專利名稱：農(nóng)業(yè)廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被安排成調(diào)節(jié)來(lái)自農(nóng)業(yè)機(jī)具的內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放物的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 尤其是涉及調(diào)節(jié)需適當(dāng)?shù)乇话才懦稍谵r(nóng)業(yè)播種機(jī)內(nèi)與種子一起注入地面的廢氣的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，或者任何在利用經(jīng)調(diào)節(jié)的排放物后經(jīng)調(diào)節(jié)的廢氣會(huì)對(duì)植物的碳循環(huán)或者土壤的無(wú)機(jī)物或化學(xué)變化具有生理性影響的農(nóng)業(yè)機(jī)具的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)是烴類燃料和化肥的巨大消耗產(chǎn)業(yè)。20卡轉(zhuǎn)換產(chǎn)生大約1卡的食物。使用工業(yè)固定化肥已經(jīng)和將以高能量代價(jià)來(lái)增加產(chǎn)量。過(guò)度使用銨含量高或用氯化物鹽類制成的化肥會(huì)導(dǎo)致改變植物的吸收，使植物吸收較多的負(fù)離子和較少的正離子。長(zhǎng)期下來(lái)，這可以影響許多關(guān)鍵性的諸如光合作用之類的植物生理過(guò)程和改變根溢泌物的PH。植物的根溢泌物養(yǎng)育許多土壤微生物，而根溢泌物的化學(xué)成分確定了與根關(guān)聯(lián)的微生物群的物種差異。微生物群的物種差異的改變可以影響植物生命力、土壤營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)和植物無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)吸收。微生物細(xì)胞分析表明，細(xì)胞凈重超過(guò)95%由碳、氮、氧、氫、磷、硫、鈣、鉀、鎂和鐵構(gòu)成。 這些元素對(duì)于微生物生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)需要毫克量級(jí)。還需要微克量級(jí)的微量元素(鋅、銅、鉬、鈷、 錳和鎳)。這些元素用來(lái)合成蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸，作為在酶復(fù)合和其他關(guān)鍵性生理過(guò)程中的輔助因素。發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣具有許多這樣的元素，呈現(xiàn)為被氧化的形式，是微生物生長(zhǎng)所需要的。在標(biāo)準(zhǔn)化的隔離土壤微生物的土壤當(dāng)量介質(zhì)中，只有毫克分子濃度(例如，2. 5mM銨和2. 5mM亞硝酸鹽)被用來(lái)隔離和生長(zhǎng)上百萬(wàn)個(gè)土壤細(xì)菌和真菌。這些可以通過(guò)使土壤暴露于經(jīng)調(diào)節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣來(lái)提供。很可能是將經(jīng)調(diào)節(jié)的廢氣添加到土壤中由于提供了呈現(xiàn)為被氧化的形式的諸如氮、鈣、磷和鐵就促進(jìn)了土壤微生物的生長(zhǎng)。刺激土壤微生物的生長(zhǎng)可以增加營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)，增加促進(jìn)植物生長(zhǎng)的根瘤菌繁殖，以及普遍地改善土壤的生態(tài)肥沃性，從而減少對(duì)化肥的需求。微生物用經(jīng)氧化的化合物作為原料形成成為植物和微生物刺激物的蛋白質(zhì)，由于經(jīng)調(diào)節(jié)的排放物注入的影響，生理性變遷所增強(qiáng)的相互作用增強(qiáng)了碳循環(huán)，并且使植物在整個(gè)生長(zhǎng)期間存儲(chǔ)更多的陽(yáng)光能量和從大氣中吸收更多的C02。這種生物活性在土壤中施加了大量磷銨肥料時(shí)就受到了抑制。在將氮傳送給苗前，根所吸收的銨NH4就使根用從光合作用得到的HC03將氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩?。過(guò)分的氫、銨的剩余物和形成尿素的碳水化合物被根而不是HC03交換，導(dǎo)致土壤內(nèi)缺乏從太陽(yáng)饋入生物活性的能量。