用于燃烧颗粒状固体燃料的燃烧设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于燃烧颗粒状固体燃料的燃烧设备(100)和方法，例如木屑颗粒。根据本发明专利技术的燃烧设备(100)包括具有外壁(104)和内壁(106)的室(102)，内壁(106)将室(102)分成燃烧空气空间(108)和燃烧室(110)。此外，燃烧设备(100)包括用于提供主燃烧空气和次燃烧空气的至少一个鼓风装置(112)并包括用于使燃烧室(110)旋转的旋转装置(113)。燃烧室(110)的内表面包括用于当燃烧室(110)旋转时提升燃烧室(110)中的燃烧燃料的多个台阶(138)。此外，主燃烧空气被提供至燃烧室(110)中，用于助于燃烧燃料的燃烧并且用于使燃烧燃料在台阶(138)上移动。此外，次燃烧空气被提供至燃烧室(110)中，用于从燃烧室(110)中移除完全燃烧的燃料和/或燃烧气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于燃烧颗粒状固体燃料的燃烧设备(100)和方法，例如木屑颗粒。根据本专利技术的燃烧设备(100)包括具有外壁(104)和内壁(106)的室(102)，内壁(106)将室(102)分成燃烧空气空间(108)和燃烧室(110)。此外，燃烧设备(100)包括用于提供主燃烧空气和次燃烧空气的至少一个鼓风装置(112)并包括用于使燃烧室(110)旋转的旋转装置(113)。燃烧室(110)的内表面包括用于当燃烧室(110)旋转时提升燃烧室(110)中的燃烧燃料的多个台阶(138)。此外，主燃烧空气被提供至燃烧室(110)中，用于助于燃烧燃料的燃烧并且用于使燃烧燃料在台阶(138)上移动。此外，次燃烧空气被提供至燃烧室(110)中，用于从燃烧室(110)中移除完全燃烧的燃料和/或燃烧气体。【专利说明】
大体上，本专利技术涉及燃烧设备。更具体地，本专利技术涉及燃烧设备和用于燃烧颗粒状固体燃料(例如，木屑颗粒)的方法。
技术介绍
目前，诸如颗粒炉(pelletstove)的颗粒状固体燃料燃烧设备(下文中称为燃烧设备)正在取代传统的油加热系统，特别是在两个或者一个家庭的房子中。这种现象由多个原因造成；仅仅举几个例子，油价正在每年增长，从而导致对于居民来说承担更多的费用，很多人考虑到了使用化石燃料的环境问题，并且在多个国家，使用可再生能源会通过国家资金给予补贴。用于固体颗粒状燃料的燃烧设备的使用也可以是环境的和经济的选择；例如，固体燃料通常是无毒的并且容易处理，并且还是可再生燃料，与油相比固体燃料是更便宜的。此外，作为固体颗粒状燃料的实例的木屑颗粒是极其密实的并且可产生有低的含湿量，这可允许木屑颗粒以非常高的燃烧效率来燃烧。尽管，在燃烧设备与传统的油加热系统之间存在许多相似性，但是燃烧设备仍存在一些缺点:常常发生的是，因为燃烧过程没有完全地燃烧燃料，所以燃烧设备消耗比它们应该消耗的更多的燃料。由于这个的原因，在未燃烧的或者部分燃烧的燃料颗粒熔化到燃烧室的壁上的情况下，部分燃烧的燃料可填充燃烧室并且还可能对燃烧室造成损坏。因此，必须频繁地清空和清洁燃烧设备，这对于执行而言会是费力且困难的过程。此外，必须以某种方式将燃烧过的燃料的灰烬从燃烧室中移除。在没有仔细地移除的情况下，灰烬残渣最后填满该室并且可堵塞空气通道，这会降低燃烧效率并且增加燃料消耗。此外，灰烬和不完全燃烧的燃料可导致掺杂的燃烧过程，这增加了空气中不期望的微细颗粒的数量。现有技术已知防止燃料的熔化的多个炉篦(grate)解决方案。在文献RU2371634C中公开了一个实例，在该实例中炉篦具有交错的外形，这还被设置成进行往复运动。不利地，这种解决方案没有解决部分燃烧的燃料的问题，并且因此并未减少燃料消耗。在文献EP0126619B1中公开了其他现有技术的解决方案，在该解决方案中燃烧设备包括用于使可燃烧固体上升并且泻落(cascade)的装置，以实现高燃烧效率。但是，该解决方案没有解决聚集到燃烧室中并且可阻碍燃烧过程的空气供给的灰烬的问题。不利地，上述解决方案也没有解决积累灰烬的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是避免或者至少减小上文所述的现有技术解决方案的缺点。本专利技术的目的通过一种解决方案来实现，在该解决方案中用于颗粒状固体燃料的燃烧设备布置成升起燃烧室中的燃料颗粒并以适当的角度提供燃烧空气流，以便将燃料颗粒完全燃烧成灰烬并且从燃烧室中移除完全燃烧的燃料(完全燃烧的燃料是足够轻量的)和/或燃烧气体。根据本专利技术的用于燃烧颗粒状固体燃料的燃烧设备的特征在于权利要求1的特征。根据一优选的实施例，根据本专利技术的用于燃烧颗粒状固体燃料的燃烧设备包括具有外壁和内壁的室，该内壁将该室分成燃烧空气空间和燃烧室。