CN214802248U - 一种具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，包括料斗、通风室和U型炉膛，U型炉膛内设有阶梯式炉膛底座，阶梯式炉膛底座包括第一台阶底座和第二台阶底座，通风室内设有第一拨火装置和第二拨火装置，第一拨火装置包括第一动力转换装置、第一传动螺纹棒、第一拨火棒，第一拨火棒从第一拨火棒出口伸入U型炉膛内对第一台阶底座上的燃料进行清灰，第二拨火装置包括第二动力转换装置、第二传动螺纹棒、第二拨火棒，第二拨火棒的另一端连接有拨火横杆对第二台阶底座进行清灰，改变一个集中的独头火焰头为多个，有效控制火焰的温度在1000℃以下，有利生物质燃料燃烧更加充分和减少以往烟囱排烟流量过大热量损失。

Description

一种具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧设备技术领域，具体涉及一种改变以往堆状生物质燃料集中燃烧的方式为分散燃烧，降低局部火焰温度的具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器。

背景技术

生物质燃料是供热的清洁能源，已经被许多烤烟生产国家使用。田间秸秆资源粉碎后生产物质成型颗粒燃料能够实现光合残余物的循环利用，有学者表明生物质成型颗粒燃料为烤烟供热是实现烟草绿色生产的最佳途径。传统上生物质成型颗粒燃料被投放到燃煤炉膛里面直接燃烧供热，由于颗粒燃料密度较低且不同于煤炭的燃烧过程，大量可燃性的气化气体从烟囱逸飞，并且人工操作的劳动强度较大。为了改变这种状况，研究人员开发出多样的生物质烤烟集中供热设备，应用后因设备投资较大、后期维护成本过高和供热管道热损严重等没有得到推广。

随着我国生物质颗粒燃料生产技术的成熟，烤烟供热的粒径由原来的φ32~100mm变为φ8~12 mm，2015年后进而转向专用的单体生物质烤烟供热设备的研究。在杨世关等的基础上，Wang Jian-an等设计了专门的生物质烤烟燃烧气化一体炉（2018年1月27日出版于期刊Waste and Biomass Valorization），与此同时许多学者研发出可自控控制的密集烤房加热室内、外置式两种生物质燃料烤烟供热设备，大幅提高了燃料的燃烧效率。

