CN1989372B - 用于炉子的燃烧罐 - Google Patents

Abstract

一种在燃烧罐中燃烧燃料的方法，包括在燃烧罐内形成灰柱以及移除一部分灰柱。燃烧罐包括第一侧壁部分、第二侧壁部分以及在第一侧壁部分和第二侧壁部分之间插置的可平移板。该可平移板能在至少两个位置处。该平移板上具有与第一侧壁部分或第二侧壁部分的内部区域的截面区域基本相应的孔。

Description

用于炉子的燃烧罐 

技术领域

本发明涉及一种用于炉子的燃烧罐的结构及其使用方法。 

背景技术

生物质(Biomass)是人们所知的最古老燃料之一。简单地说，生物质是植被或由植物、农业废弃物等制成的燃料。在光合作用期间，植物将来自于空气中的二氧化碳和来自于土壤中的水结合，形成作为生物质构造块的碳水化合物。推动光合作用的太阳能被存储在生物质的结构成分的化学键中。生物质的有效燃烧释放出存储在化学键中的能量，并且生成二氧化碳和水。通过燃烧生物质生成能量和热量替代更加污染的能量生成形式，并且也提供了诸如减少酸雨、土壤侵蚀、水污染和垃圾掩埋压力的其它环境好处。附加的环境好处包括减轻气候改变、提供野生生物生境、以及通过更好的管理帮助维持森林兴旺。 

生物质燃料是丰富的并且是可再生的。实际上在世界的每个部分都存在可以被开发而生成能量的生物质。如果现今潜在可获得的所有生物质都被用来产生能量，产生的能量估计有2750 Quad(1Quad等于1,000,000,000,000,000BTUs)。目前，世界人口使用了可获得的生物质年产量的仅仅约7％。因此，生物质不仅仅将来是合理的可选择燃料，而且当前也是合理的能源。 

用于燃烧生物质燃料而生成能量的火炉或炉子不是新鲜事物。虽然存在许多用于燃烧生物质燃料的火炉和炉子，然而，在当前这些炉子或火炉不被消费者广泛接受。费用是促使消费者使用燃烧生物质燃料的火炉或炉子的主要驱动因素。然而，当转为使用燃烧生物质燃料的炉子时，当前生物质燃料炉或炉子的消费者经常不得不在清洁和方便方面作出牺牲。不方便和不清洁的一个主要方面在于从生物质炉中移除灰。当前，这是必须较频繁做的一个脏乱工作。很多时候，生物质可能不会完全燃烧。这等同于未有效使用生物质燃料。此外，当生物质燃料未完全燃烧时，生物质炉子或火炉所生成的废物或灰是比较不密集的。燃烧或不完全燃烧的燃料越不密集，火炉或炉子必须越频繁地清理。更不密集的灰也意味着灰更松散而在清扫火炉或炉子时更易于到处飞。 

美国专利1,985,962公开了一种具有燃烧室或火箱的焚烧炉，所述燃烧室或火箱包括具有手动接合部分的滑动炉篦49。当炉篦入位后它就完全封住炉篦盘中的矩形孔。滑动炉篦位于燃烧室或火箱的下方。 

申请号为02286667的日本专利摘要公开了具有主体的焚烧炉，所述主体包括废物支撑板和排灰板。通过将废物支撑板移动到主体内而从煅烧炉排放灰。在将废物支撑板移动到主体内之后，打开排灰板以使灰层(在废物支撑板和排灰板之间)中的灰落入排灰装置上。 

发明内容

炉子包括燃烧室和燃烧室内的燃烧罐。燃烧室还包括侧壁以及活动平台。活动平台可在第一位置和第二位置之间移动。活动平台上有一孔，该孔具有的横截面区域至少与在侧壁内并离活动平台最近的横截面区域一样大。在一些实施方案中，活动平台在第一位置之间活动，其中活动平台上具有格栅部分。当活动平台在第一位置时，格栅部分被定位在燃烧罐的末端附近。在第二位置时，活动平台被定位得使其上的孔靠近燃烧罐的末端。 

