一种生物质气燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃烧器设备技术领域，特别是一种生物质气燃烧器。

背景技术：

生物质气是以有机生物质(比如木材、作物秸秆等等)为原料经高温裂解等生产的可燃气体，其具有燃烧效率优于原有机生物质，且减少了环境污染的特点，因此在生产领域等中应用较为广泛。生物质气属于低热值可燃气体，生物质气需要足够合适的空气比例才能达到好的燃烧效果，不然会导致热效率降低，对其有效应用造成一定制约。

现有的生物质气燃烧器为了达到好的燃烧产热效果，一般采用在燃烧器的生物质气管后侧端并联一根经鼓风机进气的空气管，应用中，生物质气管输入的生物质气和空气同步进入燃烧器的生物质气管内，然后在气管前燃烧(燃烧器的生物质气管前端位于炉膛内，燃烧器燃烧产生的热能作用于炉膛上的锅炉等)；由于，生物质气、空气直接进入燃烧器的生物质气管内，进入燃烧器的生物质气管内前没有得到充分混合，因此生物质气不能有效充分燃烧，不利于提高生物质气的热效率。再者，现有的生物质气燃烧器调节空气和生物质气的配比都是人为操作，由于生物质气输入至燃烧器的生物质气管内受到各种原因影响流量不是恒定的，也就是说在鼓风机输出的空气流量一定的前提下，当生物质气输入量变大或变小时(比如其他用户用气或停止运气导致气流量变大或变小)，都会导致生物质气和空气的配比不合适，对生物质气的燃烧效率带来了影响，如果过程中，人为调节鼓风机的调速开关进行生物质气和空气的比例配比改变，又会给操作人员带来不便，且操作人员不可能实时守在燃烧器旁，因此不能有效保证生物质气燃烧处于尽可能高的热效率。

技术实现要素：

为了克服现有的生物质气燃烧器因结构所限，生物质气、空气进入生物质气管内前没有得到充分混合，生物质气不能充分燃烧，以及在生物质气输入至生物质气管内流量变大或变小时，会导致生物质气和空气的比例不匹配，人为调节鼓风机的调速开关进行生物质气和空气的比例配比改变，会给操作人员带来不便，不能有效保证生物质气燃烧处于尽可能高热效率的弊端，本实用新型提供了生物质气和鼓风机输出的空气进入生物质气管内前能得到充分混合，并在燃烧器本体的前端设置有温度计(温度变送器)，应用中，在相关机构共同作用下，能自动根据炉膛里的温度进行鼓风机空气流量的调节，从而尽可能保证了生物质气和空气的配比比例合适，达到好的生物质气燃烧效率的一种生物质气燃烧器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生物质气燃烧器，包括生物质气燃烧器本体、鼓风机、温度变送器、开关电源、手动阀门；其特征在于还具有气体混合器、调速装置、温度控制电路、时间控制电路；所述气体混合器是一个罐体，罐体的两侧端有气管道，其中一根气管道和第一只手动阀门、生物质气供气管串联连接，另一根气管道和第二只手动阀门、鼓风机的排气管串联连接；所述生物质气燃烧器本体的生物质气管的下端有进气管，进气管下端和罐体上端连接；所述生物质气管内有隔离板，温度变送器安装在隔离板前，温度变送器感温头位于炉膛内；所述生物质气燃烧器本体安装在炉膛燃烧口处；所述调速装置安装在鼓风机配套的调速开关上，开关电源、温度控制电路、时间控制电路安装在元件盒内；所述开关电源的电源输出两端分别和温度变送器、温度控制电路电源输入两端电性连接，温度控制电路电源输出两端分别和时间控制电路的电源输入两端电性连接，温度变送器信号输出端和温度控制电路的信号输入端电性连接；所述时间控制电路的两路电源输出端分别和调速装置的电机减速器正负两极、负正两极电源输入端之间电性连接。

进一步地，所述开关电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述调速装置包括电机齿轮减速器、按钮常闭式微动电源开关，电机齿轮减速器的壳体两侧端有支撑杆，支撑杆的下端安装在鼓风机调速开关的外壳体上端，电机齿轮减速器的动力输出轴下有套圈，套圈套在鼓风机调速开关的调速手柄外侧，两只电源开关分别安装在两只支撑杆的后侧端中部、且其按钮位于支撑杆后侧端，电机齿轮减速器的动力输出轴中部安装有一只条板。