然而，目前我国配套于国家烟草专卖局标准的密集烤房，在烟叶调制过程中的需热要求在20,000~200,000 kJ/h，相对于燃煤容量0.2 m³炉膛，生物质普遍小于0.02 m³的集中燃烧空间，虽然有学者采取了“富氧燃烧”和“药剂扑捉”措施，可是烤烟供热时高密集、高温的燃烧方式，局部温度可以达到1800 ℃以上，一方面烟囱排放热损失严重；另一方面在生物质燃料燃烧过程中产生的有害气体氮氧化合物远高于燃煤，因此有必要根据现有生物质成型颗粒燃料烤烟用的炉膛进行优化升级，分散火焰密度，进一步降低有害气体的排放。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的生物质成型燃料炉膛堆状燃烧温度过高条件下氮氧化合物含量较高、富氧燃烧烟囱热损失较为严重和颗粒燃料少量气化气体未经燃烧排放的问题，而提供一种采用阶段式分体燃烧，把原有一个炉膛分为两个台阶或者多个台阶，改变以往堆状生物质燃料集中燃烧的方式为分散燃烧，降低局部火焰温度，进而降低生物质颗粒燃料因过高温度产生大量氮氧化合物有害气体的具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，包括料斗、通风室和U型炉膛，料斗的下部安装有送料圆筒，送料圆筒贯穿通风室且其出口延伸至U型炉膛，送料圆筒内安装有送料绞龙，送料绞龙由送料电机驱动，送料绞龙的头部安装有从动传动齿轮，从动传动齿轮与送料电机的传动轮啮合；通风室为箱体结构，通风室包括靠近料斗的外密封板、靠近U型炉膛的内密封板以及上下左右侧壁，内密封板上设置有底部通风口、水平出风口、点火棒出口、燃料出口，底部通风口位于内密封板的下端底部并连通通风室和U型炉膛，水平出风口位于底部通风口上方并连通通风室和U型炉膛，通风室内设置有点火装置，点火装置位于送料圆筒的下方，点火装置由点火电机驱动，点火电机位于料斗的下方，外密封板上设置有与点火电机对应的点火电机孔，点火装置包括与点火电机连接的螺纹传动杆，螺纹传动杆的另一端连接点火棒，点火棒穿过内密封板上的点火棒出口延伸进入U型炉膛内，送料圆筒的尾部安装在燃料出口，燃料由送料圆筒内的送料绞龙输送并从燃料出口落到U型炉膛内，所述的通风室内设置有竖直的固定透风板，固定透风板位于送料圆筒的下方并与通风室的内壁固定连接，固定透风板上布满透风孔，所述的点火棒穿过固定透风板；所述的U型炉膛内设置有阶梯式炉膛底座，阶梯式炉膛底座的两侧分别与U型炉膛的侧壁固定连接，阶梯式炉膛底座的表面上设置有垂直出风口，阶梯式炉膛底座与U型炉膛的底部之间留有空腔且该空腔与垂直出风口、底部通风口均连通，所述的阶梯式炉膛底座包括第一台阶底座和第二台阶底座，通风室内设置有第一拨火装置和第二拨火装置，第一拨火装置位于点火装置上方，第二拨火装置位于点火装置的下方，第一拨火装置由第一拨火电机驱动，第一拨火电机安装在外密封板外侧，第一拨火装置包括第一动力转换装置、第一传动螺纹棒、第一拨火棒，所述的第一动力转换装置与第一拨火电机连接，第一动力转换装置的另一端连接第一传动螺纹棒，第一传动螺纹棒的另一端连接有第一固定板，第一固定板的另一侧连接所述的第一拨火棒，所述的固定透风板上设置有与第一拨火棒对应的第一滑动套管，内密封板上设置有与第一拨火棒对应的第一拨火棒出口，所述的第一拨火棒穿过第一滑动套管从第一拨火棒出口伸入U型炉膛内，所述的第二拨火装置由第二拨火电机驱动，第二拨火电机安装在外密封板外侧，第二拨火装置包括第二动力转换装置、第二传动螺纹棒、第二拨火棒，所述的第二动力转换装置与第二拨火电机连接，第二动力转换装置的另一端连接所述的第二传动螺纹棒，第二传动螺纹棒的另一端连接有第二固定板，第二固定板的另一侧连接所述的第二拨火棒，所述的固定透风板上设置有与第二拨火棒对应的第二滑动套管，所述的底部通风口位于第一台阶底座下方，第二拨火棒穿过第二滑动套管从底部通风口延伸进入U型炉膛内，第二拨火棒的另一端连接有拨火横杆。

进一步的，所述的外密封板的外侧安装有助燃风机，外密封板上设置有对应的助燃风机孔。

进一步的，所述的固定透风板上设置有火焰检测器。

进一步的，所述的送料圆筒的头部一侧设置有检修口。

进一步的，所述的第一动力转换装置和第二动力转换装置结构相同，均包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条，两个螺母分别位于端侧，三根连接条均匀的安装在螺母周围。

进一步的，所述的固定透风板上对应点火棒的位置设置有传动凹槽，点火棒穿过传动凹槽，点火棒与螺纹传动杆螺纹连接，点火棒在螺纹传动杆的带动和传动凹槽的挤压下扭压往复进出U型炉膛。

进一步的，所述的外密封板上设置有送料圆筒安装孔、第一拨火电机孔、第二拨火电机孔，送料圆筒安装孔与送料圆筒对应，送料圆筒从送料圆筒安装孔伸入通风室内，第一拨火电机孔、第二拨火电机孔分别与第一拨火电机、第二拨火电机对应，第一拨火电机的输出轴穿过第一拨火电机孔连接所述的第一动力转换装置，第二拨火电机的输出轴穿过第二拨火电机孔连接所述的第二动力转换装置。

进一步的，所述的U型炉膛靠近内密封板的一侧上部设置有炉帽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：将炉膛底座改为台阶状结构，有效地平衡分布炉膛内生物质燃料的火焰分布，改变一个集中的独头火焰头为多个，降低以往一个火焰集中供热的现状，可有效控制火焰的温度在1000 ℃以下，降低以往局部1300℃以上的单头火焰因高温合成氮氧化合物的量。适当调节助燃空气的过剩系数，有利生物质燃料燃烧更加充分和减少以往烟囱排烟流量过大热量损失。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的剖面结构示意图。

