專利名稱：用于爐子的燃燒罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于爐子的燃燒罐的結(jié)構(gòu)及其使用方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)(Biomass)是人們所知的最古老燃料之一。簡單地說，生物質(zhì)是植被或由植物、農(nóng)業(yè)廢棄物等制成的燃料。在光合作用期間，植物將來自于空氣中的二氧化碳和來自于土壤中的水結(jié)合，形成作為生物質(zhì)構(gòu)造塊的碳水化合物。推動光合作用的太陽能被存儲在生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)成分的化學(xué)鍵中。生物質(zhì)的有效燃燒釋放出存儲在化學(xué)鍵中的能量，并且生成二氧化碳和水。通過燃燒生物質(zhì)生成能量和熱量替代更加污染的能量生成形式，并且也提供了諸如減少酸雨、土壤侵蝕、水污染和垃圾掩埋壓力的其它環(huán)境好處。附加的環(huán)境好處包括減輕氣候改變、提供野生生物生境、以及通過更好的管理幫助維持森林興旺。
生物質(zhì)燃料是豐富的并且是可再生的。實際上在世界的每個部分都存在可以被開發(fā)而生成能量的生物質(zhì)。如果現(xiàn)今潛在可獲得的所有生物質(zhì)都被用來產(chǎn)生能量，產(chǎn)生的能量估計有2750 Quad(1Quad等于1,000,000,000,000,000BTUs)。目前，世界人口使用了可獲得的生物質(zhì)年產(chǎn)量的僅僅約7％。因此，生物質(zhì)不僅僅將來是合理的可選擇燃料，而且當(dāng)前也是合理的能源。
用于燃燒生物質(zhì)燃料而生成能量的火爐或爐子不是新鮮事物。雖然存在許多用于燃燒生物質(zhì)燃料的火爐和爐子，然而，在當(dāng)前這些爐子或火爐不被消費者廣泛接受。費用是促使消費者使用燃燒生物質(zhì)燃料的火爐或爐子的主要驅(qū)動因素。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)為使用燃燒生物質(zhì)燃料的爐子時，當(dāng)前生物質(zhì)燃料爐或爐子的消費者經(jīng)常不得不在清潔和方便方面作出犧牲。不方便和不清潔的一個主要方面在于從生物質(zhì)爐中移除灰。當(dāng)前，這是必須較頻繁做的一個臟亂工作。很多時候，生物質(zhì)可能不會完全燃燒。這等同于未有效使用生物質(zhì)燃料。此外，當(dāng)生物質(zhì)燃料未完全燃燒時，生物質(zhì)爐子或火爐所生成的廢物或灰是比較不密集的。燃燒或不完全燃燒的燃料越不密集，火爐或爐子必須越頻繁地清理。更不密集的灰也意味著灰更松散而在清掃火爐或爐子時更易于到處飛。

發(fā)明內(nèi)容
爐子包括燃燒室和燃燒室內(nèi)的燃燒罐。燃燒室還包括側(cè)壁以及活動平臺。活動平臺可在第一位置和第二位置之間移動?；顒悠脚_上有一孔，該孔具有的橫截面區(qū)域至少與在側(cè)壁內(nèi)并離活動平臺最近的橫截面區(qū)域一樣大。在一些實施方案中，活動平臺在第一位置之間活動，其中活動平臺上具有格柵部分。當(dāng)活動平臺在第一位置時，格柵部分被定位在燃燒罐的末端附近。在第二位置時，活動平臺被定位得使其上的孔靠近燃燒罐的末端。
燃燒罐還包括側(cè)壁上的用于引導(dǎo)空氣進入燃燒罐的孔。在一些實施方案中，空氣被引導(dǎo)，使得在燃燒罐中形成空氣旋風(fēng)。該爐子還包括用于移動活動平臺的致動器。該爐子還包括穿過燃燒罐內(nèi)部體積的可平移板。該板上具有孔，該孔具有的區(qū)域至少與燃燒罐的橫截面區(qū)域一樣大。該板可在第一位置和第二位置之間平移。該可平移板上具有孔，該孔具有的橫截面區(qū)域至少與燃燒罐的橫截面區(qū)域一樣大。當(dāng)板在第一位置時，該孔基本與燃燒罐的側(cè)壁對齊。該可平移板還包括能覆蓋燃燒罐的橫截面區(qū)域的區(qū)域。當(dāng)板在第二位置時，該可平移板覆蓋燃燒罐的橫截面區(qū)域。在一些實施方案中，該板還包括定位在板上的孔附近的斜坡。該爐子還包括用于移動可平移板的致動器。在一些實施方案中，該致動器基本同步地移動平移板和活動平臺。
燃燒罐包括第一側(cè)壁部分、第二側(cè)壁部分以及在第一側(cè)壁部分和第二側(cè)壁部分之間插置的可平移板。該可平移板能處于至少兩個位置。該平移板上具有與第一側(cè)壁部分或第二側(cè)壁部分的內(nèi)部區(qū)域的橫截面區(qū)域基本對應(yīng)的孔。該可平移板還包括能將第一側(cè)壁部分與第二側(cè)壁部分隔開的部分。在一些實施方案中，能將第一側(cè)壁部分與第二側(cè)壁部分隔開的部分上包括多個格柵孔。該可平移板包括用于平移可平移板的致動器。燃燒罐還包括活動平臺。該活動平臺上還包括在第一區(qū)域內(nèi)的格柵，并且在第二區(qū)域具有孔。在一些實施方案中，燃燒罐還包括用于至少在第一位置和第二位置之間移動活動平臺的致動器。當(dāng)在第一位置時，格柵被定位在燃燒罐的第二部分的末端附近，并且當(dāng)活動平臺在第二位置時，孔被定位在燃燒罐的第二部分的末端附近。在一些實施方案中，該致動器移動活動平臺和可平移板兩者。在一些實施方案中，該致動器基本同步地移動活動平臺和可平移板。燃燒罐還包括與燃燒罐流體連通的點火裝置。
