CN88102495A - 燃烧有机物的方法与设备 - Google Patents

Abstract

一种将气体与空气引入燃烧室(23)中来燃烧有机物的方法与设备，该燃烧室由围绕—纵轴(37)的旋转面(38)所限定，该纵轴经过燃烧室进口端处的一或多个进口(18)，已燃的气体经过—出口(27)抽出，而在从该室之进口端至出口端作用有—渐减的压力梯度。

Description

本发明涉及燃烧有机物来产生热能，同时涉及改进了的燃烧方法与燃烧设备。本发明是基于揭示和发展了如下之改进了的方法：（1）各种有机物的气化法;（2）本身包含有机物的生成气体产物之燃烧方法。此外，本发明还涉及改进各种形式设备之结构与操作原理，这类设备包括用来进行有机物燃烧的燃烧装置本身，同时也包括热转换器。

高效而廉价地产生以热的形式出现之能量，对于工业、商业与家庭都具有极大的重要性，特别是考虑到已知这类设备形式中的结构与操作以及所用之传统方法等牵涉到的成本，就尤其如此。另一些受到重视的因素包括煤、油及其它燃料将逐渐耗尽以及它们的价格上涨，除此，实际上全世界都普遍需要有热能供应，例如为建筑物供热和用于实现众多的制造过程。但是另一种有着广泛要求的，则是处置废料，而这是继续不断增加的和带有实质性困难的一种需要。例如，家庭和工业废料中有很大一部分是有机物，因而这类废料一般具有易燃性质。此外，商业工作中所产生的绝大部分废物是纸基的，因而商业废料也是有机物，故也是易燃的。加之，许多工业部门生产出的大量废物或副产品，它们在很大程度上可能完全为有机质的，例如谷物生产中的稻草与壳糠、蔬菜生长与家畜饲养中的混合有机废料、以及造纸、林业与木材加工等以木料为基础之工业中的纤维素废物。事实上，几乎所有的制造工业既需要热能也同时产生废料，而这些废料的大多数是可燃的，尽管从一个方面看来，上述热能一般是由燃烧常规的燃料获得的，但在另一方面，所说废料则常常被抛弃掉或仅仅是烧掉，而使产生的热逸散到大气中。要是改变这种习惯的作法，代之以把处置废物的热用于制造过程本身，或者那怕是根据制造过程进行中的需要用它来保持合理的温度条件，都将是一项巨大的改进。作为一个例子，谷物生长中，在收割时几乎总要将谷粒干燥以便贮存，而非常之普遍地作法，则是在同时，于生长过庄稼的田地上将茎叶付之一炬。本发明提出的方法与设备，就刚刚谈到过的例子而论，是可以将这种不需要的茎叶用于燃烧目的，而足以有效和经济地产生出为干燥在同一整体作业中生产出之谷粒所需要的全部热量。

根据本发明的一个组成部分，所提出的燃烧方法包括，将可燃气体与空气引入一燃烧室内，而在该室内实现此气体与空气的燃烧，同时从该室抽出热的已燃气体流，此方法的特征在于：

（a）燃烧室由围绕它本身之纵轴的旋转面所限定，该轴从室的入口端延伸至室的出口端;

（b）可燃气体与空气是经由入口端处至少一个入口进入室的，而已燃气体则是经由出口端由室抽出的;

（c）燃烧是从室的入口端至出口端渐减的压力梯度下进行。

最好使上述一个或一批入口沿环绕前述之室的纵轴之圆周切线方向配置，而经燃烧产生的火焰则最好依随绕该轴的一种旋风式路径。

本发明之燃烧方法的一个结果是，进入燃烧室和/或由燃烧而生成的任何不可燃固体物质，都自己燃的气体流中分离出去，所以能如此在于这样的事实：任何这类固体物质总是移向燃烧室之表面的。本发明这一方法的最优特点是，在出口端设有收集任何这类固体物质的装置，从而防止了它们会裹入到由此出口端排出的已燃气流中。

根据本发明此方法一个最佳实施例的特点，可燃气体与空气是作为独立的气流引入燃烧室的，而空气流在入口端处则是位于可燃气体流与室壁之间。这样就会改进各种有关效果，使燃烧形成的火焰，由于它依循旋风状即狭长螺旋状的从入口端朝向出口端的路径，因而在室内总是与室壁分开。