此外，燃烧设备包括用于提供主燃烧空气和次燃烧空气的至少一个鼓风装置并包括用于使燃烧室旋转的旋转装置。燃烧室的内表面包括用于当燃烧室旋转时提升燃烧室中的燃烧燃料的多个台阶。此外，主燃烧空气被提供至燃烧室中，以用于有助于燃烧燃料的燃烧并且用于使燃烧燃料在台阶上移动。此外，次燃烧空气被提供至燃烧室中，以用于从燃烧室中移除完全燃烧的燃料和/或燃烧气体。在一个实施例中，燃烧室具有圆筒的形状。燃烧室的圆筒形形状是优选的，这是因为室的旋转在本专利技术中是必需的。在一个实施例中，燃烧设备包括一个鼓风装置，该鼓风装置布置成将主燃烧空气和次燃烧空气两者提供至燃烧室中，以及提供对燃烧设备的室的冷却。在另一实施例中，燃烧设备还包括具有后燃烧燃烧空气的后燃烧部件。该后燃烧部件优选地包括例如套管，该套管用于减小作为用于完全燃烧的燃料和/或燃烧气体从燃烧室中离开的通道而被设置在后燃烧部件中的输出开口的半径。后燃烧部件的颈部是有利的，因为它物理地阻止未完全燃烧的燃料从燃烧室中排出。仍然在另一实施例中,燃烧空气空间是连续的。连续的空气空间是有利的,这是因为连续的空气空间可实现使用一个鼓风装置以用于提供所有所需要的燃烧空气类型；主燃烧空气、次燃烧空气以及附加的后燃烧燃烧空气。仍然在一个实施例中，燃烧室内的台阶被耦接在一起，并且在另一实施例中，至少一个孔设置成穿过至少一个台阶，以用于将主燃烧空气导向至燃烧室中。在一个实施例中，燃烧室的内表面(特别是燃烧室内的台阶)用某一适合的抗高温的涂覆材料涂覆，诸如陶瓷涂覆层，以用于改善燃烧过程。涂覆层的使用是有利的，这是因为涂覆层可进一步防止燃烧燃料颗粒粘进燃烧室的表面中。在一个实施例中，燃烧室包括用于在大致平行于燃烧室的旋转轴线的方向上将次燃烧空气提供至燃烧室中的至少一个孔。在一个实施例中，燃烧室的旋转运动是脉动(pulsating)的，并且在另一实施例中，所述燃烧室的脉动的旋转运动是能根据燃料类型和/或尺寸调节的。仍然在一个实施例中，燃烧设备还包括进料设备，诸如螺旋结构，用于将燃烧燃料供给至所述燃烧室，并且在另一实施例中，燃烧设备还包括点火装置，诸如电的和/或线绕的电阻器，用于加热燃烧空气以便点燃待供给至燃烧室中的燃烧燃料。一种用于使用根据本专利技术的燃烧设备燃烧颗粒状固体燃料的方法的特征在于权利要求17的特征。在一个实施例中，一种用于使用本专利技术的燃烧设备燃烧颗粒状固体燃料的方法包括下列阶段:-将颗粒状固体的、被点燃的燃料供给至所述燃烧室的起始处；-将所述燃烧室设置成进行旋转运动，以用于通过形成所述燃烧室的内表面的所述台阶来提升燃料；-在大致平行于和/或沿着所述燃烧室的周缘的方向上将主燃烧空气提供至所述燃烧室中，以用于在所述燃烧室中燃烧和移动所述燃烧燃料；-在大致平行于所述燃烧室的旋转轴线的方向上将次燃烧空气提供至所述燃烧室中，以用于从所述燃烧室中移除完全燃烧的燃料和/或燃烧气体。在从属权利要求中描述了本专利技术的一些优选的实施例。当与现有的已知的解决方案比较时，可通过本专利技术来实现显著的优点。首先，根据本专利技术的燃烧设备可适于各种颗粒状固体燃料，诸如木屑颗粒、生物质颗粒、泥炭颗粒、草颗粒、同质木片以及煤。此外，在两个或者一个家庭的房子中所使用的常规油加热系统可由根据本专利技术的燃烧设备所取代。本专利技术的燃烧方法可在燃烧室内部提供以涡流的形式并在高温下混合的既高效又完全的燃烧空气，这可保证燃料的气相不能逸出或者不能保持由于缺乏燃烧空气而导致的不完全燃烧。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃烧颗粒状固体燃料的燃烧设备，所述燃烧设备包括：‑室，具有外壁和内壁，所述内壁将所述室的内部空间分成燃烧空气空间和燃烧室，‑至少一个鼓风装置，用于提供燃烧空气，以及‑旋转装置，用于使所述燃烧室旋转，其中，所述燃烧室的内表面包括多个台阶，所述台阶用于提升所述燃烧室中的燃烧燃料，并且至少一个孔设置成穿过至少一个台阶，以用于在大致平行于和/或沿着所述燃烧室的周缘的方向上将主燃烧空气导向至所述燃烧室中，使得有助于所述燃烧燃料的燃烧并且使得所述燃烧燃料在所述台阶上移动，并且所述燃烧室包括至少一个孔，所述孔用于在大致平行于所述燃烧室的旋转轴线的方向上将次燃烧空气提供至所述燃烧室中，所述次燃烧空气用于从所述燃烧室中移除完全燃烧的燃料并且可选地移除燃烧气体，其中，由所述旋转装置提供的所述燃烧室的旋转运动和所述主燃烧空气一起将完全燃烧的燃料升起至所述次燃烧空气中，以将完全燃烧的燃料从所述燃烧室中移除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂·帕皮宁，米科·帕皮宁，
申请(专利权)人：可奈皮亚M帕皮宁有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI