專利名稱：一種煤變氣燃燒機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煤變氣燃燒機，具體地說是一種將煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇夹詺怏w (瓦斯、煤氣)，可燃性氣體經(jīng)充分燃燒而產(chǎn)生熱能的燃燒機，或者說是一種環(huán) 保節(jié)能型的鍋爐配套設備。
技術背景目前大部分煤氣發(fā)生爐均是在爐體的頂端開設喂料口 ，如專利號為200610047987. 8的發(fā)明專利，煤炭必須引到一定的高度才能裝入加煤機，為了 防止煤氣從喂料口逃逸，不得不設計成復雜的集料室和計量室兩級結(jié)構。另一 方面，為了避免頻繁地開啟， 一般的加煤機都是一次性地加入許多煤炭，但往 爐內(nèi)一次性添加過多的煤炭，就不能充分產(chǎn)生燃氣，產(chǎn)生的熱量也不均勻，造 成鍋爐忽冷忽熱。再者目前大部分爐箅都是鑄鐵或鋼材制作的，由于爐膛的溫 度極高，很容易熔融和腐蝕，需要頻繁地更換。還有，目前大部分爐膛的氧氣 供應都是用鼓風機直接送到爐箅下，有的甚至從水中吹出將水汽送到爐箅下， 這樣由于冷空氣的吹入而導致的熱量大量損失。再有燃氣需要加裝多股細流來 助燃，點火器結(jié)構復雜， 一般多使用油料來點燃。最重要的是目前許多類似設 備都體量龐大、結(jié)構復雜、操作難度大、效率不甚理想。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的設計思路是提供一種結(jié)構緊湊、熱效率高、操作維護簡便、運行 安全可靠的一種煤變氣燃燒機。整個設備是這樣安排的在爐體一側(cè)安排喂煤裝置，另一側(cè)安排燃氣出口 及下游的噴射噴射燃燒器，將煤炭定量供給裝置安排在爐膛內(nèi)，爐體的頂部中部都有開口，方便維修。爐體下部設中空爐箅管，爐體的底部與灰槽固為一體；送風管穿過爐體裝設于爐箅管之下、灰槽內(nèi)水面以上。其他外圍設備置于 爐體周圍。具體地說，改進了的喂煤裝置，提供一種將煤炭從水中喂送到爐膛中的裝 置，使用水作為隔絕大氣與爐膛的介質(zhì)，無需打開爐門就可將煤炭移送到爐膛 之內(nèi)。它由包括煤斗，扁桶狀的輸送管道，輸送螺旋及軸、電機等構成。扁桶 狀的輸送管道并不垂直布置，它與爐體立面形成10-60度的夾角。輸送管道底 端與煤斗連接，煤斗內(nèi)注入水的高度高于輸送管道底端(可隨時補充)，輸送管 道上端改變方向后與爐膛內(nèi)部相通。輸送管道的中間的偏心位置上布置輸送螺 旋及軸，軸的上端伸出喂煤裝置構造之外并與鏈條輪固結(jié)，電機通過鏈條帶動 其轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)煤的供給，該裝置對煤沒有特殊要求，無需破碎。在偏心位置上 布置輸送螺旋及軸是為了克服輸送過程中產(chǎn)生碎屑使自動喂料受到影響，這樣 煤炭不會破碎，煤斗內(nèi)有水的密封作用可有效避免供煤時爐膛內(nèi)生成的燃氣向 外逸出，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。同時煤炭通過水的浸泡，提升到爐膛內(nèi)成為煤水 混合物，使燃氣發(fā)生過程中水也參與化學反應，大大提高了煤的利用率和產(chǎn)氣 效率。其煤炭定量供給裝置，主要有量斗和斗承、分布器及密閉的圍護結(jié)構構成。 量斗是一側(cè)開口、兩端封閉的桶狀結(jié)構，且兩端固結(jié)有軸，其中一端伸出爐體 之外(軸與爐體之間有密封件)，并固結(jié)鏈條輪，通過電機帶動其定時間歇式轉(zhuǎn) 動。斗承是兩側(cè)開口、兩端封閉的桶狀結(jié)構，并通過圍護結(jié)構將爐膛內(nèi)部分割 成獨立的兩個部分。上部分作為煤水混合物的中轉(zhuǎn)站，下部分是燃氣發(fā)生區(qū)域， 當然這兩部分之間并不是絕對密閉。