根据本发明此方法另一最佳实施例的特点，燃烧室的出口端包括一轴向的出口孔，即燃烧气体流的出口是围绕该室之轴线设置的。最好令此轴向出口或孔在径向上小于该室，或（最少是）小于该室入口端的切向圆，借此使燃烧火焰呈从室之入口端至出口孔或出口端逐渐变细的锥形，而此出口孔本身则最好取圆形。

可燃气体，不论是取与助燃空气流分离的可燃气体流形式，或是取包含可燃气体与空气的气体混合物形式，而且在以上任何一种形式下都是经入口引入燃烧室时，它最好是有机物在主燃烧室中实行由引入空气引致热气化之产物，且在需要时，结合着一或多股独立的助燃空气流，进入包含着上述可燃气体燃烧室的副燃烧室中。在某一实施例中，可燃气体是从主燃烧室出口抽出，而此出口则是连到最先所述之室即气体燃烧室的入口端的。由于此主燃烧室与副燃烧室相同，可由绕一纵轴的任何旋转面限定，为方便起见，主燃烧室便可取圆柱形或圆锥形;但如下所述，它也可取其它形状。以上这两个室的纵轴，最好平行。

根据本发明的一个最优特点，在气体燃烧室进口端与出口端之间形成的压力梯度，是通过将出口连接到一抽空源或将进口端连至一压力源而得到的，例如可将一电动风机直接或间接地适当连接到该室的出口端。

如果这套设备包括一主室或气化室，用作为产生引入副室或燃烧室之可燃气体源，则在需要时可在进口至主室之间建立压力梯度，例如通过在压力下把助燃空气供给于气化室的进口。

可以理解到，不论是在出口端形成减压或是在进口端形成增压，由于进口端取切向配置，助燃空气与可燃气体总是按螺旋状路径通过燃烧室抽入的，在这里，此气体与空气中的一种而最好是它们两者，都是沿切向进入的。最好是在燃烧室的一端或与之相邻处设置此一或多个进口，而把出口孔设在此室的另一端或与之相邻处。这样的安排可使燃烧火焰的旋风状路径或螺旋状路径具有最大长度。实际上，此火焰的最大长度仅仅受制于：燃烧室的具体尺寸、进口或各个进口的大小与形状因而空气流的有效宽度，亦即在平行于该室长轴方向上的宽度，以及通过该室的压力梯度的大小。如果此燃烧室为圆柱形，例如具有15厘米（6英寸）的进口宽度、75厘米（30英寸）的直径与105厘米（42英寸）的长度时，则能够产生的火焰所具之最大长度约为 105/15 ×75π厘米＝16.5米（约为54英尺），即相当于此室纵向尺寸的15倍。在本发明这一方法所涉及的一些特殊条件下来进行燃烧时，所得到的一个重要结果是，可将火焰温度增至很高的值。例如，热产物的气流可以在高达1500℃的温度下离开出口端，而助燃空气则能在室温（例如15°～25℃）下进入。可燃气体流的这一温度主要取决于产生它的方式。火焰温度可以极其之高，例如在2000℃至2800℃的范围内。在此，通常需要有高度耐火的结构材料来应付在这样高的温度下之气流的，本发明的一个主要特点便是上述旋风状的火焰路径以及可使之在内部与室壁分离开的装置，而不论此气流是否受到有助燃空气流设在可燃气体与室之间的影响，这就是说，能够采用一般的因而是远为便宜的材料来制造在其间进行燃烧的设备。这是由于火焰本身中的极高温度是不会存在于室壁上的，因为助燃空气流的高速、旋风形式、火焰的向心效应以及较冷空气外移的倾向，所有这些的综合结果，使得在整个室内，室壁与火焰分离。要是把例如在室温下的独立助燃空气流，沿径向供给到可燃气体流的外侧，也有助于使火焰与室壁分离。举例来说，在据本发明构制成的一种小型的引入空气之热转换器中，它的圆柱形室的尺寸给定如上，此时能使火焰不与室壁直接接触，从而能有效地让中央火焰温度例如达到2000°～2500℃，至室壁的中途温度为1200℃而室壁的温度为400℃。这意味着，制造设备的材料中不必包括陶瓷耐火材料或以这种材料衬里，例如软钢就可作为制造整个此种设备的完全满意之材料，虽然如此，但它在约1500℃时软化，在1800℃时熔化，这就是说，用软钢有可能承受高达1000℃或甚至可能承受较低于上述最高火焰温度的温度。这样，依照本发明的一个优越的和重要的特点，在实施本发明之方法所达到的最大火焰温度，是高于气体燃烧时之结构材料的软化温度的。

