CN113958956A - 一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，属于垃圾处理装置技术领域。包括垃圾破碎器、磁化系统、焚烧系统、主控系统、燃料罐、滤芯、进风口、排气口和发电系统；所述的垃圾破碎器安装在焚烧系统的入口处，密封在焚烧系统内部；所述焚烧系统中还设有燃气入口、空气入口和废气出口，所述磁化系统的顶部连接进风口，磁化系统的底部连接焚烧系统的空气入口，所述燃料罐通过燃料管道连接焚烧系统中的燃气入口，焚烧系统中的废气出口通过排气管道连接滤芯，焚烧废气经滤芯过滤后从排气口排出；所述的焚烧系统采用水冷散热，发电系统利用水冷散热的水蒸汽进行发电，主控系统用于控制焚烧系统的焚烧过程。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，尤其涉及一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器。
背景技术
户外运动，是一项在自然场地举行的一组集体项目群，其中包括登山、攀岩、悬崖速降、在野外露营、野炊、定向运动、溪流、探险等项目。户外休闲运动中多数带有探险性，属于极限和亚极限运动，有很大的挑战性和刺激性，拥抱自然，挑战自我。作为集体项目，一般共同出游人数在4～20人不等，也有20人以上的大型团体出游。其中大型团队因为人数多，可更好地携带物资以及周到的安全保障。所以20人左右的大型团队都是挑战难度极高的原始森林，冰天雪地，荒漠戈壁等人迹罕至的自然环境。户外运动团体的人数增多，也就意味着每天所产生的生活垃圾增多；去往的环境越接近自然，越恶劣，也就意味着，垃圾越难处理与携带。
发明内容
有鉴于此，本发明涉及垃圾处理装置，尤其涉及一种便携化、无污染且可以自身发电的户外低温垃圾处理器，采用如下技术方案：
一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，包括垃圾破碎器、磁化系统、焚烧系统、主控系统、燃料罐、滤芯、进风口、排气口和发电系统；
所述的垃圾破碎器安装在焚烧系统的入口处，密封在焚烧系统内部；所述焚烧系统中还设有燃气入口、空气入口和废气出口，所述磁化系统的顶部连接进风口，磁化系统的底部连接焚烧系统的空气入口，所述燃料罐通过燃料管道连接焚烧系统中的燃气入口，焚烧系统中的废气出口通过排气管道连接滤芯，焚烧废气经滤芯过滤后从排气口排出；
所述的焚烧系统采用水冷散热，发电系统利用水冷散热的水蒸汽进行发电，主控系统用于控制焚烧系统的焚烧过程。
优选的，所述的焚烧系统包括带有密封顶盖的外壳、炉膛、隔热层和冷凝水循环系统；
所述的冷凝水循环系统包括布置有冷凝水管道的壳体、缓冲腔室、汽包腔室；所述冷凝水管道的出水口通过缓冲腔室连接汽包腔室侧壁，所述汽包腔室底部连接冷凝水管道的入水口，形成循环；
所述炉膛位于冷凝水循环系统壳体内，隔热层位于炉膛与冷凝水循环系统壳体之间，包覆在炉膛外壁上；
所述焚烧系统的底部设有穿入炉膛的火焰喷射器；所述火焰喷射器由燃料罐通过燃料管道供应燃气。
优选的，所述的发电系统包括电箱、铜质线圈、磁铁、绝缘转轴和扇叶；
所述的铜质线圈安装在绝缘转轴的一端，扇叶安装在绝缘转轴的另一端，磁铁对称布置在绝缘转轴的两侧，分别位于铜质线圈上方和下方，所述铜质线圈随绝缘转轴转动时切割磁感线发电，电能存储在电箱中；
所述的绝缘转轴中部设有支撑轴承，通过支撑轴承固定在电箱箱体上，安装于绝缘转轴端部的铜质线圈封装在电箱内。
优选的，所述的扇叶伸入到冷凝水循环系统的缓冲腔室内部，在水与蒸气的驱动下带动绝缘转轴转动。
优选的，所述的汽包腔室顶部为弧面，水和蒸气从缓冲腔室进入汽包腔室内，蒸气上升到顶部，冷凝后下落到底部并经入水口回流至冷凝水管道中。
优选的，所述焚烧系统的顶盖由感温材料制成，能够随温度变色。
优选的，所述的主控系统包括温度传感器、控制器和蓄电池；所述的温度传感器安装在焚烧系统的炉膛外壁上，用于检测炉膛温度；控制器用于控制炉膛温度；蓄电池用于为垃圾处理器供电。
优选的，所述的滤芯包括由下至上依次布置的两层二噁英舒缓剂层和一层活性炭层；焚烧系统的废气出口连接滤芯底部，废气自下而上经滤芯过滤后从排气口排出。
优选的，所述燃料罐内的燃料为丁烷。
