专利名称：柴草废料高效洁净制气炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质制气炉，尤其是一种柴草废料高效洁净制气炉。
背景技术：
我国是一个“资源短缺、人口众多”的农业大国，随着市场经济的逢渤发展，能源消耗与日俱增，现在我国的国情是一边是“电慌”、“煤慌”、“油慌”等能源恐慌，全国上下燃料告急，价格飞涨；一边是广大农村不要钱的柴草秸秆、谷壳树叶等再生植物资源年复一年，堆积如山，患难成灾，能否将我国这一丰富的再生植物资源转化成清洁高效的再生能源，服务千家万户，走出一条生态环保，适合我国国情，有利减轻农民负担，促进社会稳定的可持续发展的“生物再生能源”之路，早就成了我国科研战线上的一大课题，目前以煤和生物质秸秆为燃料的炉具种类繁多，但大都以直接燃烧法利用其热能，燃料耗用量大，节能效果差，环境污染比较严重。市场上也曾出现过将固体燃料转化成燃气燃烧的各种秸秆制气炉，但由于存在物料耗用量大，产气量小，结构复杂，操作难度大，造价高，使用维修不大方便等缺点，而未被用户接受，成了悬花一现的科技产品。现在又出现了一种结构较简单，造价又不高，操作较容易的制气炉，如中国专利以公告号CN2565831Y和CN2596228Y公开的湖南省桑植县周松林同志设计的“制气炉”和“手摇式落料制气炉”(专利号分别为ZL02277000.3和ZL02277525.0)，就具有结构简单，造价较低，使用较方便，节能效果较好等特点，但经本人前去实地考察后得知，这种“制气炉”仍存在物料耗用量偏高，产气量偏低，所产燃气热值不高，火焰偏红，节能效果不很理想；用户在用气过程中不能准确判断炉内物料耗用情况，难以把握最佳加料时间；中途加料时出现浓烟四溢或燃气明火从装料口窜出等现象，不仅严重污染室内环境，同时还伴有许多不安全因素，容易造成人身伤害；进风眼直接设在炉体下部的内炉体上，且在下部内炉体的内壁上未设耐火隔热层，制气过程中随着炉内氧化反应的进行，位于进风眼附近的下部内炉体容易被氧化反应区的高温烧坏，导致整个制气炉报废，从而大大缩短了制气炉的使用寿命；在内炉体下部没有设置灰渣收集与排灰装置，内炉体的底部被所设“炉桥”封闭，导致炉内氧化反应所产生的轻组分炉灰没有出处，被迫进入所产燃气，给后续燃气净化和使用带来不少后患；由于所产燃气中带有大量轻组分炉灰，当其在炉内上升到设置在炉堂顶部边沿的环形导气环导的入口处时，就会在炉内物料因干馏而产生的焦油气及水蒸汽的共同作用下，在炉顶环形导气环道的气体入口处产生严重结焦，从而堵死其气体通道，导致制气炉不能长期稳定地工作，给用户带来许多不必要的麻烦；手摇落料装置只能搅动生物质粉料，而对其它形式的物料不起作用，且使用“手摇落料装置”搅动炉内粉料时会使大量烟尘进入所产燃气，给燃气使用带来不少后患；用户在购得该制气炉后，必须事先经发明人严格培训后方可正常使用该炉具等缺点，这些缺点的存在，必将在一定程度上影响该节能设备的普及推广。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之不足而创新设计出一种结构简单，造价低廉，使用方便，物料选择性大(干、湿料均可使用)、耗用量小、产气量高，节能效果显著，炉内灰、渣、气可实现自动分离，自动排除炉灰，且分离效果好，人工出渣间隔时间长，燃气卫生清洁，热值高，火焰美观(接近液化天然气)，运行安全，设备使用寿命长，用户在用气过程中能准确、直观地判断出炉内物料耗用情况，把握最佳加料时间，且无烟尘污染，加料时不会出现烟尘外溢和燃气明火外窜等现象，同时用户或经销商无须经过严格培训，只需按产品说明书进行简单操作，即可实现正常使用并达到发明人设计要求的一种新型家用柴草废料高效洁净制气炉。
