一种生物质粉料自成型燃烧机的制作方法

本申请涉及生物质处理技术领域，特别涉及一种生物质粉料自成型燃烧机。

背景技术：

随着电荒、油荒、电价上涨、油价上涨等能源状况的紧张，以及环境污染问题的日益严峻，各个行业对可再生能源的使用意识逐步加强，其中生物质能源的利用是目前最切实可行的解决方法。生物质是地球上存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。各种生物质都具有一定能量。以生物质为载体、由生物质产生的能量便是生物质能。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，直接或间接来源于植物的光合作用。地球上的植物进行光合作用所消费的能量，占太阳照射到地球总辐射量的0.2％，这个比例虽不大，光合作用消费的能量是现今人类能源消费总量的40倍。可见生物质能是一个巨大的能源。

狭义概念的生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。生物质的特点：可再生、低污染和分布广泛。对生物质利用主要采用直接燃烧和生物质气化两种方式，并且配套相应类型的燃烧机。

然而，目前市场现有的生物质燃烧机只能燃烧规则的颗粒料，生物质颗粒料需要专业设备加工，导致燃料不能就地取材、不能就地加工和不能就地使用的问题，并且也使燃料成本较燃煤成本提高几倍；同时现有生物质燃烧机存在燃烧不完全、配氧不合理等问题，导致燃烧时出现黑烟，并且烟尘量大，对环境产生二次污染；再者，现有燃烧机燃烧后存在不能自动出渣、火力大小不好控制和自动化程度低等诸多缺陷，导致操作工人劳动强度较大和控温效果差的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种生物质粉料自成型燃烧机，能在农村就地采集秸秆等生物质料，实现就地采集、干燥、采用普通粉碎机粉碎，作为燃烧机燃料就地使用，设备制造成本低，颗粒成型成本低和燃烧燃料成本仅相当于生物质颗料燃料的1/5，且彻底解决燃烧机炉膛结渣问题并且精准控制温度。

根据本申请的实施例，提供了一种生物质粉料自成型燃烧机，包括：外置储料仓、送料机构、给料电机、下料管、送氧助燃风机、物料成型器和燃烧机炉体；

所述物料成型器包括：壳体、设在所述壳体顶部的进料口和设在所述壳体内的螺旋推进装置；

所述外置储料仓通过所述送料机构与所述进料口连接；

所述螺旋推进装置包括转轴和设置在所述转轴侧壁上的螺旋转片；

所述转轴的一端贯穿所述壳体与所述给料电机连接，所述给料电机与所述螺旋推进装置配合，边送料边成型，节约成本；

所述壳体内沿所述转轴的轴线对称设有成型压筒；

所述成型压筒设有出料口；

所述出料口通过所述下料管与所述燃烧机炉体连通；

所述燃烧机炉体包括：加热外管和加热内管；

所述加热外管和加热内管之间形成风道；

所述燃烧机炉体的一端设有送氧助燃风机，所述燃烧机炉体的另一端设有喷火口；

所述喷火口的直径小于所述加热内管的直径。

优选地，所述加热内管上设有呈螺旋状排列的风孔。送氧助燃风机启动后，具有一定压力的空气从呈螺旋状排列的风孔内进入燃烧机炉体内，形成螺旋风，增加氧气在燃烧机炉膛内的停留时间，使生物质粉料燃烧更充分；更进一步地，螺旋风也使风压加大，有利于吹走炉膛内各个角落的燃烧残渣。成型颗粒的密度较小，表面点燃后，经螺旋风一吹，使得燃料呈爆炸式燃烧状态，使得风容易将颗粒料吹散，快速燃烧后形成较轻的残渣，有利于将风将残渣吹出炉膛。

优选地，所述螺旋转片的直径小于或等于90mm，所述出料口的直径小于或等于30mm，所述成型压筒的母线与所述成型压筒的轴线之间形成的角度小于或等于20度。本申请的长度和挤压角度保证能顺利将物料由进口挤压到出口，挤压力适度，保证生物质粉料在外部热源加热到70-100℃时能受螺旋推进装置与成型压筒的挤压成棒状物料。成型的棒状物料由自重原因达到一定长度后自然折断，由下料管跌落到炉膛。成型物料只需要棒状物料具备一定的形状，从外部吸收部分热量，将自身加热点燃后，释放热量就可堆积燃烧，并且在炉膛提供持续火力即可。防止直接将粉料直接投入到炉膛内，马上全部燃尽，如果后续物料无法持续提供，就自动就熄火，不能持续使用。