图3为本实用新型的第一拨火装置的结构示意图。

图4为本实用新型的第二拨火装置的结构示意图。

图5为本实用新型的外密封板的结构示意图。

图中标注说明：1、料斗，2、送料绞龙，3、助燃风机，4、送料电机，5、外密封板，6、通风室，7、内密封板，8、燃料出口，9、炉帽，10、炉膛，11、第一拨火棒，12、点火棒出口，13、水平出风口，14、垂直出风口，15、拨火横杆，16、送料圆筒，17、检修口，18、第一拨火电机，19、点火电机，20、第二拨火电机，21、第二动力转换装置，22、第二传动螺纹棒，23、传动凹槽，24、第二固定板，25、第二滑动套管，26、固定透风板，27、第二拨火棒，28、底部通风口，29、第一传动螺纹棒，30、螺纹传动杆，31、第一固定板，32、第一滑动套管，33、火焰检测器，34、点火棒，35、第一动力转换装置，36、助燃风机孔，37、点火电机孔，38、第二拨火电机孔，39、送料圆筒安装孔，40、第一拨火电机孔，41、第一台阶底座，42、第二台阶底座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1到图5，一种具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，包括料斗1、通风室6和U型炉膛10，料斗1的下部安装有送料圆筒16，送料圆筒16的头部一侧设有检修口17，送料圆筒16贯穿通风室6且其出口延伸至U型炉膛10，送料圆筒16的尾部安装在内密封板7的燃料出口8，送料圆筒16内安装有送料绞龙2，送料绞龙2由送料电机4驱动，具体是送料绞龙2的头部安装有从动传动齿轮，从动传动齿轮与送料电机4的传动轮啮合，带动送料绞龙2转动，将生物质燃料从燃料出口8落到U型炉膛10内的炉膛底座上。

通风室6为箱体结构，通风室6包括靠近料斗的外密封板5、靠近U型炉膛的内密封板7以及上下左右侧壁，内密封板7上留有底部通风口28、水平出风口13、点火棒出口12，底部通风口28位于内密封板的下端底部并连通通风室6和U型炉膛10，水平出风口13位于底部通风口28的上方并连通通风室6和U型炉膛10，通风室6内安装有竖直的固定透风板26，固定透风板26位于送料圆筒16的下方并与通风室6的内壁固定连接，固定透风板26上布满透风孔，固定透风板26顶部安装有火焰检测器33，用以检测炉膛内的火焰，通风室6内安装有点火装置，点火装置位于送料圆筒16的下方，点火装置由点火电机19驱动，点火电机19安装在外密封板5的外侧并位于料斗1的下方，外密封板5上留有与点火电机19对应的点火电机孔37，点火装置包括与点火电机19连接的螺纹传动杆30，螺纹传动杆30的另一端连接点火棒34，点火棒34先穿过固定透风板26再穿过内密封板7上的点火棒出口12延伸进入U型炉膛10内，具体是固定透风板26上对应点火棒34的位置设有传动凹槽23，点火棒34穿过传动凹槽23，点火棒34与螺纹传动杆30螺纹连接，点火棒34在螺纹传动杆30的带动和传动凹槽23的挤压下扭压往复进出U型炉膛。点火棒34从点火棒出口12收缩回通风室后，点火棒出口12作为水平出风口用。

