CN103080650A - 废物燃烧室 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于焚化储备槽中的废物的废物焚化炉系统。该系统包括一个泵，该泵与该废物处于流体联通、并且被适配成用于将废物泵送出该储备槽并且泵送到一个基本上空心的燃烧室之中。该燃烧室包括一个升高的开口端和一个降低的烟囱端。该烟囱端由一个选择性地可移除的室板来密封并且包括用于排放来自该燃烧室的废气的一个烟囱。一个废物托盘被适配成用于穿过该烟囱端滑到该燃烧室中并且容纳从该泵接收到的废物。一个燃烧器组件被固定成与该燃烧室的开口端毗邻、并且被适配成用于将火焰引导至该燃烧室的开口端中以便对该废物托盘进行加热并且焚化其中的废物。包括了一个壳体以封装该燃烧器组件和燃烧室。

Description

废物燃烧室

发明人：斯蒂芬·约翰逊和马蒂亚斯·约翰逊 

相关申请的交叉引用 

本申请是一个非临时实用专利申请，其要求于2010年7月13日提交的美国临时实用专利申请61/363,955和于2011年7月13日提交的美国非临时实用专利申请13/182,221的优先权，这二者通过引用结合在此。 

发明领域

本发明涉及废物管理，并且更具体地涉及一种废物焚化系统。 

相关技术的论述 

本领域中已知了焚化管道系统中的污水、中水（gray water）以及其他废产物。如灰烬材料等非可燃性废产物倾向于随时间的推移而聚积在这类系统中、并且必须人工地进行移除。迄今为止，尚未设计出移除这类聚积材料的容易的方法。此外，现有技术的多种系统缺乏效率并且使这类系统的操作变得昂贵。 

具有效率和使用简易性方面缺点的这类现有技术装置包括以下： 

因此，需要以下一种装置：该装置允许容易地移除非可燃性灰烬副产物材料，而同时在现有技术的基础上提高效率。这样一种所需系统将会相对容易地安装在多种多样的应用中、并且其制造和操作将会是相对便宜的。本发明实现了这些目标。 

发明概述 

本装置是一种用于焚化来自储备槽中的废物的废物焚化炉系统。该系统可以包括用于感测该储备槽内的废物水平的一个废物水平传感器。这样一个储备槽可以是用于容纳来自例如管道系统的污水或中水的一个屋外储备槽、化粪槽或其他储备槽。 

该系统包括一个泵，该泵与来自该储备槽的废物处于流体联通，并且该泵被适配成用于将废物泵送出该储备槽并且泵送到一个基本上空心的燃烧室之中。该燃烧室包括一个升高的开口端和一个降低的烟囱端。该烟囱端由一个选择性地可移除的室板密封并且包括用于排放来自该燃烧室内的废气的一个烟囱。 

一个废物托盘被适配成用于在该室板被移除时穿过该烟囱端滑到该燃烧室之中。该废物托盘容纳从该泵接收到的废物。该废物托盘可以进一步包括多个散热鳍片、并且优选地由能够有效地传递热量的一种适合的高温金属或合金制成，这样使得向该废物托盘的一侧施加热量总体上会对整个废物托盘进行加热。一个燃烧器组件被固定成与该燃烧室的开口端毗邻、并且被适配成用于将火焰引导至该燃烧室的开口端中以便对该废物托 盘和其中的废物进行加热。包括了一个壳体以封装该燃烧器组件和该燃烧室。 

一个控制系统包括一个电源并且被适配成用于启动该泵和该燃烧器组件。该控制系统包括被固定在该烟囱附近、用于确定该燃烧室何时达到预定温度的至少一个温度传感器。 

在使用中，当该储备槽的废物水平传感器指示该储备槽中的废物水平已经超过一个预定水平（例如像容量的60%）时，该控制系统启动该泵持续一个预定时间，如在5秒与20秒之间，以便将一个预定体积（例如像在0.25加仑与2.5加仑之间）的废物泵送到该废物托盘之中。然后该控制系统在该预定的泵送时间之后启动该燃烧器组件直到该燃烧室达到该预定温度，指示废物已经被焚化。然后更多的废物可以被泵送到该废物托盘中并且以相同方式被焚化，直到该废物水平传感器指示该储备槽中的废物水平已经下降至一个预定最小水平，例如像容量的5%。 

本发明提供以下一种系统：该系统允许容易地移除非可燃性灰烬副产物材料，而同时在现有技术的基础上提高效率。本装置相对易于安装在多种多样的应用中、并且其制造和操作是相对便宜的。结合通过举例来图示本发明的原理的这些附图，从以下更详细的说明中，本发明的其他特征和优点将会变得清楚。 

