CN102105744B - 木质粒料的燃烧方法及其燃烧装置 - Google Patents

Abstract

为了抑制灰渣的发生以便防止燃烧障碍的发生，将陶瓷颗粒(30)负载在多孔板4上而形成火床(3)。木质粒料(31)被驱散在火床上并且从扩孔板的下侧喷射燃烧空气以燃烧该粒料。在将由燃烧产生的灰连同燃烧空气或燃烧废气的气流一起排放到下游侧上的二次燃烧空间时，陶瓷颗粒层和木质粒料层被搅拌部(21)、(22)搅拌，从而粉碎形成在火床上的燃烧灰的灰渣，从而抑制了灰渣的成长并且防止了燃烧障碍的发生。

Description

木质粒料的燃烧方法及其燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种用于燃烧木质粒料的方法和装置，并且特别地，涉及一种用于燃烧由陶瓷颗粒层形成的火床上的木质粒料的方法和装置。

背景技术

为了应对全球变暖的环境问题，已经开始关注在燃料生命周期中对大气中二氧化碳的增加/减小没有影响的生物质燃料，即，由于在植物生长过程中的光合作用而吸收的二氧化碳量与在燃烧时产生的二氧化碳量几乎相同的生物质燃料。在生物质燃料之中，木质粒料通常是通过关于由森林主伐或森林抚育间伐而产生的废木料或森林中残料等等进行粉碎并且进行压缩成型而形成的固体燃料。木质粒料在其形状以及诸如含水率的品质方面是稳定的。因而，由于与其它生物质燃料相比，能够更容易地处理木质粒料，所以已经广泛地研究了使用木质粒料作为用于诸如热水壶、锅炉、温室的热源、热水器、加热设备、吸收制冷循环的再生器这样的各种热源的燃料的开发。

由于木质粒料产生相对大量的燃烧灰，所以对于进行稳定燃烧来说，燃烧灰的排放是个问题。例如，专利文献1提出了这样的一种燃烧装置，其中将陶瓷颗粒铺满具有许多喷气孔的整个多孔板以形成火床，然后将木质粒料散布在陶瓷颗粒层的火床上，并且使燃烧空气从多孔板的下侧流入到陶瓷颗粒层中从而流动并且燃烧木质粒料。根据该装置，燃烧灰连同流经陶瓷颗粒层的燃烧空气和燃烧废气一起被驱散到下游侧上的二次燃烧室中，并且向下移动并沉积在该二次燃烧室中而被适当地排放到该燃烧室的外部。另一方面，没有沉积在二次燃烧室中的灰连同燃烧废气一起流动并且被旋风集尘器等收集。

现有技术文件

专利文献

日本专利文献1：JP-A-2006-275301

发明内容

本发明要解决的问题

然而，如果由于诸如木质粒料的拥塞的任何原因而使在火床处形成高温区，那么沉积的灰可能熔化并且烧结而形成燃烧灰的灰渣(下文中称为灰渣)。由于这样的灰渣不能被燃烧空气的正常气流吹走，所以灰渣逐渐变大而导致了诸如不完全燃烧这样的燃烧障碍。因而，需要使灰渣不沉积在火床上。

当一旦产生了所述燃烧障碍时，需要停止燃烧装置的工作，并且通过人力来移除灰渣或沉积灰。因而，产生了不仅仅需要用于维护装置的时间和人力，而且还降低了燃烧装置的工作效率的问题。

另一方面，如果为了吹走沉积在火床上的灰渣而增大燃烧空气等的流动率，那么由于可能驱散未完全燃烧的木质粒料，所以可能使木质粒料的燃烧率下降。

本发明要解决的问题是抑制灰渣的成长从而防止燃烧障碍的发生。

解决问题的方法

为了解决前述问题，根据本发明的木质粒料的燃烧方法涉及这样一种燃烧木质粒料的方法，其中将陶瓷颗粒铺盖在多孔板之上而形成火床，将木质粒料散布在所述火床上，并且从多孔板的下侧喷出燃烧空气以燃烧所述木质粒料，以便使由燃烧产生的灰连同燃烧空气或燃烧废气的气流一起被排放到下游侧上的二次燃烧空间中，其中陶瓷颗粒层和木质粒料层被搅拌件搅拌，以便粉碎将要形成在火床上的燃烧灰的灰渣。当然，在这种情况下，颗粒的尺寸大于多孔板的孔的直径。