一種方法，該方法包括在燃燒罐中燃燒燃料、在燃燒罐內(nèi)形成灰柱并且移除一部分灰柱。移除一部分灰柱包括切除一部分灰柱。在一些實施方案中，被移除的一部分灰柱比另一部分灰柱燃燒得更完全。該方法還包括向灰柱的頂部增加燃料。在一些實施方案中，移除一部分灰柱包括移除灰柱的底部部分，包括移除與接收燃料的灰柱末端方向相反的一部分灰柱。在一些實施方案中，移除一部分灰柱包括在至少一部分灰柱燃燒期間移除一部分灰柱。


在所附權(quán)利要求中具體指出了本發(fā)明。然而，通過參考詳細描述并結(jié)合附圖考慮時可以更完全地理解本發(fā)明，其中所有附圖中相同附圖標(biāo)記指代相同項目，并且圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方案的具有帶燃燒罐的燃燒室的爐子的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方案的爐子的一部分燃燒室和燃燒罐的分解立體圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方案的具有帶燃燒罐的燃燒室的爐子的俯視截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方案的燃燒罐組件的平移板的仰視立體圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方案的燃燒罐組件內(nèi)的灰柱的局部剖視立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方案在活動平臺(floor)和平移板移到第二位置后，燃燒罐組件內(nèi)的灰柱的局部剖視立體圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施方案在活動平臺和平移板返回到第一位置后，燃燒罐組件內(nèi)的灰柱的局部剖視立體圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施方案的用于從爐子移除灰柱的方法的流程圖。
這里所作的描述說明了本發(fā)明的各種實施方案，并且該描述不應(yīng)解釋為以任何方式構(gòu)成限制。
具體實施例方式
在優(yōu)選實施方案的以下詳細描述中，參考了作為這里的一部分的附圖，其中用以實施本發(fā)明的具體實施方案以圖解示例的方式說明。充分詳細地描述了所示出的實施方案，以使本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`這里所公開的教導(dǎo)。從中可以派生或者使用其它實施方案，因而可以做出結(jié)構(gòu)的和邏輯的替換與改變而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，下面詳細描述不帶有限制意義，本發(fā)明的各種實施方案的范圍僅僅通過所附的權(quán)利要求以及與這些權(quán)利要求內(nèi)容等同的整個范圍來限定。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的具有帶燃燒罐300的燃燒室110的爐子100的立體圖。爐子100包括外殼120。燃燒室110和燃燒罐300在外殼120內(nèi)。通過窗口122可看到至少一部分燃燒罐300和至少一部分燃燒室110。窗口122相對于外殼120被密封。外殼120還包括允許進入到位于燃燒罐300下方的爐子100內(nèi)部部分的進入嵌板124。在一些實施方案中，進入嵌板允許用戶從爐子100中移除燃燒產(chǎn)物。外殼120還包括用于可控地將生物質(zhì)燃料放到燃燒室110中的燃燒罐300內(nèi)的料斗和進料機構(gòu)(未示出)。爐子的外殼120包括允許進入料斗(未示出)的門126。在打開門126后，將生物質(zhì)燃料放到料斗中。任何類型的生物質(zhì)都可以用作為燃料。例如，谷物、木屑、或生物質(zhì)材料小球都屬于燃料源。圖1中所示的爐子100是用在空間加熱器應(yīng)用中。爐子的其它應(yīng)用包括加壓通風(fēng)爐、熱水加熱器、發(fā)電機、游泳池加熱器、或用于熱水供暖系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水加熱。還可預(yù)期其它應(yīng)用。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的爐子100的部分燃燒室110和燃燒罐300的分解立體圖。