本方案把物料初步成型、送入炉膛后，呈螺旋状排列的风孔增加风在在炉膛底部的持续时间，保证物料的燃烧，持续提供氧气，使物料持续燃烧，以及在后续的物料在投放时，使炉膛内的温度始终保持在一个比较高的温度，进而保证后续物料的能持续燃烧。而且因为物料成型的密度并不大，燃烧后，风将点燃的部分吹离物料本体，使得其在炉膛内受氧更充分，进而燃烧的更充分，并且所产生的灰渣就体积比较小、重量比较轻，风直接将其带出炉膛，使得炉膛不结渣。因此本申请具有以下优点：降低物料成型器的挤压力，无需物料挤压成坚固的棒状结构，并且炉膛的热量可传送给物料成型器，为物料的成型提供热量，无需物料成型器提供另外的加热装置，并且将给料电机由之前的几百千瓦降低到几百瓦，有利于节省能源和扩大设备的实用性。

优选地，所述燃烧机还包括连接所述物料成型器和所述下料管的辅热通风管。燃烧机炉膛燃烧产生的一部分热量，通过下料管和辅热通风管将物料成型器的加热腔连接，形成循环风道，炉膛内燃烧的物料温度可到达70～100℃，辅热通风管使高温热空气也进入到物料成型器中，进一步地对物料成型器中的生物质进行加热，保持物料成型器的高温状态。

优选地，所述燃烧机还包括电控系统；所述电控系统包括：

主控器，用于将启动信号发送至给料电机，并获取给料电机工作时间，如果给料电机的工作时间与预设时间相等，则将停止信号发送给给料电机，以使给料电机停止工作；以及将启动信号发送至自动点火装置，以使自动点火装置进行点火；

自动点火装置，用于将所述燃烧机炉体内的棒状物料点燃；

炉膛温度检测传感器，用于检测所述检测燃烧机炉体内的温度；

主控器，还用于如果检测的温度值小于或等于第一预设温度值，则将启动信号发送至给料电机，以使给料电机工作；并且发送启动信号送氧助燃风机，以及控制所述送氧助燃风机的转速为第一预设转速；

如果检测的温度值大于第一预设温度值且小于或等于第二预设温度值，则将启动信号发送至给料电机，以使给料电机工作；并且发送启动信号送氧助燃风机，以及控制所述送氧助燃风机的转速为第二预设转速；所述第二预设转速大于第一预设转速；

如果检测的温度值大于或等于第三预设温度值，则将停止信号发送至自动点火装置。

由以上技术方案可知，本申请提供一种生物质粉料自成型燃烧机，包括：外置储料仓、送料机构、给料电机、下料管、送氧助燃风机、物料成型器和燃烧机炉体。燃烧机工作时，存储在外置储料仓内的生物质粉料通过送料机构输送到物料成型器，通过给料电机带动物料成型器中的螺旋推进装置转动，随着粉料增多，内部压力变大，螺旋推进装置的转动会使物料成型器中的生物质粉料挤压成棒状物料，棒状物料达到一定长度后受重力作用自动断裂，棒状物料通过下料管输送到燃烧机炉体内燃烧，由送氧助燃风机维持燃烧状态，燃烧时产生的火焰由喷火口喷出。一方面，本申请实施例提供的燃烧机中的生物质粉料挤压成棒状物料直接进入燃烧机炉体内燃烧，没有包装和转运的工作，对于物料成型的密度和形状没有要求，且成型需要的热量由炉膛燃烧的部分热量直接提供，减少了物料成型成本，所以燃烧机设备成本低、使用成本低并且有利于节省能源和扩大设备使用率；另一方面，本申请的长度和挤压角度保证能顺利将物料由进口挤压到出口，挤压力适度，保证生物质粉料在外部热源加热到70-100℃时能受螺旋推进装置与成型压筒的挤压成棒状物料。成型的棒状物料由自重原因达到一定长度后自然折断，由下料管跌落到炉膛。成型物料只需要棒状物料具备一定的形状，从外部吸收部分热量，将自身加热点燃后，释放热量就可堆积燃烧，并且在炉膛提供持续火力即可。防止直接将粉料直接投入到炉膛内，马上全部燃尽，如果后续物料无法持续提供，就自动就熄火，不能持续使用。

