[发明专利]一种内循环式的生物质锅炉及其方法

权利要求书

1.一种内循环式的生物质锅炉，其特征在于：包括立式的柱状外壳体(14)，所述外壳体(14)内部同轴心设置有圆柱状的内壳体(9)，所述外壳体(14)与所述内壳体(9)之间形成助燃空气预热隔层(7)；还包括助燃空气供给管(8)，所述助燃空气供给管(8)的出气端连通所述助燃空气预热隔层(7)底端；所述内壳体(9)的上端周壁上呈圆周阵列均布有若干助燃空气导入孔(20)；

各所述助燃空气导入孔(20)将所述内壳体(9)的内腔与所述助燃空气预热隔层(7)的上端相互连通；所述助燃空气预热隔层(7)内同轴心并呈螺旋状盘旋设置有螺旋导流带(4)，所述螺旋导流带(4)的螺旋外缘一体化连接所述外壳体(14)的内壁，所述螺旋导流带(4)的螺旋内缘一体化连接所述内壳体(9)的外壁；所述螺旋导流带(4)将所述助燃空气预热隔层(7)分割成助燃空气预热螺旋通道(16)；所述内壳体(9)的内腔底部连通连接有排烟管(11)；

所述内壳体(9)的内壁呈螺旋状盘旋设置换热水管(29)，所述换热水管(29)的螺旋下端连通冷水供给管；所述换热水管(29)的螺旋上端连通热水导出管；

所述内壳体(9)的内腔为生物质粉粒燃烧室；所述生物质粉粒燃烧室内同轴心设置有上下贯通的生物质粉粒碳化传送筒(28)；所述外壳体(14)的下端同轴心设置有生物质粉粒提升筒(12)；所述生物质粉粒提升筒(12)的上端与所述生物质粉粒碳化筒(28)的下端同轴心一体化连接，所述生物质粉粒提升筒(12)与生物质粉粒碳化筒(28)所构成一体结构内同轴心设置有生物质粉粒碳化提升通道(028)；所述生物质粉粒碳化提升通道(028)内同轴心设置有转轴(27)，所述转轴(27)上呈螺旋状盘旋设置有绞龙提升叶片(6)，所述转轴(27)的旋转能使所述绞龙提升叶片(6)带动生物质粉粒碳化提升通道(028)内的生物质粉粒向上传送进给，所述转轴(27)与所述物质粉粒提升筒(12)下端通过轴承(13)转动连接；还包括固定安装的电机(26)，所述电机(26)与所述转轴(27)驱动连接；还包括呈倾斜状的生物质粉粒进料管(30)，所述生物质粉粒进料管(30)，所述生物质粉粒进料管(30)的下端连通所述生物质粉粒碳化提升通道(028)的下端；

所述生物质粉粒碳化筒(28)的上侧同轴心设置有叶轮筒(24)，所述叶轮筒(24)的内壁通过若干横向叶轮支撑柱(2)固定连接所述转轴(27)顶端；所述叶轮筒(24)随所述转轴(27)同步旋转；所述叶轮筒(24)内为上下贯通的生物质粉粒挤出通道(3)，所述生物质粉粒挤出通道(3)的内径与所述生物质粉粒碳化提升通道(028)的内径相同；且所述生物质粉粒碳化提升通道(028)的上端连通所述生物质粉粒挤出通道(3)；所述叶轮筒(24)的下端面与所述生物质粉粒碳化筒(28)的上端面间隙配合；所述叶轮筒(24)的筒外壁上呈圆周阵列分布有若干耐热金属材质的轴流风机叶片(22)；

所述内壳体(9)的内腔中还包括上下贯通的导流筒体(15)，所述叶轮筒(24)同轴心于所述导流筒体(15)的筒内下端，且各所述轴流风机叶片(22)的外缘与所述导流筒体(15)的筒内壁间隙配合；所述导流筒体(15)的筒内为生物质预燃腔(17)，所述生物质预燃腔(17)内设置有点火装置，所述导流筒体(15)的上端与所述内壳体(9)的顶部壁体(1)之间形成分散腔(21)，所述导流筒体(15)的下方为主燃烧腔(25)；所述导流筒体(15)的外壁与所述内壳体(9)的周向内壁之间形成火焰下降通道(5)；且各所述助燃空气导入孔(20)分布于所述火焰下降通道(5)的上端处，且所述导流筒体(15)的上端轮廓所在高度高出所述各所述助燃空气导入孔(20)所在高度；悬空状态的所述导流筒体(15)通过支撑架(18)与所述内壳体(9)的顶部壁体(1)支撑连接。

2.根据权利要求1所述的一种内循环式的生物质锅炉的操作方法，其特征在于：

步骤一，启动内循环过程：启动电机(26)，进而驱动转轴(27)旋转，进而转轴(27)带动叶轮筒(24)以及轴流风机叶片(22)同步旋转，旋转的轴流风机叶片(22)使主燃烧腔(25)内的气体连续补充至生物质预燃腔(17)内，并且使生物质预燃腔(17)内形成持续向上流动的气流，进而生物质预燃腔(17)内的气流向上流动至分散腔(21)内，进而分散腔(21)内的气流通过火焰下降通道(5)向下流动至返回主燃烧腔(25)内；该叶轮筒(24)以及轴流风机叶片(22)的旋转使内壳体(9)的内部的气体形成持续的上述内循环状态；

