CN104214801B - 一种分体便携式生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体便携式生物质气化炉，在户外便于携带，而且能够安全、有效的使用。该气化炉包括：上层炉体、下层炉体、卡扣、炉具、筛板、生物质料仓、固体进料连接管、正压隔离板、气体连接管、干燥室、气固进料联动装置、离心风机、焦油分离罐、除尘净化管、点火设备、六通阀和燃烧室。本发明通过进气量与生物质进料量联动装置，实现气化炉速率可调，节约燃料同时可实现生物质连续进料；同以往生物质燃烧过程无法调控火候相比，本气化炉可自如选择大火烧水、小火炖汤等多项功能，提高燃料使用率，实现了节能减排；分体便携式生物质气化炉闲置时，上层炉体和下层炉体能够分开；本发明投资成本低，安装操作方便，适用范围广。

Description

一种分体便携式生物质气化炉

技术领域

本发明涉及一种生物质气化炉，尤其是一种分体便携式生物质气化炉。

背景技术

随着人们生活水平提高，户外运动受到越来越多的欢迎。然而，由于资源受限，户外饮食加工已成为困扰运动者的一个难题。我们日常用到的加热工具包括：电加热设备、煤气加热炉具、天然气加热炉具、石油液化气加热炉具、沼气炉具，煤油加热炉具、汽油及丁烷加热炉具等，但是，现有的加热手段很难在户外发生效能。在户外进行食品加工时，通常采取柴火、炉头、气罐、煤油炉、篝火等方式进行加热。小瓶燃气由于体积有限，很难提供持续热源。而燃油加热难以避免火灾和燃油本身带来的环境破坏。同时，可利用的现有食品加工手段都会在不同程度上破坏生态环境、污染大气、毁坏植被。而与此同时，户外存在大量的生物质资源，如果这些资源能被合理利用，将能改善户外运动者的生活质量。生物质气化炉作为一种生物质能源转化设备，可用于解决全天生活用能(炊事、取暖、淋浴)。可利用的生物质资源包括：农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪及一切可燃性物质。虽然生物质气化炉原料在户外随意可得，但由于生物质气化炉体积庞大，很难进行携带。因而也无法作为户外加热工具被广泛推广。如能设计一种可在户外使用的生物质气化炉，在户外有限资源情况下仍能正常实现生物质能的利用，必将解决了长期困扰户外运动者的诸多难题。

户外生物质气化炉需要解决以下几个问题：(1)便于携带；(2)能利用有限资源；(3)户外气化炉体积有限，一次性进料无法满足热量要求；(4)避免气化炉燃烧时的燃气外泄，防止火灾发生。

采用连续进料可解决一次进料所带来的弊端，突破生物质炉体体积对生物质的燃烧时间的限制。CN102121715A公开了一种加料不停灶的椎体式厌氧气化炉。气化炉上安装连续进料装置，进料筒下端固定在炉膛上口，通过半圆形开口槽及活动密封面进行间断性连续进料；但该方法需要鼓风将料夯实，进而排灰，不能避免加料时燃气的泄露；CN103614165A公开了一种阶梯链条式生物质气化炉。该气化炉分成干燥、热解、还原及氧化四个气化段，气化段由装有链条驱动电机的链条炉排，可控制各气化炉停留时间及使用温度。然而，该气化炉结构较为复杂、成本高昂，只能用于大型气化炉的使用；CN102899092A公开了一种生物质气化炉进料斗。储料都下端滑料板穿过气化炉炉壁深入气化炉内。在两者接触处配有楔形插板导向盒，插板上端有手柄，但该方式仍需人工加料，同时不能避免烟气泄露；CN10220282A公开了一种推进式给料生物质气化炉热筒装置。该方法可部分解决螺旋式加料方式中生物质缠绕及生物质受热不均问题。但该方法没有对助燃气进气方式进行限定，因而不能解决燃气泄露和燃气量控制问题。

生物质气化炉通常包括鼓风和引风两种方式引入助燃空气，当采用引风方式时，生物质气化炉体内处于负压状态，烟气不会从炉盖等处向外泄露，可避免了烟气对环境的污染。CN201488023A公开了一种多功能植物气化炉，该气化炉通过引风形成负压。节能环保，避免了燃气泄露。但该类引风式气化炉在使用过程中通常一次性完成加料过程，不能实现生物质连续进料燃烧。

