，典型的如中國發明專利公開號CN101531925A推薦的生物氣化爐(由本申請人的發明人提出的申請)，該專利申請方案具有說明書第2頁第20至22行所稱的技術效果。但是，由於這種結構的生物氣化驗室爐全憑司爐工手工向爐膛中餵入生物質燃料，因此司爐工的操作強度大。毫無疑問，為爐體配備自動餵料機構(簡稱餵料機構)能夠解決該問題。但是，又會產生另類問題，因為在由餵料理機構向爐膛內餵入物生物質燃料時，難以把握爐膛內餵滿與否。於是需由工作人員藉助於登高裝置如梯子現場察看，故而十分麻煩，因為稍有不慎，即疏於現場監視餵料情形，則極易出現溢料現象(生物質燃料自爐膛頂部溢出)。
發明內容
本發明的任務在於提供一種在餵料機構向氣化爐爐體的爐膛內自動餵料時，無需由作業人員攀登至氣化爐爐體頂部監視爐膛內的生物質燃料淺滿與否的配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐。本發明的任務是這樣來完成的，一種配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐，包括具有爐膛並且還具有用於將爐膛的頂部封閉的頂板的一氣化爐爐體和用於向爐膛內餵入生物質燃料的一餵料機構，特徵在於在所述的頂板上樞軸設置有一浮動蓋，並且在頂板上還配設有一信號採集器，該信號採集器與所述的浮動蓋相配合。本發明所述的信號採集器為行程開關、微動開關、位置接近開關或霍爾感應元件。本發明提供的技術方案由於在頂板上樞軸設置了浮動蓋並且還設置了信號採集器，當餵料機構將生物質燃料餵滿爐膛時，浮動蓋被生物質燃料頂起，並觸及信號採集器，由信號採集器將信號反饋給控制箱，使餵料機構停止工作，因而無需由工人攀爬至氣化爐爐體的頂部監視餵料情形。
圖I為本發明的實施例暨應用例結構圖。圖2為圖I的剖視圖。
具體實施例方式為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本發明方案的限制，任何依據本發明構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本發明公開的技術內容範疇。請見圖I和圖2，在進入對附圖的說明之前，申請人作如下澄清性說明凡是涉及左、右、上、下、前和後等的方位性概念均是以目前圖I和圖2所示的位置狀態而言的，因此不能以位置的變化限制本發明的技術方案的保護範圍。給出了幾何形狀呈圓筒體的具有爐膛11並且在爐膛11的底部擱置有爐排13的氣化爐爐體1，該氣化爐爐體I的內壁與爐膛11的外壁之間保持有空腔，藉由該空腔構成為出氣腔12，爐膛11中生成的一氧化碳氣體(CO)進入出氣腔12。爐膛11自上而上的空間依次為用於將生物質燃料乾燥的乾燥區111、將乾燥區111乾燥後的生物質燃料裂解的裂解區112、起到將裂解後的生物質燃料氧化的氧化區113和起到將由氧化區113氧化而生成的二氧化碳(CO2)還原成CO的還原區(圖2示)。其中對爐膛11的內徑並且對應於氧化區113的部位收縮成既比裂解區112的內徑又比還原區114的內徑小的構造，也就是說整個爐膛11的內徑形成上部和下部大，而中間偏下方小的結構，即氧化區113處的內徑小，如此結構可以確保氧化區113處溫度與還原區114的溫度以及與裂解區112的溫度界限分明，即保障氧化區113的區域的溫度達到1200°C左右，具體道理可參見申請人在背景技術欄中的說明。優選地，在前述爐膛11的外壁設置保溫層115，由於保溫層115的增設，因此，前述的出氣腔12構成於保溫層115的外壁與氣化爐爐體I的內壁之間。