U型炉膛10靠近内密封板7的一侧上部安装有炉帽9，U型炉膛10内设有阶梯式炉膛底座，阶梯式炉膛底座的两侧分别与U型炉膛10的侧壁固定连接，阶梯式炉膛底座的表面上设有垂直出风口14，阶梯式炉膛底座与U型炉膛10的底部之间留有空腔且该空腔与垂直出风口14、底部通风口28均连通，阶梯式炉膛底座可以分为两阶或多阶，此处以两阶为例，阶梯式炉膛底座包括第一台阶底座41和第二台阶底座42，第一台阶底座41的底面位于底部通风口28的上方，第一台阶底座41的上表面位于水平出风口13的下方，通风室6内安装有第一拨火装置和第二拨火装置，第一拨火装置位于点火装置上方，第二拨火装置位于点火装置的下方，第一拨火装置由第一拨火电机18驱动，第一拨火电机18安装在外密封板5外侧，第一拨火装置包括第一动力转换装置35、第一传动螺纹棒29、第一拨火棒11，具体是第一拨火电机18的输出端通过第一拨火电机孔40连接第一动力转换装置35，第一动力转换装置35的另一端与第一传动螺纹棒29螺纹连接，第一传动螺纹棒29的另一端连接有第一固定板31，第一固定板31的另一侧连接第一拨火棒11，第一拨火棒11有三根，所述的固定透风板26上设有与第一拨火棒11对应的第一滑动套管32，内密封板7上留有与第一拨火棒11对应的第一拨火棒出口，第一拨火棒11穿过第一滑动套管32从第一拨火棒出口伸入U型炉膛10内；第二拨火装置由第二拨火电机20驱动，第二拨火电机20安装在外密封板5外侧，第二拨火装置包括第二动力转换装置21、第二传动螺纹棒22、第二拨火棒27，具体是第二拨火电机20的输出端通过第二拨火电机孔38连接第二动力转换装置21，第二动力转换装置21的另一端与第二传动螺纹棒22螺纹连接，第二传动螺纹棒22的另一端连接有第二固定板24，第二固定板24的另一侧连接第二拨火棒27，第二拨火棒27有两根，所述的固定透风板26上设有与第二拨火棒27对应的第二滑动套管25，第二拨火棒27穿过第二滑动套管25从底部通风口28延伸进入U型炉膛内，第二拨火棒27的另一端连接有拨火横杆15，第二拨火棒27带动拨火横杆15在第一台阶底座41和第二台阶底座42之间的缝隙内往复运动以对第一台阶底座进行清灰处理，其中，第一动力转换装置35和第二动力转换装置21结构相同，均包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条，两个螺母分别位于端侧，三根连接条均匀的安装在螺母周围。

外密封板5的外侧安装有助燃风机3并设有对应的助燃风机孔36。

具体使用时，首先完成供热设备的功能部件与烤烟控制装置的对接，在信号的控制端，控制装置的送料装置与送料电机4、点火装置与点火电机19、第一拨火装置与第一拨火电机18、第二拨火装置与第二拨火电机20相连接，信号输入端与炉膛通风室内的火焰检测器33相连；

第二、在料斗1上安装外接料箱，增加燃料的装载量；

第三、烟叶烘烤的开始，通过烤烟控制装置设定温度和升温时间，由于设定的烘烤工艺温度高于烤房内实际温度，控制装置指挥送料系统开始往U型炉膛内输送生物质颗粒成型燃料。送料装置信号控制端给送料电机4电信号，送料电机4运转通过传动轮组把动力传给送料圆筒16内的送料绞龙2，送料绞龙2旋转把料斗1中的生物质燃料通过燃料出口8运输到U型炉膛的第一台阶底座41上；

与此同时，控制装置同时发送信号给点火电机19，点火电机19正向旋转带动螺纹传动杆30，通过固定透风板26上面的传动凹槽23挤压推进点火棒通过点火棒出口12进入炉膛内的生物质堆中，点火棒34升温点燃生物质燃料；

第四、与点火棒34同步，控制装置指挥助燃风机3开始工作，在通风室6密封的情况下，产生风压后通过水平出风口13和底部通风口28进入炉膛，提供燃料燃烧所需的氧气；

第五、当被点燃的生物质燃料出现火焰时，被通风室6内的固定透风板26上的火焰检测器33检测出炉膛内生物质燃料已经燃烧，控制装置控制点火电机19逆向旋转，点火棒34回缩到原来位置；原有的点火棒出口12可以作为一个水平出风口13使用；在烟叶烘烤过程中，如果火焰检测器33发现炉膛内火焰熄灭，控制系统再次重启点火程序；

第六、当送料电机4工作后，控制装置开始计算其旋转的圈数，当圈数达到一定数量后，输出电信号给第一拨火电机18，带动第一拨火棒11完成第一台阶生物质燃料灰烬的管理，在第一拨火电机18工作一个周期后记录工作次数，当积累到一定次数时，第二拨火电机20开始工作，带动拨火横杆15进行清灰管理；