依据本发明另一优越特点，在燃烧室内的进口产生燃烧火焰处，室的横截面积为出口横截面积的1/2至3/4，而最好是2/3。进口宜取这样的结构，使运行中进入此室的气体流与空气流量，在温度与压力相等的条件下，按体积计为1.1∶1之比例。业已发现，上述这些特点中的每一个，都对燃烧室中气体与空气有关的一系列反应有显著影响，同时也显著影响到上述温度的最高限度，因而也就影响到此可燃气体以热产物气流形式转化为热能的效率。这里的可燃气体是来自废弃的有机固体物，于是，上述的这些特点有助于在把有机物转换为热能方面实现最高限度的高效。

依据本发明的另一组成部分，燃烧设备包括：由围绕下述之轴的旋转面限定的燃烧室，该轴从室的进口端顺纵向通至出口端;用来在室内形成从进口端渐减至出口端的压力梯度的装置，而此进口端包括用来将气体和/或空气引入室中的至少一个进口，后者沿着绕室的轴线之圆按切向配置，由此使燃烧火焰能依循环绕此轴线的旋风状路径。在本发明的设备中，燃烧室最好布置成使其纵轴取水平方向。

根据本发明一最佳实施例的特点，燃烧室的出口端包括一轴向出口孔。如前所述，此孔最好在径向上小于燃烧室，或至少小于进口端的切向圆;且最好让此出口孔关联到在出口端处的，用来留住任何引入燃烧室内或于其中形成之不可燃物质的装置。能够非常有效地确保热气流中基本上无固体污染物的上述这类装置的一种形式中，包括一与室同轴而本身限定了出口孔的管子，此管子从规定出口端的室壁起而延伸到室内，在这里由室的端壁以及室表面与管子的相邻部分共同构成了一环形区。

按照本发明一最佳实施例构制之燃烧设备，它包括一圆柱形室，相邻着室的一端有一切向进口，而与另一端相邻处有一出口，进口端可分别地连至可燃气体源与助燃空气源，后者最好通入可燃气体与室壁间的进口中;它还包括有使助燃空气进到进口处至出口处形成渐减之压力梯度的装置，由此使燃烧时形成的火焰依循一狭长的螺旋状路径，从进口朝向出口且在内部与室壁分离开。

此设备最好包括：

（1）主室或气化室，用来接收可燃的固体有机物，并在供给空气的条件下通过加热使之气化;

（2）副室或气体燃烧室，用来接收包括空气与由主室或气化室中之有机物生成之产物组成的可燃气体流;

（3）导管，用来连通主室与副室，同时包括有通向后者的切向进口;

（4）出口，用来将热的已燃气体流从副室或气体燃烧室中排出;以及

（5）风机装置，连接到主室（1），或者连接到副室（2）或导管（3），作为一送风机或压力源;或者连至出口（4），作为抽风机或抽空源，用来在本发明之设备运转时，在燃烧室（2）的进口端至出口端形成渐减的压力梯度。

在本发明之设备的一最佳实施例中，此主室与副室包括有大体上类似形状的，即圆筒式的隔室，它们沿水平方向且相互平行地配置，使主室的进口端与副室的出口端位于此设备的一端，而相应的出口端与进口端以及连通它们的导管则设在设备的另一端。

按照此设备的另一优越特点，其中的主室或气化室乃是一取水平配置的隔室，而固体的有机物则以分批方式或连续方式，经过设在隔室进口端内的门道或通道而引入其中，而主空气或气化用空气也在此进口端引入。对于按以上方式装配的设备，最好设置总的助燃空气源作为气化之用，并提供一空气导管，后者连至一空气进口管上，此进口管则按主室的纵向沿其最低部分设置，因而大体上与室轴平行。于是，最好沿着此空气进入管的长向设置大量的气孔，不仅用来供应助燃空气来气化加入到主室中的生物质或其它有机材料，而且由此还能有效地使有机材料变成流体。这样就防止了有机材料发生不希望有的结块现象，保证它能尽快地气化并尽可能处于均匀状态。空气进口管能够很外便地采用一种例如方形截面的导管，使其与主室内壁表面的最下部相接触地铺设，在它的每面侧壁上开有一系列排气孔，必要时，还可开在其上部壁上。尽管在本发明上述实施例的设备中，是以铺于水平圆柱形室中流化床之形式来进行气化，但当所生成的混合有助燃空气之可燃气体流通入副室或燃烧室时，还是可以使之发生所需要的螺旋状或旋风状运动。连接着这两种室的导管能够很方便地沿切向从主室排气，得以使气流在离开此导管时继续依其运动路径，而沿切向进入副室。