由圖所示，在氣化爐爐體I的頂部即氣化爐爐體I的頂板15上配設有一用於向前述的爐膛11內餵入生物質燃料的餵料機構7，優選而非絕對限於的餵料機構7包括餵料電機71、第三、第四、第五傳動輪72、73、74、提升箱75、位於提升箱75內的提升鏈76、攪料鬥77和第二、第三傳動帶78、79，餵料電機71固定在前述的頂板15上，第三傳動輪72固定在餵料電機71的餵料電機軸的軸頭上，第四傳動輪73轉動地設置在提升箱75的上端，第五傳動輪74轉動地設置在提升箱75上並且對應於第四傳動輪73的上方，第二傳動帶78的一端套置在第三傳動輪72上，另一端套置在第四傳動輪73上，第三傳動帶79的一端套置在第四傳動輪73上，另一端套置在第五傳動輪74上，其中第三、第四和第五傳動輪72、73、74均為鏈輪，並且第四傳動輪73為雙排鏈輪，第二、第三傳動帶78、79均為傳動鏈條。提升箱75的上端與頂板15上的餵料接口 151配接，餵料接口 151與爐膛11相通，提升箱75的下端支承於地坪上並且具有一盛料鬥751，攪料鬥77以間隔狀態固定在提升鏈76上，而提升鏈76的一端套置在第五傳動輪74的傳動軸741上(傳動軸741上配有供提升鏈76套置的傳動鏈輪)，另一端套置在樞軸設置於提升箱75的下部的提升鏈軸761上(該提升鏈軸761上設有供提升鏈76套置的傳動鏈輪)。在餵料電機71的工作下，由餵料電機71依次經第三傳動輪72、第二傳動帶78、第四傳動輪73、第三傳動帶79和第五傳動輪74帶動與第五傳動輪74的傳動軸741連接的提升鏈76運動，由攪料鬥77將餵入到盛料鬥751內的生物質燃料輸送到爐膛11內。為了避免由餵料機構7餵入到爐膛11內的生物質燃料在爐膛11的上部出現寶塔效應，因此在頂板15上配設有一括料機構8，在餵料機構7餵料時由括料機構8的工作而使 生物質燃料在爐膛11內平鋪。優選而非限於的括料機構8包括括料電機81、括料減速機82、第六、第七傳動輪83、84、第四傳動帶85和括料板86，括料電機81與括料減速機82傳動配接，並且由括料減速機82連同括料電機81固定在頂板15的邊緣部位，第六傳動輪83固定在括料減速機82的末級動力輸出軸上，括料板86固定在位於爐膛11內的括料板軸861的下端，而括料板軸861傳動地支承在頂板15的中央，並且括料板軸861的上端探出頂板15，第七傳動輪84固定在刮料板軸861探出頂板15的端部，第四傳動帶85的一端套置在第六傳動輪83上，另一端套置在第七傳動輪84上。其中第六和第七傳動輪83、84均為鏈輪，第四傳動帶85為傳動鏈條。 在餵料機構7將生物質燃料經餵料接口 151引入爐膛11內的同時或者在餵料完畢後，啟動括料機構8，使進入到爐膛11內的生物質物料抹平(刮平)，避免生物質物料在爐膛11內形成寶塔形狀態。作為本發明提供的技術方案的技術要點在前述的頂板15上用銷軸樞軸設置有一浮動蓋152，該浮動蓋152還兼有向爐膛11點火的作用，並且在頂板15上還配置有一信號採集器153，該信號採集器153與浮動蓋152相配合。當前述的餵料機構7向爐膛11餵料時，一旦浮動蓋152被爐膛11中的生物質燃料頂起，則表明爐膛11已滿料，同時由浮動蓋152觸及信號採集器153，由信號採集器153將信號反饋給電氣控制箱，由電氣控制箱使餵料機構7停止工作。這裡所講的信號採集器153既可以是行程開關、也可以是微動開關，還可以是位置接近開關、幹簧管或霍爾感應元件，本實施例選用行程開關。由於採用了這種結構，因此不會出現爐膛11向外溢料的現象，並且無需象已有技術那麼需由工人爬高到氣化爐子爐體I的上部監視爐膛11是否滿料。繼續見圖I和圖2，在前述的爐膛11的下部即前述的還原區114的下方通過與氣化爐爐體I相固定的定架131上擱置有圓盤形的爐排13，並且在氣化爐爐體I的下方增設有水封集灰池14，水封集灰池14延伸到對應到爐排13的下方並且與爐膛11相通。出自爐膛11的一氧化碳氣體經水封集灰池14後進入前述的出氣腔12。