過(guò)分的氫質(zhì)子使根區(qū)成酸性的，引起根生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)吸收的問(wèn)題，土壤呼吸較少導(dǎo)致塊結(jié)、礦化作用小和微生物壽命短。Lewis的加拿大專利申請(qǐng)2，611，168和2，509，172揭示了一種用氣力式播種機(jī)將拖拉機(jī)的廢氣排放物注入土壤的系統(tǒng)。如果廢氣排放物的溫度得不到適當(dāng)監(jiān)視和準(zhǔn)確控制，廢氣熱量過(guò)多會(huì)損害種子和播種機(jī)的種子輸送管，而廢氣溫度不夠會(huì)導(dǎo)致在種子輸送管內(nèi)引起種子堵塞的過(guò)分冷凝。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于與農(nóng)業(yè)機(jī)具關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢氣管，被安排成將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物傳送給農(nóng)業(yè)機(jī)具；與農(nóng)業(yè)機(jī)具關(guān)聯(lián)的葉輪風(fēng)機(jī)，被安排成吸引通過(guò)廢氣管的廢氣排放物流；包括廢氣通道的冷凝器，廢氣通道被安排成與廢氣管串聯(lián)，以在發(fā)動(dòng)機(jī)與葉輪風(fēng)機(jī)之間接收從中通過(guò)的廢氣排放物；冷凝器風(fēng)機(jī)，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面；廢氣溫度傳感器，被安排成檢測(cè)廢氣的溫度；計(jì)算機(jī)控制器，被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變冷凝器風(fēng)機(jī)和葉輪風(fēng)機(jī)中至少一個(gè)的速率或者發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，以將廢氣排放物的溫度保持在所選的溫度范圍之內(nèi)。在有些實(shí)施例中，農(nóng)業(yè)機(jī)具包括具有割草面板的割草機(jī)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)被安排成驅(qū)使農(nóng)業(yè)機(jī)具在地面向前運(yùn)動(dòng)，而廢氣管被安排成在發(fā)動(dòng)機(jī)與割草面板之間連通，因此葉輪風(fēng)機(jī)被安排成將廢氣排放物導(dǎo)入割草面板，而廢氣排放物被安排成與割草面板的碎草和葉混合以饋入草地。在另一個(gè)實(shí)施例中，農(nóng)業(yè)機(jī)具包括具有耕作機(jī)機(jī)罩的旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)被安排成驅(qū)使旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)的地面咬接刀片轉(zhuǎn)動(dòng)以驅(qū)使農(nóng)業(yè)機(jī)具在地面向前運(yùn)動(dòng)，廢氣管被安排成在發(fā)動(dòng)機(jī)與耕作機(jī)機(jī)罩之間連通，因此葉輪風(fēng)機(jī)被安排成將廢氣排放物導(dǎo)入機(jī)罩，而所述廢氣排放物被安排成混入地面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，農(nóng)業(yè)機(jī)具包括氣力式播種機(jī)，氣力式播種機(jī)包括多個(gè)被安排成在地面形成犁溝的開溝器、種子艙和多個(gè)被安排成將種子從種子艙傳送到開溝器的種子管，而發(fā)動(dòng)機(jī)包括被安排成拖曳氣力式播種機(jī)的拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種情況下，葉輪風(fēng)機(jī)優(yōu)選的是包括氣力式播種機(jī)的被安排成吹動(dòng)種子通過(guò)種子管的種子風(fēng)機(jī)。