进一步地，所述温度控制电路包括可调电阻、npn三极管和继电器、电阻，其间经电路板布线连接，可调电阻一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和电阻一端、第二只npn三极管基极连接，第二只npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极和控制电源输入端和电阻另一端连接，两只npn三极管发射极连接。

进一步地，所述时间控制电路包括时控开关和继电器，其间经电路板布线连接，继电器电源输入两端和时控开关的两个电源输出端分别连接，继电器控制电源输入两端和时控开关的两个电源输入端分别连接，调速装置的两只电源开关分别串联在继电器其中一个常开触点端和电机齿轮减速器成品负极电源输入端之间，以及继电器其中一个常闭触点端和电机齿轮减速器成品正极电源输入端之间。

本实用新型有益效果是：本新型使用前和现有生物质气燃烧器完全一致，生物质气燃烧器本体的生物质气管前外侧安装在炉膛前侧。本新型应用中，生物质气和空气进入燃烧器本体生物质气管内，并在炉膛内燃烧前，会先进入球形罐体内下端，可在球形罐体内充分混合后再进入生物质气管内，并在炉膛内燃烧，能达到好的燃烧效率。在应用中，当生物质气和空气配比不合适导致燃烧温度变低时，在温度控制电路、时间控制电路共同作用下，时间控制电路会自动先调节小鼓风机的风量，调节好生物质气和空气的比例，调节过程中，如果温度变高自动停止调节工作，调节后，如果温度还是没有变高，时间控制电路会自动调节大鼓风机的风量，调节过程中，如果温度变高自动停止调节工作，上述调节过程循环进行，直到炉膛内温度恢复到正常为止。本新型不需要人为操作，并能提高生物质气燃烧效率。基于上述，所以本新型具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型平面结构示意图；

图2是本实用新型调速装置的平面结构示意图。

图3是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种生物质气燃烧器，包括具有点火枪1及生物质气管2等的生物质气燃烧器本体3、具有调速开关的鼓风机4、铂铑热电偶温度变送器5、开关电源6、手动阀门71及72，生物质气燃烧器本体3的点火枪1横向位于生物质气管的中部固定管8内且前侧位于炉膛9内，点火枪1外侧和生物质气管2内处于隔绝状态，点火枪1的后侧端位于生物质气管2的最后侧外；还具有气体混合器10、调速装置11、温度控制电路12、时间控制电路13；所述气体混合器是一个球形罐体，罐体10的左右两侧下端垂直焊接有两只气管道101、气管道101内部和罐体内相通，其中一根气管道101和生物质气供气管14经管道及管道接头连接，第一只手动阀门71经管道及管道接头串联在其中一根气管道101和生物质供气气管14之间，另一根气管道101和鼓风机4的排气管经管道及管道接头连接，在另一根气管道101和鼓风机4的排气管之间经管道及管道接头串联有第二只手动阀门72；所述生物质气燃烧器本体的生物质气管2的下端前部焊接有一根和其内部相通的进气管21，进气管21下端焊接在罐体10中部上且和罐体10内部相通；所述位于进气管21后侧的生物质气管内焊接有一个隔离板22(隔离板22将固定管前外侧、生物质气管内前侧和生物质气管2后内侧隔断)，隔离板22上端有一个开孔，温度变送器5自身探测管中部经其外螺纹用螺母安装在隔离板22开孔处，温度变送器5前端感温头位于生物质气管2前外侧端并位于炉膛9内，温度变送器5中部及后端壳体电气部分位于隔离板22后侧端；所述生物质气燃烧器本体3的生物质气管2前端外侧经螺杆螺母等安装在炉膛9燃烧口处；所述调速装置11安装在鼓风机配套的调速开关41上，开关电源6、温度控制电路12、时间控制电路13安装在电路板上，电路板安装在元件盒15内，元件盒15安装在电气控制箱内。