本发明包括有主室与副室之设备最佳形式的另一优点在于，这两个燃烧室间有着特定的容积关系，从经验上看，已给出了令人极其满意的结果。如果此主燃烧室不是沿水平置放的圆筒件，而基本上取平视上呈方形，正视上呈矩形的结构，且副室或燃烧室呈圆柱状因而侧视上呈圆形，而此圆柱体之纵轴处于水平位置时，现已发现，按下向通风原理工作的这一竖立的主室或气化室，其高度最好与副室或燃烧室的高度相同，而此主室或气化室的方形水平横截面之边，最好与副室或燃烧室的直径相同。这样，此主室的内部容积便大于副室的内部容积;已知这样的容积关系能确保以极其满意的方式来发生燃烧，不过这方面的原因是不易弄清楚的。自然应该理解到，根据本发明之设备的上述实施例，是可以构制成引入空气式的热转换器或其它设备的，后者在包括主、副燃烧室的装置中，有着不同的容积关系。

在上述设备形式中，最好是在气化室下部的一侧设置一主进气口，而这里的燃烧实际是以一种横向的或下向通风的方式进行。通向副室或气体燃烧室的混合喉部，最好设在位于主室与主进气口相对侧的一辅助炉篦之下。混合喉部通向进入副室的切向进口，由此而形成了从副室之进口至出口渐减的压力梯度，这里最好借助进气方式，例如驱动一连至副室出口的电力操作的吸风机。这就使得有辅助的空气流进入混合喉部，且通过这一混合喉部，会合上从主室行经至副室的可燃气体流，这样，这两股气流便在混合喉部会合。助燃的空气流相对于圆柱形副室或燃烧室的纵轴处于可燃气体流的外部。由于离开主室且通过混合喉部之可燃气体流的高温的缘故，在它于混合喉部会合辅助空气流时就会发生自发着火，而由于混合喉部是在可燃气体流与副室之壁二者中间，这样生成的火焰也会与壁分开。由抽气机之抽吸作用所引起的上述火焰，围绕着副室的轴按长的螺旋状路径传播，靠近着室壁但不在其上，经出口导管排出。另一方面，将助燃空气流供给副室的辅助进气口则可从风机连接到出口，通过提高副室进口处之助燃空气流的压力，形成了上述的压力梯度。不论采用哪一种抽气方法，都可在混合喉部形成减压，而使助燃空气流与可燃气体流并行地接触，且大体上与之平行。

在实施本发明之方法且采用本发明之各种形式的设备时，可以采用具有任何粒度与性质的固体有机物，主要包括纸、破布、木材、锯末与碎木片以及类似产物等的纤维素产物。最好将这种物料剖分成细碎片，使之小到足以让整个的固体物料都易于送入主室或气化室中，在该处，例如在主室底部的炉篦区域上灼烧。

取螺旋状或旋风状运动的气流，在它回绕副室或燃烧室之壁通行时，在相邻此圆柱形室的纵轴处产生一减压区。与此同时，助燃的空气流便局限在可燃气体流的外侧，或者是膨胀较少的空气趋向于移向外侧，这样就确保了燃烧时形成的火焰朝内吸向副室或燃烧室的轴线处，而不直接触及此圆柱状室的壁。本发明的这种燃烧分布的主要效果是，火焰会以远比任何其它方式所获得的高速传播，也就能达到高得多的温度并分布到远为大的长度上，保证了可燃气体流中的所有粒状物质基本上能完全燃烧，这些物质中也包括随着此气流进入燃烧室时有可能裹入其中的任何固体颗粒。于是，从副燃烧室出口排出的这种热气流，就会比任何其它情况下热得多与干净得多。