燃烧罐还包括侧壁上的用于引导空气进入燃烧罐的孔。在一些实施方案中，空气被引导，使得在燃烧罐中形成空气旋风。该炉子还包括用于移动活动平台的致动器。该炉子还包括穿过燃烧罐内部体积的可平移板。该板上具有孔，该孔具有的区域至少与燃烧罐的横截面区域一样大。该板可在第一位置和第二位置之间平移。该可平移板上具有孔，该孔具有的横截面区域至少与燃烧罐的横截面区域一样大。当板在第一位置时，该孔基本与燃烧罐的侧壁对齐。该可平移板还包括能覆盖燃烧罐的横截面区域的区域。当板在第二位置时，该可平移板覆盖燃烧罐的横截面区域。在一些实施方案中，该板还包括定位在板上的孔附近的斜坡。该炉子还包括用于移动可平移板的致动器。在一些实施方案中，该致动器基本同步地移动平移板和活动平台。 

燃烧罐包括第一侧壁部分、第二侧壁部分以及在第一侧壁部分和第二侧壁部分之间插置的可平移板。该可平移板能处于至少两个位置。该平移板上具有与第一侧壁部分或第二侧壁部分的内部区域的横截面区域基本对应的孔。该可平移板还包括能将第一侧壁部分与第二侧壁部分 隔开的部分。在一些实施方案中，能将第一侧壁部分与第二侧壁部分隔开的部分上包括多个格栅孔。该可平移板包括用于平移可平移板的致动器。燃烧罐还包括活动平台。该活动平台上还包括在第一区域内的格栅，并且在第二区域具有孔。在一些实施方案中，燃烧罐还包括用于至少在第一位置和第二位置之间移动活动平台的致动器。当在第一位置时，格栅被定位在燃烧罐的第二部分的末端附近，并且当活动平台在第二位置时，孔被定位在燃烧罐的第二部分的末端附近。在一些实施方案中，该致动器移动活动平台和可平移板两者。在一些实施方案中，该致动器基本同步地移动活动平台和可平移板。燃烧罐还包括与燃烧罐流体连通的点火装置。 

一种方法，该方法包括在燃烧罐中燃烧燃料、在燃烧罐内形成灰柱并且移除一部分灰柱。移除一部分灰柱包括切除一部分灰柱。在一些实施方案中，被移除的一部分灰柱比另一部分灰柱燃烧得更完全。该方法还包括向灰柱的顶部增加燃料。在一些实施方案中，移除一部分灰柱包括移除灰柱的底部部分，包括移除与接收燃料的灰柱末端方向相反的一部分灰柱。在一些实施方案中，移除一部分灰柱包括在至少一部分灰柱燃烧期间移除一部分灰柱。 

附图说明

在所附权利要求中具体指出了本发明。然而，通过参考详细描述并结合附图考虑时可以更完全地理解本发明，其中所有附图中相同附图标记指代相同项目，并且： 

图1是根据本发明实施方案的具有带燃烧罐的燃烧室的炉子的立体图； 

图2是根据本发明实施方案的炉子的一部分燃烧室和燃烧罐的分解立体图； 

图3是根据本发明实施方案的具有带燃烧罐的燃烧室的炉子的俯视截面图； 

图4是根据本发明实施方案的燃烧罐组件的平移板的仰视立体图； 

图5是根据本发明实施方案的燃烧罐组件内的灰柱的局部剖视立体图； 

图6是根据本发明实施方案在活动平台(floor)和平移板移到第 二位置后，燃烧罐组件内的灰柱的局部剖视立体图； 

图7是根据本发明实施方案在活动平台和平移板返回到第一位置后，燃烧罐组件内的灰柱的局部剖视立体图； 

图8是根据本发明实施方案的用于从炉子移除灰柱的方法的流程图。 

这里所作的描述说明了本发明的各种实施方案，并且该描述不应解释为以任何方式构成限制。 

具体实施方式

在优选实施方案的以下详细描述中，参考了作为这里的一部分的附图，其中用以实施本发明的具体实施方案以图解示例的方式说明。充分详细地描述了所示出的实施方案，以使本领域中的普通技术人员能够实践这里所公开的教导。从中可以派生或者使用其它实施方案，因而可以做出结构的和逻辑的替换与改变而不脱离本发明的范围。因此，下面详细描述不带有限制意义，本发明的各种实施方案的范围仅仅通过所附的权利要求以及与这些权利要求内容等同的整个范围来限定。 