本方案把物料初步成型、送入炉膛后，呈螺旋状排列的风孔增加风在在炉膛底部的持续时间，保证物料的燃烧，持续提供氧气，使物料持续燃烧，以及在后续的物料在投放时，使炉膛内的温度始终保持在一个比较高的温度，进而保证后续物料的能持续燃烧。而且因为物料成型的密度并不大，燃烧后，风将点燃的部分吹离物料本体，使得其在炉膛内受氧更充分，进而燃烧的更充分，并且所产生的灰渣就体积比较小、重量比较轻，风直接将其带出炉膛，使得炉膛不结渣。因此本申请具有以下优点：降低物料成型器的挤压力，无需物料挤压成坚固的棒状结构，并且炉膛的热量可传送给物料成型器，为物料的成型提供热量，无需物料成型器提供另外的加热装置，并且将给料电机由之前的几百千瓦降低到几百瓦，有利于节省能源和扩大设备的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的一种生物质粉料自成型燃烧机的结构示意图；

图2为根据一优选实施例示出的燃烧机炉体结构示意图；

图3为根据一优选实施例实例出的燃烧机的电路原理图。

其中，1-外置储料仓；2-送料机构；3-进料口；4-给料电机；5-螺旋推进装置；6-下料管；7-辅热通风管；8-炉膛温度检测传感器；9-自动点火装置；10-风孔；11-转轴；12-送氧助燃风机；13-物料成型器；14-风道；15-加热内管；16-加热外管；17-喷火口；18-螺旋转片；19-成型压筒；20-出料口；21-主控器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供一种生物质粉料自成型燃烧机，包括：外置储料仓1、送料机构2、给料电机4、下料管6、送氧助燃风机12、物料成型器13和燃烧机炉体；

所述物料成型器13包括：壳体、设在所述壳体顶部的进料口3和设在所述壳体内的螺旋推进装置5；

所述外置储料仓1通过所述送料机构2与所述进料口3连接；

所述螺旋推进装置5包括转轴11和设置在所述转轴侧壁上的螺旋转片18；

所述转轴11的一端贯穿所述壳体与所述给料电机4连接；所述给料电机4与所述螺旋推进装置5配合，边送料边成型，节约成本；

所述壳体内沿所述转轴11的轴线对称设有成型压筒19；

所述成型压筒19相对于水平方向倾斜设置；

所述成型压筒19设有出料口20；

所述出料口20通过所述下料管6与所述燃烧机炉体连通；

所述燃烧机炉体包括：加热外管16和加热内管15；

所述加热外管16和所述加热内管15之间形成风道14；

所述燃烧机炉体的一端设有所述送氧助燃风机12，所述燃烧机炉体的另一端设有喷火口17；

所述喷火口17的直径小于所述加热内管15的直径。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种生物质粉料自成型燃烧机，包括：外置储料仓1、送料机构2、给料电机4、下料管6、送氧助燃风机12、物料成型器13、和燃烧机炉体。所述生物质粉料自成型燃烧机工作时，存储在外置储料仓1内的生物质粉料通过送料机构2输送到物料成型器13，通过给料电机4带动物料成型器13中的螺旋推进装置5转动，随着粉料增多，内部压力变大，螺旋推进装置5的转动会使物料成型器13中的生物质粉料通过下料管6输送到燃烧机炉体内燃烧，由送氧助燃风机12维持燃烧状态，燃烧时产生的火焰由喷火口17喷出。另一方面，所述螺旋转片18的直径小于或等于90mm，所述出料口20的直径小于或等于30mm，所述成型压筒19的母线与所述成型压筒19的轴线之间形成的角度小于或等于20度。本申请的长度和挤压角度保证能顺利将物料由进口挤压到出口，挤压力适度，保证生物质粉料在外部热源加热到70-100℃时能受螺旋推进装置与成型压筒的挤压成棒状物料。成型的棒状物料由自重原因达到一定长度后自然折断，由下料管跌落到炉膛。成型物料只需要棒状物料具备一定的形状，从外部吸收部分热量，将自身加热点燃后，释放热量就可堆积燃烧，并且在炉膛提供持续火力即可。防止直接将粉料直接投入到炉膛内，马上全部燃尽，如果后续物料无法持续提供，就自动就熄火，不能持续使用。