按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)并被安排成拖曳氣力式播種機(jī)的拖拉機(jī)的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，氣力式播種機(jī)包括多個(gè)被安排成在地面形成犁溝的開溝器、 種子艙、多個(gè)被安排成將種子從種子艙傳送到開溝器的種子管和被安排成吹動(dòng)種子通過(guò)種子管的種子風(fēng)機(jī)，這種系統(tǒng)包括廢氣管，被安排成將廢氣排放物從拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到氣力式播種機(jī)的種子風(fēng)機(jī)；包括廢氣通道的冷凝器，廢氣通道被安排成在發(fā)動(dòng)機(jī)與種子風(fēng)機(jī)之間與廢氣管串聯(lián)，用來(lái)接收從中通過(guò)的廢氣排放物；冷凝器風(fēng)機(jī)，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面；廢氣溫度傳感器，被安排成檢測(cè)廢氣的溫度；以及計(jì)算機(jī)控制器，被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變至少冷凝器風(fēng)機(jī)、 種子風(fēng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)之一的速率，以將廢氣排放物的溫度保持在所選的溫度范圍之內(nèi)。
在只是將經(jīng)調(diào)節(jié)的排放物而不是合成肥料注入犁溝時(shí)，增進(jìn)了微生物生長(zhǎng)，從而促進(jìn)細(xì)菌和真菌早些移植于苗床。作 為利用少量排放物啟動(dòng)或促進(jìn)由太陽(yáng)提供能量的生物反應(yīng)的土壤生物能育性的過(guò)程的最終結(jié)果，可以在不用礦物燃料的情況下進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。植物油、生物燃料和機(jī)油添加劑可以使柴油機(jī)釋放出過(guò)量的Ν0Χ、醛、碳?xì)浠衔锖驮诎l(fā)動(dòng)機(jī)在熱解狀況下工作時(shí)所釋放的生物炭。這些排放物對(duì)呼吸是有害的，而且釋放到大氣中引起煙霧，但是可以用于土壤，作為提高生物活性的碳源。燃料混合物的混合比例由排放物計(jì)算機(jī)控制，以保持所需的碳對(duì)氮的比例。將潮濕的廢氣壓入種子艙來(lái)濕潤(rùn)種子。對(duì)冷凝進(jìn)行控制可以水化種子，以促進(jìn)發(fā)芽，因?yàn)榉N子在含水量達(dá)到45%的時(shí)就會(huì)發(fā)芽。這是使種子脫離休眠的種子引發(fā)效應(yīng)。黑色煙灰是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在燃料對(duì)空氣的比例過(guò)高或者發(fā)動(dòng)機(jī)欠載的情況下排出的雙化學(xué)鍵碳，具有對(duì)土壤有益的高陽(yáng)離子交換能力。冷凝器可以逐漸被煙灰堵塞，從而使冷凝器性能不良?？刂迫剂蠈?duì)空氣的比例和燃料類型以使發(fā)動(dòng)機(jī)形成最大量的NOX和黑色煙灰，碳對(duì)氮的比例需保持在30比1。排放物的這個(gè)含量就釋放入大氣來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，但是可以有益于土壤。檢測(cè)廢氣溫度和控制冷凝器風(fēng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)RPM的計(jì)算機(jī)控制器提供了對(duì)廢氣溫度的精確控制。這種精確控制可以體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面i)將溫度保持在高于溫度下限，以防止過(guò)多的冷凝物和種子堵塞；以及ii)將溫度保持在低于溫度上限，以防止燃燒和損害種子和種子管。優(yōu)選的是，系統(tǒng)被安排成使廢氣排放物改變方向，使得所述廢氣排放物被安排成通過(guò)濕度、經(jīng)氧化的有機(jī)物或生物炭影響種子的發(fā)芽。計(jì)算機(jī)控制器可以被安排成可控地改變冷凝器風(fēng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)和降低冷凝器內(nèi)的壓力和增大注入流的壓力的土壤注入風(fēng)機(jī)各個(gè)風(fēng)機(jī)的速率。計(jì)算機(jī)控制器還可以被安排成可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的生物燃料對(duì)添加劑的比例，以將排放物的碳對(duì)氮的比例保持在所設(shè)置的大約30比1。可以提供一個(gè)輔助廢氣溫度傳感器，這個(gè)輔助廢氣溫度傳感器被安排成檢測(cè)鄰近開溝器、冷凝器和發(fā)動(dòng)機(jī)中每一個(gè)的廢氣的溫度。在這種情況下，計(jì)算機(jī)控制器可以響應(yīng)各個(gè)廢氣溫度傳感器所確定的廢氣排放物的溫度?？