在起动此设备时，将一定量的有机可燃物置入主室之中，开动风机，例如通过辅助进气口来吸入空气流，并为此空气流建立从辅助燃烧室之进口至出口的螺旋状路径，然后灼烧此固体料，并在主空气流的影响下继续燃烧。于是，此种产物气化，所形成的可燃气体流便被吸入副燃烧室的进口，而由于所述之结构上的安排，它是沿切向进入的。

为了可以较容易地理解本发明，下面结合附图，简述本发明之设备典型形式的结构与作业细节，以及与此相关的本发明之典型燃烧方法的细节，在附图中，

图1所示的第一实施例，是以沿图2中Ⅰ-Ⅰ线截取的纵剖面表明的引入空气之热转换器来表示的;

图2以平面图示明了图1中的设备;

图3以示意性透视图，表明本发明之设备的第二实施例，用于燃烧可燃气体、进行热交换、提升蒸汽或其它目的;

图4表明图3中之设备沿Ⅳ-Ⅳ截取的纵剖面图。

参看示明于图1与图2中本发明之设备的实施例，首先，除下面指出的以外，此热转换器根据需要是由软钢板或软钢管构成的。主室或气化室10由四块大致呈矩形的钢制侧板11，沿着其上竖的边缘焊合，且将它们的下端连至一方形底板12上组成。这些侧板11为矩形的，其中一块侧板11a上有圆孔13，上面接附着主进气导管14。导管14可包括一图示于15处的空气控制阀15。由箭头16标出的主空气流，是用来在主室10中燃烧有机材料的，以使之气化并在阀15的控制下进入导管14。气化室10的与上述侧板相对的侧板11b上有一下部孔17，它可以在整个宽度或部分宽度上，通向一混合喉部18，它的结构将在下面较详细的叙述。从导管14的上方至底板12之间，最好设置一前炉篦19，使其朝室10的底部倾斜，在室10底部相对侧，可以类似地设置一后炉篦20，从混合喉部18上方延伸至底板12。同时，如图2中虚线21所示，室10的下部实际上可以构制成，使从顶部加入的固体物料向下降落，并在它进行燃烧时趋向中央部位，使气化得以普遍发生在主室10之空间的下部，约在图1中点划线之下。其实，几乎整个的助燃空气都沿箭头16的方向通过导管14进入，而燃烧的气体产物则通过此后炉篦20与混合喉部18离开室10。

副燃烧室或气体燃烧室23为一圆筒结构，有进口端和出口端，为一圆柱形壁24限定，内部为围绕水平纵轴37描出的旋转面38，进口端与出口端由相应的圆形端板25封闭。混合喉部18构成了室10中气化产物的可燃气体与经由室10之开放顶部、导管14与下面所述之另一导管30引入的助燃空气这二者的进口。此喉部或进口18切向地连接至副室23，邻近后者的进口端25a，即经由进口孔26连至进口端板25。应该注意到，端板25是沿环绕轴37的一个圆周与壁24接合，而且此（或各个）进口18是沿此圆周之切向设置的。在室23的由第二端板或出口端板25所形成的相对端或出口端25b处，接有出口导管27，如图2所清晰表明的，它通向一抽气装置28。此抽气装置28可取任何适当的结构，典型的为电动机（未示明）驱动的一种叶轮风扇，在图2中以轴29示意地标明。混合喉部18包括一导管，它的进口端之上部与孔17邻近，从主室10连通至出口。喉部18的下部进口为一孔34，后者设在室10之下的辅助进气导管30的出口端同时包括有一控制阀32。如箭头33所示，辅助性的助燃空气即供给于其中。从图1中可以看到，来自主室10的经孔口17进入混合喉部18的气体流，是局限在构成进气导管30出口之孔34的上方，而在此导管中有辅助空气流进入。从混合喉部18通至室23的进气孔26的横截面积，在垂直平面中，最好约为由出口导管27横截面所代表的，副燃烧室23之出口孔之面积的2/3。

工作中，在箭头16所表示的主助燃空气流的影响下，供给到主室10的可燃有机固体废料被燃烧，即被气化，而这种气体产物从主室10经过孔26通入到副燃烧室23，与经过导管30进入且为箭头33所表示的辅助到助燃空气流汇合。应该理解到，可燃气体和/或空气之所以是沿切向进入，是因为进口孔26与混合喉部18是沿着围绕圆柱形室23的水平纵轴之圆周（未示明）按切向配置的。在进口孔26处，随着可燃气体流与助燃空气流的会合，形成了长火焰，而此长火焰如图1中排成圆形的一系列箭头35所示，在副室或燃烧室23的内周，因而是沿着此室，依循一种旋风状的即大致是螺旋状的路径。