图1是根据本发明的实施方案的具有带燃烧罐300的燃烧室110的炉子100的立体图。炉子100包括外壳120。燃烧室110和燃烧罐300在外壳120内。通过窗口122可看到至少一部分燃烧罐300和至少一部分燃烧室110。窗口122相对于外壳120被密封。外壳120还包括允许进入到位于燃烧罐300下方的炉子100内部部分的进入嵌板124。在一些实施方案中，进入嵌板允许用户从炉子100中移除燃烧产物。外壳120还包括用于可控地将生物质燃料放到燃烧室110中的燃烧罐300内的料斗和进料机构(未示出)。炉子的外壳120包括允许进入料斗(未示出)的门126。在打开门126后，将生物质燃料放到料斗中。任何类型的生物质都可以用作为燃料。例如，谷物、木屑、或生物质材料小球都属于燃料源。图1中所示的炉子100是用在空间加热器应用中。炉子的其它应用包括加压通风炉、热水加热器、发电机、游泳池加热器、或用于热水供暖系统内的循环水加热。还可预期其它应用。 

图2是根据本发明的实施方案的炉子100的部分燃烧室110和燃烧罐300的分解立体图。燃烧室110是由顶部燃烧板组件210和底板220限制边界的。燃烧室还包括后壁212。第一销222和第二销224附连在 底板220上。燃烧罐组件300包括第一燃烧罐部分310和第二燃烧罐部分320。第一燃烧罐部分包括侧壁312。侧壁312上具有孔，诸如孔314，用于对燃烧罐组件300周围的助燃空气进行导向。第二燃烧罐部分320也具有侧壁322。侧壁322也包括孔，诸如孔324，用于导引空气从燃烧罐组件300的外部进入到燃烧罐组件内。安装翼(mounting wing)326附连在第二燃烧罐部分320的侧壁322上。安装翼326包括允许将安装翼与附连在燃烧室110的底板220上的第一销222和第二销224相配合的孔。另一安装翼316附连在第一燃烧罐部分的侧壁312上，其上也具有孔，以便安装翼316也可以与燃烧室110的底板220上的第一销222和第二销224配合。 

活动平台240和平移板(translating plate)250也位于燃烧室内。活动平台包括格栅242和孔244。活动平台240被安装在枢销245上，从而活动平台240可以绕枢销245枢转。平移板250之上也具有孔254。平移板250还包括实心的表面区域252。平移板250也可枢转地附连在枢销245上。致动杆400附连在活动平台240和平移板250上。致动杆400用于在第一位置和第二位置之间移动活动平台240和平移板250。在一些实施方案中，单独的致动杆用于移动活动平台240和平移板250。 

点火装置260和点火装置262也附连在燃烧罐组件300上，具体来说是附连在燃烧罐320的第二部分。点火装置260、262将加热的空气放到燃烧罐组件300中。点火装置260、262与燃烧罐组件的内部流体连通。点火装置260、262用于初始点燃炉子或初始点燃加入到燃烧罐组件300中的生物质燃料。一旦燃烧罐中的生物质燃料开始燃烧，点火装置260、262就不再将加热的空气放入到燃烧罐组件300中。 

可燃物托盘270位于底板220下方。可燃物托盘270包括台面(floor)272和至少一个侧壁。分配器274附连在可燃物托盘270的台面272上。分配器被定位为使得当从燃烧罐组件300中移除一部分灰柱时，分配器274防止燃烧产物仅仅堆在可燃物托盘270的台面274上。换句话说，分配器274分配来自于在可燃物托盘270的台面272上的燃烧罐内的燃烧副产物。 