梢栽O(shè)置一個(gè)安全閥，這個(gè)安全閥被安排成在拖拉機(jī)不在田地時(shí)或在廢氣的溫度超過(guò)所規(guī)定的溫度上限時(shí)種子風(fēng)機(jī)不起作用而有選擇地使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物改變方向離開冷凝器。在計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)各個(gè)所選的設(shè)定點(diǎn)而控制多個(gè)變量時(shí)，這些設(shè)定點(diǎn)被安排成由控制器響應(yīng)廢氣的溫度超過(guò)所規(guī)定的溫度上限返回到各自的默認(rèn)設(shè)置?？梢栽O(shè)置一個(gè)在發(fā)動(dòng)機(jī)與冷凝器之間與廢氣管連通的輔助進(jìn)氣口，這個(gè)輔助進(jìn)氣口被安排成在種子風(fēng)機(jī)前將環(huán)境空氣注入廢氣管與廢氣排放物混合。還可以設(shè)置一個(gè)輔助風(fēng)機(jī)，這個(gè)輔助風(fēng)機(jī)被安排成由計(jì)算機(jī)控制器控制將空氣導(dǎo)入輔助進(jìn)氣口。所選的溫度范圍可以包括90到200華氏度，更為優(yōu)選的是包括110到150華氏度。在冷凝器被安排成在廢氣通道內(nèi)形成冷凝物時(shí)，優(yōu)選的是，廢氣通道被安排成將冷凝物傳送給種子管。優(yōu)選的是，冷凝器包括廢氣通道，被安排成與廢氣管串聯(lián)以接收從中通過(guò)的廢氣排放物；主冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第一部分；以及副冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第二部分，而計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變分別在主冷卻通道和副冷卻通道內(nèi)所接收的冷卻
空氣的量。 主冷卻通道可以同心地延伸穿過(guò)廢氣通道，而副冷卻通道可以被導(dǎo)向廢氣通道的外部附近?？梢栽O(shè)置多個(gè)交換管，每個(gè)交換管被安排成將廢氣排放物徑向傳送通過(guò)在廢氣通道的兩個(gè)徑向相對(duì)側(cè)之間的主冷卻通道?？梢栽诿總€(gè)與交換管關(guān)聯(lián)的廢氣通道內(nèi)設(shè)置一個(gè)導(dǎo)流片構(gòu)件，其中，導(dǎo)流片構(gòu)件被安排成使廢氣排放物流從軸向改變到徑向穿過(guò)各自的交換管。主冷卻通道和廢氣通道可以包括在相對(duì)端通過(guò)壓入配合連接而接合的同心筒形構(gòu)件，被安排成適應(yīng)筒形構(gòu)件在縱向上不同的熱膨脹率?？梢栽O(shè)置一個(gè)輔助壓縮氣體系統(tǒng)，這個(gè)輔助壓縮氣體系統(tǒng)被安排成周期性地在冷凝器內(nèi)不同位置上釋放壓縮氣體的負(fù)荷，從而被安排成防止廢氣煙灰沉積和堵塞冷凝器?？梢栽O(shè)置一個(gè)輔助水箱，這個(gè)輔助水箱被安排成響應(yīng)廢氣溫度超過(guò)所規(guī)定的上限將冷卻水注入廢氣管。在設(shè)置了被安排成確定廢氣排放物的內(nèi)容的排放物分析器時(shí)，優(yōu)選的是，計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容而可控地改變冷凝器風(fēng)機(jī)和葉輪風(fēng)機(jī)中至少一個(gè)的速率或者發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。計(jì)算機(jī)控制器還可以被安排成響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容而可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的具有高蛋白質(zhì)內(nèi)容的生物燃料的比率。廢氣排放物的量可以被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM來(lái)增加。廢氣排放物的量還可以被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度來(lái)增加。廢氣排放物的量又可以被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)降低種子風(fēng)機(jī)或注入風(fēng)機(jī)的速率從而減少環(huán)境空氣的混合來(lái)增加?？梢栽O(shè)置一個(gè)后燃室在發(fā)動(dòng)機(jī)與冷凝器之間與廢氣管串聯(lián)。