步骤二，点火过程：通过生物质粉粒进料管(30)持续向生物质粉粒碳化提升通道(028)内供给生物质粉粒；进而生物质粉粒在绞龙提升叶片(6)的作用下在生物质粉粒碳化提升通道(028)内做持续上升的运动，直至生物质粉粒碳化提升通道(028)内的生物质粉粒持续向上进给至生物质粉粒挤出通道(3)中，并通过生物质粉粒挤出通道(3)上端持续挤出至生物质预燃腔(17)内，此时由于生物质预燃腔(17)内在轴流风机叶片(22)作用下有持续向上流动的气流，因此从生物质粉粒挤出通道(3)上端挤出的生物质粉粒随生物质预燃腔(17)内的气流做持续上升的飘散运动，此时启动生物质预燃腔(17)内的点火装置，生物质预燃腔(17)内飘散的生物质粉粒被迅速点燃，进而被点燃的火焰在步骤一的内循环的作用下迅速充满整个内壳体(9)的内腔；进而完成锅炉的点火过程；

步骤三，助燃空气供给过程：步骤二的点火过程完成后，助燃空气供给管(8)迅速开始持续向助燃空气预热隔层(7)内供给助燃空气；助燃空气预热隔层(7)内的空气持续流经过助燃空气预热螺旋通道(16)后通过若干助燃空气导入孔(20)持续导入到火焰下降通道(5)中，在空气预热隔层(7)内的空气持续流经过助燃空气预热螺旋通道(16)的过程中持续受到高温状态的内壳体(9)壁体的加热，进而实现对助燃空气的预热，并且助燃空气预热隔层(7)还起到隔热作用，防止内壳体(9)的内部燃烧所产生的热量通过内壳体(9)壁体传导到外界，进而避免了热损失；进入火焰下降通道(5)中的助燃空气在内循环的作用下持续向下流动至主燃烧腔(25)中，进而维持生物质粉粒燃烧室的持续燃烧状态，直至整个锅炉进入稳定燃烧状态；

步骤四，锅炉稳定运行过程中的燃烧循环：生物质粉粒燃烧室内持续燃烧后，主燃烧腔(25)内的部分高温火焰气体在旋转的轴流风机叶片(22)的作用下，使主燃烧腔(25)内的部分火焰气体连续补充至生物质预燃腔(17)内，进而使生物质预燃腔(17)内产生持续的上升火焰气流，生物质预燃腔(17)内上升的火焰气流由于在主燃烧腔(25)中燃烧过，因而处于缺氧状态；与此同时由于生物质粉粒碳化筒(28)处于主燃烧腔(25)的燃烧中心部位，使生物质粉粒碳化筒(28)的壁体处于持续高温漆红状态，进而使生物质粉粒碳化提升通道(028)内的生物质粉粒在做持续向上搅动进给的过程中被持续高温碳化，最终以高温碳化粉粒的形式通过生物质粉粒挤出通道(3)持续挤出至生物质预燃腔(17)内，进而高温碳化粉粒随生物质预燃腔(17)内上升的高温火焰气流做持续上升的飘散运动，进而高温碳化粉粒随缺氧状态的高温气流经过分散腔(21)进一步分散后进入到火焰下降通道(5)中，进而分散腔(21)内的高温碳化粉粒随缺氧状态的高温气流通过火焰下降通道(5)向下流动至返回主燃烧腔(25)内，在高温碳化粉粒随缺氧状态的高温气流通过火焰下降通道(5)向下流动的过程中，若干助燃空气导入孔(20)持续向火焰下降通道(5)均匀导入助燃空气，进而使高温碳化粉粒随缺氧状态的高温气流通过火焰下降通道(5)向下流动的过程中被持续融入已经被预热的助燃空气，使高温碳化粉粒在火焰下降通道(5)内迅速获得氧气，进而使高温碳化粉粒随高温气流通过火焰下降通道(5)的过程中被持续燃烧，进而使火焰下降通道(5)内形成持续向下运动的火焰，并且最终涌入主燃烧腔(25)内进一步充分燃烧，与此同时主燃烧腔(25)内的部分高温火焰气体在旋转的轴流风机叶片(22)的作用下，使主燃烧腔(25)内的部分火焰气体连续补充至生物质预燃腔(17)内，实现燃烧循环，该循环燃烧过程实现生物质粉粒的碳化、高温分散、点燃过渡、完全燃烧的过程，进而使生物质燃烧效率更高，热能利用更加充分；生物质粉粒燃烧室内持续燃烧后持续对换热水管(29)进行加热，进而使换热水管(29)内流过的水持续升温，实现加热功能，上述内循环过程中主燃烧腔(25)内产生的烟气通过持续通过排烟管(11)排出外界。