优选的，所述的隔热层采用气凝胶。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：本发明结合磁生电技术、磁化空气热解技术及特定材料的选择来实现便携化，无污染。该产品操作简单，重量适中，并且携带方式符合人体工学参数要求，携带起来舒适度高，使用起来无危害。
附图说明
图1是本发明实施例示出的一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器结构示意图；
图2是本发明实施例示出的焚烧系统的部分结构爆炸示意图；
图3是本发明实施例示出的发电系统的结构爆炸示意图；
图4是本发明实施例示出的滤芯结构示意图；
图5是本发明实施例示出的冷凝水循环系统和发电系统的连接关系及结构示意图；
图中：100-垃圾破碎器，200-磁化系统，300-焚烧系统，301-炉膛，302-隔热层，303-冷凝水循环系统，3031-冷凝水管道，3032-壳体，3033-缓冲腔室，3034- 汽包腔室，400-主控系统，500-燃料罐，600-滤芯，601-活性炭层，602-二噁英舒缓剂层，700-排气口，800-发电系统，801-铜质线圈，802-扇叶，803-磁铁， 804-绝缘转轴，900-进风口。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本发明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明公开更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，户外低温垃圾处理器，包括垃圾破碎器100、磁化系统200、焚烧系统300、主控系统400、燃料罐500、滤芯600、进风口900、排气口700 和发电系统800。
该垃圾处理器主要是以焚烧的方式来焚烧处理放入其中的生活垃圾，首先由进风口通过气泵将空气抽入至磁化系统进行磁化处理，再将磁化空气抽入焚烧系统的炉膛中，由其中火焰喷射器进行焚烧，火焰喷射器燃料为丁烷，通过控制出气量，可将温度控制在300℃即可低温处理垃圾，此温度也可抑制焚烧垃圾的主要污染气体二噁英的产生，炉膛外部采用气凝胶作为隔热层，再采用外部冷凝水循环降温，防止在用户使用过程中被烫伤；在冷凝水循环过程中，采用发电机磁生电原理，进行发电，将热能利用起来。为了防止反应不彻底，有少量二噁英生成，在废气出口设计滤芯对焚烧后的气体进行过滤。各系统间搭配运作，实现节能，无污染的垃圾处理。
下面对本发明的各个组成部分进行介绍。
垃圾破碎器：用于对投入的生活垃圾进行破碎处理，垃圾破碎器安装在焚烧系统的入口处，密封在焚烧系统内部；工作时，开启焚烧系统顶盖，将生活垃圾经垃圾破碎器进行破碎后，直接落入焚烧系统中的炉膛内。
磁化系统：用于磁化空气，使得进入炉膛内的空气能够与破碎后的垃圾充分接触，达到处分燃烧分解的目的。磁化系统的顶部连接进风口，磁化系统的底部连接焚烧系统的空气入口。
焚烧系统：垃圾处理器的核心组成，用于对破碎后的垃圾进行焚烧。如图2 所示，焚烧系统300包括带有密封顶盖的外壳、炉膛301、隔热层302和冷凝水循环系统303。炉膛本身由高温耐火材料硅酸铝质制成。
所述的冷凝水循环系统包括布置有冷凝水管道的壳体、缓冲腔室、汽包腔室；所述冷凝水管道的出水口通过缓冲腔室连接汽包腔室侧壁，所述汽包腔室底部连接冷凝水管道的入水口，形成循环。所述炉膛位于冷凝水循环系统壳体内，隔热层位于炉膛与冷凝水循环系统壳体之间，包覆在炉膛外壁上，可采用气凝胶实现隔热；所述焚烧系统的底部设有穿入炉膛的火焰喷射器；所述火焰喷射器由燃料罐通过燃料管道供应燃气，可采用常规的电打火结构实现点火，燃料可采用含量≥95％的丁烷。焚烧系统中的废气出口通过排气管道连接滤芯，焚烧废气经滤芯过滤后从排气口排出。
主控系统：进行焚烧时，主控系统提供电力，以电磁感应原理，进行一个电生热的工作，使炉膛301内温度精准掌控在300℃，在该温度下既可以使垃圾充分燃烧，又可以抑制垃圾焚烧后的主要有害物质二噁英的二次生成。本实施例中，主控系统包括温度传感器、控制器和蓄电池。所述的温度传感器安装在焚烧系统的炉膛外壁上，用于检测炉膛温度。控制器用于控制炉膛温度，为了使炉膛内垃圾充分热解或燃烧，则需要考虑加热温度和加热时间，由主控系统判断、控制。蓄电池用于为垃圾处理器供电。