图1、2中所示，调速装置11包括品牌正科、功率10w的电机齿轮减速器成品111、按钮常闭式微动电源开关112，电机齿轮减速器11的壳体两侧端各焊接有一只“┍”及“┑”型支撑杆113，支撑杆113的下端经其自身外螺纹用螺母安装在鼓风机调速开关的外壳体42上端，电机齿轮减速器111的下端动力输出轴焊接有一只下端为开放式结构的套圈114，套圈114套在鼓风机调速开关的外壳体上中部调速手柄43外侧且两者紧密接触在一起，两只电源开关112分别用胶粘接安装在两只支撑杆113的后侧端中部、且其按钮位于支撑杆113后侧端，在电机齿轮减速器111的动力输出输出轴中部横向焊接有一只矩形条板115，矩形条板115向左转动到一定位置其前侧端接触左端电源开关112的按钮、电源开关112内部触点开路，矩形条板115向右转动到一定位置其后端接触右端电源开关112按钮、电源开关112内部触点开路，电机齿轮减速器成品111带动鼓风机调速开关的调节手柄43(鼓风机调速开关的调节手柄43转动角度350度左右)转动角度170度左右，实现调速开关41从较低电压到最高电压的输出。鼓风机4是工作电压交流220v、功率100w的鼓风机，其配套有一个分体式调速开关41，调速开关41安装在电气控制箱内，调速开关41品牌是zogxn、型号是wbt-1kw。

图3中所示，铂铑热电偶温度变送器a1是型号sbwrp2-230的铑热电偶温度变送器成品，最高探测温度1600℃、工作电压直流12v，具有两根电源线1及2脚、一根信号输出线3脚，工作时前端探测头受到探测的温度高低不同，信号输出线3脚会输出0-10v之间变化的电压信号，和温度变送器a1相连的导线从生物质气管的右侧端中部开孔向外引出。开关电源a是品牌明纬的交流220v转12v直流开关电源模块成品，功率200w。温度控制电路包括可调电阻rp、npn三极管q1及q2和继电器k、电阻r，其间经电路板布线连接，可调电阻rp一端和第一只npn三极管q1基极连接，第一只npn三极管q1集电极和电阻r一端、第二只npn三极管q2基极连接，第二只npn三极管q2集电极和继电器k负极电源输入端连接，继电器k正极和控制电源输入端和电阻r另一端连接，两只npn三极管q1、q2发射极连接。时间控制电路包括时控开关a2和继电器k1，其间经电路板布线连接，时间控制器a2是品牌为chnt/正泰、型号kg316t的微电脑时控开关成品，微电脑时控开关成品a2具有液晶显示屏，以及取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟按键，还具有两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚，实际应用中，使用者(生产技术人员)分别操作七只按键，可设定两个电源输出端3及4脚输出电源的时间，微电脑时控开关成品内部电路具有记忆功能，只要不进行二次手动设置调节，外部电源停电也不会导致上次内部设定的时间程序改变；继电器k1电源输入两端和时控开关a2的两个电源输出端3及4脚分别连接，继电器k1控制电源输入两端和时控开关a2的两个电源输入端1及2脚分别连接，调速装置的两只电源开关s及s1分别串联在继电器k1其中一个常开触点端和电机齿轮减速器成品m负极电源输入端之间，以及继电器k1其中一个常闭触点端和电机齿轮减速器成品m正极电源输入端之间。开关电源a的电源输入两端1及2脚和交流220v电源两极分别经导线连接，开关电源a的电源输出两端3及4脚分别和温度变送器a1电源输入两端1及2脚、温度控制电路电源输入两端继电器k控制电源输入端及npn三极管q1发射极经导线连接，温度控制电路的电源输出两端继电器k常开触点端及npn三极管q1发射极分别和时间控制电路的电源输入两端时控开关a2的1及2脚经导线连接，温度变送器a1信号输出端3脚和温度控制电路的信号输入端可调电阻rp另一端经导线连接；所述时间控制电路的两路电源输出端继电器k1两个常开触点端及两个常闭触点端分别和调速装置的电机齿轮减速器m正负两极、负正两极电源输入端之间经导线连接。

图1、2中所示，本新型使用前和现有生物质气燃烧器完全一致，生物质气燃烧器本体的生物质气管2前外侧安装在炉膛9前侧，操作人员打开点火枪1点燃经生物质气管2内前，进入炉膛9内的生物质气、空气混合物后(工作时，先打开鼓风机的电源开关)，生物质气就可在炉膛9内燃烧、热量作用于炉膛9上端的被加热设备(锅炉等)。应用中，生物质气经生物质气供气管14通过气管道101进入球形罐体10内，鼓风机4输出的空气同时经气管道101进入球形罐体10内，由于，两只气管道101位于罐体10的左右两侧下端，进入罐体内气体因为罐体10内部空间突然变大、流速变慢，这样进入罐体10内的生物质气、空气会先在罐体10内下端交合，然后在罐体10中部以上充分混合，再通过生物质气进气管21进入炉膛内继续燃烧，这样空气和生物质气进入生物质气管2内，并在生物质气管2前端燃烧前，会在罐体10内中部上部得到充分混合，尽可能保证了燃烧效率。