燃燒室110是由頂部燃燒板組件210和底板220限制邊界的。燃燒室還包括后壁212。第一銷222和第二銷224附連在底板220上。燃燒罐組件300包括第一燃燒罐部分310和第二燃燒罐部分320。第一燃燒罐部分包括側(cè)壁312。側(cè)壁312上具有孔，諸如孔314，用于對燃燒罐組件300周圍的助燃空氣進行導(dǎo)向。第二燃燒罐部分320也具有側(cè)壁322。側(cè)壁322也包括孔，諸如孔324，用于導(dǎo)引空氣從燃燒罐組件300的外部進入到燃燒罐組件內(nèi)。安裝翼(mounting wing)326附連在第二燃燒罐部分320的側(cè)壁322上。安裝翼326包括允許將安裝翼與附連在燃燒室110的底板220上的第一銷222和第二銷224相配合的孔。另一安裝翼316附連在第一燃燒罐部分的側(cè)壁312上，其上也具有孔，以便安裝翼316也可以與燃燒室110的底板220上的第一銷222和第二銷224配合。
活動平臺240和平移板(translating plate)250也位于燃燒室內(nèi)?；顒悠脚_包括格柵242和孔244?；顒悠脚_240被安裝在樞銷245上，從而活動平臺240可以繞樞銷245樞轉(zhuǎn)。平移板250之上也具有孔254。平移板250還包括實心的表面區(qū)域252。平移板250也可樞轉(zhuǎn)地附連在樞銷245上。致動桿400附連在活動平臺240和平移板250上。致動桿400用于在第一位置和第二位置之間移動活動平臺240和平移板250。在一些實施方案中，單獨的致動桿用于移動活動平臺240和平移板250。
點火裝置260和點火裝置262也附連在燃燒罐組件300上，具體來說是附連在燃燒罐320的第二部分。點火裝置260、262將加熱的空氣放到燃燒罐組件300中。點火裝置260、262與燃燒罐組件的內(nèi)部流體連通。點火裝置260、262用于初始點燃爐子或初始點燃加入到燃燒罐組件300中的生物質(zhì)燃料。一旦燃燒罐中的生物質(zhì)燃料開始燃燒，點火裝置260、262就不再將加熱的空氣放入到燃燒罐組件300中。
可燃物托盤270位于底板220下方?？扇嘉锿斜P270包括臺面(floor)272和至少一個側(cè)壁。分配器274附連在可燃物托盤270的臺面272上。分配器被定位為使得當(dāng)從燃燒罐組件300中移除一部分灰柱時，分配器274防止燃燒產(chǎn)物僅僅堆在可燃物托盤270的臺面274上。換句話說，分配器274分配來自于在可燃物托盤270的臺面272上的燃燒罐內(nèi)的燃燒副產(chǎn)物。
如圖2中所示，活動平臺240和平移板250在第一位置。當(dāng)在第一位置時，活動平臺240上具有孔的格柵242、燃燒罐320的第二部分、平移板250中的孔254以及燃燒罐310的第一部分基本對齊，形成燃燒罐組件300。當(dāng)平移板250和活動平臺240在第一位置時，生物質(zhì)材料可以被加進到燃燒罐組件300中，并且具體而言可以落到活動平臺240的格柵部分242上。打開點火裝置260、262初始點燃生物質(zhì)材料。一旦生物質(zhì)材料燃燒，就可以通過頂部燃燒板組件210中的孔211將附加的生物質(zhì)材料放入到燃燒罐組件300中?？梢云仁怪伎諝夥謩e通過第一燃燒罐部分310中的孔314和第二燃燒罐部分320中的孔242，以提供充足氧氣供生物質(zhì)燃料充分燃燒。隨著燃燒繼續(xù)，在燃燒罐組件300內(nèi)形成灰柱(如圖5-7中所示)?；抑?00最終形成為具有一定高度，在該高度處灰柱500是在燃燒罐320的第二部分之上并且在平移板250之上。
圖3是爐子100、具體來說是具有燃燒罐組件300的燃燒室110的俯視截面圖。如圖3中所示，燃燒室110還包括側(cè)壁213和215以及前壁217。點火裝置260、262分別延伸穿過側(cè)壁215、213上的孔。通過致動馬達410移動致動桿400。燃燒室110還包括加壓空氣入口390。致動桿400被波紋管402和固定在燃燒室110的后壁212上的套404覆蓋。如圖2和3中所示，活動平臺240和平移板250的末端延伸穿過后壁212上的孔。致動馬達410和致動桿400用于在第一位置和第二位置之間移動平移板250和活動平臺240。如圖3中所示，平移板250和活動平臺240在第一位置，在該位置，格柵242、燃燒罐320的第二部分、可移動板250內(nèi)的孔254、和燃燒罐310的第一部分基本與頂部燃燒組件中的孔211對齊。
圖4是平移板250的仰視立體圖。該平移板250包括孔254和附連在靠近平移板250的一個邊緣上的斜坡(ramp)256。斜坡256被定位在平移板250的實心區(qū)域內(nèi)。當(dāng)平移板250移動到第二位置時用到斜坡256，下文將對其進行討論。