为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案它由稳压供氧反应系统、集气净化系统、进料压实指示系统、排烟清洁系统和残渣收集导灰系统共五大系统构成，其中稳压供氧反应系统由进风管、环形空气分配器、气孔和反应炉堂组成，并在炉体下部的园柱形筒体内，设有一个炉芯，炉芯使用耐热铸铁或耐热钢制作而成，并在炉芯的内侧壁面上设置了一层耐火隔热层，耐火隔热层与炉体中部的园锥形筒体对接平齐，并对炉芯与炉体炉壁间的缝隙形成密封；所述的进风管设置在炉体下部一侧的外炉体上，与环形空气分配器相通；所述的环形空气分配器设置在炉体下部的园柱形筒体内，由炉体、炉芯和炉座共同组合而成，为一个环截面呈不等边梯形且紧靠反应炉堂下部园柱形小料腔四周的环形空间，通过气孔与反应炉堂相通；所述的气孔设置在炉芯和耐火隔热层的下部端口上，由该端口上的若干个倒“V形”或其它形状的缺口与炉座上端面组合而成，气孔的横截面积之和与进风管的管内横截面积相等或相近；所述的反应炉堂设置在炉体的中心线上，由炉体上部的园柱形大筒体、中部的园锥体和下部由炉芯及耐火隔热层所构成的漏斗式筒体依次同轴对接而成，为一上大下小且内表面呈平滑过渡的立式空间，反应炉堂的上中下三部分为直通结构，中间没有任何阻隔；集气净化系统由气缝、集气环和导气管组成，所述的气缝全部对称开设在炉口周边的炉壁上，长度相等，所有气缝的横截面积之和不小于导气管的管内横截面积；所述的集气环设置在与气缝相对应的炉口外壁四周，由炉盖、环形水槽和环形气槽组合而成，对所有气缝形成包围，环形气槽的外壁端口与炉体炉口和环形水槽的外壁端口均处于同一水平面上，彼此保持齐平，设置在炉盖下侧四周的凸起园边，可伸入环形水槽内对炉体炉口形成密封，该环形水槽设置在集气环的外壁四周并位于导气管的上方；所述的导气管设置在集气环的一侧外壁上，并位于环形水槽的下方；气缝、集气环和导气管之间彼此相通。
进料压实指示系统由装料口、组合料盖和可调压料器组成；所述的装料口设置在紧靠炉口边沿一侧的炉盖上，其口径大于或等于反应炉堂模截面半径与定位短管的管内径之和；所述的组合料盖设置在炉体上部的炉盖上，由现有技术的普通料盖和垂直设置在该普通料盖上的定位短管及透明密封管组合而成，透明密封管采用透明或半透明的塑料管、橡塑复合管或有机玻璃管制作，其上端封闭，下端与定位短管同轴相连，定位短管和透明密封管的管内径相等或透明密封管的管内径略大并定位在普通料盖上对应于反应炉堂的中心轴线处，其内腔与反应炉堂相通，设置在组合料盖下侧四周的凸起园边可伸入环形水槽内对装料口形成密封，该环形水槽设置在装料口处的炉盖上；所述的可调压料器由趟口钢管、压料透气盘和砂石填料组成，压料透气盘为一块在其表面对称开设有若干个透气孔的园形金属板，趟口钢管垂直焊接在压料透气盘的轴心上，砂石填料可随意从趟口钢管的另一端灌入或取出，可调压料器上的趟口钢管可伸入组合料盖上的定位短管和透明密封管的内腔中作往复运动；以上所述的可调压料器也可用弹簧代替砂石填料，利用弹簧的弹力作用而将其制作成弹力式可调压料器或用螺杆代替砂石填料，利用螺杆的螺旋推进作用而将其制作成手摇螺杆推进式可调压料器，以及利用水、电、气、太阳能等多种动力资源，将所述的可调压料器制作成水压式可调压料器、电力式可调压料器、气压式可调压料器和太阳能式可调压料器等多种不同形式的可调压料装置。