當量斗開口處于上面位置時，煤水混合物 充滿量斗，當量斗開口轉(zhuǎn)到下面位置時，煤水混合物落下，；決落到其正下方的分布器后，均勻地散落到爐箅上，從而實現(xiàn)煤炭定量分布。在正常運行中，爐 膛與外界始終處于密閉狀態(tài)，除非在進行設備檢修才暫時開放。該密閉狀態(tài)是 由包括喂煤裝置煤斗內(nèi)的水和灰槽內(nèi)的水、風管上的閥門等實現(xiàn)的。這樣可以 定時定量地將煤炭均勻分布到爐箅上，不至于一次性添加過多的煤炭導致不能 充分產(chǎn)生燃氣和產(chǎn)生的熱量不均勻。本發(fā)明還提供一種獨特的空氣輸送管路。該管路包括中空爐箅管、管道、 空氣分流調(diào)節(jié)器及閥門，可方便的調(diào)節(jié)輸送給爐膛、噴射燃燒器及點火器的氧 氣量。從而調(diào)整燃氣發(fā)生、燃燒的反應速度、溫度和效率。最重要的是因為空 氣通過爐箅內(nèi)的中空管路可降低爐箅的溫度，防止熔融和腐蝕。同時空氣通過 爐箅中空管路的過程中，空氣(氧氣)被預熱，降低了下游裝置由于冷空氣的 吹入而導致的熱量損失，并由于溫度的提高，提高了氧分子的活性，促進燃燒。實際應用情況表明，采用中空的爐箅的技術方案，比通常方案可節(jié)省20%的煤炭用量。本發(fā)明還提供一種爐渣清除裝置。電機帶動煤炭定量供給裝置運行的同時 帶動活動爐齒繞中空的爐箅管在一定角度內(nèi)往復轉(zhuǎn)動(亦可附加手工晃動手 柄)，^f吏爐渣掉落在灰槽內(nèi)病沉入水中，可隨時將水中的爐渣撈出清理。本發(fā)明提供的爐體為鋼制，爐膛主要由其圍護而成，可以制成圓柱形，立 方體形或其他形狀。沿內(nèi)壁砌有耐火材料。上側(cè)部接續(xù)有與爐膛相通的煤氣引 出管，下側(cè)部和頂部分別開設有點火口和檢修口。下部設有活動的爐箅齒。爐 體底端與灰槽固為一體并浸埋于灰槽內(nèi)的水面以下。兩個中空爐箅管穿過爐體 底端密封體分別與進風總管和出風總管相連接，出風總管接續(xù)空氣分流調(diào)節(jié)器， 從空氣分流調(diào)節(jié)器引出的風管又穿過爐體底端密封體(位置在爐箅與灰槽水面 之間)為裝置輸送新鮮空氣，以保證煤氣發(fā)生過程中必須的氧氣供應，在風管上適當位置安裝閥門，以調(diào)節(jié)風量大小，也可以在需要的時候完全關閉。同時 通過空氣分流調(diào)節(jié)器將熱風引到燃氣點火器處，同時設置閥門控制之。本發(fā)明提供的的點火器改變以往用燃油點燃的方式而改用燃燒的煤炭點 燃，其結(jié)構與普通的煤爐類似，底端設置與前述空氣分流調(diào)節(jié)器連通，頂端分 別與燃氣引出管和空氣分流調(diào)節(jié)器連通。當點火任務完成之后切斷與空氣分流 調(diào)節(jié)器的連通。本發(fā)明的燃氣引出管的末端口徑窄縮形成喇叭狀的噴射燃燒器， 加大了燃燒的壓力和燃燒的充分。同時由于將熱風通過空氣分流調(diào)節(jié)器將熱風引到燃燒裝置參與反應，使出口溫度從以往的500° C提高到1000° C。該燃燒 裝置還可增加防爆裝置和除塵裝置(該發(fā)明不提及)。本發(fā)明提供的爐渣清除裝置可以采用手工搖晃方式或機械帶動將煤渣抖落 到灰槽內(nèi)并沉于水下，然后通過人工清理的方式從水中撈出清理，該過程中由 于有水的存在，清理過程燃氣不會逃逸。也可以和煤炭定量分布裝置使用同一 個電機驅(qū)動，煤炭定量供給裝置運行的同時，帶動活動爐齒在一定角度內(nèi)繞中 空爐箅管來回轉(zhuǎn)動，使爐渣掉落在灰槽內(nèi)，再隨時予以清理。本發(fā)明水斗和灰槽內(nèi)的水還起到防爆的作用，當爐膛內(nèi)的燃氣萬一出現(xiàn)瞬 間燃燒而產(chǎn)生巨大壓力的時候，壓力會從水斗和灰槽內(nèi)的水中鼓出而釋放出來， 不至于使設備發(fā)生損壞，保證設備和人員的安全。