滤芯：用于过滤焚烧废气。如图4所示，所述的滤芯包括由下至上依次布置的两层二噁英舒缓剂层和一层活性炭层；焚烧系统的废气出口连接滤芯底部，废气自下而上经滤芯过滤后从排气口排出。
滤芯中的活性炭层用于吸收去除细小烟气灰尘，二噁英舒缓剂层用于使飞灰中对催化产生二噁英的金属氧化物(Cu、Fe或其它过渡金属)的活性失效，并与相关金属氧化物(Cu、Fe或其它过渡金属)形成稳定的惰性化合物，从而降低甚至消除金属氧化物(Cu、Fe或其它过渡金属)催化产生二噁英的效率，而达到舒缓二噁英的作用。二噁英舒缓剂层可通过在常规材料中浸入二噁英舒缓剂实现。
发电系统：用于实现热能再利用。如图3所示，所述的发电系统包括电箱、铜质线圈、磁铁、绝缘转轴和扇叶；所述的铜质线圈安装在绝缘转轴的一端，如图5所示，扇叶安装在绝缘转轴的另一端，将扇叶伸入到冷凝水循环系统的缓冲腔室内部，在水与蒸气的驱动下带动绝缘转轴转动。磁铁对称布置在绝缘转轴的两侧，分别位于铜质线圈上方和下方，所述铜质线圈随绝缘转轴转动时切割磁感线发电，电能存储在电箱中；所述的绝缘转轴中部设有支撑轴承，通过支撑轴承固定在电箱箱体上，安装于绝缘转轴端部的铜质线圈封装在电箱内。工作时，通过冷凝水受热蒸发后，气体带动发电系统中铜质线圈尾部扇叶旋转，以达到切割磁感线目的进行发电。
在本发明的一项具体实施中，汽包腔室顶部为弧面，水和蒸气从缓冲腔室进入汽包腔室内，蒸气上升到顶部，冷凝后下落到底部并经入水口回流至冷凝水管道中。
所述的垃圾破碎器是耐高温材质制作，例如55SiCr。例如，本实施例中设置垃圾破碎器厚度为20mm、宽度为60mm、长度为60mm的刀片。
为了提醒用户小心烫伤，可利用感温材料制作顶盖，使得顶盖能够随温度变色，在焚烧过程中，感温材料预热变色，当变回正常颜色后，表明炉膛已恢复常温。
上述垃圾处理器的使用包括以下步骤：
(1)打开焚烧系统密封顶盖，启动垃圾破碎机，将垃圾缓慢放入破碎机中，让破碎机将垃圾分解，落入炉膛中；破碎完成后，盖上密封顶盖。
(2)启动焚烧开关，此时勿遮挡进风口与排气口，空气经进风口抽入磁化系统，经磁化后进入炉膛，同时燃料经火焰喷射管进入炉膛，点火焚烧热解，使生活垃圾完全分解。
(3)垃圾分解后，产生的废气经由滤芯处理后排出。观察顶盖恢复正常颜色后，表明炉膛已恢复常温，处理结束。
本发明为大型户外徒步旅行团队提供一个便携化，无污染，高效的日常日常生活垃圾处理方式，整体产品在使用起来操作简单，方便携带，炉膛耐温。采用磁化空气低温热解技术，炉膛内温度维持在300℃左右，硅酸铝质作为炉膛材料，完全能够承受的住此温度，且密度不高，也就是重量在加上气凝胶的隔热层之后也可控制在10kg左右，整体产品质量可控制在22.5kg。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，包括垃圾破碎器(100)、磁化系统(200)、焚烧系统(300)、主控系统(400)、燃料罐(500)、滤芯(600)、进风口(900)、排气口(700)和发电系统(800)；
所述的垃圾破碎器安装在焚烧系统的入口处，密封在焚烧系统内部；所述焚烧系统中还设有燃气入口、空气入口和废气出口，所述磁化系统的顶部连接进风口，磁化系统的底部连接焚烧系统的空气入口，所述燃料罐通过燃料管道连接焚烧系统中的燃气入口，焚烧系统中的废气出口通过排气管道连接滤芯，焚烧废气经滤芯过滤后从排气口排出；
所述的焚烧系统采用水冷散热，发电系统利用水冷散热的水蒸汽进行发电，主控系统用于控制焚烧系统的焚烧过程。
2.根据权利要求1所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的焚烧系统(300)包括带有密封顶盖的外壳、炉膛(301)、隔热层(302)和冷凝水循环系统(303)；
所述的冷凝水循环系统包括布置有冷凝水管道的壳体、缓冲腔室、汽包腔室；所述冷凝水管道的出水口通过缓冲腔室连接汽包腔室侧壁，所述汽包腔室底部连接冷凝水管道的入水口，形成循环；
所述炉膛位于冷凝水循环系统壳体内，隔热层位于炉膛与冷凝水循环系统壳体之间，包覆在炉膛外壁上；
所述焚烧系统的底部设有穿入炉膛的火焰喷射器；所述火焰喷射器由燃料罐通过燃料管道供应燃气。
