一种下吸式气化炉的制作方法

  本发明涉及一种气化炉，特别涉及一种以生物质成型燃料和秸秆、木片、垃圾等原料为燃料的气化炉。

  随着环保的压力越来越大，二氧化碳的排放问题为全球重要课题，世界各国纷纷寻找可再生能源以替代传统以化石原料为基本能源的能源结构。我国是农业大国，有充足的生物质资源，在生物质能源的开发利用中，常用的方式是直燃或气化发电，气化发电受限于成本，经济效益不佳。传统炉灶对薪柴和秸秆利用历史悠久，传统炉灶因使用不便，热值利用率低，一般只有15%到20%，对空气污染大。在广大农村也逐渐弃用，导致生物质能源的开发利用量越来越少，不能对农村中大量可再生的薪柴和秸秆进行有效的利用。

  为了更好的发展利用生物质能源，我国出台了许多鼓励发展生物质能源的优惠政策，最近制定了十三五生物质能源发展规划。目前以生物质成型燃料发展最为迅猛，但是生物质成型燃料在大范围使用的颗粒燃烧机普遍存在结焦问题，和氮氧化物超标问题。相比较下气化炉在燃料适应性和排放物控制达标上有更有经济优势，上吸式气化炉、流化床气化炉又存在严重的焦油问题，下吸式气化炉优点突出，没有严重的焦油问题，小型化气化炉已经成熟。但市场上大型化下吸式气化炉还有待成熟完善。

  为此，发明人发明了申请日为2011.11.11、专利号为CN6.2、名称为“一种家用生物质节能灶”的气化燃烧炉灶。它包括燃料仓、在燃料仓下方设有与燃料仓连通的气化炉芯、在气化炉芯下且与气化炉芯连通的落灰室，及在落灰室一侧设有通过导管连通的猛火灶头，其中燃料仓包括上下开口的仓体、在仓体上方开口上的料仓盖、在仓体四周的进气管和排烟管，其特征在于所述的气化炉芯包括与燃料仓下方开口连通的喉口、在喉口的最小位置处设有的环绕聚集空气喷嘴，及气化炉芯中部的气化反应室；所述的环绕聚集空气喷嘴为倾斜45度设置在喉口上，所述的环绕聚集空气喷嘴一侧上还设有给环绕聚集空气喷嘴进气的风机，在气化炉芯外围设有利用气化炉芯气化反应的余热的水箱，及在水箱与气化炉芯之间设有螺旋换热片，所述的落灰室包括灰盘；所述的仓体下方开口上设有控制燃料下落且由两个扇形拼合成使燃料与气化反应室阻隔降低了燃料仓的温度的燃料仓门。

  为此，发明人对技术方案进行了改进，申请号为7.5、名称为“一种生物质气化炉灶”的发明专利申请。其主要技术方案是：燃料仓上部分别为排烟室和料仓口增压室；料仓口增压室中间设有料仓盖；水箱和炉芯之间设有烟气通道，气化炉芯分别与燃料仓和落灰室连通，气化炉芯和落灰室之间设有带抖灰装置和活动栅门的漏斗形炉篦；气化炉芯的内外壁之间设有保温层，气化炉芯中的气化反应室的内壁为可自由伸缩的伸缩管，气化反应室上方侧壁设有空气喷嘴，保温层里设有点火装置。其优点是：结构紧凑，气化反应温度高达1200度，升温启动时间短，点火方便，产气高效；可加热水箱产生热水，还将混在生物质燃气中的焦油清除，节能环保，提高了相关器具的使用寿命；清除积聚的灰烬或结焦块方便快捷。

  但前述专利技术适用于小型炉具，在发明人的后续开发大型炉具过程中，对大型炉具而言存在许多缺陷；为此，发明人对相关技术作了持续改进，后续还申请了申请号为46、名称为“一种生物质下吸式气化与供热系统”，申请号为50、名称为“一种生物质气化燃气系统及其排灰出渣除尘系统”；申请号为31、名称为“一种生物质中大型气化装置的新型炉芯结构”系列专利。

  前述各项专利申请的技术方案具有很高的实用价值，但进料和排渣方面结构上还存在下面一些缺陷：（1）进料使形状复杂的木片不易搭桥架空，导致供氧覆盖不足，燃料燃烧不均匀，产气效率不够高；（2）排灰机构可靠性不高；（3）系统太过复杂，设备过于昂贵。