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在結(jié)構緊湊、熱效率高、操作維護簡便、運 行安全可靠；無需打開爐門就可將煤炭移送到爐膛之內(nèi)，且煤炭無需破碎；可 以定時定量地將煤炭均勻分布到爐箅上，不至于一次性添加過多的煤炭導致不 能充分產(chǎn)生燃氣和產(chǎn)生的熱量不均勻；空氣通過爐箅中空管if各的過程中，空氣 (氧氣)-故預熱，降低了下游裝置由于冷空氣的吹入而導致的熱量損失，并由 于溫度的提高，提高了氧分子的活性，促進燃燒。實際應用情況表明，采用中空的爐箅的技術方案，比通常方案可節(jié)省20%的煤炭用量；燃氣引出管的末端口 徑窄縮形成喇p八狀的噴射燃燒器，加大了燃燒的壓力和燃燒的充分。同時由于 將熱風通過空氣分流調(diào)節(jié)器將熱風引到燃燒裝置參與反應，使出口溫度從以往 的500。 C提高到IOOO。 C;爐渣清理簡便；整個裝置密閉并可有效防爆，保證 生產(chǎn)效率的同時保證設備和人員的安全。


附圖l是本發(fā)明外觀結(jié)構的正面示意圖； 附圖2是本發(fā)明煤炭輸送管道結(jié)構的橫剖示意圖； 附圖3是本發(fā)明部分結(jié)構的正視縱剖示意圖； 附圖4是本發(fā)明煤炭定量供給裝置的側(cè)視縱剖示意圖； 附圖5是本發(fā)明空氣供給裝置和爐箅結(jié)構的示意圖； 附圖6是本發(fā)明煤炭定量供給裝置停止布煤時的狀態(tài)示意圖； 附圖7是本發(fā)明煤炭定量供給裝置布煤時的狀態(tài)示意圖。 其中灰槽l-l，點火/檢修口 1-2，檢修口 1-3，爐箅管1-4,爐齒1-5， 喂煤電機2-1,煤炭輸送管道2-2,煤斗2-3，輸送螺旋2-4,喂煤裝置軸2-5， 煤炭定量供給電機3-1，量斗軸3-2,鏈輪3-3,分布器3-4,量斗3-5，斗承 3-6,圍護構件3-7,噴射燃燒器4-1，燃氣引出管4-2,進風總管5-1，出風總 管5-2,點火器風管5-3，燃燒器風管5-4，送風管5-5,鼓風機5-6,空氣分流 調(diào)節(jié)器5-7，點火器6，爐膛7。
具體實施方式
請參見圖1-圖7。爐膛7與爐體之間可采用耐火磚或其它耐火材料作為隔 熱層。爐體一側(cè)的上部接續(xù)與爐膛7相通的煤炭輸送管道2-2，爐體的另一側(cè)的 上部接續(xù)與爐膛7相通的燃氣引出管4-2;燃氣引出管4-2根據(jù)場地情況決定走向，必要時可使用彎頭變向，其末端口徑逐漸窄縮形成有反喇叭狀的噴射燃燒 器4-1。爐體的頂部開設檢修口 1-3，用螺栓加密封材料封閉防止燃氣逃逸。爐體的中部開設點火/檢修口 1-2,爐體固接螺栓，用帶手輪的螺母門上有密封材 料防止燃氣逃逸。以方便開啟和封閉；點火/檢修口 l-2在添加與燃煤異質(zhì)的材 料如木柴以引燃爐算上的煤層時或檢修時開啟。正常工作中封閉。爐體內(nèi)爐膛7 的上部裝設煤炭定量供給裝置，包括有量斗3-5和與其同心布置的斗承3-6;量 斗3-5兩端固設量斗軸3-2,該量斗軸3-2的一端穿過斗承3-6的端面及爐體壁 伸出爐體之外與鏈輪3-3固接并與煤炭定量供給電機3-1通過鏈條連接，另一 端穿過斗承3-6的端面與固接于爐體的軸套配合；斗承3-6的側(cè)壁有兩個上下 貫通的開口可供與量斗3-5側(cè)壁的一個開口分別相重合，隨著定量供給電機3-1 通過鏈條連接帶動鏈輪3-3進而帶動量斗3-5轉(zhuǎn)動形成啟閉關系進行布煤和停 止布煤；斗承3-6與和爐體固接的圍護構件3-7固接。量斗軸3-2與爐體交接 部位設有密封材料防止燃氣逃逸。煤炭定量供給裝置的下方對應的位置裝設分 布器3-4使落下的煤水混合物均勻分布到爐箅上；爐體下部是爐箅，爐箅由爐 箅管1-4和若干能繞其活動的爐齒1-5構成；爐箅管1-4為穿過并固接于爐體 的兩根中空管道，其一端與進風總管5-1連通，另一端與出風總管5-2連通； 爐箅管1-4上裝設若干能繞其活動的爐齒1-5,爐齒1-5上裝設伸出于爐體之外 的機構用于帶動爐齒在一定角度內(nèi)來回轉(zhuǎn)動，使爐灰落入灰槽1-1內(nèi)的水中， 所述的機構可以是手動的也可以通過煤炭定量供給電機3-1帶動。