在這種情況下，廢氣排放物的量可以被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)在后燃室內(nèi)燃燒輔助燃料來(lái)增加?？梢栽O(shè)置一個(gè)冷凝物測(cè)量裝置，這個(gè)冷凝物測(cè)量裝置被安排成測(cè)量在種子管內(nèi)的冷凝物的量。在這種情況下，計(jì)算機(jī)控制器可以被安排成響應(yīng)冷凝物的量可控地改變至少冷凝器風(fēng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)之一的速率。計(jì)算機(jī)控制器可以被安排成通過(guò)提高冷凝器風(fēng)機(jī)的速率或者增大冷卻空氣被導(dǎo)向的廢氣通道的表面面積來(lái)增加冷凝物的量。計(jì)算機(jī)控制器還可以被安排成響應(yīng)種子管被濕種子堵塞減少冷凝物的量。優(yōu)選的是，計(jì)算機(jī)控制器被安排成在操作員控制臺(tái)上顯示廢氣溫度。在設(shè)置了被安排成確定廢氣排放物的內(nèi)容的排放物分析器和被安排成將燃料添加劑配給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料添加劑配料器時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器可以被安排成響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容而可控地改變?nèi)剂咸砑觿┑呐浣o速率。計(jì)算機(jī)控制器還可以被安排成響應(yīng)拖拉機(jī)所穿過(guò)的作物的類型可控地改變?nèi)剂咸砑觿┑呐浣o速率。燃料添加劑可以包括用于草類作物的有機(jī)硅樹脂或用于豆類作物的鈣。 計(jì)算機(jī)控制器可以被安排成可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例，使得在廢氣排放物內(nèi)形成生物炭。計(jì)算機(jī)控制器還可以被安排成響應(yīng)i)氧傳感器指示在廢氣排放物內(nèi)的氧超過(guò)所規(guī)定的量或者ii)排放物分析器檢測(cè)到的廢氣排放物的內(nèi)容，提高發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例。計(jì)算機(jī)控制器還可以被安排成提高發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例，直到與廢氣排放物接觸的粒子傳感器檢測(cè)到廢氣排放物內(nèi)的生物炭含量等于所規(guī)定的生物炭含量。按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括廢氣管，被安排成接收來(lái)自農(nóng)業(yè)機(jī)具的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物；冷凝器，包括廢氣通道，被安排成與廢氣管串聯(lián)以接收從中通過(guò)的廢氣排放物，主冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第一部分，以及副冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第二部分；冷凝器風(fēng)機(jī)，被安排成將冷卻空氣吹過(guò)各個(gè)冷卻通道；計(jì)算機(jī)控制器，被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變?cè)谥骼鋮s通道和副冷卻通道內(nèi)分別接收到的冷卻空氣的量，以將廢氣排放物的溫度保持在所選的溫度范圍內(nèi)。


下面將結(jié)合

本發(fā)明的一些實(shí)施例，在這些附圖中圖1為按照第一實(shí)施例的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；圖2和圖3為針對(duì)拖拉機(jī)、種耕機(jī)或種子艙安裝的冷凝器的示意圖；圖4為冷凝器的示意透視圖；圖5為冷凝器內(nèi)熱交換管之一的剖視圖；圖6為按照第二實(shí)施例的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；以及圖7為按照第三實(shí)施例的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。在這些附圖中，同樣的標(biāo)記字符所標(biāo)的是不同附圖內(nèi)對(duì)應(yīng)的部分。