运行中，抽气机28将热气体的产物流排出，如箭头36所示。在实际作业中，可按以下方式来产生压力梯度，即把抽风机28设置于副室23之出口27处以S标明的位置来提供抽力，或也可按另一种方式把它连接到进口导管30上，同时通过在图1中由P标明的此进口处感生压力来形成所希望的压力梯度。主室10与副室23间的最佳空间关系给定为：如果图1所示的主燃烧室10之高度a至少约等于副室23的长度c，也即它纵轴方向上的尺寸时，则图1中主室102方形横截面的边长b，应约等于副室23的圆形横截面之直径d。

现在参看图3与图4所示之本发明的方法与设备的第二实施例，这里给出了用途相当广泛而又有简单与牢固结构的一种燃烧室。两个软钢的圆柱形室并列地配置，且以二者的纵轴依水平方向配置，因而这两个室是相互平行的。这两个室分别以50与51表示，各有一个进口端与出口端，主室50的进口端52与副室51的出口端55是在设备的一端，而室50的出口端53与室51的进口端54则在设备的相对端。它们能够用例如焊接的方法，一齐固定在一对分开的直立钢板56、57之上，后者在其下边部有外向的凸缘，并通过焊上角铁58而共同连接在一地平面上。这就使得此设备能够立定在任何适当的水平面上。

主室或气化室50的进口端52装配有矩形的大孔口59，周围有突起的壁60，形成在于进口端52处焊合到室50的圆形端板61中。待气化的固体有机物，可通过孔口59用任何适当的手段供给至室50的内部。例如，可将此种有机物分批或连续地引入;在连续加料情形，可安排一输送机（未示明）通过孔口59输入用于气化的有机物。支承输送机的装置，例如可以方便地安装在有凸缘的壁60之上。必要时，可设置一盖罩来封闭由板61所形成之端壁中的孔口59。在孔口59之下，板61容纳一助燃空气用的进气管62，助燃空气是在压力之下，如箭头63所示，供给于进气管62的。在室50之内，进气管62连接到呈方形截面管状的助燃空气供应导管64上，后者实质上延伸到室50的整个长度，从它的进口端52直到它的出口端53。空气供应导管64是安装在室50中并邻近于它的最低点，使它位于加入到室50中待气化的全部有机物之下。沿着导管64的两侧设置有一系列的气孔65，必要时还在它的顶部设置为66处所示的气孔。在压力（63）下经气孔64（必要时还通过气孔66）供给的空气，使加入到室50中的有机物层流体化，而这就可以使之高效和彻底地气化。通过对有机物点火并控制其过程，就能引发用于上述目的之燃烧，而使气化继续。产物是可燃的气体流，其中还可含有存在于非燃空气形式中的氧，而这一气体流即在从进口端52至室51的出口端55之间形成的渐减压力梯度之影响下，通过室50的出口端53。

可燃气体流从室50排出，经由连通它相应两端53与54的导管57而通至室51。导管67可以是由钢板焊合成的矩形管状件，它沿切向从出口端53通过，也沿切向通入进口端54。形成进口端54的板如图所示为圆形的，它的周边焊接到室壁51上，限定出一个圆周，后者有与之相切的围绕轴85的进口74。必要时，导管67可以包括一进口孔68，通过它可以将辅助性的或附加性的助燃空气送入导管67，如箭头69所示。孔口68在不需用于上述目的时，例如可用一块悬挂的板封盖上。正如下面所详细说明的，由于可燃气体与助燃空气是在一渐减的压力梯度下沿切向进到室51中，而后者是一圆筒，它又是由围绕其从进口端54延伸至出口端55之轴的旋转面所限定，因而形成的燃烧火焰便依循一旋风状路径。这由图4中一系列的箭头70示意地表明。

