[发明专利]侧面给料强制通风式生物质燃烧烹饪炉

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(e)要求2014年9月11日提交的的优先权的利益，美国临时专利申请no.62/048,884，该申请的全部内容通过引用合并因此。

技术领域

本发明公开了，例如通过利用被喷射到燃烧室中、氧化区处或附近的气体，帮助减少生物质炉的排放物的系统和装置。还公开了用于从生物质炉产生电能的系统和装置，以操作帮助喷射气体和/或收集废气的泵或鼓风机。

背景技术

改良型烹饪炉的全球商业市场是一个新生市场。虽然已经用了数十年时间进行炉改良规划，但由于较差的耐用性和性能，或对市场(诸如价格点)缺乏了解，错误投放的补贴，缺乏刺激和教育，这些规划影响有限。下文论述改良的烹饪炉的许多预期公共利益。

对农村民众的健康影响

已经观察到在发展中国家的农村区域的住宅中诸如CO和小于约10或2.5微米的颗粒物(PM₁₀、PM_2.5)的空气传播污染物的环境浓度超过了世界卫生组织(WHO)的暴露极限多达30X并且超过美国环境保护署的极限100X。这种室内空气污染(IAP)已经与全球疾病负担的近3％相关联并且是造成多达每年2百万早逝的主要因素。先进的气化烹饪炉已经证明了它们减少与三石炉相关的PM和CO排放物的潜能。

废气循环技术(EGR)可进一步减少排放物，大体上数十万使用者受益。

附图说明

图1示出目前公开的EGR烹饪炉和装置的各种实施例。

图2示出对于所公开的EGR样机的一个实施例与三石炉相比的排放改进。

图3示出对于EGR炉的一个实施例的谨慎的PM排放数据。

图4示出在30％氧气体积分数的同向流动的(a)N₂+O₂，(b)CO₂+O₂，(c)Ar+CO₂+O₂中煤烟体积分数、首要颗粒尺寸和首要颗粒分布的数量浓度。这些是同向流动的非预混合火焰的剖视“图片”(利用时间分辨的激光诱发炽光(TIRE-LII)和TEM拍摄)。燃料与三种不同的气体混合物同轴地流动，气体混合物的成分在图的下标中标记。

图5示出本文公开的风扇驱动的EGR系统的电源的各种实施例。

图6示出用于测试的EGR许可生物质炉的实施例的照片。

图7示出EGR许可生物质炉(顶部)的实施例的示意图和EGR装置的切割图。

图8是用于测试减排参数的EGR许可炉的实施例。

图9是从前部示出的图8的实施例，其中，两个喷射喷嘴位于炉的口部中。

图10描绘用于添加到生物质炉上的EGR装置。

图11描绘所公开的装置的一个实施例，其中，位于EGR许可炉中的喷射喷嘴具有优选的位置。

图12描绘所公开的装置的一个实施例，其中，位于EGR许可炉中的喷射喷嘴具有优选的几何结构。

图13是用于测试气体温度对排放的作用的所公开的系统和装置的一个实施例的照片。

图14示出对所公开的炉的一个实施例进行的起动阶段流速分析的结果。

图15示出对所公开的炉的一个实施例进行的稳定状态火力阶段流速分析的结果。

图16示出与所公开的装置和系统联用的喷嘴的各种位置。

图17示出测试作为温度的函数的排放量的研究分析。

图18示出对于各种喷嘴位置作为流速的函数的起动和稳定状态排放量。

图19示出对于侧面喷射喷嘴空气喷射流速优化的结果。

图20示出对于侧面喷射喷嘴作为喷嘴直径的函数的优化PM_2.5排放量的测试结果。

图21示出对于各种直径的喷射孔口稳定状态流速和优化排放量的结果。

图22示出对于3.2mm喷嘴的局部峰值排放量。

图23示出对于5.7mm喷嘴的局部峰值排放量。

图24示出在不同的空气喷射流速下燃烧室中的流分布以及对排放的作用。

图25示出在G3300中测试的各种喷射位置。

图26示出烟囱环喷嘴的实施例的若干图片。

图27示出在顶部喷射位置处的空气流速作用。

图28示出在烟囱底部处测试的喷射角度。

图29示出成角度的烟囱环喷嘴的实施例。