排烟清洁系统由排烟口、排烟管、强制排烟口和开关组成，所述的排烟口设置在紧靠装料口的炉盖上，为一个与炉盖表面成垂直设置的园锥形出口；所述的排烟管同轴设置在排烟口上，并在该排烟管上设有控制开关和强制排烟口，强制排烟口可通过管道与进气管上的鼓风机或其它形式的抽气机相连，对炉内实施强制排烟；为了降低设备造价，在仅开启排烟管就能确保加料时无烟尘从装料口溢出的情况下，也可不装配强制排烟装置，而用堵头将强制排烟口堵死即可。
残渣收集导灰系统由炉座、灰盖、滤网垫、导灰管和可调开关组成；炉座设置在炉体的最底部，由炉脚、上端面和出渣管组成，并使用耐热铸铁或耐热钢制作而成；灰盖设置在出渣管上，灰盖与出渣管之间采用螺纹连接，在灰盖上设有透气小孔，转紧灰盖可密封出渣管，转松灰盖则可通过灰盖上的透气小孔向炉内透气供氧；滤网垫设置在灰盖内，其网孔孔径小于导灰管的管内径；导灰管设置在炉体炉座或灰盖上，导灰管与炉体炉座的内腔相通；可调开关设置在导灰管上，通过控制导灰管上的可调开关，可使炉内因氧化反应所产生的灰、渣、气实现自动分离，并使轻组分炉灰自动排出炉外，导入设在室外的肥水池内用作农家肥料，而反应所得比重较大的炉渣(主要是物料带入的泥沙，数量不多)，则全部积聚在出渣管内，定期打开灰盖人工清除即可，从而实现“生态环保”。
本实用新型与现有技术相比，具有如下功能与优点1、结构简单，造价低廉，使用方便，家家买得起，人人会使用；2、物料耗用量小，产气量大，节能效果十分显著，炉内物料利用率可达100％；3、炉内物料反应所得灰、渣、气可实现自动分离，且分离效果很好，其中轻组分炉灰能完全彻底地从炉内自动排出，进入指定的肥水池用作农家肥料，从而实现“生态环保”；4、人工出渣间隔时间长(每季度只需出渣1-2次)，省时省力；5、燃气清洁，无烟尘混杂，热值高，火焰美观(接近液化天然气)；
6、运行安全，卫生洁净，不会出现燃气中毒、爆炸或其它人身安全事故；7、用户在用气过程中能准确、直观地判断出炉内物料耗用情况，把握最佳加料时间；8、无烟尘污染，不会出现烟尘外溢和燃气、明火从装料口外窜等现象；9、设备使用寿命长，正常使用可达5-10年以上；10、用户或经销商无须经过严格培训，只需按《产品说明书》进行简单操作，即可实现正常使用并达到发明人的各项设计要求。
综上所述，在燃料告急、废旧秸秆激增和环保呼声日高的今天，本实用新型在我国，尤其是在我国广大农村具有广泛的推广价值!
附图为本实用新型的总体结构示意图，但要实现本实用新型，不完全仅限于本附图。
附图中各组成部分的名称与序号如下1-导灰管 2-出渣管 3-炉座4-环形空气分配器5-炉芯 6-炉体 7-可调压料器 8-砂石填料9-气缝 10-环形水槽 11-装料 12-组合料盖13-定位短管 14-趟口钢管 15-透明密封管 16-排烟管17-开关 18-强制排烟口19-排烟 20-炉盖21-环形水槽 22-集气环23-导气管 24-压料透气盘25-反应炉堂 26-耐火隔热层27-气孔 28-进风管29-炉脚 30-滤网垫31-灰盖 32-可调开关33-上端面34-透气小孔具体实施方式
它由稳压供氧反应系统、集气净化系统、进料压实指示系统、排烟清洁系统和残渣收集导灰系统共五大系统构成，其中稳压供氧反应系统由进风管(28)、环形空气分配器(4)、气孔(27)和反应炉堂(25)组成，并在炉体(6)下部的园柱形筒体内，设有一个炉芯(5)，炉芯(5)使用耐热铸铁或耐热钢制作而成，并在炉芯(5)的内侧壁面上设置了一层耐火隔热层(26)，耐火隔热层(26)与炉体(6)中部的园锥形筒体对接平齐，并对炉芯(5)与炉体(6)炉壁间的缝隙形成密封；所述的进风管(28)设置在炉体(6)下部一侧的外炉体上，与环形空气分配器(4)相通；所述的环形空气分配器(4)设置在炉体(6)下部的园柱形筒体内，由炉体(6)、炉芯(5)和炉座(3)共同组合而成，为一个环截面呈不等边梯形且紧靠反应炉堂(25)下部园柱形小料腔四周的环形空间，通过气孔(27)与反应炉堂(25)相通；所述的气孔(27)设置在炉芯(5)和耐火隔热层(26)的下部端口上，由该端口上的若干个倒“V形”或其它形状的缺口与炉座(3)的上端面组合而成，气孔(27)的横截面积之和与进风管(28)的管内横截面积相等或相近；所述的反应炉堂(25)设置在炉体(6)的中心线上，由炉体(6)上部的园柱形大筒体、中部的园锥体和下部由炉芯(5)及耐火隔热层(26)所构成的漏斗式筒体依次同轴对接而成，为一个上大下小且内表面呈平滑过渡的立式空间，反应炉堂(25)的上、中、下三部分为直通结构，中间没有任何阻隔；集气净化系统由气缝(9)、集气环(22)和导气管(23)组成，所述的气缝(9)全部对称开设在炉口周边的炉壁上，长度相等，所有气缝(9)的横截面积之和不小于导气管(23)的管内横截面积；所述的集气环(22)设置在与气缝(9)相对应的炉口外壁四周，由炉盖(20)、环形水槽(21)和环形气槽组合而成，对所有气缝(9)形成包围，环形气槽的外壁端口与炉体(6)的炉口和环形水槽(21)的外壁端口均处于同一水平面上，彼此保持齐平，设置在炉盖(20)下侧四周的凸起园边，可伸入环形水槽(21)内对炉体(6)的炉口形成密封，该环形水槽(21)设置在集气环(22)的外壁四周并位于导气管(23)的上方；所述的导气管(23)设置在集气环(22)的一侧外壁上，并位于环形水槽(21)的下方；气缝(9)、集气环(22)和导气管(23)之间彼此相通。
进料压实指示系统由装料口(11)、组合料盖(12)和可调压料器(7)组成；所述的装料口(11)设置在紧靠炉口边沿一侧的炉盖(20)上，其口径大于或等于反应炉堂(25)横截面半径与定位短管(13)的管内径之和；所述的组合料盖(12)设置在炉体(6)上部的炉盖(20)上，由现有技术的普通料盖和垂直设置在该普通料盖上的定位短管(13)及透明密封管(15)组合而成，透明密封管(15)采用透明或半透明的塑料管、橡塑复合管或有机玻璃管制作，其上端封闭，下端与定位短管(13)同轴相连，定位短管(13)和透明密封管(15)的管内径相等或透明密封管(15)的管内径略大并定位在普通料盖上对应于反应炉堂(25)的中心轴线处，其内腔与反应炉堂(25)相通，设置在组合料盖(12)下侧四周的凸起园边可伸入环形水槽(10)内对装料口(11)形成密封，该环形水槽(10)设置在装料口(11)处的炉盖(20)上；所述的可调压料器(7)由趟口钢管(14)、压料透气盘(24)和砂石填料(8)组成，压料透气盘(24)为一块在其表面对称开设有若干个透气孔的园形金属板，趟口钢管(14)垂直焊接在压料透气盘(24)的轴心上，砂石填料(8)可随意从趟口钢管(14)的另一端灌入或取出，可调压料器(7)上的趟口钢管(14)可伸入组合料盖(12)上的定位短管(13)和透明密封管(15)的内腔中作往复运动。根据炉内氧化还原反应的需要，通过调节可调压料器(7)上趟口钢管(14)内的砂石填料(8)的用量，可使炉内进行的氧化还原反应在更有利于气化反应的条件下进行，从而有效提高产气量和燃气热值；当反应炉堂(25)内装满物料时，便可压上可调压料器(7)，装上组合料盖(12)，开动风机，这时，随着炉内物料的耗减，可调压料器(7)上的趟口钢管(14)就会在透明密封管(15)内缓慢下降，当趟口钢管(14)的上端管口面下降到接近定位短管(13)的管口时，表明炉内物料已全部炭化并行将耗尽，提示主人已到了最佳加料时间，应准备往炉内添加物料；以上所述的可调压料器(7)也可用弹簧代替砂石填料(8)，利用弹簧的弹力作用而将其制作成弹力式可调压料器(7)或用螺杆代替砂石填料(8)，利用螺杆的螺旋推进作用而将其制作成手摇螺杆推进式可调压料器(7)，以及利用水、电、气、太阳能等多种动力资源，将所述的可调压料器(7)制作成水压式可调压料器(7)、电力式可调压料器(7)、气压式可调压料器(7)和太阳能式可调压料器(7)等多种不同形式的可调压料装置。
排烟清洁系统由排烟口(19)、排烟管(16)、强制排烟口(18)和开关(17)组成，所述的排烟口(19)设置在紧靠装料口(11)的炉盖(20)上，为一个与炉盖(20)的表面成垂直设置的园锥形出口；所述的排烟管(16)同轴设置在排烟口(19)上，并在该排烟管(16)上设有控制开关(17)和强制排烟口(18)，强制排烟口(18)可通过管道与进气管(28)上的鼓风机或其它形式的抽气机相连，对炉内实施强制排烟；为了降低设备造价，在仅开启排烟管(16)就能确保加料时无烟尘从装料口(11)溢出的情况下，也可不装配强制排烟装置，而用堵头将强制排烟口(18)堵死即可。
残渣收集导灰系统由炉座(3)、灰盖(31)、滤网垫(30)、导灰管(1)和可调开关(32)组成；炉座(3)设置在炉体(6)的最底部，由炉脚(29)、上端面(33)和出渣管(2)组成，并使用耐热铸铁或耐热钢制作而成；灰盖(31)设置在出渣管(2)上，灰盖(31)与出渣管(2)之间采用螺纹连接，在灰盖(31)上设有透气小孔(34)，转紧灰盖(31)可密封出渣管(2)，转松灰盖(31)则可通过灰盖(31)上的透气小孔(34)向炉内透气供氧(注限于比例和整洁，灰盖上的透气小孔在附图中仅标出了孔心定位线)；滤网垫(30)设置在灰盖(31)内，其网孔孔径小于导灰管(1)的管内径；导灰管(1)设置在炉座(3)或灰盖(31)上，导灰管(1)与炉座(3)的内腔相通；可调开关(32)设置在导灰管(1)上，通过控制导灰管(1)上的可调开关(32)，可使炉内因氧化反应所产生的灰、渣、气实现自动分离，并使轻组分炉灰自动排出炉外，导入设在室外的肥水池内用作农家肥料，而反应所得比重较大的炉渣(主要是物料带入的泥沙，数量不多)，则全部积聚在出渣管(2)内，定期打开灰盖(31)人工清除即可，从而实现“生态环保”。
权利要求1.一种柴草废料高效洁净制气炉，包括稳压供氧反应系统、集气净化系统、进料压实指示系统、排烟清洁系统和残渣收集导灰系统，其中，稳压供氧反应系统由进风管(28)、环形空气分配器(4)、气孔(27)和反应炉堂(25)组成；集气净化系统由气缝(9)、集气环(22)和导气管(23)组成；进料压实指示系统由装料口(11)、组合料盖(12)和可调压料器(7)组成；排烟清洁系统由排烟口(19)、排烟管(16)、强制排烟口(18)和开关(17)组成；残渣收集导灰系统由炉座(3)、灰盖(31)、滤网垫(30)、导灰管(1)和可调开关(32)组成，其特征在于炉体(6)从外到内均呈上大下小的流线形结构，反应炉堂(25)直通炉座(3)上的出渣管(2)，中间没有任何阻隔；炉座(3)的内腔与出渣管(2)合二为一，呈直通式结构；在炉体(6)的内下部，设有炉芯(5)和耐火隔热层(26)，并在炉芯(5)和耐火隔热层(26)的下部端口上，设置了若干个倒“V形”或其它形状的缺口，这些缺口与炉座(3)的上端面(33)构成了若干个三角形或其它形状的气孔(27)