图1、2、3中所示，生物质气在炉膛9内燃烧的同时，使用者打开开关电源a的电源开关后，开关电源a得电工作在其内部电路作用下其3及4脚、会输出稳定的12v直流电源进入温度变送器a1及温度控制电路的电源输入两端，于是，温度变送器a1、温度控制电路处于得电工作状态；实际应用中，当炉膛内燃烧的生物质气燃烧充分、温度高于950℃左右时(950℃的燃烧温度也属于高效率燃烧状态，因此本实施例为了方便控制取值950℃)，此刻温度变送器a1的前端感温头受到炉膛内温度作用、其3脚输出的信号电压经可调电阻rp降压限流后高于npn三极管q1的基极0.7v起始电压，npn三极管q1导通其集电极输出低电平进入npn三极管q2的基极，npn三极管q2的基极无合适正向偏压处于截止状态，继电器k处于失电状态，那么后续的时间控制电路不会得电工作，调速装置也就不会对鼓风机的调速开关41进行调速。实际应用中，当炉膛内燃烧的生物质气燃烧不充分温度低于950℃时，此刻温度变送器a1的前端感温头受到炉膛内温度作用、其3脚输出的信号电压经可调电阻rp降压限流后低于npn三极管q1的基极0.7v起始电压，npn三极管q1截止其集电极不再输出低电平进入npn三极管q2的基极，此时，npn三极管q2的基极通过电阻r降压限流从12v电源正极获得合适正向偏压导通，进而npn三极管q2导通其集电极输出低电平进入继电器k负极电源输入端，于是，继电器k得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合。由于时间控制电路正极电源输入端和继电器k的常开触点端连接，所以此刻时间控制电路会得电工作。

图1、2、3中所示，时间控制电路得电工作后，时控开关a2在其内部电路作用下，以及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，会先输出10秒钟电源、然后每间隔10秒钟输出10秒钟电源；时控开关a2的3及4脚输出电源进入继电器k1的电源输入两端后，继电器k1就会先得电吸合10秒钟，然后每间隔10秒钟得电吸合10秒钟。继电器k1得电吸合的10秒钟时间内、其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合，由于，继电器k1两个控制电源输入端和时控开关a1的1及2脚连接，继电器k1两个常开触点端和电机齿轮减速器成品m正负两极电源输入端分别连接，所以，此刻电机齿轮减速器成品m会得电工作其动力输出轴经套圈114带动鼓风机4的调速开关41的调速手柄慢慢向左转动，这样鼓风机4的转速会逐渐降低，(调速开关41输入至鼓风机的电源电压降低)输出空气量减少，和生物质气混合的空气量慢慢减少；当电机齿轮减速器成品m的动力输出轴带动矩形条板115向左转动到止点前，条板115其前侧端接触左端电源开关112(s)按钮、电源开关s内部触点开路，由于,电源开关s分别串联在继电器k1其中一个常开触点端和电机齿轮减速器成品m负极电源输入端之间，所以此刻电机齿轮减速器成品m会停止工作，防止带动调速开关41的调速手柄向左转动角度过大造成调速开关41的损坏。实际情况下，电机齿轮减速器成品m带动调速开关41慢慢向左转动，如果炉膛9内温度变低是因为生物质气流量变低、空气比例过大导致的，那么过程中由于鼓风机4的转速慢慢变低、空气慢慢变少，这样生物质气和空气比例就能达到合适比例，生物质气就会有效得到燃烧、温度上升；当温度上升到950℃以上后，温度变送器a1的3脚输出电压高于0.7v时，npn三极管q2截止、继电器k失电不再吸合，那么时控开关a2均会失电不再工作，满足了温度调节需要。