具體實(shí)施例方式參見這些附圖，其中例示了廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，概括地被標(biāo)以標(biāo)記數(shù)10。系統(tǒng)10特別適合與內(nèi)燃機(jī)12 —起使用，例如在用來(lái)拖拉諸如氣力式播種機(jī)16之類的農(nóng)業(yè)機(jī)具的拖拉機(jī)14上所使用的這種類型的內(nèi)燃機(jī)，如在所例示的實(shí)施例中所示的。氣力式播種機(jī)16通常包括一個(gè)機(jī)架，支持成在地面沿拖拉機(jī)的向前作業(yè)方向運(yùn)動(dòng)。在機(jī)架內(nèi)配備了多個(gè)開溝器，用來(lái)在地面形成各個(gè)犁溝。含有種子的種子艙與播種機(jī)的機(jī)架聯(lián)合，或者支持在機(jī)架上或者是單獨(dú)呈現(xiàn)為種子車被拉著，使得一部分廢氣與種子混合，經(jīng)冷凝的潮濕排放物有利于種子萌芽。多個(gè)種子管22接在種子艙20與各個(gè)開溝器 18之間，用來(lái)將種子從種子艙傳送到每個(gè)開溝器。呈現(xiàn)為種子風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)的葉輪風(fēng)機(jī)24被安裝成與種子管連通，用來(lái)將種子從種子艙吹過(guò)這些管到達(dá)各個(gè)開溝器，注入在地面形成的犁溝。概括地說(shuō)，系統(tǒng)10包括從拖拉機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)12的排氣口通達(dá)播種機(jī)的種子風(fēng)機(jī) 24的進(jìn)氣口的廢氣管26，用來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物傳送給種子風(fēng)機(jī)，通過(guò)種子管與種子一起分發(fā)。系統(tǒng)還包括在發(fā)動(dòng)機(jī)與葉輪或種子風(fēng)機(jī)之間與廢氣管26串聯(lián)的冷凝器28。冷凝器28可以安裝在拖拉機(jī)的車身上、播種機(jī)的機(jī)架上或分開的受拖曳的種子拖車(無(wú)論拖車相對(duì)播種機(jī)的位置如何)上，如圖2和3示意性所示。具體地說(shuō)，冷凝器28包括廢氣通道30，這是一個(gè)縱向細(xì)長(zhǎng)形的筒形構(gòu)件，用來(lái)接收縱向從中通過(guò)的廢氣。主冷卻通道32包括直徑比廢氣通道30的小的筒形構(gòu)件，被設(shè)置成與廢氣通道同心地在縱向延伸，穿過(guò)廢氣通道的中心。主冷卻通道32的外壁形成廢氣通道30的內(nèi)界面，因此廢氣通道包括一個(gè)大致環(huán)形的空間，處在冷卻通道的形成廢氣通道表面的第一部分的壁與廢氣通道30的包圍外壁之間，這外壁具有包括廢氣通道表面的第二部分、暴露于周圍大氣的外表面。副冷卻通道34呈現(xiàn)為一個(gè)在縱向與廢氣通道30的外壁平行延伸但與之隔開的單獨(dú)的管。副冷卻通道34包括一個(gè)將從中通過(guò)的冷卻空氣傳送給多個(gè)沿形成副冷卻通道的管的一側(cè)在縱向上相互隔開的噴嘴的分流管。這些噴嘴徑向?qū)χ鴱U氣通道30的外表面。因此，被導(dǎo)向成通過(guò)主冷卻通道的冷卻空氣經(jīng)過(guò)廢氣通道的第一內(nèi)表面部分，而被導(dǎo)向成通過(guò)副冷卻通道34的冷卻空氣由副冷卻通道上的隔開噴嘴36導(dǎo)向，吹過(guò)廢氣通道30的第二外表面部分。主冷卻通道和副冷卻通道各包括一個(gè)與之連通的氣門38，用來(lái)打開和關(guān)閉讓冷卻空氣進(jìn)入各自冷卻通道的入口。冷卻或冷凝器風(fēng)機(jī)40用來(lái)從周圍環(huán)境吸進(jìn)空氣，在相應(yīng)的氣門38被打開時(shí)吹過(guò)主冷卻通道和副冷卻通道。氣門可以工作在四個(gè)不同的模式，以準(zhǔn)確控制對(duì)通過(guò)只用單個(gè)冷卻風(fēng)機(jī)40的冷凝器的廢氣的冷卻速度。對(duì)于最大冷卻的情況，兩個(gè)氣門保持打開，使得冷卻空氣被導(dǎo)向成軸向通過(guò)中央的主冷卻通道，同時(shí)被副冷卻通道34的噴嘴導(dǎo)向到廢氣通道30的外表面周圍。為了部分減小冷卻，可以關(guān)閉副冷卻通道的氣門，使得冷卻空氣只由冷卻風(fēng)機(jī)吹過(guò)主冷卻通道，而廢氣通道30的外表面仍然可以由于與它接觸的周圍環(huán)境空氣而受到某些冷卻。為了進(jìn)一步減小冷凝器所提供的冷卻量，可以關(guān)閉主冷卻通道32的氣 門38而打開副冷卻通道34的氣門，使得只是在廢氣通道30的外表面與周圍環(huán)境空氣之間出現(xiàn)冷卻， 副冷卻通道34的將氣流導(dǎo)向外表面的噴嘴噴出的氣流促進(jìn)了這種冷卻。為了使冷凝器所提供的冷卻量減到最少，可以關(guān)閉兩個(gè)氣門，停止冷卻風(fēng)機(jī)40，使得冷卻只是由與廢氣通道的外表面接觸的環(huán)境空氣提供。