即，通过用搅拌件来搅拌火床的陶瓷颗粒层和木质粒料层使灰渣被精细地粉碎，并且该灰渣通过陶瓷颗粒和木质粒料的上下和左右方向上的运动而被进一步粉碎成细碎块。结果，由于所述灰通被燃烧空气或燃烧废气的正常流动驱散并且从火床排出，所以能够抑制灰渣在火床处的成长。结果，能够防止燃烧障碍的发生。

在开始操作时，当火床被搅拌时，由于木质粒料是平铺的从而点火燃烧器的火焰不会到达木质粒料，所以可能降低点燃性能。因而，优选在开始操作的时候不搅拌火床。

用于直接实施根据本发明的木质粒料的燃烧方法的燃烧装置是用于燃烧木质粒料的装置，该装置包括：包括多个孔的多孔板；通过将陶瓷颗粒以层状铺盖在多孔板上而形成的火床；将木质粒料供给在火床上的燃料供给部；将燃烧空气从多孔板的孔供给到火床的空气供给部；将木质粒料点燃的点火燃烧器；将从火床产生的燃烧废气引入到其中并且使废气燃烧的二次燃烧空间；利用沿多孔板的板表面运动的构件来搅拌火床上的陶瓷颗粒层的搅拌部。

作为所述搅拌部的一种模式，该搅拌部可以通过直线形状的可动件、搅拌件以及驱动部构造而成，所述可动件被支撑为可以沿着多孔板移动并且设置在陶瓷颗粒层中，所述搅拌件沿着多孔板设置成正交于且固定于所述可动件，所述驱动部与所述可动件被引出到火床外部的一端相连。

根据该结构，当操作驱动部以使可动件直线往复运动时，所述搅拌件随着所述可动件的运动而在火床内运动，以便搅拌陶瓷颗粒和木质粒料。通过移动所述搅拌件来精细地粉碎灰渣，并且通过陶瓷颗粒和木质粒料的上下和左右方向运动使灰渣进一步粉碎成细碎快。结果，由于灰被燃烧空气或燃烧废气的正常流动驱散并且从火床排出，所以能够使灰的沉积减少从而抑制灰渣在火床处的成长。结果，能够防止燃烧障碍的发生。

在这种情况下，所述搅拌件可以由一个杆状件和多个针状件形成，该杆状件被设置成正交于且固定于所述可动件，每个针状件都被设置成从杆状件朝着火床的上方竖立。因而，通过利用针状件搅拌陶瓷颗粒和木质粒料使灰渣被进一步精细地粉碎。在这种状况下，每个针状件至少表面优选是由耐热材料形成。

作为所述搅拌部的另一种模式，该搅拌部能够以下述方式构造而成，即，火床通过将陶瓷颗粒以层状方式覆盖在由相对于多孔板垂直设置的一对侧板以及分别设置在该侧板的两端处的前板和后板所围成的区域中；并且，在多孔板通过以其前端和后端分别插入到形成在前板和后板处的狭隙中的方式而被支撑为可以在前后方向上运动的方式而形成的情况下，搅拌部包括：每一个都在竖直方向上狭长的多个长孔，该长孔以在侧板的前后方向上形成有间隔的方式而在侧板的对应对置位置处形成在火床的该对侧板的每一个侧板上；多个搅拌杆，每个搅拌杆都被插入在所述一对侧板的相对应的一对对置长孔中；以及在前后方向上移动多孔板的驱动部。

根据该构造，当多孔板在前后方向上移动的时候，陶瓷颗粒进入多孔板的喷气孔中并且因而以振动的方式垂直运动。在这种情况下，由于陶瓷颗粒的上下运动受到分别被设置为桥接在所述一对侧板处形成的对置长孔之间的多个搅拌杆的限制，所以陶瓷颗粒以复杂的方式运动。因而，灰渣被陶瓷颗粒的复杂运动而精细地粉碎并且通过陶瓷颗粒和木质粒料的上下和左右方向运动而使灰渣进一步被粉碎成细碎快。由于搅拌杆在长孔的范围内上下运动，所以允许陶瓷颗粒的上下运动，从而能够使作用在多孔板和搅拌杆上的力减弱。

在这种情况下，陶瓷颗粒优选具有球体(球)状，并且陶瓷颗粒的直径优选大于多孔板的孔的直径。因而，由于陶瓷颗粒的下部被埋入到多孔板的孔中，所以即使当陶瓷颗粒随着多孔板的前后方向的运动而被迫运动时，该陶瓷颗粒的运动也受到邻近的其他陶瓷颗粒的干涉，从而陶瓷颗粒以从多孔板的孔飞出的方式而上下运动。由于陶瓷颗粒的这种运动，灰渣被精细地粉碎并且沉积在陶瓷颗粒层上的灰被搅拌并被驱散。尽管搅拌杆距离多孔板的高度没有具体限制，但是该高度优选是陶瓷颗粒的尺寸的大约2.5倍或以上。