附图说明

图1是本发明的一个壳体的透视图； 

图2是本发明的一个燃烧室的透视图； 

图3是本发明的、总体上沿图1的线3--3截取的截面图； 

图4是本发明的一个实施例的一个废物托盘的透视图；图5是本发明的一个图解，示出了埋在其上安装有该壳体的地面之下的一个废物储备槽； 

图6是该废物托盘的一个替代实施例的透视图； 

图7是图6的底部平面图； 

图8是该废物托盘的替代实施例的、总体上沿图78的线8--8截取的截面图；并且 

图10是本发明的一个截面图，示出了在该燃烧室内进一步包括一个绝热管的一个实施例。 

优选实施方式的详细说明 

以下描述本发明的多个说明性实施例。以下解释为这些实施例的彻底理解和这些实施例的可行说明提供了具体细节。本领域技术人员将会理解的是可以在无需这类细节的情况下实践本发明。在其他情况下，未详细地示出或描述总所周知的结构和功能以避免不必要地模糊对这些实施例的说明。 

贯穿本说明书和权利要求，除非上下文另外清楚地要求，否则词“包括（comprise/comprising）”等应该以与排他意义或穷尽意义相反的包括意义进行解释，即以“包括但不限于”的意义进行解释。使用单数或复数的词还对应地包括复数或单数。另外，词“在此”、“以上”、“以下”和类似意思的词在本申请中被使用时，应当是指作为本申请整体而不是指本申请的任何特定部分。当权利要求就具有两项或更多项的一个列表而言使用词“或”时，该词包含了该词的所有以下解译：该列表中的这些项中的任一项、该列表中的所有这些项以及该列表中的这些项的任何组合。 

图1、图3以及图5示出了用于焚化一个储备槽16中的废物15的一个废物焚化炉系统10。该系统10可以包括用于感测该储备槽16内的废物水平的一个废物水平传感器17，或可以利用来自已经存在于该储备槽16中的一个废物水平传感器17的信号。这样一个储备槽16可以是用于容纳来自例如一个管道系统的污水或中水的一个屋外储备槽、一个化粪槽或其他储备槽。 

该系统10包括一个泵20，该泵与该储备槽16中的废物15处于流体联通，并且该泵被适配成用于将废物15泵送出该储备槽16并且泵送到一 个基本上空心的燃烧室30之中（图2和图3）。该燃烧室30包括一个升高的开口端38和一个降低的烟囱端32。该烟囱端32由一个选择性地可移除的室板40密封并且包括用于排放来自该燃烧室30内的废气的一个烟囱50。该燃烧室30可以由不锈钢或适用于高温的其他适合的刚性金属材料制成。可以包括一个绝缘内层39以使该燃烧室30与其中的更极端温度隔离。 

一个废物托盘60（图3、图4以及图7-9）被适配成用于在该室板40被移除时穿过该烟囱端32滑到该燃烧室30之中。该废物托盘60容纳如通过导管25从该泵20接收到的废物15（图3和图5）。该废物托盘60可以进一步包括多个散热鳍片67，并且优选地由能够有效地传递热量的 

型钢、铸铁或其他适合的高温金属或合金制成，这样使得向该废物托盘60的一侧施加热量总体上对该整个废物托盘进行加热。此外，可以用一种耐高温涂层，如加州托伦斯的等离子技术有限公司（Plasma Technology Incorporated of Torrance,California）所生产的那些涂层，或其他适合的涂层或处理，来涂覆这样一个废物托盘60以提高该废物托盘的效率和持久性。在一个实施例中，多个另外的散热鳍片67可以包括用于穿过其接纳多个排气管或类似物的多个凹口68（图7-9）。 

多个支腿31可以用来使燃烧室30以例如与水平线成5度与20度之间的一个角度倾斜。在一个实施例中，这些支腿31是可调节的（未示出）以便允许对该燃烧室30的倾斜角度进行一些调节。这样，溢出废物托盘60的任何废物15将会被导向该燃烧室30的烟囱端32并且被捕获于其中。 

一个燃烧器组件70被固定成与该燃烧室30的开口端38毗邻，并且被适配成用于将火焰75引导至该燃烧室30的开口端38中以对该废物托盘60和其中的废物15进行加热。该燃烧器组件70包括通向如天然气、丙烷、丁烷、柴油燃料等等的燃料源（未示出）的入口，并且进一步包括一个点火源（未示出）和被导向该燃烧室30的开口端38的至少一个燃烧器喷嘴（未示出）（图3）。这类燃烧器组件70在本领域中是常见的，如在强制空气加热单元、泳池加热器等中是常见的。可替代地，一个电燃烧器组件（未示出）可以被用来对该废物托盘60进行充分地加热。 