在使用狀態下，水封集灰池14內灌有水，爐膛11中的經還原區114還原而成的一氧化碳氣體在後續的引氣機構3的作用下，以負壓狀態經爐排13的槽道132 (即爐排出灰間隙)進入水封集灰池14，進而從水封集灰池14中的水中逸出進入出氣腔12。於是，在使用過程中，一旦因意外而發生回火現象，則不會引發氣化爐爐體I的損毀乃至爆炸。為了保障爐排13順利地將爐灰引出進入水封集灰池14，因此本發明方案設置有爐排驅動機構9，優選而非絕對限於的爐排驅動機構9包括第二電機91、第八、第九傳動輪92、93、第五傳動帶94、減速機95、第一、第二齒輪96、97和爐排傳動軸98，第二電機91和減速機95設置於使用現場的地坪上，由氣化爐爐體I的下部的爐體容腔蔽護並且對應於水封集灰池14的水封集灰池底板141的下方。第八傳動輪92固定在第二電機91的電機軸頭上，第九傳動輪93固定在減速機95的減速機動力輸入軸951上，第五傳動帶94的一端套置在第八傳動輪92上，另一端套置在第九傳動輪93上，第一齒輪96固定在齒輪軸961上，齒輪軸961轉動地設置在前述的水封集灰池底板141上，並且與減速機95的減速機動力輸出軸952連接，第二齒輪97固定在爐排傳動軸98上，並且與第一齒輪96嚙合，爐排傳動軸98的上端與爐排13的中央固定，下端通過軸座981轉動地支承在水封集灰池底板141上。 可見，第二電機91、第八、第九傳動輪92、93、第五傳動帶94和減速機95位於水封集灰池14的外底部，而第一齒輪96和第二齒輪97以及爐排傳動軸98位於水封集灰池14內。當第二電機91工作時，由固定在第二電機91的電機軸頭上的第六傳動輪92經第五傳動帶94帶動第九傳動輪93，由於第九傳動輪93固定在減速機95的減速機動力輸入軸951上，因此經減速機95減速後，由減速機動力輸出軸952輸出動力(低速)帶動第一齒輪96,由於第一、第二齒輪96、97彼此哨合，由此由第一齒輪96帶動第二齒輪97,由於第二齒輪97固定在爐排傳動軸98上，又由於爐排傳動軸98與爐排13固定，因此由爐排傳動軸98帶動爐排13微微轉動，使灰燼抖落到盛有水的水封集灰池14內。由於水封集灰池14的一部分伸展到氣化爐爐體I外，因此，進入到水封集灰池14內的爐灰可由手工利用工具撈除，該種爐灰可供給化工產品生產單位用作製造橡膠、炭黑之類產品的添加物。前述的出氣腔12內的一氧化碳氣體由連接在氣化爐爐體I的上側部的並且與出氣腔12相通的出氣管2引出，在引出過程中，串聯連接在出氣管2的管路上的引氣機構3工作，使出氣腔12內的一氧化碳氣體以負壓方式引出。本申請人之所以將本發明申請的主題名稱定為下吸式生物質燃料所化爐，是因為出氣腔12內的一氧化碳氣體是從爐膛11的底部進入水封集灰池14後才進入出氣腔12的。在前述的出氣管2的管路上並且位於前述的引氣機構3之間增設有一氣霧洗滌機構5，用於淨化一氧化碳氣體。優選的氣霧洗滌機構5包括氣霧洗滌罐51、過渡管52、氣霧洗滌罐進水管53和第一通氣管54，過渡管52的中部位於氣霧洗滌罐51的氣霧洗滌罐罐腔55內，在該過渡管52上開設有一對彼此對應的過渡管進水孔521，也就是說在過渡管52的管壁的面對面的位置各開設有一過渡管進水孔521，當然如果將過渡管進水孔521的數量略以增加至兩個以上，如三個，或者減少至一個，那麼應當視為等效性變換，過渡管進水孔521與氣霧洗滌罐罐腔55相通，即，氣霧洗滌罐罐腔55內的水經過渡管進水孔521進入到過渡管管腔內。過渡管52的一端即圖示的左端伸展到氣霧洗滌罐罐腔55外與前述的出氣管2連接，而過渡管52的另一端即圖示的右端同樣伸展到氣霧洗滌罐罐腔55外與第一通氣管54的一端(圖示下端)連接，而第一通氣管54的另一端(圖示上端)與下面即將描述的引氣機構3連接。氣霧洗滌罐進水管53的一端(圖示左端)與氣霧洗滌罐51的底部中央連接，而另一端(圖示右端)與氣水分離機構6連接。