本发明的效果

根据本发明，能够抑制灰渣的成长从而防止燃烧障碍的发生。

附图说明

图1是示出了应用于根据本发明的燃烧装置的根据实施例1的燃烧炉的剖视图。

图2是从图1的燃烧炉下侧观看时，该燃烧炉的底视图。

图3是从图1的燃烧炉右侧观看时，该燃烧炉的侧视图。

图4是从上侧观看的火床的剖视图，其中并入了作为实施例1的特征部分的搅拌部。

图5是示出了实施例1的搅拌部的构造的视图。

图6是沿图4的箭头VI-VI观看的剖视图。

图7是示出了应用于根据本发明的燃烧装置的实施例2的搅拌部的特征部分的剖视图。

图8是用于说明根据实施例2的搅拌部的针状件的构造的视图。

图9是用于说明根据实施例2的针状件的修改实例的视图。

图10是示出了应用于根据本发明的燃烧装置的根据实施例3的搅拌部的构造的视图，其中图10(a)是示出了火床3的外围的剖视图，10(b)是示出了火床3的局部剖断面的侧视图，而图10(c)是从底侧观看的火床3的底视图。

图11是类似于沿图4的箭头VI-VI观看的实施例3的剖视图。

符号说明

1  燃烧炉

2  燃烧室

3  火床

4  多孔板

5  侧板

6  前板

7  后板

8  耐热件

11 喷枪

12 燃烧管

21 可动件

22 搅拌件

25 针状件

26 耐热盖

30 陶瓷球

31 木质粒料

40 多孔板

41 狭隙

42 支撑框架板

42 长孔

45 搅拌杆

47 一次空气喷出孔

具体实施方式

下文中，将说明根据本发明的用于实施木质粒料燃烧方法的燃烧装置的实施例。

(实施例1)

图1至图6示出了根据本发明的燃烧装置的第一实施例的构造的视图。图1是示出了根据实施例的燃烧炉的剖视图，图2是下侧观看的燃烧炉的底视图，而图3是右侧观看的图1的燃烧炉的侧视图。在图3中，为了简化附图，省去了在燃烧炉的途中左侧上的部件。图4是从上侧观看时的火床的剖视图，其中并入了作为实施例的特征部分的搅拌部，图5是示出了搅拌部的构造的视图，而图6是沿图4的箭头VI-VI观看的剖视图。

如图1至图3所示，根据本实施例的木质粒料燃烧装置中使用的燃烧炉1以火床3形成在圆筒状燃烧室2的底部的方式构造而成。火床3以下述方式构造而成，即，未示出的陶瓷球以多层的方式铺盖在由相对于在底部处设置的多孔板4垂直设置的一对侧板5、5以及分别设置在侧板5、5的两端处的前板6和后板7所包围的区域上。如图3所示，一对耐热件8、8从所述对侧板5、5的上端朝着燃烧室2的上部处的内壁被填充。

这样构成的燃烧室2在图中的右端经由凸缘9而连接于未示出的二次空气室。用于木质粒料的喷枪11的顶端被插入到燃烧室2的左端处的前部10的上部中。木质粒料从未示出的供给装置被供给到喷枪11的上部开口。具有与未示出的点火燃烧器相连的凸缘的燃烧管12安装在燃烧室2的前壁10的下部。点火燃烧器被连接成朝着火床3的上表面吹火焰。一次空气流道13形成在多孔板4下方以便燃烧空气能够从未示出的鼓风机而被供给到该一次空气流道13。

接下来，将参考图4至图6针对作为本实施例的特征部分的用于火床3的搅拌部做出说明。图4是示出了从上侧观看的火床3的视图。如图所示，火床3以陶瓷颗粒以多层的方式铺盖在由垂直设置在多孔板4的上表面上的一对侧板5、5，一对耐热件8、8，以及分别设置在侧板和耐热件的两端处的前板6和后板7所包围的区域上的方式形成。直线形状的可动件21以下述方式来设置，即，该可动件21设置在形成火床3的陶瓷层内并且被支撑为能够沿着多孔板4移动。此外，如图5所示，搅拌件22以下述方式来设置，即，该搅拌件22由沿着多孔板的4固定于可动件21以便与该可动件21正交的多个杆状件形成。可动件21的一端由火床3的前板6支撑，并且被引出到外部。作为驱动部的手柄23连接于可动件的上述端部。