本方案把物料初步成型、送入炉膛后，呈螺旋状排列的风孔增加风在在炉膛底部的持续时间，保证物料的燃烧，持续提供氧气，使物料持续燃烧，以及在后续的物料在投放时，使炉膛内的温度始终保持在一个比较高的温度，进而保证后续物料的能持续燃烧。而且因为物料成型的密度并不大，燃烧后，风将点燃的部分吹离物料本体，使得其在炉膛内受氧更充分，进而燃烧的更充分，并且所产生的灰渣就体积比较小、重量比较轻，风直接将其带出炉膛，使得炉膛不结渣。因此本申请具有以下优点：降低物料成型器的挤压力，无需物料挤压成坚固的棒状结构，并且炉膛的热量可传送给物料成型器，为物料的成型提供热量，无需物料成型器提供另外的加热装置，并且将给料电机由之前的几百千瓦降低到几百瓦，有利于节省能源和扩大设备的实用性。

进一步地，如图2所示，所述加热内管15上设有呈螺旋状排列的风孔10。送氧助燃风机12启动后，具有一定压力的空气从呈螺旋状排列的风孔10内进入燃烧机炉体内，形成螺旋风，增加氧气在燃烧机炉膛内的停留时间，使生物质粉料燃烧更充分；更进一步地，螺旋风也使风压加大，有利于吹走炉膛内各个角落的燃烧残渣。

生物质燃烧机炉膛清渣是一大行业难题，原因是成型密度大的颗粒料，尤其是秸秆等物料，燃烧后仍然保持比较大体积，只能通过外围其它辅助手段对堆积在炉膛的灰渣进行清理，而不能由送氧风机直接带出炉膛，本申请实施例中成型的为松散颗粒料，燃烧中直接被风吹散，形成悬浮式燃烧，燃烧后的残渣为比原料小的粉末，非常轻，直接由风混同火苗带出炉膛，实现自动清渣，保证炉膛不结渣。

进一步地，所述螺旋转片18的直径小于或等于90mm，所述出料口20的直径小于或等于30mm，所述成型压筒19的母线与所述成型压筒19的轴线形成的角度小于或等于20度。生物质颗粒热压成型时对成型温度的要求是很严格的，当成型温度过低时，由于原料中的木质素都有一个软化温度，成型温度太低，无法对木素进行软化，即木素达不到作为粘结剂的作用，无法使分散的原料成型。因此目前的颗粒成型机均采用外部加热或加大摩擦力发热的方式，达到适宜成型的温度，一般为70～100℃，成型后再对颗粒进行冷却。本申请实施例中，所述螺旋转片18的直径小于或等于90mm，所述出料口20的直径小于或等于30mm，所述成型压筒19的母线与所述成型压筒19的轴线之间形成的角度小于或等于20度。本申请的长度和挤压角度保证能顺利将物料由进口挤压到出口，挤压力适度，保证生物质粉料在外部热源加热到70-100℃时能受螺旋推进装置与成型压筒的挤压成棒状物料。成型的棒状物料由自重原因达到一定长度后自然折断，由下料管跌落到炉膛。成型物料只需要棒状物料具备一定的形状，从外部吸收部分热量，将自身加热点燃后，释放热量就可堆积燃烧，并且在炉膛提供持续火力即可。防止直接将粉料直接投入到炉膛内，马上全部燃尽，如果后续物料无法持续提供，就自动就熄火，不能持续使用。

本方案把物料初步成型、送入炉膛后，呈螺旋状排列的风孔增加风在在炉膛底部的持续时间，保证物料的燃烧，持续提供氧气，使物料持续燃烧，以及在后续的物料在投放时，使炉膛内的温度始终保持在一个比较高的温度，进而保证后续物料的能持续燃烧。而且因为物料成型的密度并不大，燃烧后，风将点燃的部分吹离物料本体，使得其在炉膛内受氧更充分，进而燃烧的更充分，并且所产生的灰渣就体积比较小、重量比较轻，风直接将其带出炉膛，使得炉膛不结渣。因此本申请具有以下优点：降低物料成型器的挤压力，无需物料挤压成坚固的棒状结构，并且炉膛的热量可传送给物料成型器，为物料的成型提供热量，无需物料成型器提供另外的加热装置，并且将给料电机由之前的几百千瓦降低到几百瓦，有利于节省能源和扩大设备的实用性。

进一步地，所述燃烧机还包括连接所述物料成型器13和所述下料管6的辅热通风管7。燃烧机炉膛燃烧产生的一部分热量，通过下料管6和辅热通风管7将物料成型器13的加热腔连接，形成循环风道，炉膛内燃烧的物料温度可到达70～100℃，辅热通风管7使高温热空气也进入到物料成型器13中，进一步地对物料成型器13中的生物质进行加热，保持物料成型器13的高温状态。