由上述說明並且結合圖I和圖2的示意可知，整個氣霧洗滌罐51由出氣管2、第一通氣管54以及氣霧洗滌罐進水管53三者支承。在引氣機構3的工作下，當出氣腔12內的一氧化碳氣體在經出氣管2引出的過程中，因負壓作用，氣霧洗滌罐罐腔55內的水經過渡管進水孔521進入過渡管52的過渡管管腔內，以體現氣霧洗滌。前述的引氣機構3包括機架31、第一電機32、第一、第二傳動輪33、34、第一傳動帶35和羅茨風機36,機架31設置在使用場所的地坪上,第一電機32和羅茨風機36固定在機架31的頂部,第一傳動輪33優選使用平鍵固定的方式固定在第一電機32的第一電機軸321上,第二傳動輪34固定在羅茨風機36的羅茨風機軸361上,第一傳動帶35的一端套置在第一傳動輪33上，另一端套置在第二傳動輪34上。羅茨風機36的風機進氣管362 與前述的氣霧洗滌機構5的第一通氣管54連接，而羅茨風機36的風機出風管363與下面將要描述的氣水分離機構6連接。在本實施例中，前述的第一、第二傳動輪33、34均使用皮帶輪，相應地，第一傳動帶35使用傳動皮帶。然而，如果將第一、第二傳動輪33、34改用鏈輪，同時將第一傳動帶35改用傳動鏈條，則應當視為等效性替代。前述的爐排驅動機構9的第八、第九傳動輪92、93和第五傳動帶94同例。與氣霧洗滌機構5的氣霧洗滌罐進水管53以及與引氣機構3的羅茨風機36的風機出氣管363連接的氣水分離機構6的優選而非絕對限於的結構如下包括集水罐61、撞擊式氣水分離筒體62和回水管63，集水罐61如同氣化爐爐體I那樣設置於使用場的地坪上，在集水罐61上並且位於集水罐61的下側部連接有一與集水罐61的集水罐腔611相通的集水罐出水接口 612，該集水罐出水接口 612與前述的氣霧洗滌機構5的氣霧洗滌罐進水管53連接。回水管63設置在集水罐罐腔611內，並且該回水管63的上端伸展到集水罐罐腔611外，在該回水管63伸展到集水罐罐腔611外的側部具有一個側接口 631，該側接口631與前述的引氣機構3的羅茨風機36的風機出氣管363連接。撞擊式氣水分離筒體62與回水管63的頂端埠連接,在該撞擊式氣水分離筒體62內設置有一組第一撞擊片621和一組第二撞擊片622, —組第一撞擊片621和一組第二撞擊片622彼此呈一隔一配置,也就是說，當頂部的首枚為第一撞擊片621時，那麼第二枚為第二撞擊片622，第三枚又為第一撞擊片621,依此類推。第一、第二撞擊片621、622的結構是不同的,更具體地講,第一撞擊片621猶如梅花狀(梅花形),而第二撞擊片622呈擋圈的形狀。於是，每一個第一撞擊片621的四周邊緣部位與撞擊式氣水分離筒體62的內壁之間形成有一組彼此間隔的出氣槽6211,而每一個第二撞擊片622的中央構成出氣孔6221。由於第一、第二撞擊片621、622的彼此作用，使引入到回水管63內的一氧化碳水氣霧在途經撞擊式氣水分離筒體62內時遭到撞擊，水汽便由回水管63引入集水罐罐腔611，而一氧化碳氣體則進入與氣水分離機構6連接的一氧化碳氣體過濾機構4過濾。一氧化碳氣體過濾機構4包括旋風分離器41、填料過濾器42和燃氣引出管43，旋風分離器41的下端與延接在集水罐61頂部的回水接口 613配接，而旋風分離器41的上端構成有一旋風箱411，旋風箱411上連接以水平設置的第二通氣管4111的一端(圖示右端)，而第二通氣管4111的另一端(圖示左端)與前述的撞擊式氣水分離筒體62的上部連接並且與撞擊式氣水分尚筒體62的筒體腔相通。在旋風分尚器41的容腔內配設有旋風子412,旋風子412由第三通氣管4121和螺旋片4122構成，螺旋片4122以螺旋狀態構成於第三通氣管4121的外壁上。填料過濾器42配接在旋風分離器41的頂部，更確切地講配接在旋風箱411的頂部，在填料分離器42的容腔內設有填料421，填料如金屬絲團(填料也可稱濾料)。