，这些气孔(27)的横截面积之和与进风管(28)的管内横截面积相等或相近；在炉体(6)上部炉口的周边炉壁上，设置了若干条等长的气缝(9)，所有气缝(9)均与设置在炉口外壁的集气环(22)和导气管(23)相通，其横截面积之和不小于导气管(23)的管内横截面积；在炉体(6)的炉盖(20)上设有装料口(11)、组合料盖(12)、可调压料器(7)和排烟口(19)，并在排烟口(19)上设有排烟管(16)，在排烟管(16)上设有开关(17)和强制排烟口(18)，强制排烟口(18)可通过管道与进气管(28)上的鼓风机或其它形式的抽气机相连，对炉内实施强制排烟；所述的组合料盖(12)由现有技术的普通料盖和垂直设置在该普通料盖上的定位短管(13)及透明密封管(15)组合而成，透明密封管(15)采用透明或半透明的塑料管、橡塑复合管或有机玻璃管制作，其上端封闭，下端与定位短管(13)同轴相连，定位短管(13)与透明密封管(15)的管内径相等或透明密封管(15)的管内径略大，其内腔与反应炉堂(25)相通；所述的可调压料器(7)由趟口钢管(14)、压料透气盘(24)和砂石填料(8)组成，其中，压料透气盘(24)为一块在其表面开设有若干个透气孔的园形金属板，趟口钢管(14)垂直焊接在压料透气盘(24)的轴心上，砂石填料(8)可随意从趟口钢管(14)的另一端灌入或取出，可调压料器(7)上的趟口钢管(14)可伸入组合料盖(12)上的定位短管(13)和透明密封管(15)的内腔中作往复运动；在炉座(3)或灰盖(31)上设有导灰管(1)，在导灰管(1)上设有可调开关(32)，导灰管(1)与炉座(3)的内腔相通，在灰盖(31)内设有滤网垫(30)，滤网垫(30)上的网孔孔径小于导灰管(1)的管内径，另外在灰盖(31)上设有透气小孔(34)，灰盖(31)与出渣管(2)之间采用螺纹连接，转紧灰盖(31)可密封出渣管(2)，转松灰盖(31)则可通过灰盖(31)上的透气小孔(34)向炉内透气供氧。
2.根据权利要求1所述的柴草废料高效洁净制气炉，其特征在于所述的可调压料器(7)也可用弹簧代替砂石填料(8)，利用弹簧的弹力作用而将其制作成弹力式可调压料器(7)或用螺杆代替砂石填料(8)，利用螺杆的螺旋推进作用而将其制作成手摇螺杆推进式可调压料器(7)，以及利用水、电、气、太阳能等多种动力资源，将所述的可调压料器(7)制作成水压式可调压料器(7)、电力式可调压料器(7)、气压式可调压料器(7)和太阳能式可调压料器(7)等多种不同形式的可调压料装置。
3.根据权利要求1所述的柴草废料高效洁净制气炉，其特征在于炉芯(5)和炉座(3)采用耐热铸铁铸造或采用耐热钢制作而成。
专利摘要一种柴草废料高效洁净制气炉，包括炉体、炉芯、炉座、炉盖、料盖、灰盖、进风管、导气管、导灰管、出渣管、排烟管、开关、气缝、集气环、环形水槽、耐火隔热层、定位短管、透明密封管、趟口钢管、砂石填料等，其特征在于炉体内外均上大下小呈流线形结构，炉堂直通炉座；灰盖上设有透气孔和可控导灰管；炉盖上设有带指示功能的可调压料装置和带强制排烟口的可控排烟管。由于结构简单而科学，从而使得本实用新型具有造价低、操作易、寿命长、产气快、气量大、热值高、燃气纯、火焰美、无烟尘及安全环保、高效节能等优点，能直观指示炉内物料耗用情况，实现自动排灰，可高效处理各类植物干湿物料，物料利用率达100％，节能效益十分显著。
文档编号C10B53/02GK2763273SQ20052000311
公开日2006年3月8日 申请日期2005年1月6日 优先权日2005年1月6日
发明者刘伟奇 申请人:刘伟奇