如图2中所示，活动平台240和平移板250在第一位置。当在第一位置时，活动平台240上具有孔的格栅242、燃烧罐320的第二部分、 平移板250中的孔254以及燃烧罐310的第一部分基本对齐，形成燃烧罐组件300。当平移板250和活动平台240在第一位置时，生物质材料可以被加进到燃烧罐组件300中，并且具体而言可以落到活动平台240的格栅部分242上。打开点火装置260、262初始点燃生物质材料。一旦生物质材料燃烧，就可以通过顶部燃烧板组件210中的孔211将附加的生物质材料放入到燃烧罐组件300中。可以迫使助燃空气分别通过第一燃烧罐部分310中的孔314和第二燃烧罐部分320中的孔242，以提供充足氧气供生物质燃料充分燃烧。随着燃烧继续，在燃烧罐组件300内形成灰柱(如图5-7中所示)。灰柱500最终形成为具有一定高度，在该高度处灰柱500是在燃烧罐320的第二部分之上并且在平移板250之上。 

图3是炉子100、具体来说是具有燃烧罐组件300的燃烧室110的俯视截面图。如图3中所示，燃烧室110还包括侧壁213和215以及前壁217。点火装置260、262分别延伸穿过侧壁215、213上的孔。通过致动马达410移动致动杆400。燃烧室110还包括加压空气入口390。致动杆400被波纹管402和固定在燃烧室110的后壁212上的套404覆盖。如图2和3中所示，活动平台240和平移板250的末端延伸穿过后壁212上的孔。致动马达410和致动杆400用于在第一位置和第二位置之间移动平移板250和活动平台240。如图3中所示，平移板250和活动平台240在第一位置，在该位置，格栅242、燃烧罐320的第二部分、可移动板250内的孔254、和燃烧罐310的第一部分基本与顶部燃烧组件中的孔211对齐。 

图4是平移板250的仰视立体图。该平移板250包括孔254和附连在靠近平移板250的一个边缘上的斜坡(ramp)256。斜坡256被定位在平移板250的实心区域内。当平移板250移动到第二位置时用到斜坡256，下文将对其进行讨论。 

图5是灰柱500的局部剖视立体图。灰柱500具有搁置在活动平台240的格栅242上的末端，由附图标记502标出。灰柱500还包括立即要发生燃烧的末端，由附图标记504标出。当灰柱500达到高于平移板250的高度时，平移板250和活动平台240基本同步地移动到第二位置。因而，平移板250中的孔254的边缘将切断一部分灰柱500。孔254以虚线在图5中示出。 

图6是根据本发明实施方案在活动平台240和平移板250已移动到第二位置后的灰柱500的局部剖面立体图。通过将平移板250移动到第二位置，底部或圆盘510被从主灰柱500切断。换句话说，平移板250从具有孔的第一位置移动到平移板是实心的第二位置。随着移动，孔起刀子的作用，将灰柱切成第一部分或圆盘510以及第二部分512。此外，随着活动平台240从第一位置移动到第二位置，孔244被定位在第一部分510或圆盘下方。平移板250的斜坡256迫使圆盘510落入到活动平台中的孔244中。因而，最终结果是灰柱512被砍掉或一部分灰柱被移除，而可燃末端504保持燃烧。如箭头610所示，圆盘或一部分灰柱510被压入或落入到活动平台240内的孔244中。 

底板220还包括孔221，它是通往可燃物托盘270的入口。因而，在圆盘510通过孔244下落之后，它通过孔221下落到燃烧物托盘270中。现在暂时返回到图2，当圆盘落入到可燃物托盘270中时，它接触或碰撞分配器274。分配器274防止连续的圆盘510一个堆在另一个的顶部。换句话说，分配器274分配在可燃物托盘270的台面272上的圆盘510。一旦圆盘510被从灰柱500上移除，则平移板250和活动平台240就被移回或返回到第一位置。 

图7是根据本发明的实施方案在活动平台240和平移板250已返回到第一位置后燃烧罐组件300内的灰柱500的局部剖面立体图。可以看出，在移除圆盘510后已变短的灰柱500通过平移板250上的孔254下落。灰柱500的剩余部分则搁置在活动平台240的格栅部分242上。在燃烧过程中完成所有这些时灰柱500继续保持燃烧。 