传统生物质气化炉体积大、质量重、难以携带，这种结构特点制约了生物质气化炉难于在户外使用。如果能设计分体便携式生物质气化炉，使用连接时保持气化炉的所有结构和功能。闲置时通过分体拆卸和填装，使得其运输体积达到最小化，可在汽车后备箱可轻松搬运携带，将有可能满足户外要求。CN103146431A公开了一种分体式双炉气化炉，包括炉盖、炉盖座、外炉体、内炉体以及设置在外炉体和内炉体之间的保温层。内炉体包括两个分体的同轴安装的炉膛。该气化炉虽然可以实现能源的充分利用，但拆装后并不能减少气化炉炉体体积；CN202303468U公开了一种可拆卸直燃半气化炉，包括底座、位于底座上的炉壳、位于炉壳上方的炉芯和位于炉芯上方的炉膛和安装在炉膛上的炉台。所述的炉壳通过法兰盘可拆卸的固定在所述底座上。该气化炉能够方便拆卸、便于搬运，同时也能够单独更换损坏的部件，方便维修，并能够延长直燃半气化炉的整体使用寿命，降低了使用成本。美中不足的是，该专利可拆卸部分只是炉壳部分，并不能明显减少气化炉的整体空间和体积，因而也不便于户外携带；CN2814177Y公开了一种可拆式气化炉，包括由炉胆、水胆、冷水及热水交换进水口等。炉胆周边有通风小孔，水胆至炉胆之间有气化通风道。炉胆底有炉桥、路桥底有调节风门。炉子可拆卸运输安装使用。改气化炉在通风气化形成的高热燃烧区、火力猛、快速省时，热效率高，一炉多用，适于家庭、饭店、饮食店等使用，是一种理想的可拆卸气化炉。然而该气化炉通常适用于猛火加热且原料更适合于高热值的煤炭等。但用于户外使用时，可能存在生物质燃烧热值不足或由于暴露明火反而容易导致火灾。

如能设计一种可在户外使用的生物质气化炉，解决生物质气化炉难于携带、不易连续进料、容易燃气外泄和容易在户外导致火灾等缺点的同时，让气化炉在户外有限资源情况下仍能使用，将会大大提高气化炉的使用空间和使用范围，解决长期困扰户外运动者的诸多难题，节能减排意义重大。

发明内容

本发明提供了一种分体便携式生物质气化炉，在户外便于携带，而且能够安全、有效的使用。

本发明提供的一种分体便携式生物质气化炉包括：上层炉体(1)、下层炉体(2)、卡扣(3)、炉具(4)、筛板(5)、生物质料仓(6)、固体进料连接管(7)、正压隔离板(8)、气体连接管(9)、干燥室(10)、气固进料联动装置(11)、离心风机(12)、焦油分离罐(13)、除尘净化管(14)、点火设备(16)、六通阀(15)和燃烧室(17)，所述上层炉体(1)通过卡扣(3)和下层炉体(2)相连并密封，炉具(4)置于上层炉体(1)之上，筛板(5)位于上层炉体(1)和下层炉体(2)之间。生物质料仓(6)位于上层炉体一侧，固体进料连接管(7)连接在生物质料仓(6)底部，并深入至下层炉体(2)上部。正压隔离板(8)连接在固体进料连接管(7)底部。气体连接管(9)为两根，一根为干燥室连接管，连接干燥室(10)和上层炉体(1)；一根为燃烧室连接管，连接下层炉体(2)的燃烧室和上层炉体(1)，离心风机(12)、焦油分离罐(13)、除尘净化管(14)和六通阀(15)分别安装于上层炉体左侧，所述六通阀(15)共有六个外接接口，分为三组对位连接，分别为左右对位、左上和右下对位以及左下和右上对位，六通阀(15)左侧接口与除尘净化管(14)出口相连，六通阀(15)右侧接口与连接干燥室的气体连接管(9)顶端相连，六通阀左下和右上对位接口分别与离心风机(12)抽气口和离心风机(12)排气口相连，六通阀的左上位置连接气固进料联动装置(11)，并进一步和炉具(4)相连，六通阀(15)右下位置直接与大气相连。

所述焦油分离罐(13)进气口与连接干燥室的气体连接管(9)顶端相连，焦油分离罐(13)出气口与除尘净化管(14)入口相连，焦油分离罐(13)底部为排焦口；所述的气固进料联动装置(11)位于气上层炉体内，气固进料联动装置组件包括：炉盘流量调节钮(18)、直流电源(19)、开关(20)、气体流量传感器(21)、离心风机(12)、进料叶片(22)和步进马达(23)，其中的炉盘流量调节钮(18)有三个接口，其中一端接口与直流电源(19)正极，中间端与直流电源(19)负极相连，第三端接口与离心风机(12)正极相连，直流电源(19)负极同时与离心风机(12)负极相连，直流电源(19)正极和负极还同时与气体流量传感器(21)第一端和中间端相连，气体流量传感器的第三端和中间端分别作为输出端正负级与步进马达(23)相连，步进马达(23)与进料叶片(22)通过同轴连接实现气体进料控制。