圖5是灰柱500的局部剖視立體圖。灰柱500具有擱置在活動平臺240的格柵242上的末端，由附圖標(biāo)記502標(biāo)出。灰柱500還包括立即要發(fā)生燃燒的末端，由附圖標(biāo)記504標(biāo)出。當(dāng)灰柱500達到高于平移板250的高度時，平移板250和活動平臺240基本同步地移動到第二位置。因而，平移板250中的孔254的邊緣將切斷一部分灰柱500?？?54以虛線在圖5中示出。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方案在活動平臺240和平移板250已移動到第二位置后的灰柱500的局部剖面立體圖。通過將平移板250移動到第二位置，底部或圓盤510被從主灰柱500切斷。換句話說，平移板250從具有孔的第一位置移動到平移板是實心的第二位置。隨著移動，孔起刀子的作用，將灰柱切成第一部分或圓盤510以及第二部分512。此外，隨著活動平臺240從第一位置移動到第二位置，孔244被定位在第一部分510或圓盤下方。平移板250的斜坡256迫使圓盤510落入到活動平臺中的孔244中。因而，最終結(jié)果是灰柱512被砍掉或一部分灰柱被移除，而可燃末端504保持燃燒。如箭頭610所示，圓盤或一部分灰柱510被壓入或落入到活動平臺240內(nèi)的孔244中。
底板220還包括孔221，它是通往可燃物托盤270的入口。因而，在圓盤510通過孔244下落之后，它通過孔221下落到燃燒物托盤270中?，F(xiàn)在暫時返回到圖2，當(dāng)圓盤落入到可燃物托盤270中時，它接觸或碰撞分配器274。分配器274防止連續(xù)的圓盤510一個堆在另一個的頂部。換句話說，分配器274分配在可燃物托盤270的臺面272上的圓盤510。一旦圓盤510被從灰柱500上移除，則平移板250和活動平臺240就被移回或返回到第一位置。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施方案在活動平臺240和平移板250已返回到第一位置后燃燒罐組件300內(nèi)的灰柱500的局部剖面立體圖?？梢钥闯觯谝瞥龍A盤510后已變短的灰柱500通過平移板250上的孔254下落。灰柱500的剩余部分則擱置在活動平臺240的格柵部分242上。在燃燒過程中完成所有這些時灰柱500繼續(xù)保持燃燒。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方案從爐子移除灰的方法800的流程圖。方法800包括在燃燒罐中燃燒燃料810、在燃燒罐中形成灰柱812以及移除一部分灰柱814。移除一部分灰柱814包括切一部分灰柱。在一些實施方案中，被移除的那部分灰柱比另一部分灰柱燃燒得更完全。方法800還包括向灰柱的頂部添加燃料816。在一些實施方案中，移除一部分灰柱814包括移除灰柱的底部，包括移除與接收燃料的灰柱末端相反的一部分灰柱。在一些實施方案中，移除一部分灰柱814包括在至少一部分灰柱燃燒期間移除一部分灰柱。具體實施方案的上述描述充分地揭示了本發(fā)明的概括特征，其他人通過應(yīng)用現(xiàn)有知識，可以很容易地將其改變和/或調(diào)整為其它各種應(yīng)用而沒有脫離這個總的構(gòu)思，因而這些調(diào)整和改變應(yīng)被理解為在所公開的實施方案的等同方案的范圍和意思內(nèi)。
應(yīng)該理解的是，這里所用的措詞和術(shù)語是為了描述，而不是為了限制。因此，本發(fā)明旨在包括落入在所附的權(quán)利要求的精神和寬范圍內(nèi)的所有這些替換方案、改變方案、等同方案和變化方案。
權(quán)利要求
1.一種爐子，包括燃燒室；燃燒室內(nèi)的燃燒罐，燃燒室還包括側(cè)壁；以及活動平臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子，其中活動平臺可在第一位置和第二位置之間移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子，其中活動平臺可在第一位置和第二位置之間移動，活動平臺上具有孔，該孔具有的橫截面區(qū)域至少與在側(cè)壁內(nèi)并離活動平臺最近的橫截面區(qū)域一樣大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子，其中活動平臺可在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置處活動平臺上具有格柵部分，格柵部分被定位在燃燒罐的末端附近，并且在第二位置處活動平臺上具有孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子，其中側(cè)壁上包括引導(dǎo)空氣進入燃燒罐的孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子還包括用于移動活動平臺的致動器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐子還包括可移動地穿過燃燒罐的內(nèi)部體積的板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爐子，其中所述板上具有孔，該孔具有至少與燃燒罐的橫截面區(qū)域一樣大的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爐子，其中所述板可在第一位置和第二位置之間移動，其中當(dāng)在第一位置時，該板上具有孔，該孔具有至少與燃燒罐的橫截面區(qū)域一樣大的區(qū)域，當(dāng)在第二位置時，該板包括能夠覆蓋燃燒罐的橫截面區(qū)域的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爐子，其中所述板還包括定位在板的孔附近的斜坡。