将参考图6来说明这样构造的实施例的操作。将陶瓷球30以多层的方式铺盖在多孔板4上以形成火床3。然后，从喷枪11将木质粒料31以分散的方式供给在火床3上，然后从多孔板4的下侧喷射出燃烧一次空气，并且将点火燃烧器点燃以燃烧木质粒料31。由燃烧产生的灰连同燃烧空气或者燃烧废气的气流一起被排放到下游侧上的未示出的二次燃烧室中。

在燃烧过程期间，可能由于诸如木质粒料31的阻塞这样的任何原因而引起在火床3中形成高温区的情况。当在火床3中形成高温区时，燃烧灰被熔化和烧结而形成灰渣。由于这样的灰渣不能被燃烧空气的正常气流吹走，所以灰渣逐渐变大。因而，产生了灰渣引起诸如不完全燃烧的燃烧障碍从而使工作效率降低的问题。

因而，根据本实施例，在燃烧炉1的工作期间间歇或连续地适当操作手柄23，以使可动件21沿图4的箭头24在前后方向上运动，从而使多个搅拌件22在火床3内在前后方向上运动，使得陶瓷球30的层被混合。木质粒料31通过陶瓷球30的混合操作而被混合，并且燃烧灰连同燃烧空气和燃烧废气的气流一起被驱散到二次空气室中。此外，当由于燃烧而形成灰渣时，该灰渣被多个搅拌件22精细地粉碎，并且通过陶瓷球30与木质粒料31的上下和左右方向运动而被进一步粉碎成细碎块。

因而，根据本实施例，由于灰被燃烧空气或者燃烧废气的正常气流驱散并且从火床3排出，所以能够抑制灰在火床3处的成长。结果，能够防止燃烧障碍的发生。

当然，陶瓷球30的尺寸大于多孔板4的孔的直径。此外，可动件21和搅拌件22距离多孔板4的高度优选被设定为高于单层陶瓷球30的高度而低于两层或三层陶瓷球30的高度。

此外，根据本实施例，尽管针对将多个搅拌件22以梳齿的方式固定于单个直线可动件21两侧的实例做出了说明，但是本发明并不局限于此。即，可以将框架状的搅拌部以下述方式构造，即，将分别具有直线形状的两个可动件设置成与所述一对侧板5、5平行以形成框架形状，并且将多个搅拌件22的每一个都设置在两个可动件之间并且固定于该可动件。在这种情况下，为了确保框架形状的前后方向上的可动范围，使框架形可动件的整个长度形成为比火床3在前后方向上的长度短了该可动范围，并且使直线形状的可动件固定在框架形可动件的纵向上两端的每一端，使得该框架形可动件以可动的形式被前板6和后板7支撑。

(实施例2)

将参考图7至9针对与本发明的特征部分有关的用于火床3的搅拌部的另一个实施例做出说明。

该实施例与根据第一实施例的搅拌部的不同点在于，多个针状件25如图7所示被设置成在由多个杆状件形成的搅拌件22处在火床3向上竖立。该实施例的其他部分与实施例1相同，并且因此将省去其说明。

如图8所示，针状件25优选受到诸如热侵镀铝或喷磁这样的耐热和耐腐蚀涂镀。替换地，代替上述方式，如图9所示，每个针状件25优选被由陶瓷制圆筒件形成的耐热盖26覆盖。

根据本实施例，除了实施例1的效果之外，能够获得针状件25的搅拌作用。因而，能够进一步抑制灰渣在火床3处的成长，从而能够防止燃烧障碍的发生。

(实施例3)

将参考图10和图11针对与本发明的特征部分用于火床3的搅拌部的又一个实施例做出说明。图10(a)是示出了火床3的外围的剖视图，图10(b)是示出了火床3的局部剖断面的侧视图，而图10(c)是从底侧观看的火床3的底视图。图11是类似于沿图4的箭头VI-VI观看的本实施例的剖视图。

如这些附图中所示，多孔板40以下述方式设置，即，将该多孔板40的前端和后端分别插入到形成在火床3的前板6和后板7处的一对狭隙41、41中。此外，将支撑框架板42连接于前板6和后板7的下端以及未示出的一对侧板5、5的下端。如图10(c)所示，在支撑框架板42的整个表面处形成有开口，使得燃烧空气从火床3的下侧流经多孔板40的孔。多孔板40由这些狭隙41、41和支撑框架板42支撑，以便能够在由箭头43所示的方向上运动，即，在火床3的前后方向上运动。尽管没有示出，但是与实施例1类似，用于移动多孔板40的驱动部以下述方式形成，即，杆状件连接于多孔板40的一端部分并且被引出到燃烧炉1的外部，并且该杆状件通过人力或者电机在由箭头43表示的方向上运动。