爐體的底部 與灰槽1-1固為一體并浸埋于灰槽1-1內(nèi)水面以下防止燃氣和空氣逃逸?；也?1-1也可以看成是一個水腔。送風管5-5穿過爐體裝設于爐箅管1-4之下由爐體 和灰槽1-1內(nèi)的水所形成的封閉腔內(nèi)。煤炭輸送管道2-2是一個具有倒L形縱截面的管道，其橫截面為長圓形，其下部固設能盛煤和水的煤斗2-3，因此煤斗2-3也可以看成是一個能容納水的 水腔，水腔的高度高于煤斗2-3內(nèi)對應于煤炭輸送管道2-3的開口的上沿，這 樣水將此開口封閉，輸送螺旋2-4轉(zhuǎn)動時，煤炭被輸送，但絕大部分水會流下 來繼續(xù)封堵住此開口，當然要及時補充部分缺失的水。上部裝設喂煤電機2-1 并穿過爐體與位于爐膛7上部的圍護構件3-7固接；固接有輸送螺旋2-4的喂 煤裝置軸2-5置設于煤炭輸送管道2-2靠近爐體一側(cè)的偏心位置上，其偏心的 原因如前所述；喂煤裝置軸2-5與喂煤電機2-l通過鏈條連接。喂煤裝置軸2-5 的軸心線與爐體立面的垂線有10-70度的夾角(在三維坐標的X軸一Y軸平面而 言)。喂煤裝置軸2-5與煤炭輸送管道2-2交接部位設有密封材料防止燃氣逃逸。 空氣分流調(diào)節(jié)器5-7為一裝設了控制閥門的可調(diào)壓的氣腔，其與的送風管 5-5、出風總管5-2連通外、點火器風管5-3、燃燒器風管5-4都連通，起到緩 沖和調(diào)節(jié)的作用。初始時需先點燃點火器6內(nèi)的煤炭并持續(xù)30分鐘左右， 一俟爐膛進入產(chǎn)氣 狀態(tài)，燃氣經(jīng)過該處時將以明火引燃，并輸送到相應的設備使用。例如引至鍋 爐、工業(yè)烘烤房(非食品加工)、烤漆房、噴膠棉之類的生產(chǎn)裝置等。引燃后關 閉點火器風管5-3上的閥門。當燃煤在爐膛內(nèi)燃燒一定時間之后，可以手動也可以自動控制程序開啟使 喂煤電機2-1運轉(zhuǎn)，帶動煤炭輸送管2-2內(nèi)的輸送螺旋2-4旋轉(zhuǎn)，使煤炭從煤 斗2-3中提升到爐膛內(nèi)。由于煤炭通過水的浸泡，提升到爐膛(7)內(nèi)成為煤水 混合物，使燃氣發(fā)生過程中水也參與化學反應，大大提高了煤的利用率和產(chǎn)氣 效率。此時，煤水混合物填滿量斗3-5,見圖6所示狀態(tài)。手動或自動控制程序 開啟使煤炭定量供給電機3-1運轉(zhuǎn)，以鏈條帶動鏈輪3-3進而帶動量斗軸3-2 進而帶動量斗3-5處于圖7所示狀態(tài)，煤水混合物跌落，經(jīng)過下方相應位置的分布器3-4的引導，使煤水混合物較均勻地分布到爐算上的煤層。使燃氣發(fā)生 過程持續(xù)進行并進入下一個循環(huán)。
權利要求
1、一種煤變氣燃燒機，它包括爐體、喂煤裝置、煤炭定量供給裝置、空氣供給裝置、燃燒器(4-1)、點火器(6)，其特征在于爐體一側(cè)的上部接續(xù)與爐膛(7)相通的煤炭輸送管道(2-2)，爐體的另一側(cè)的上部接續(xù)與爐膛(7)相通的燃氣引出管(4-2)；爐體的頂部開設檢修口(1-3)；爐體的中部開設點火/檢修口(1-2)；爐體內(nèi)爐膛(7)的上部裝設煤炭定量供給裝置，該裝置的下方對應的位置裝設分布器(3-4)；爐體下部固設爐箅管(1-4)；爐體的底部與灰槽(1-1)固為一體；送風管(5-5)穿過爐體裝設于爐箅管(1-4)之下由爐體和灰槽(1-1)內(nèi)的水所形成的封閉腔內(nèi)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述的煤炭輸送 管道(2-2 )是一個具有倒L形縱截面的管道，其下部固設能盛煤和水的煤 斗(2_3),上部裝設喂煤電機(2-1)并穿過爐體與位于爐膛(7)上部的 圍護構件(3-7 )固接；固接有輸送螺旋(2-4 )的喂煤裝置軸(2-5 )置設 于煤炭輸送管道(2-2)靠近爐體一側(cè)的偏心位置上且其軸心線與爐體立面 的垂線有10-70度的夾角；喂煤裝置軸(2-5)與喂煤電機(2-1)通過鏈 條連接。