燃氣引出管43的一端(圖示的上端)與填料過濾器42的頂部連接，另一端(即圖示下端)與燃燒器10連接。經過該一氧化碳氣體過濾機構4能使一氧化碳氣體中的水汽和雜質有效濾除。經第二通氣管4111引入至一氧化碳氣體過濾機構4中的一氧化碳氣體當途經旋風子412時便在螺旋片4122的導向下自第三通氣管4121的下端進入第三通氣管4121的管腔後向上進入填料421 (也可稱為濾料)，經燃氣出氣管43引至燃燒器10。優選地，在前述的集水罐61的上側部接續一引水管614，由引水管614將集水罐61內的水引至前述的水封集灰池14。當然，水封集灰池14內的水也可由人工引入。又，前 述的氣霧洗滌罐罐腔55內的水位與集水罐61的集水罐罐腔611內的水位相同，即兩者的水位一致。申請人:簡述本發明的工作原理，通過頂板15上的觀察門152對爐排13上的引燃物(可以是生物質燃料，也可以是另行擇用的易燃物料)引燃，啟動餵料機構7向爐膛11送入諸如由礱糖、稻草、木屑和/或秸杆之類的原料經預先壓實並粉碎成特定大小的固體狀的生物質燃料(這種生物質燃料既可從市場購取，也可自制)，這種生物質燃料諸如由CN201205759Y、CN20145641U、CN20145498Y、CN201445499Y 和 CN201442359U 之類的中國專利介紹的成型機製取。在餵料機構7餵料的過程中由括料機構8刮平，以避免爐膛11的生物質燃料出現寶塔狀的堆進效應。生物質燃料餵滿爐膛11後，暫停餵料機構7和括料機構8的工作，只有在減少時再實施補料，即重新啟動餵料機構7和括料機構8。爐膛11內的生物質燃料依次經乾燥區111、裂解區112、氧化區113和還原區114生成一氧化碳氣體，並從爐排13的槽道132經水封集灰池14逸入出氣腔12，由出氣管2引經氣霧洗滌機構5再經引氣機構3引至氣水分離機構6氣水分離，最後經一氧化碳過濾機構4過濾後由燃氣引出管43引至燃燒器10。綜上所述，本發明提供的技術方案克服了已有技術中的欠缺，完成了發明任務，客觀地體現了申請人在上面的技術效果欄中所稱的技術效果。
權利要求
1.一種配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐，包括具有爐膛(11)並且還具有用於將爐膛(11)的頂部封閉的頂板(15)的一氣化爐爐體(I)和用於向爐膛(11)內餵入生物質燃料的一餵料機構(7)，其特徵在於在所述的頂板(15)上樞軸設置有一浮動蓋(152)，並且在頂板(15)上還配設有一信號採集器(153)，該信號採集器(153)與所述的浮動蓋(152)相配合。
2.根據權利要求I所述的配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐，其特徵在於所述的信號採集器(153)為行程開關、微動開關、位置接近開關或霍爾感應元件。
全文摘要
一種配置有自動餵料機構的生物質燃料氣化爐，屬於爐具技術領域。包括具有爐膛並且還具有用於將爐膛的頂部封閉的頂板的一氣化爐爐體和用於向爐膛內餵入生物質燃料的一餵料機構，特徵在於在所述的頂板上樞軸設置有一浮動蓋，並且在頂板上還配設有一信號採集器，該信號採集器與所述的浮動蓋相配合。優點由於在頂板上樞軸設置了浮動蓋並且還設置了信號採集器，當餵料機構將生物質燃料餵滿爐膛時，浮動蓋被生物質燃料頂起，並觸及信號採集器，由信號採集器將信號反饋給控制箱，使餵料機構停止工作，因而無需由工人攀爬至氣化爐爐體的頂部監視餵料情形。
文檔編號C10J3/30GK102876391SQ20111019289
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月11日 優先權日2011年7月11日
發明者黃多能 申請人:常熟市辛莊鎮前進五金廠