為了優(yōu)化穿過(guò)在主冷卻通道32與冷凝器的廢氣通道30之間的分界壁的熱傳導(dǎo)， 設(shè)置了多個(gè)熱交換管42，這些熱交換管徑向延伸橫越主冷卻通道32，以在廢氣通道的兩個(gè)徑向相對(duì)側(cè)之間傳送廢氣排放物，交換管42相對(duì)主冷卻通道32保持密封，使得主冷卻通道內(nèi)的冷卻空氣不會(huì)擴(kuò)散到廢氣通道，反之亦然，但是使在廢氣通道30與主冷卻通道32之間的分界表面面積增大了許多。 為了促使氣流通過(guò)交換管42，優(yōu)選的是在每個(gè)交換管42內(nèi)各支撐有一個(gè)導(dǎo)流片 44。每個(gè)導(dǎo)流片44包括伸出各自的交換管、部分跨入形成廢氣通道的環(huán)形空間的勺形部46 和呈現(xiàn)為大致螺旋狀的在軸向延伸通過(guò)各自的交換管的扭絞部48。因此，導(dǎo)流片的功能是使在縱向流過(guò)廢氣通道30的廢氣接觸定向成與廢氣氣流迎面的勺形部46，從而勺形部使廢氣改向?yàn)閺较蛲ㄟ^(guò)與之關(guān)聯(lián)的交換管42。隨著廢氣被導(dǎo)向成通過(guò)交換管，扭絞部48激勵(lì)起湍流性的氣流，從而使廢氣與在廢氣通道30與主冷卻通道32之間的分界表面的接觸達(dá)到最大。沿著縱向，每個(gè)導(dǎo)流片44的勺形部46從各自的交換管42的一端伸出，這個(gè)勺形部與下一個(gè)相鄰的在各自的交換管42內(nèi)的導(dǎo)流片的勺形部徑向相反。因此，這些勺形部 46以沿冷凝器的長(zhǎng)度交替配置的方式配置。冷凝器包括大致細(xì)長(zhǎng)形的結(jié)構(gòu)，例如在有些實(shí)施例中長(zhǎng)度上約為10至15英尺，而主冷卻通道32可以是直徑約為8英寸，在有些實(shí)施例中廢氣通道30的外邊界可以是直徑約為10英寸。在冷凝器的相對(duì)端部，形成廢氣通道30的外邊界壁在直徑上有所減小，以便以壓配合連接與主冷卻通道的外壁接合，從而允許主冷卻通道32的外壁相對(duì)廢氣通道30 的外壁可以在軸向上有些小的位移，以適應(yīng)在縱向上不同的熱膨脹率。系統(tǒng)10包括與在發(fā)動(dòng)機(jī)與冷凝器之間的廢氣管26連通的輔助空氣進(jìn)口 50，以在種子風(fēng)機(jī)需求超過(guò)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量的情況下允許附加空氣被吸入廢氣通道的進(jìn)口。種子風(fēng)機(jī)將貫穿冷凝器的廢氣通道保持在接近種子風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的負(fù)壓。進(jìn)口 50可以包括響應(yīng)廢氣管內(nèi)的負(fù)壓打開的單向閥，更為優(yōu)選的是，可以設(shè)置一個(gè)與進(jìn)口連通的輔助風(fēng)機(jī) 52，以將附加空氣吹入冷凝器內(nèi)廢氣通道30的進(jìn)口。輔助風(fēng)機(jī)52吹入的輔助空氣為廢氣氣體提供某些附加冷卻，而輔助空氣在廢氣通道30內(nèi)與廢氣排放物直接混合。在拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生比種子風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)所需要的還多的廢氣的情況下，一個(gè)分流安全閥54在發(fā)動(dòng)機(jī)與冷凝器之間與廢氣管串聯(lián)，起著減壓作用，使得在有過(guò)大的回壓加到拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)分流閥54就會(huì)打開，以將過(guò)多的廢氣通過(guò)現(xiàn)有的拖拉機(jī)排氣管分流到大氣去。分流閥54可以用來(lái)只將部分或所有的廢氣分流到拖拉機(jī)的排氣管。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，分流閥54保持在將所有的廢氣完全分流到拖拉機(jī)的排氣管的打開位置，直到確認(rèn)系統(tǒng)10處于良好的工作狀態(tài)，此時(shí)計(jì)算機(jī)控制器56將關(guān)閉分流閥，使廢氣通過(guò)冷凝器到達(dá)種子風(fēng)機(jī)，以與種子一起通過(guò)種子管分發(fā)入地面。系統(tǒng)10包括多個(gè)溫度傳感器58，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與播種機(jī)的開溝器之間與廢氣排放物接觸的各個(gè)點(diǎn)。