3、 根據(jù)權利要求1所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述的燃氣引出 管(4-2)的末端口徑窄縮形成喇叭狀的噴射燃燒器(4-1)。
4、 根據(jù)權利要求1所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述的煤炭定量 供給裝置包括有量斗(3-5 )和與其同心布置的斗承(3-6 );量斗(3-5 ) 兩端固設量斗軸(3-2 ),該量斗軸(3-2 )的一端穿過斗承(3-6 )的端面及爐體壁伸出爐體之外與通過鏈條與煤炭定量供給電機(3-1)連接的鏈輪 (3-3)固接，另一端穿過斗承(3-6)的端面與固接于爐體的軸承配合； 斗承(3-6)的側(cè)壁有兩個上下貫通的開口可供與量斗(3-5)側(cè)壁的一個 開口分別相重合形成啟閉關系；斗承(3-6 )與和爐體固接的圍護構件(3-7 )固接。
5、 根據(jù)權利要求1所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述的爐箅管 (1-4)為穿過并固接于爐體的兩根中空管道，其一端與進風總管(5-1)連通，另一端與出風總管(5-2)連通；爐箅管(1-4)上裝設若干能繞其 活動的爐齒(1-5)。
6、 根據(jù)權利要求1或5所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述送風管 (5-5)和所述出風總管(5-2)共同與空氣分流調(diào)節(jié)器(5-7)連通。
7、 根據(jù)權利要求6所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述的空氣分流 調(diào)節(jié)器(5-7)為一可調(diào)壓的氣腔，其除與前述的送風管(5-5)和所述出 風總管(5-2)連通外，還與點火器風管(5-3)、燃燒器風管(5-4)連通。
8、 根據(jù)權利要求2所述的煤變氣燃燒機，其特征在于所述的煤斗(2-3 ) 還是一個容納水的水腔，水腔的高度高于煤斗(2-3)內(nèi)對應于煤炭輸送管 道(2-3)的開口的上沿。
9、 根據(jù)權利要求1或2或4所述的煤變氣燃燒機，其特征在于檢修口 (l-3)和點火/檢修口 (1-2)與爐體結(jié)合部位設有密封材料，喂煤裝置軸 (2-5 )與煤炭輸送管道(2-2 )交接部位設有密封材料，量斗軸(3-2 )與爐體交接部位設有密封材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇夹詺怏w，可燃性氣體經(jīng)充分燃燒而產(chǎn)生熱能的新型環(huán)保型的一種煤變氣燃燒機。其主要特征是爐體一側(cè)的上部接續(xù)與爐膛7相通的煤炭輸送管道2-2，爐體的另一側(cè)的上部接續(xù)與爐膛7相通的燃氣引出管4-2；爐體的頂部開設檢修口1-3；爐體的中部開設點火/檢修口1-2；爐體內(nèi)爐膛7的上部裝設煤炭定量供給裝置，該裝置的下方對應的位置裝設分布器3-4；爐體下部固設爐箅管1-4；爐體的底部與灰槽1-1固為一體；送風管5-5穿過爐體裝設于爐箅管1-4之下由爐體和灰槽1-1內(nèi)的水所形成的封閉腔內(nèi)。
文檔編號F23B60/00GK101334161SQ20081014556
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月28日 優(yōu)先權日2008年7月28日
發(fā)明者李慶五, 李炳喆 申請人:李炳喆;李慶五