所述的炉具(4)为市售单炉盘、或自制炉具。

所述的筛板(5)在上孔洞中安装不锈钢网。

所述的生物质料仓(6)顶部或侧面有加料口，能够方便地实现中途进料。

所述的离心风机(12)为12-24V风机，优选12V铁皮离心风机，使其可在热燃气氛围下使用。

所述的除尘净化管(14)内装不锈钢网、过滤材料和吸附材料，过滤材料为固体滤芯、滤布、棉花和石英棉，吸附材料为分子筛、硅胶、活性炭和硅藻土。

所述的点火设备(16)为汽油点火机或丁烷点火机，其开关部分通过炉盘流量调节钮间接控制或单独控制。

本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在：

1.分体便携式生物质气化炉闲置时，上层炉体和下层炉体能够分开。炉具、固体进料连接管、气体连接管被存放于气化炉下层炉体内，筛板可作为气化炉下层炉体顶盖。其余部分放于气化炉上层炉体内，整个气化炉可方便地放于汽车后备箱中。

2.本发明投资成本低，简单易行、结构稳定，安装操作方便，适用范围广。

3.能够通过车载电源带动离心风机实现负压。通过六通阀，利用同一引风机实现点火时鼓风，燃烧时引风，即避免了负压下不宜点燃，又避免了燃气外泄，实现节能环保。在导气管道上安装的过滤器，能够过滤掉气体中含有的杂质以及灰分。减少了污染性物质的排放，同时，扩大了可燃性气体的处理能力。户外使用时，不会破坏植被、不会带来灰烬、避免了火灾发生，保护了生态环境。

4.通过进气量与生物质进料量联动装置，实现气化炉速率可调。节约燃料同时可实现生物质连续进料。同以往生物质燃烧过程无法调控火候相比，本气化炉可自如选择大火烧水、小火炖汤等多项功能，提高燃料使用率实现节能减排。

附图说明

图1是一种分体便携式生物质气化炉结构示意图

图2是一种分体便携式生物质气化炉中分体组件结构示意图。

图3是一种分体便携式户外生物质气化炉中气固进料联动装置示意图。

图4是一种分体便携式户外生物质气化炉中气固联动装置控制电路示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种分体便携式生物质气化炉由上层炉体1、下层炉体2、卡扣3、炉具4、筛板5、生物质料仓6、固体进料连接管7、正压隔离板8、气体连接管9、干燥室10、气固进料联动装置11、离心风机12、焦油分离罐13、除尘净化管14、点火设备16、六通阀15和燃烧室17构成。所述上层炉体1通过卡扣3和下层炉体2相连并密封；炉具4置于上层炉体1之上，炉具4为体积小的市售单炉盘；筛板5位于上层炉体1和下层炉体2之间，筛板5在上孔洞中安装不锈钢网；生物质料仓6位于上层炉体一侧，生物质料仓6顶部或侧面有加料口，能够方便地实现中途进料；固体进料连接管7连接在生物质料仓6底部，并深入至下层炉体2上部；正压隔离板8连接在固体进料连接管7底部；气体连接管9为两根，一根为干燥室10连接管，连接干燥室10和上层炉体1；一根为燃烧室17连接管，连接下层炉体2的燃烧室17和上层炉体1，离心风机12、焦油分离罐13、除尘净化管14和六通阀15分别安装于上层炉体左侧，其中的离心风机为12V铁皮离心风机；其中的除尘净化管14内装不锈钢网、过滤材料和吸附材料，过滤材料为固体滤芯、滤布、棉花和石英棉，吸附材料为分子筛、硅胶、活性炭和硅藻土；其中的六通阀15共有六个外接接口，分为三组对位连接，分别为左右对位、左上和右下对位以及左下和右上对位，六通阀15左侧接口与除尘净化管14出口相连，六通阀15右侧接口与连接干燥室的气体连接管9顶端相连，六通阀左下和右上对位接口分别与离心风机12抽气口和离心风机12排气口相连，六通阀的左上位置连接气固进料联动装置11，并进一步和炉具4相连，六通阀15右下位置直接与大气相连，六通阀15包括两个阀位，六通阀处于点火鼓风阀位时，空气与离心风机的抽气口相连，离心风机的排气口与燃烧室连接管顶端相连，除尘净化管出口和炉具间接相连；当六通阀处于负压燃烧阀位时，离心风机的排气口与炉具间接相连，离心风机的抽气口和除尘净化管出口相连，燃烧室连接管顶端和空气相连；其中的焦油分离罐13进气口与连接干燥室的气体连接管9顶端相连，焦油分离罐13出气口与除尘净化管14入口相连，焦油分离罐13底部为排焦口。