此外，如图10(b)所示，在上下方向上每个都狭长的多个长孔44以在侧板5、5的前后方向上形成有间隔的方式在侧板的相应对向位置处形成在相对于多孔板40垂直设置的所述一对侧板5、5的每一个上。搅拌杆45以每个该搅拌杆的两端分别插入到对应的一对的对置长孔中的方式插入在所述一对侧板5、5的相应一对的对置长孔44中。以这种方式，陶瓷球30覆盖在由一对侧板5、5、前板6和后板7包围的整个区域上而形成火床3。

根据前述构造，当多孔板40在前后方向上运动的时候，陶瓷球30的下部进入多孔板40的一次空气喷出孔47，并且因而以振动的方式上下运动。在这种情况下，由于陶瓷球30的上下运动受到多个搅拌杆45的限制，所以陶瓷球以复杂的方式运动。因而，灰渣通过陶瓷球30的复杂运动而被精细地粉碎，并且该灰渣通过该陶瓷球30和木质粒料的上下和左右方向运动而被进一步粉碎成细碎快。

由于搅拌杆45在长孔44的范围内上下运动，所以允许陶瓷球30的上下运动，从而能够使作用在多孔板40和搅拌杆45上的力减弱。

在这种情况下，陶瓷球30的直径优选大于多孔板40的一次空气喷出孔47的直径。例如，陶瓷球30的外径是φ5mm，并且一次空气喷出孔47的孔直径是φ3mm。因而，由于陶瓷球30的下部被埋入到一次空气喷出孔47中，所以即使当陶瓷球30随着多孔板40的前后方向的运动而被迫运动时，该陶瓷球30的前后方向的运动运动也受到邻近的其他陶瓷球30的干涉，从而陶瓷球以从一次空气喷出孔47飞出的方式而上下运动。由于陶瓷球30的这种运动，灰渣被精细地粉碎并且沉积在陶瓷球30的层上的灰被搅拌并被驱散。尽管从搅拌杆45的下表面到多孔板40的高度H没有具体限制，但是该高度可以是陶瓷球30的尺寸的大约2.5倍或以上。此外，搅拌杆45的直径例如可以是φ4mm。

根据该实施例，陶瓷球30不仅仅能够在前后方向上运动，而且能够针对多孔板40的前后方向运动而以振动的方式在上下方向上运动，并且因此，能够精细地粉碎灰渣。结果，能够抑制灰渣的成长并且因而能够防止燃烧障碍的发生。

根据实施例1的搅拌部，在使搅拌件22在火床3内在前后方向上运动的情况下，如果对齐的各层陶瓷球30形成在搅拌件22与前板6或后板7之间，那么可能引起使搅拌件22的运动受到限制并且搅拌操作变得困难的情况。然而，根据本实施例，能够避免这样的问题。

Claims (1)

1.一种用于燃烧木质粒料的装置，该装置包括：

多孔板，该多孔板包括多个孔；

火床，该火床通过将陶瓷颗粒以层状铺盖在所述多孔板上而形成；

燃料供给部，该燃料供给部将木质粒料供给在所述火床上；

空气供给部，该空气供给部将燃烧空气从所述多孔板的孔供给到所述火床；

点火燃烧器，该点火燃烧器将所述木质粒料点燃；

二次燃烧空间，该二次燃烧空间将从所述火床产生的燃烧废气引入到该二次燃烧空间中并且使该废气燃烧；

搅拌部，该搅拌部利用沿所述多孔板的板表面运动的构件来搅拌所述火床上的所述陶瓷颗粒的层，

其中，所述火床通过将陶瓷颗粒以层状方式覆盖在由相对于所述多孔板垂直设置的一对侧板以及分别设置在该侧板的两端处的前板和后板所围成的区域中的方式形成，

所述多孔板以其前端和后端分别插入到形成在所述前板和后板处的狭隙中的方式而被支撑为可以在前后方向上运动，并且，

所述搅拌部包括：每一个都在竖直方向上狭长的多个长孔，该长孔以在所述侧板的前后方向上形成有间隔的方式而在所述侧板的对应对置位置处形成在所述火床的该对侧板的每一个侧板上；多个搅拌杆，每个该搅拌杆都被插入在所述一对侧板的相对应的一对对置长孔中；以及在所述前后方向上移动所述多孔板的驱动部。

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