3.根据权利要求2所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的发电系统包括电箱、铜质线圈(801)、磁铁(803)、绝缘转轴(804)和扇叶(802)；
所述的铜质线圈安装在绝缘转轴的一端，扇叶安装在绝缘转轴的另一端，磁铁对称布置在绝缘转轴的两侧，分别位于铜质线圈上方和下方，所述铜质线圈随绝缘转轴转动时切割磁感线发电，电能存储在电箱中；
所述的绝缘转轴中部设有支撑轴承，通过支撑轴承固定在电箱箱体上，安装于绝缘转轴端部的铜质线圈封装在电箱内。
4.根据权利要求3所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的扇叶伸入到冷凝水循环系统的缓冲腔室内部，在水与蒸气的驱动下带动绝缘转轴转动。
5.根据权利要求3所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的汽包腔室顶部为弧面，水和蒸气从缓冲腔室进入汽包腔室内，蒸气上升到顶部，冷凝后下落到底部并经入水口回流至冷凝水管道中。
6.根据权利要求2所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述焚烧系统的顶盖由感温材料制成，能够随温度变色。
7.根据权利要求1所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的主控系统包括温度传感器、控制器和蓄电池；所述的温度传感器安装在焚烧系统的炉膛外壁上，用于检测炉膛温度；控制器用于控制炉膛温度；蓄电池用于为垃圾处理器供电。
8.根据权利要求1所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的滤芯包括由下至上依次布置的两层二噁英舒缓剂层和一层活性炭层；焚烧系统的废气出口连接滤芯底部，废气自下而上经滤芯过滤后从排气口排出。
9.根据权利要求1所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述燃料罐内的燃料为丁烷。
10.根据权利要求1所述的便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器，其特征在于，所述的隔热层采用气凝胶。
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| CN202111144152.5A Pending CN113958956A (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 一种便携化、无污染且可发电的户外低温垃圾处理器 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205909277U (zh) * | 2016-06-13 | 2017-01-25 | 安徽国金环保再生资源开发有限公司 | 一种生活垃圾磁能碳化焚烧处理系统 |
| CN206377670U (zh) * | 2016-12-04 | 2017-08-04 | 李靖 | 一种生活垃圾微型发电装置 |
| CN206496353U (zh) * | 2016-11-08 | 2017-09-15 | 广州广重企业集团有限公司 | 一种垃圾焚烧锅炉的蒸汽空气预热系统 |
| CN207815342U (zh) * | 2017-12-25 | 2018-09-04 | 珠海市建华锅炉机械工程有限公司 | 一种垃圾焚烧锅炉 |
| CN110260327A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-20 | 河北金田环保科技有限公司 | 一种生活垃圾低氮裂解处理系统 |
-
2021
- 2021-09-28 CN CN202111144152.5A patent/CN113958956A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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