11.根據(jù)權(quán)利要求71所述的爐子，還包括用于移動可平移板的致動器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爐子，還包括用于基本同步地移動可平移板和活動平臺的致動器。
13.一種燃燒罐，包括第一側(cè)壁部分；第二側(cè)壁部分；以及在第一側(cè)壁部分和第二側(cè)壁部分之間插置的可平移板，該可平移板能在至少兩個位置處，其中該板上具有孔，該孔基本與第一側(cè)壁部分或第二側(cè)壁部分的內(nèi)部區(qū)域的橫截面區(qū)域相應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃燒罐，其中可平移板包括能將第一側(cè)壁部分與第二側(cè)壁部分隔開的部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃燒罐，其中可平移板包括能將第一側(cè)壁部分與第二側(cè)壁部分隔開的部分，其中該部分上包括多個格柵孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃燒罐，其中可平移板包括用于平移可平移板的致動器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃燒罐，還包括活動平臺。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃燒罐，其中活動平臺在第一區(qū)域上包括格柵并在第二區(qū)域上具有孔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的燃燒罐，還包括用于在至少第一位置和第二位置之間移動活動平臺的致動器，其中當(dāng)在第一位置時，格柵被定位在燃燒罐的第二部分的末端附近，并且其中當(dāng)在第二位置時，孔被定位在燃燒罐的第二部分的末端附近。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃燒罐，還包括用于移動活動平臺和可平移板兩者的致動器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的燃燒罐，其中致動器基本同步地移動活動平臺和可平移板。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃燒罐，還包括與燃燒罐流體連通的點火裝置。
23.一種方法，包括以下步驟在燃燒罐中燃燒燃料；在燃燒罐內(nèi)形成灰柱；并且移除一部分灰柱。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中移除一部分灰柱包括切除一部分灰柱。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中移除一部分灰柱包括移除比另一部分灰柱燃燒更完全的一部分灰柱。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在燃燒罐中燃燒燃料包括向灰柱的頂部添加燃料，并且其中移除一部分灰柱包括移除灰柱的底部部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中移除一部分灰柱包括移除與接收燃料的灰柱末端方向相反的一部分灰柱。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中移除一部分灰柱包括在至少一部分灰柱燃燒期間移除一部分灰柱。
全文摘要
一種在燃燒罐中燃燒燃料的方法，包括在燃燒罐內(nèi)形成灰柱以及移除一部分灰柱。燃燒罐包括第一側(cè)壁部分、第二側(cè)壁部分以及在第一側(cè)壁部分和第二側(cè)壁部分之間插置的可平移板。該可平移板能在至少兩個位置處。該平移板上具有與第一側(cè)壁部分或第二側(cè)壁部分的內(nèi)部區(qū)域的截面區(qū)域基本相應(yīng)的孔。
文檔編號F23G7/10GK1989372SQ200580015891
公開日2007年6月27日 申請日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者R·A·沃克, R·C·恩伯頓 申請人:畢克斯柏能源系統(tǒng)公司