副燃烧室或气体燃烧室51可成一端板71关闭它的进口端54，另外，也可设置一可卸下的盖板来在该处将其封闭一如72处的点线所示。如以后将详细说明的，卸除这块板将有助于从室51排出固体物料。室51在它的出口端55可设置一管状连接件73，接附在室51之端板74中的轴向孔74之上，并可连通到一出口管或排出管（未示明）或任何适当的联管上，经过它，可将热的已燃气体流输至需利用它的地方，用于加热、热交换、提升蒸汽或其它目的。室51的出口端55也可为其配置一向上延伸的端室75，它由焊接到此圆，柱形室上的几块钢板构成。此端室75上可以包括一矩形或其它形状的孔口76，口面顺纵向在室51的上方;也可以配合利用已燃热气体产物之热的许多种设备中的任何一种。例如图中以点线示明的，可以设置一管道连接件77来代替直接装附在出口端55上的管状连接件73。这样，此种热气体产物能够经由出口端55与轴向连接管73而离开此设备，如箭头78所示;或者，它可以经由端室75与连接管77而离开此设备，如箭头79所示。作为另一种可能采用的配合方式是，由孔口76所表示的端室75的出口，例如可以连接到装配在室51上方集束的一批管子（未详细示明）上，而使此管子束的一端连接孔口76，而另一端则如箭头80所示，排出冷却的或经热交换的气体产物。用于这种热交换目的的管束，于是可以设在标明在81处且由点划线所限定的区域内。

非常希望能为气体燃烧室51配备上这样的装置，来确保室50中为可燃气体或助燃空气所裹入或因燃烧而形成的固体物质，能捕获或收集到室51中。由于在室51中形成了如箭头70所示的旋风状火焰路径，上述希望能够极其有效而又简便地实现。在室51内与出口端55相邻处，焊接上了一块环形挡板81。在装配有端室75的处所，可以很方便地使挡板81正好位于此端室的上游。挡板81的周边封接在室51的内部，包括一轴向孔，其中例如用焊接方法安装有一挡管82。挡管82的位置是从板81延伸向室51之进口端的。由于这样的结构，火焰便取其的锥形，在它趋近出口端55时，它的速度得到提高，而且它的促使任何固体物质从室51之轴线移向表面的离心力也加大。这样，任何不可燃的固体物质便朝圆柱形室51的外部迁移，而被捕获在标明在83处的位于室51与管82之，间与板81相邻的环形区中。结果是固体物质不随热气体产物排出，而这种热气体是非常之干净的，能从设备中排出，例如可以通过反转空气流的方向来实现。当不发生燃烧时，即可在折除可以卸下的板72之后或以其它方式来除去所聚粘的固体物质。

Claims (27)

1、一种燃烧方法，包括将可燃气体与空气引入气体燃烧室(23；51)中，在此室内实现该气体与空气的燃烧，并从此室中抽出热的已燃气体流，其特征在于：

(a)燃烧室由围绕此燃烧室的纵轴(37；85)所定出的旋转面(38；84)限定，此纵轴由该室的进口端(25a；54)延伸至其出口端(25b；55)；

(b)可燃气体与空气是通过进口端(25a；24)处的至少一个进口(18；67)引入室中的，而已燃的气体流则是通过出口端(25b；55)处的一个出口(27；73)抽出的；以及

(c)燃烧是在从上述室的进口端至出口端中递减之压力梯度下实现的。

2、如权利要求1所述的一种方法，其中的进口（一或多个）是沿着围绕前述室之轴线的圆依切向配置的，而燃烧中产生的火焰则依循-环绕该室的轴线之一种旋风状路径（35;86）。

3、如权利要求1或2所述的一种方法，其中的可燃气体与空气是作为独立的气流（17，34）引入的，而空气流（34），在此室的进口端处，位于可燃气体流（17）与室壁（24）之间。

4、如权利要求1、2或3所述的一种方法，其中随可燃气体和/或随空气进入室中，或由燃烧而形成的不可燃固体物质，是与已燃的气体流相分离的。

5、如权利要求4所述的一种方法，其中用作已燃气体流的出口（82）是围绕燃烧室之轴（85）设置的。

6、如权利要求5所述的一种方法，其中的轴向出口在径向上小于燃烧室进口端的切向圆，而燃烧火焰（86）则因此而取从进口至出口逐渐变细的一种圆锥形。

7、如前述任何一项权利要求所述的一种方法，其中的可燃气体与空气组成了一种经进口引入室中的一种混合气体。

8、如权利要求1至6中任何一项所述的一种方法，其中的可燃气体与空气是独立引入到室中的。

9、如前述任何一项权利要求所述的一种方法，其中的可燃气体是在一主燃烧室（10;50）中，对有机物进行引入空气的热气化而获得的产物，此可燃气体是从主燃烧室的出口（17;67）抽出，而这一出口则是连接到首次述及的气体燃烧室的进口端（25a;54）。