  为解决现有生物质气化炉灶存在上述缺陷，本实用新型提供一种结构合理简洁紧凑、自动化程度高、生物质燃料气化率高效的下吸式气化炉。

  料仓上部设有锥形顶板，进料斗设在料仓的锥形顶板上方的一侧，进料斗设有料仓口，料仓口从锥形顶板上方倾斜地伸入到料仓内，料仓口处设有倾斜设置的插板阀，插板阀上方设有驱动插板阀动作的气缸；料仓的锥形顶板上设有防爆阀；

  料仓与气化反应段之间通过法兰连接，气化反应段上部设有漏斗形口，漏斗形口下端为气化反应段的喉口，喉口上环形分布有若干进气管，喉口下面为气化反应段的气化反应室，气化反应室的壁部结构从内侧到外侧分别为耐火层、保温层、支撑壁和保护围板，支撑壁和保护围板之间构成燃气通道，支撑壁上设有环形进气道，进气管与环形进气道相通，鼓风机与气化反应段中的环形进气道连接相通；气化反应段一侧设有旋风分离器和引风机，引风机与旋风分离器连接，旋风分离器与燃气通道连接相通。

  作为上述技术方案的改进和说明，前述下吸式气化炉还包括：布料机，从料仓的上方伸入到料仓中，用于料仓中生物质原料的搅动，使生物质原料布置均匀；布料机包括驱动装置、布料机座、传动齿轮、空心轴、轴承、搅拌叶片， 布料机座设置在料仓的锥形顶板的中心处，空心轴通过轴承设置在布料机座中，空心轴下端伸入到喉口上方，空心轴上部通过传动齿轮与驱动装置连接，搅拌叶片设置在位于料仓中的空心轴下部。此处巧妙地利用空心轴兼作为密封空气通道的一部分，一物两用，简化了结构，节省了成本，具有较强的创造性。

  作为上述技术方案的改进和说明，前述所述驱动装置包括减速电机和减速电机座；布料机座为两端设有轴承位的圆形座，减速电机座设于圆形座一侧，减速电机固定在减速电机座上，传动齿轮包括一大一小互相啮合的两个齿轮，分别为大齿轮和小齿轮，小齿轮设置在减速电机上，大齿轮套设在空心轴的上部；大齿轮上部设有连接套，连接套为一个带法兰的短管，短管上部一侧设有通气管，短管上端设有封板，封板中心设有可相对于大齿轮自由转动的导电滑环，大齿轮上部表面设有环形槽；环形槽上设有一个压在大齿轮的弹簧压紧环，使通气管、连接套和空心轴形成一个密封空气通道；空心轴下端设有呈放射状的进气喷头，进气喷头中心设有导线管，导线管下端设有热电偶，导线管上端延伸到大齿轮的中心孔中，热电偶的补偿线穿过导线管和导电滑环连接；通气管和鼓风机连接相通。

  作为上述技术方案的改进和说明，前述炉座包括支腿、漏斗形灰室和放灰炉排；漏斗形灰室内设有排灰机，排灰机下方设有排渣口，排灰机设在漏斗形灰室上方，排灰机包括漏斗状的固定炉排， 固定炉排上设有若干漏灰孔、以及可从漏灰孔向上伸出的顶渣齿，顶渣齿固定在漏灰孔下方的顶渣座上，顶渣座下方两侧铰接有连接臂，连接臂下端铰接有摇臂，摇臂另一端设有摇臂轴，摇臂通过摇臂轴与放灰炉排固定连接，摇臂轴端面由一对摇臂齿啮合，其是一个摇臂齿由一个排灰气缸控制驱动。

  作为上述技术方案的说明，新型的进料斗和布料机，使进料使形状复杂的木片容易搭桥架空，防止供氧覆盖不足，防止局部过氧烧穿料层，使燃料燃烧更均匀，产气效率提高；采用用新的排灰机构使灰渣排渣更为方便高效，防止堵塞。

  由上所述可知，本实用新型的优点是：结构科学、紧凑简单、空间充分利用，成本降低，进料控制方便，增加中间进气通道，进气更均匀；布料机可以对料仓中生物质原料的进行搅动整理，防止燃料在喉口的搭桥结拱；使料仓里面的生物质原料错开均匀叠放，更具通透性，有效防止气化反应的的空烧和偏烧；有利于提高交产气效率，灰渣排渣更为顺畅，产气连续性好，解决了以往下吸式气化炉的空烧、偏烧、结渣，排灰排渣困难的难题，提高了使用寿命，降低了劳动强度，制造成本低，具有意料不到的技术效果，相对现有技术，具有突出的实质性特点和显著的进步；具有很大的推广价值。