第七、当烤烟结束后，送料电机4停止工作，当火焰检测器33检测不到火焰后，为了保护通风室6的各类装置，助燃风机3延迟吹风15分钟后停止工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，包括料斗、通风室和U型炉膛，料斗的下部安装有送料圆筒，送料圆筒贯穿通风室且其出口延伸至U型炉膛，送料圆筒内安装有送料绞龙，送料绞龙由送料电机驱动，送料绞龙的头部安装有从动传动齿轮，从动传动齿轮与送料电机的传动轮啮合；通风室为箱体结构，通风室包括靠近料斗的外密封板、靠近U型炉膛的内密封板以及上下左右侧壁，内密封板上设置有底部通风口、水平出风口、点火棒出口、燃料出口，底部通风口位于内密封板的下端底部并连通通风室和U型炉膛，水平出风口位于底部通风口上方并连通通风室和U型炉膛，通风室内设置有点火装置，点火装置位于送料圆筒的下方，点火装置由点火电机驱动，点火电机位于料斗的下方，外密封板上设置有与点火电机对应的点火电机孔，点火装置包括与点火电机连接的螺纹传动杆，螺纹传动杆的另一端连接点火棒，点火棒穿过内密封板上的点火棒出口延伸进入U型炉膛内，送料圆筒的尾部安装在燃料出口，燃料由送料圆筒内的送料绞龙输送并从燃料出口落到U型炉膛内，其特征在于：

所述的通风室内设置有竖直的固定透风板，固定透风板位于送料圆筒的下方并与通风室的内壁固定连接，固定透风板上布满透风孔，所述的点火棒穿过固定透风板；所述的U型炉膛内设置有阶梯式炉膛底座，阶梯式炉膛底座的两侧分别与U型炉膛的侧壁固定连接，阶梯式炉膛底座的表面上设置有垂直出风口，阶梯式炉膛底座与U型炉膛的底部之间留有空腔且该空腔与垂直出风口、底部通风口均连通，所述的阶梯式炉膛底座包括第一台阶底座和第二台阶底座，通风室内设置有第一拨火装置和第二拨火装置，第一拨火装置位于点火装置上方，第二拨火装置位于点火装置的下方，第一拨火装置由第一拨火电机驱动，第一拨火电机安装在外密封板外侧，第一拨火装置包括第一动力转换装置、第一传动螺纹棒、第一拨火棒，所述的第一动力转换装置与第一拨火电机连接，第一动力转换装置的另一端连接第一传动螺纹棒，第一传动螺纹棒的另一端连接有第一固定板，第一固定板的另一侧连接所述的第一拨火棒，所述的固定透风板上设置有与第一拨火棒对应的第一滑动套管，内密封板上设置有与第一拨火棒对应的第一拨火棒出口，所述的第一拨火棒穿过第一滑动套管从第一拨火棒出口伸入U型炉膛内，所述的第二拨火装置由第二拨火电机驱动，第二拨火电机安装在外密封板外侧，第二拨火装置包括第二动力转换装置、第二传动螺纹棒、第二拨火棒，所述的第二动力转换装置与第二拨火电机连接，第二动力转换装置的另一端连接所述的第二传动螺纹棒，第二传动螺纹棒的另一端连接有第二固定板，第二固定板的另一侧连接所述的第二拨火棒，所述的固定透风板上设置有与第二拨火棒对应的第二滑动套管，所述的底部通风口位于第一台阶底座下方，第二拨火棒穿过第二滑动套管从底部通风口延伸进入U型炉膛内，第二拨火棒的另一端连接有拨火横杆。

2.根据权利要求1所述的具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，其特征在于：所述的外密封板的外侧安装有助燃风机，外密封板上设置有对应的助燃风机孔。

3.根据权利要求1所述的具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，其特征在于：所述的固定透风板上设置有火焰检测器。

4.根据权利要求1所述的具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，其特征在于：所述的送料圆筒的头部一侧设置有检修口。

5.根据权利要求1所述的具有阶梯式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器，其特征在于：所述的第一动力转换装置和第二动力转换装置结构相同，均包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条，两个螺母分别位于端侧，三根连接条均匀的安装在螺母周围。

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