包括了一个壳体80来封装该燃烧器组件70和该燃烧室30。这样一个壳体80可以由例如用一个内部框架支撑的金属片材料制成。可以包括至少一个排气孔90以便允许空气在该壳体80内自由地循环并且以便向该燃烧组件70提供氧气。 

一个控制系统100，如一个计算机化控制器，包括一个电源（未示出）并且被适配成用于启动泵20和燃烧器组件70。该控制系统100包括被固定在烟囱50附近、用于确定该燃烧室30何时达到预定温度（如在800华氏度与1,000华氏度之间）的至少一个温度传感器110。在该控制系统100与该温度传感器110、废物水平传感器17以及泵20之间的多个电导体在其间运载功率和信号信息。 

在使用中，当储备槽16的废物水平传感器17指示该储备槽16中的废物水平已经超过一个预定水平（例如像容量的60%）时，该控制系统100启动该泵20持续一个预定时间，如在5秒与20秒之间，以便将一个预定体积（例如像在0.25加仑与2.5加仑之间）的废物15泵送到该废物托盘60之中。然后该控制系统100在该预定的泵送时间之后启动该燃烧器组件直到该燃烧室30达到该预定温度，指示废物15已经被焚化。然后更多的废物15可以被泵送到该废物托盘60中并且以相同方式被焚化，直到该废物水平传感器17指示该储备槽16中的废物水平已经下降至一个预定最小水平，例如像容量的5%。 

该控制系统100可以包括一个定时装置，这样使得该泵20和燃烧器组件70除了在某些时间之间（例如像在清晨几个小时中）否则不会被启动。可以基于任何特定装备的要求来对该控制系统100的这些参数中的任一个进行调节。例如，为提高效率，该预定最大废物水平可以被设定得很高并且该预定最小废物水平可以被设定得很低，以便在该废物托盘60已经被加热至其焚化温度时致使系统10焚化最大量的废物15。可替代地，如果在一个特定装备中确定了该废物储备槽16应绝不超过其容量的50%，那么该预定最大废物水平可以被设定为50%。 

在一个实施例中，每个燃烧室30中包括一个绝缘管120（图10）。这样，该燃烧室30的结构被保护以免受由每个燃烧器组件70所产生的强热。 这样一个绝缘管120可以由绝热材料制成，例如像由加州圣达菲斯布尔的西方工业陶瓷有限公司（Western Industrial Ceramics,Inc.of Santa Fe Springs,California）所生产的陶瓷、玻璃或类似物。在一个实施例（未示出）中，多个燃烧器组件70和燃烧室30被包括在该壳体80内。 

虽然已经说明并且描述本发明的一种特定形式，但是将清楚的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。例如，该废物托盘60的具体形状可以与图中所示的形状不同。因此，这不意味着本发明受到限制，除了由所附权利要求限制之外。 

在描述本发明的某些特征或方面时使用的特定专业术语不应当被理解成暗示了该专业术语在此被重新定义成受限于与该专业术语相关联的本发明的任何具体特点、特征或方面。总体上，用于以下权利要求中的术语不应当被解释成将本发明限制于在本说明书中所披露的这些具体实施例，除非以上详细说明部分中明确地定义了这类术语。因此，本发明的实际范围不仅涵盖所披露的这些实施例，而且还涵盖实践或实施本发明的所有等效方法。 

以上对本发明的这些实施例的详细说明不旨在是穷尽的，或是将本发明限制于以上所披露的精确形式或限制于本披露中所提及的特定使用领域。虽然以上出于说明性目的而对本发明的具体实施例和本发明的实例进行了描述，但是如相关领域的普通技术人员将会认识到的，各种等效修改在本发明的范围内是可能的。同样，在此提供的本发明的传授内容可以应用于其他系统，而不必是以上所描述的系统。以上所描述的各个实施例的要素和动作可以被组合以提供其他实施例。 

所有以上专利和申请以及其他参考文献，包括可以在随附文申请文件中列出的任一项在内，都通过引用结合在此。如果必要的话，本发明的多个方面可以进行修改以采用以上所描述的各种参考文献的系统、功能以及概念来提供本发明的又另外的实施例。 

鉴于以上“详细说明”，可以对本发明做出多种改变。虽然以上说明详述了本发明的某些实施例并且描述了所考虑的最佳模式，但是不管以上文字内容如何详细，仍可以按许多方式来实践本发明。因此，实施细节可 以相当大地变化，同时仍被在此所披露的本发明所涵盖。如以上提及的，在描述本发明的某些特征或方面时使用的特定专业术语不应当被理解成暗示了该专业术语在此被重新定义成受限于与该专业术语相关联的本发明的任何具体特点、特征或方面。 