10、如权利要求9所述的一种方法，其中的主燃烧室是由围绕轴线（86）的一个旋转面（53）所限定。

11、如权利要求10所述的一种方法，其中之主燃烧室的轴线平行于气体燃烧室的纵轴。

12、如前述任何一项权利要求所述的一种方法，其中的压力梯度是通过将出口连到一抽气源或将进口连至一压力源（16）所取得的。

13、如前述任何一项权利要求所述的一种方法，其中所进行的燃烧可使其最高火焰温度高于室表面处的温度。

14、如权利要求13所述的一种方法，其中的最高火焰温度高于气体燃烧室结构材料的软化温度。

15、如前述任何一项权利要求所述的一种方法，其中气体燃烧室之进口所具的横截面积为出口横截面积的1/2至3/4。

16、如上述任何一项权利要求所述的一种方法，其中的可燃气体流与空气流是按1.1∶1之体积比供给的。

17、用来实现气体与空气燃烧的一种燃烧设备，它包括一在进口端（25a;54）至少有一进口（18;67），在出口端（25b;55）有一出口（27;73）的燃烧室，特征在于：

（a）燃烧室由围绕一纵轴（37;85）所确定之旋转面（38;84）所限定，此纵轴由进口端延伸至出口端;

（b）此（一或多个）进口可连接到气体与空气的源或它们的独立源;以及

（c）配备有将压力梯度施加于燃烧室的装置，此压力梯度则从进口端至出口端递减。

18、如权利要求17所述的一种设备，其中的（一或多个）进口是沿着围绕燃烧室轴的一个圆周之切向配置的，而燃烧时产生的火焰则依循环此轴线的一种旋风式路径（35;86）。

19、如权利要求17或18所述的一种设备，其中的出口端结合有阻挡装置（83），用来使已燃的气体流与在燃烧过程中引入或进入室中的任何不可燃固体物质相分离。

20、如权利要求17、18或19中所述的一种设备，其中用于已燃气体流之出口（82）是围绕燃烧室的轴线设置的。

21、如权利要求20所述的一种设备，其中的轴向出口在径向上小于燃烧室进口端处的切向圆，而燃烧火焰即由此而取一从进口端至出口逐渐变细的圆锥形。

22、如权利要求17至21中任何一项所述的一种设备，其中设有一主燃烧室（10;50），用来通过有机物由引入空气进行热气化而产生出可燃气体，同时，此主燃烧室有一个供所形成之气体用的出口（17;67），连接到首次所述之气体燃烧室的进口端（25a;54）。

23、如权利要求22所述的一种设备，其中的主燃烧室是由围绕轴（86）之旋转面（53）所限定。

24、如权利要求22或23所述的一种设备，其中之主燃烧室的轴线平行于气体燃烧室的纵轴。

25、如权利要求17至24中任何一项所述的一种设备，其中的抽气源（36;78）与出口连接，同时/或者将一压力源（历6;23）与进口连接，以形成压力梯度。

26、如权利要求17至25中任何一项所述的一种设备，它包括：

（1）主室或气化室（10;50），用来接收可燃的固体有机物，并在供给空气的条件下，通过加热使之气化;

（2）副室或气体燃烧室（23;51），用来接收包括空气以及由主室或气化室中之有机物生成之产物组成的可燃气体流;

（3）导管（18;67），用来连通主室与副室，同时包括有通向后者的切向进口;

（4）出口（28;74），用来将热的已燃气体流从副室或气体燃烧室中排出;以及

（5）风机装置，连接到主室，或者连接到副室或导管，作为一送风机或压力源;或者连至出口，作为抽风机或抽空源，用来在设备运转中，在燃烧室的进口端（25a;54）至出口端（25b;55）形成递减的压力梯度。

27、如权利要求26所述的一种设备，其中的主室与副室包括沿水平设置且相互平行的圆筒式隔室，使主室的进口端（52）与副室的出口端（55）位于设备的一端，而使相应的出口端（53）与进口端（54）以及连通此二者的导管（67）设置于此设备的另一端。