生物质粉料由外置储料仓1进入物料成型器13内腔后吸收一部分热量，物料成型器13内部呈不大于20度夹角的锥形，给料电机4带动螺旋推进装置5正向旋转，粉料受螺旋推进装置5挤压进一步升温，在出口瞬时达到80℃以上，具备生物质粉料成形的温度条件。成型后的生物质粉料不断延伸到下料管6，受重力作用而断裂，跌落入燃烧机炉体内。

进一步地，所述燃烧机还包括电控系统；所述电控系统包括：主控器21、自动点火装置9和炉膛温度检测传感器8；

所述主控器21分别与所述给料电机4、自动点火装置9和炉膛温度检测传感器8连接。

首先将粉状物料及粘合剂加入到物料成型器内，然后主控器控制给料电机工作一段时间后，启动自动点火装置，并且通过炉膛温度检测传感器检测燃烧机炉体内的温度，如果检测的温度值小于或等于第一预设温度值，或者检测的温度值大于第一预设温度值且小于或等于第二预设温度值，则表示自动点火装置没有点火成功，则需控制给料电机继续给料，并且控制送氧助燃风机进行送氧，以增加自动点火装置点火成功的概率；如果检测的温度值大于或等于第三预设温度值，并且第三预设温度值大于第二预设温度值，则表示自动点火装置点火成功，则控制自动点火装置停止工作，因此，本实施例可通过控制器实现自动点火，自动给料，并且根据实际炉体内的温度，对送氧助燃风机进行控制，方便使用。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种生物质粉料自成型燃烧机，包括：外置储料仓1、送料机构2、给料电机4、下料管6、送氧助燃风机12、物料成型器13、和燃烧机炉体。燃烧机工作时，存储在外置储料仓1内的生物质粉料通过送料机构2输送到物料成型器13，通过给料电机4带动物料成型器13中的螺旋推进装置5转动，随着粉料增多，内部压力变大，螺旋推进装置5的转动会使物料成型器13中的生物质粉料通过下料管6输送到燃烧机炉体内燃烧，由送氧助燃风机12维持燃烧状态，燃烧时产生的火焰由喷火口17喷出。一方面，本申请实施例提供的燃烧机中的生物质粉料直接进入燃烧机炉体内燃烧，没有包装和转运的工作，对于物料成型的密度和形状没有要求，所以燃烧机设备成本低、使用成本低并且有利于节省能源和扩大设备使用率；另一方面，所述螺旋转片18的直径小于或等于90mm，所述出料口20的直径小于或等于30mm，所述成型压筒19的母线与所述成型压筒19的轴线之间形成的角度小于或等于20度。本申请的长度和挤压角度保证能顺利将物料由进口挤压到出口，挤压力适度，保证生物质粉料在外部热源加热到70-100℃时能受螺旋推进装置与成型压筒的挤压成棒状物料。成型的棒状物料由自重原因达到一定长度后自然折断，由下料管跌落到炉膛。成型物料只需要棒状物料具备一定的形状，从外部吸收部分热量，将自身加热点燃后，释放热量就可堆积燃烧，并且在炉膛提供持续火力即可。防止直接将粉料直接投入到炉膛内，马上全部燃尽，如果后续物料无法持续提供，就自动就熄火，不能持续使用。

本方案把物料初步成型、送入炉膛后，呈螺旋状排列的风孔增加风在在炉膛底部的持续时间，保证物料的燃烧，持续提供氧气，使物料持续燃烧，以及在后续的物料在投放时，使炉膛内的温度始终保持在一个比较高的温度，进而保证后续物料的能持续燃烧。而且因为物料成型的密度并不大，燃烧后，风将点燃的部分吹离物料本体，使得其在炉膛内受氧更充分，进而燃烧的更充分，并且所产生的灰渣就体积比较小、重量比较轻，风直接将其带出炉膛，使得炉膛不结渣。因此本申请具有以下优点：降低物料成型器的挤压力，无需物料挤压成坚固的棒状结构，并且炉膛的热量可传送给物料成型器，为物料的成型提供热量，无需物料成型器提供另外的加热装置，并且将给料电机由之前的几百千瓦降低到几百瓦，有利于节省能源和扩大设备的实用性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。