虽然以下以特定的权利要求形式呈现了本发明的某些方面，但是本发明人以任何数目的权利要求形式考虑到了本发明的各个方面。因此，本发明人保留在提交本申请之后添加另外的权利要求来为本发明的其他方面寻求这类额外权利要求形式的权利。 

Claims (5)

1.一种用于焚化具有废物水平传感器的一个储备槽中的废物的废物焚化炉系统，该系统包括：

一个泵，该泵与该储备槽中的该废物处于流体联通并且被适配成用于将废物泵送出该槽；

至少一个基本上空心的燃烧室，该燃烧室与该泵处于流体联通并且被适配成用于从该泵接收该废物的一部分，每个燃烧室包括一个升高的开口端和一个下降的烟囱端，该烟囱端由一个选择性地可移除的室板密封并且包括用于排放来自该燃烧室内的废气的一个烟囱；

一个废物托盘，该废物托盘被适配成用于在该室板被移除时穿过该烟囱端滑到每个燃烧室中、并且用于容纳从该泵接收到的废物；

至少一个燃烧器组件，每个燃烧器组件与该至少一个燃烧室中一个的该升高的开口端固定在一起、并且被适配成用于将火焰引导至该燃烧室的该开口端中以便对该废物托盘和其中的废物进行加热；

一个壳体，该壳体用于容纳该至少一个燃烧器组件和该至少一个燃烧室，该壳体包括至少一个通气孔以允许空气在其中循环；

一个控制系统，该控制系统被适配成用于启动该泵和每个燃烧器组件，并且包括被固定在该烟囱附近、用于确定该至少一个燃烧室何时达到预定温度的至少一个温度传感器；

其中，当该储备槽的废物水平传感器指示该储备槽中的废物水平已经超过一个预定水平时，该控制系统启动该泵持续一个预定时间、并且然后在该预定的泵送时间之后启动每个燃烧器组件直到每个燃烧室达到该预定温度，该过程重复到该废物水平传感器指示了该储备槽中的废物水平已经下降至一个预定最小水平。

2.如权利要求1所述的废物焚化炉系统，其中该废物托盘进一步包括多个散热鳍片。

3.如权利要求1所述的废物焚化炉系统，其中每个燃烧室进一步包括一个绝缘管，该至少一个废物托盘中的一个可以被插入该绝缘管之中。

4.如权利要求1所述的废物焚化炉系统，其中该至少一个废物托盘中的每一个是由一种铸铁材料制成的并且至少在该废物托盘的一端是由一种耐热涂层涂覆的。

5.一种用于焚化具有废物水平传感器的一个储备槽中的废物的方法，该方法包括以下多个步骤：

a)提供一个泵，该泵与该储备槽中的废物处于流体联通并且被适配成用于将废物泵送出该槽；至少一个基本上空心的燃烧室，该燃烧室与该泵处于流体联通并且被适配成用于从该泵接收该废物的一部分，每个燃烧室包括一个升高的开口端和一个降低的烟囱端，该烟囱端由一个选择性地可移除的室板密封并且包括用于排放来自该燃烧室内的废气的一个烟囱；一个废物托盘，该废物托盘被适配成用于在该室板被移除时穿过该烟囱端滑到每个燃烧室中、并且用于容纳从该泵接收到的废物；至少一个燃烧器组件，每个燃烧器组件与该至少一个燃烧室中一个的该升高的开口端固定在一起并且被适配成用于将火焰引导至该燃烧室的该开口端中以便对该废物托盘和其中的废物进行加热；一个壳体，该壳体用于容纳该至少一个燃烧器组件和该至少一个燃烧室，该壳体包括至少一个通气孔以允许空气在其中循环；以及一个控制系统，该控制系统被适配成用于启动该泵和每个燃烧器组件，并且包括被固定在该烟囱附近、用于确定该至少一个燃烧室何时达到预定温度的至少一个温度传感器；

b)将该储备槽中的该废物水平传感器连接至该控制系统上；

c)在该储备槽的废物水平传感器的探测结果指示该储备槽中的废物水平已经超过一个预定水平时，该控制系统启动该泵持续一个预定时间段；

d)在该预定的泵送时间之后启动每个燃烧器组件直到每个燃烧室达到该预定温度；

e)从步骤c)进行重复，直到该废物水平传感器指示了该储备槽中的废物水平已经下降至一个预定最小水平。

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