  下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

  标记说明： 1－进料斗， 2－布料机， 3－料仓；4-气化反应段，5-炉座， 6-鼓风机， 7-引风机， 8-旋风分离器，11－锥形顶板， 12－插板阀， 13－气缸， 21－大齿轮， 22－连接套， 23－空心轴， 24－搅拌叶片， 25－进气喷头， 26－导线－导电滑环， 224－弹簧压紧环； 231－轴承， 31－锥形顶板，32－防爆阀，33－布料机座， 331－轴承位，332－减速电机座，333－减速电机，334－小齿轮，41-漏斗形口，42-喉口，43-进气管，44-耐火层，45-保温层，46-外层支撑壁，47-保护围板，48-燃气通道，49-环形进气道， 51－支腿， 52－漏斗形灰室， 53－排灰机，531－固定炉排，532－漏灰孔，533－顶渣齿，534－顶渣座，535－连接臂，536－摇臂，537－摇臂轴，538－放灰炉排，539－摇臂齿， 54－排灰气缸，55－排渣口。

  下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

  进料斗1，设置在料仓3的上方，用于装载生物质原料和控制生物质原料进入料仓3；

  布料机2，从料仓3的上方伸入到料仓3中，用于料仓3中生物质原料的搅动，使生物质原料布置均匀；

  料仓3上部设有锥形顶板31，进料斗1设在料仓3的锥形顶板31上方的一侧，进料斗1设有料仓口11，料仓口11从锥形顶板31上方倾斜地伸入到料仓3内，料仓口11处设有倾斜设置的插板阀12，插板阀12上方设有驱动插板阀12动作的气缸13；料仓3的锥形顶板31上设有防爆阀32；

  料仓3与气化反应段4之间通过法兰连接，气化反应段4上部设有漏斗形口41，漏斗形口下端为气化反应段4的喉口42，喉口42上环形分布有若干进气管43，喉口下面为气化反应段4的气化反应室43，气化反应室43的壁部结构从内侧到外侧分别为耐火层44、保温层45、支撑壁46和保护围板47，支撑壁46和保护围板47之间构成燃气通道48，支撑壁46上设有环形进气道49，进气管43与环形进气道49相通，鼓风机6与气化反应段4中的环形进气道49连接相通；

  布料机2包括驱动装置、布料机座33、传动齿轮、空心轴23、轴承231、搅拌叶片24， 布料机座33设置在料仓3的锥形顶板31的中心处，空心轴23通过轴承231设置在布料机座33中，空心轴23下端伸入到喉口42上方，空心轴上部通过传动齿轮与驱动装置连接，搅拌叶片24设置在位于料仓3中的空心轴23下部。

  参见图1~图3，进一步具体地，前述驱动装置包括减速电机333和减速电机座332；布料机座33为两端设有轴承位331的圆形座，减速电机座332设于圆形座一侧，减速电机333固定在减速电机座332上，传动齿轮包括一大一小互相啮合的两个齿轮，分别为大齿轮21和小齿轮334，小齿轮334设置在减速电机333上，大齿轮21套设在空心轴23的上部；大齿轮21上部设有连接套22，连接套22为一个带法兰的短管221，短管221上部一侧设有通气管222，短管221上端设有封板，封板中心设有可相对于大齿轮21自由转动的导电滑环223，大齿轮21上部表面设有环形槽；环形槽上设有一个压在大齿轮21的弹簧压紧环224，使通气管222、连接套22和空心轴23形成一个密封空气通道；空心轴23下端设有呈放射状的进气喷头25，进气喷头25中心设有导线，导线连接相通。

  参见图2、图4、图5，进一步具体地，前述炉座5包括支腿51、漏斗形灰室52和放灰炉排538；漏斗形灰室52内设有排灰机53，排灰机53下方设有排渣口55，排灰机53设在漏斗形灰室52上方，排灰机53包括漏斗状的固定炉排531， 固定炉排531上设有若干漏灰孔532、以及可从漏灰孔532向上伸出的顶渣齿533，顶渣齿533固定在漏灰孔532下方的顶渣座534上，顶渣座534下方两侧铰接有连接臂535，连接臂535下端铰接有摇臂536，摇臂536另一端设有摇臂轴537，摇臂536通过摇臂轴537与放灰炉排538固定连接，摇臂轴537端面由一对摇臂齿539啮合，其是一个摇臂齿539由一个排灰气缸54控制驱动。

  参见图1~图2，进一步具体地，前述气化反应段4一侧设有旋风分离器8和引风机7，引风机7与旋风分离器8连接，旋风分离器8与燃气通道48连接相通。

  根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。