图1、2、3中，时间控制电路得电工作后，时控开关a2的3及4脚输出10秒钟电源，电机齿轮减速器成品m带动调速开关41慢慢向左转动，如果炉膛内温度没有变高，温度变送器a1的3脚输出电压仍然低于0.7v，npn三极管q2继续导通、继电器k继续得电吸合，时控开关a2继续得电的时间内，10秒钟后时控开关a2的3及4脚会停止10秒钟、输出电源进入继电器k1源输入两端，继电器k1电不再吸合的10秒钟时间内、其两个控制电源输入端和两个常闭触点端分别闭合，由于继电器k1两个控制电源输入端和时控开关a1的1及2脚连接，继电器k1两个常闭触点端和电机齿轮减速器成品m负正两极电源输入端分别连接，所以此刻电机齿轮减速器成品m会得电工作其动力输出轴经套圈114带动鼓风机4调速开关41的调速手柄慢慢向右转动，这样鼓风机4的转速会逐渐变高(调速开关41输入至鼓风机的电源电压变大)，输出空气量变大，和生物质气混合的空气量慢慢变大；当电机齿轮减速器成品m的动力输出轴带动矩形条板115向右转动到止点前，条板115其后侧端接触右端电源开关112(s1)按钮、电源开关内部触点开路，由于，电源开关s1分别串联在继电器k1其中一个常闭触点端和电机齿轮减速器成品m正极电源输入端之间，所以此刻电机齿轮减速器成品m会停止工作，防止带动调速开关41的调速手柄向右转动角度过大，造成调速开关损坏。实际情况下，电机齿轮减速器成品m带动调速开关41慢慢向右转动，如果炉膛内温度变低是因为生物质气流量变大、空气比例过小导致的，那么过程中由于鼓风机4的转速慢慢变大、空气慢慢变多，这样生物质气就会有效得到燃烧、温度上升；当温度上升到950℃以上后，温度变送器a1的3脚输出电压高于0.7v时，npn三极管q2截止、继电器k失电不再吸合那么时控开关a2均会失电不再工作，满足了温度调节需要。通过上述电路作用，如果电机齿轮减速器成品m带动调速开关41的调速手柄慢慢向右转动炉膛内温度仍然没有达到950℃，那么在时控开关a2作用下，10秒钟后，电机齿轮减速器成品m又会带动调速开关41的调速手柄慢慢向左转动，10秒钟后，电机齿轮减速器成品m又会带动调速开关41的调速手柄慢慢向右转动……直到炉膛9内温度达到950℃，电机齿轮减速器成品m才停止工作，有效满足了温度调节所需。

图1、2、3中，本新型生产时需要确定可调电阻rp的电阻值，具体确定时把温度变送器a1的左端感温头放在火源上，并慢慢调节火源的进气阀门，结合高温温度计测得的火源温度，当略低于950℃时，技术人员调节可调电阻rp的调节手柄，当刚好调节到继电器k得电时，可调电阻rp的电阻值就调节到需要，然后技术人员断开电源把可调电阻rp暂时从电路分离测试可调电阻rp的电阻值，就是后续生产所需的可调电阻rp电阻值，后续生产可先将可调电阻rp阻值调节到位或采用固定电阻代替，不需要再次确定。本新型中安装好后，安装技术人员在所在区域生物质气用气低峰时间段(比如节假日、深夜等)，全部打开两只手动阀门，并使调速开关的调节手柄位于右止点位置(鼓风机输出的空气量最大)，然后技术人员慢慢调节两只手动阀门71及72的手柄，控制进入燃烧器本体的生物质气管内、生物质气和空气的比例，并结合高温温度计测得的炉膛9内火源温度，当刚好调节到炉膛内温度处于最高时(950℃以上)就达到调节需要，后续不再需要进行调节。通过上述，后续炉膛内温度低于950℃时，由于空气量最大，那么温度就是生物质气量变小导致的，这样，就能使温度低时初始状态，电机齿轮减速器成品m带动调速开关手柄向左转动空气流量慢慢变小，使调试时炉膛9内温度能尽可能快的时间内升温(上述调节，初次使用调节一次就可，后续一般不再进行调节)。本实施例中，由于电机齿轮减速器成品m带动鼓风机调速开关的调节手柄(鼓风机调速开关的调节手柄转动角度350度左右)转动角度170度左右，实现了调速开关从较低电压到最高电压的输出,因此，调速开关手柄转到左止点或右止点过程中，鼓风机均处于工作状态，都不会导致生物质气燃烧时因没有空气输入而熄灭。可调电阻rp阻值4m(调节到2.26m)、电阻r阻值是47k，npn三极管q1、q2型号分别是9014、9013；继电器k、k1是dc12继电器。

以上显示和描述了本新型的基本原理和主要特征及本新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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