如图3和图4所示，所述的气固进料联动装置11位于气上层炉体内，气固进料联动装置组件包括：炉盘流量调节钮18、直流电源19、开关20、气体流量传感器21、离心风机12、进料叶片22和步进马达23，其中的炉盘流量调节钮18有三个接口，其中一端接口与直流电源19正极，中间端与直流电源19负极相连，第三端接口与离心风机12正极相连，直流电源19负极同时与离心风机1)负极相连，直流电源19正极和负极还同时与气体流量传感器21第一端和中间端相连，气体流量传感器的第三端和中间端分别作为输出端正负级与步进马达23相连，步进马达23与进料叶片22通过同轴连接实现气体进料控制。

所述的点火设备16为汽油点火机或丁烷点火机，其开关部分通过炉盘流量调节钮间接控制或单独控制。

Claims (7)

1.一种分体便携式生物质气化炉，其特征是该气化炉包括：上层炉体(1)、下层炉体(2)、卡扣(3)、炉具(4)、筛板(5)、生物质料仓(6)、固体进料连接管(7)、正压隔离板(8)、气体连接管(9)、干燥室(10)、气固进料联动装置(11)、离心风机(12)、焦油分离罐(13)、除尘净化管(14)、点火设备(16)、六通阀(15)和燃烧室(17)，所述上层炉体(1)通过卡扣(3)和下层炉体(2)相连并密封，炉具(4)置于上层炉体(1)之上，筛板(5)位于上层炉体(1)和下层炉体(2)之间，生物质料仓(6)位于上层炉体一侧，固体进料连接管(7)连接在生物质料仓(6)底部，并深入至下层炉体(2)上部，正压隔离板(8)连接在固体进料连接管(7)底部，气体连接管(9)为两根，一根为干燥室连接管，连接干燥室(10)和上层炉体(1)；一根为燃烧室连接管，连接下层炉体(2)的燃烧室和上层炉体(1)，离心风机(12)、焦油分离罐(13)、除尘净化管(14)和六通阀(15)分别安装于上层炉体左侧，所述六通阀(15)共有六个外接接口，分为三组对位连接，分别为左右对位、左上和右下对位以及左下和右上对位，六通阀(15)左侧接口与除尘净化管(14)出口相连，六通阀(15)右侧接口与连接干燥室的气体连接管(9)顶端相连，六通阀左下和右上对位接口分别与离心风机(12)抽气口和离心风机(12)排气口相连，六通阀的左上位置连接气固进料联动装置(11)，并进一步和炉具(4)相连，六通阀(15)右下位置直接与大气相连；所述焦油分离罐(13)进气口与连接干燥室的气体连接管(9)顶端相连，焦油分离罐(13)出气口与除尘净化管(14)入口相连，焦油分离罐(13)底部为排焦口；所述的气固进料联动装置(11)位于气上层炉体内，气固进料联动装置组件包括：炉盘流量调节钮(18)、直流电源(19)、开关(20)、气体流量传感器(21)、离心风机(12)、进料叶片(22)和步进马达(23)，其中的炉盘流量调节钮(18)有三个接口，其中一端接口与直流电源(19)正极，中间端与直流电源(19)负极相连，第三端接口与离心风机(12)正极相连，直流电源(19)负极同时与离心风机(12)负极相连，直流电源(19)正极和负极还同时与气体流量传感器(21)第一端和中间端相连，气体流量传感器的第三端和中间端分别作为输出端正负级与步进马达(23)相连，步进马达(23)与进料叶片(22)通过同轴连接实现气体进料控制。

2.根据权利要求1所述的一种分体便携式生物质气化炉，其特征是所说的炉具(4)市售单炉盘或自制炉具。

3.根据权利要求1所述的一种分体便携式生物质气化炉，其特征是所说的筛板(5)在上孔洞中安装不锈钢网。

4.根据权利要求1所述的一种分体便携式生物质气化炉，其特征是所说的生物质料仓(6)顶部或侧面设有加料口。

5.根据权利要求1所述的一种分体便携式生物质气化炉，其特征是所说的离心风机(12)为12-24V风机。

6.根据权利要求1所述的一种分体便携式生物质气化炉，其特征是所说的除尘净化管(14)内装不锈钢网、过滤材料和吸附材料，过滤材料为固体滤芯、滤布、棉花和石英棉，吸附材料为分子筛、硅胶、活性炭和硅藻土。

7.根据权利要求1所述的一种分体便携式生物质气化炉，其特征是所说的点火设备(16)为汽油点火机或丁烷点火机，其开关部分通过炉盘流量调节钮间接控制或单独控制。