图8是根据本发明的实施方案从炉子移除灰的方法800的流程图。方法800包括在燃烧罐中燃烧燃料810、在燃烧罐中形成灰柱812以及移除一部分灰柱814。移除一部分灰柱814包括切一部分灰柱。在一些实施方案中，被移除的那部分灰柱比另一部分灰柱燃烧得更完全。方法800还包括向灰柱的顶部添加燃料816。在一些实施方案中，移除一部分灰柱814包括移除灰柱的底部，包括移除与接收燃料的灰柱末端相反的一部分灰柱。在一些实施方案中，移除一部分灰柱814包括在至少一部分灰柱燃烧期间移除一部分灰柱。具体实施方案的上述描述充分地揭示了本发明的概括特征，其他人通过应用现有知识，可以很容易地将其改变和/或调整为其它各种应用而没有脱离这个总的构思，因而这些调 整和改变应被理解为在所公开的实施方案的等同方案的范围和意思内。 

应该理解的是，这里所使用的措词和术语是为了描述，而不是为了限制。因此，本发明旨在包括落入在所附的权利要求的精神和宽范围内的所有这些替换方案、改变方案、等同方案和变化方案。 

Claims (19)

1.一种炉子，包括：

燃烧室；和

燃烧室内的燃烧罐，还包括：

侧壁；和

可穿过被定位在侧壁末端之间的燃烧罐的内部体积的可平移的板，该板在第一位置和第二位置之间移动，其中当在第一位置时，该板具有孔，该孔具有至少与燃烧罐的横截面区域一样大的区域，并且该板在第二位置时具有能够覆盖燃烧罐的横截面区域的实心区域；以及

活动平台，其中所述板能移动穿过燃烧罐的内部体积。

2.根据权利要求1所述的炉子，其中活动平台可在第一位置和第二位置之间移动。

3.根据权利要求1所述的炉子，其中活动平台可在第一位置和第二位置之间移动，活动平台上具有孔，该孔具有的横截面区域至少与在侧壁内并离活动平台最近的横截面区域一样大。

4.根据权利要求1所述的炉子，其中活动平台可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置处，活动平台上具有格栅部分，格栅部分被定位在燃烧罐的末端附近，并且在第二位置处活动平台上具有孔。

5.根据权利要求1所述的炉子，其中侧壁上包括引导空气进入燃烧罐的孔。

6.根据权利要求1所述的炉子，还包括用于移动活动平台的致动器。

7.根据权利要求1所述的炉子，穿过燃烧罐的内部体积的所述板与活动平台基本同步地移动。

8.根据权利要求1所述的炉子，还包括用于移动所述可平移的板的致动器。

9.根据权利要求1所述的炉子，还包括用于基本同步地移动可平移的板和活动平台的致动器。

10.根据权利要求1所述的炉子，其中所述侧壁还包括：

第一侧壁部分；以及

第二侧壁部分；

所述板插置在第一侧壁部分和第二侧壁部分之间，该板具有一个位置，在该位置，燃烧罐的第二部分、所述可平移的板上的孔和燃烧罐的第一部分基本对齐。

11.根据权利要求10所述的炉子，其中所述板包括能将第一侧壁部分与第二侧壁部分隔开的部分。

12.根据权利要求10所述的炉子，其中所述板包括能将第一侧壁部分与第二侧壁部分隔开的部分，其中该部分上包括多个格栅孔。

13.根据权利要求10所述的炉子，其中所述板包括用于平移该可可平移的板的致动器。

14.根据权利要求10所述的炉子，其中活动平台在第一区域上包括格栅并在第二区域上具有孔。

15.根据权利要求14所述的炉子，还包括用于在至少第一位置和第二位置之间移动活动平台的致动器，其中当在第一位置时，格栅被定位在燃烧罐的第二部分的末端附近，并且当在第二位置时，孔被定位在燃烧罐的第二部分的末端附近。

16.根据权利要求1所述的炉子，还包括用于移动活动平台和可平移的板两者的致动器。

17.根据权利要求16所述的炉子，其中致动器用于基本同步地移动活动平台和可平移的板。

18.根据权利要求10所述的炉子，还包括与燃烧罐流体连通的点火装置。

19.根据权利要求1所述的炉子，所述板还包括定位在该板的孔附近的斜坡。

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