傳感器58被定位成與鄰近拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)處的廢氣接觸；與通過(guò)冷凝器的廢氣接觸；以及與通過(guò)鄰近開溝器的種子管的廢氣接觸。這樣，計(jì)算機(jī)控制器56就可以監(jiān)視廢氣在整個(gè)系統(tǒng)10各處的溫度，保證每個(gè)組件都工作在最佳狀況，以產(chǎn)生有利的發(fā)動(dòng)機(jī)排放物和控制對(duì)在通過(guò)種子管和進(jìn)入地面前的廢氣的適當(dāng)冷凝。廢氣管、冷凝器內(nèi)的廢氣通道和以種子風(fēng)機(jī)和種子管傳送廢氣被安排成使得在冷凝器內(nèi)形成的冷凝物保持在廢氣通道內(nèi)并隨著廢氣被帶到種子管和開溝器，與種子一起注入地面。因此，在種子管處需要一個(gè)最佳溫度，使得廢氣保持熱到足以防止可能使種子堵在種子管內(nèi)的過(guò)分冷凝，而又得到充分冷卻，使種子不會(huì)被熱的廢氣烤熟和種子管不會(huì)由于過(guò)熱而損壞。除了溫度傳感器之外，排放物分析器60連接成與廢氣管在冷凝器的出口或種子管處連通，用來(lái)分析成分和確定排放物的內(nèi)容。因此，可以確定輔助冷卻空氣與廢氣排放物之比以及二氧化碳和各種NOX化合物的比例和含量。計(jì)算機(jī)控制器56接收來(lái)自分析器60 的所有排放物信息以及來(lái)自各個(gè)傳感器58的溫度信息，將所有這些信息顯示在拖拉機(jī)的操作員駕駛室內(nèi)的適當(dāng)顯示器62上，還利用這些信息使系統(tǒng)10以最有利的方式進(jìn)行工作。 如在這里所揭示的，廢氣管通常被安排成使廢氣排放物改變方向，廢氣排放物由計(jì)算機(jī)控制器調(diào)節(jié)成使得廢氣排放物通過(guò)濕度、經(jīng)氧化的有機(jī)物或生物炭影響種子的發(fā)芽。生物炭的形成涉及通過(guò)熱解內(nèi)燃機(jī)所消耗的燃料內(nèi)的生物資源在廢氣排放物內(nèi)形成炭。計(jì)算機(jī)控制器可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料(生物燃料或其他與生物資源有關(guān)的燃料添加劑)對(duì)空氣的比例，使得在廢氣排放物內(nèi)形成所需量的生物炭。與計(jì)算機(jī)控制器通信的氧傳感器指示在廢氣排放物內(nèi)氧的含量，在氧傳感器指示氧超過(guò)所規(guī)定的含量時(shí)增大發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料內(nèi)的生物資源衍生物對(duì)空氣的比例。計(jì)算機(jī)控制器還安排成響應(yīng)排放物分析器60所檢測(cè)的廢氣排放物內(nèi)各種象征化合物的含量增大發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣之比。此外，計(jì)算機(jī)控制器可以被安排成增大發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣之比，直到計(jì)算機(jī)控制器的與廢氣排放物接觸的粒子傳感器檢測(cè)到廢氣排放物內(nèi)的生物炭含量等于所規(guī)定的生物炭含量。顯示器62包括用戶輸入端64，使操作員可以輸入與用于要使用的特定的拖拉機(jī)和播種機(jī)的溫度上下限以及取決于土壤狀況的在廢氣流內(nèi)所需的冷凝物含量和排放物含量有關(guān)的各種特征值。計(jì)算機(jī)控制器56以適當(dāng)方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)和輔助空氣風(fēng)機(jī)52 的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)以及各個(gè)氣門和閥，將系統(tǒng)各個(gè)區(qū)段(包括在鄰近發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣管、冷凝器和播種機(jī)的種子管處)的廢氣溫度保持在所選的溫度上限與溫度下限之間的所選的最佳范圍之內(nèi)。通過(guò)將種子管處的溫度保持在高于所選的下限可以避免或防止會(huì)促使種子堵塞的冷凝物過(guò)多。這是首先通過(guò)適當(dāng)控制主冷卻通道和副冷卻通道的氣門和冷卻風(fēng)機(jī)的速率來(lái)減小冷凝器的冷卻量實(shí)現(xiàn)的。通常，將溫度控制到盡可能接近溫度上限，但要防止溫度超過(guò)上限而損害種子或種子管。此外，為了提高溫度，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)控制到較高的RPM速率， 或者可以將種子風(fēng)機(jī)控制到較慢的速率，以防止過(guò)多的輔助空氣進(jìn)入進(jìn)口 50。在有些實(shí)施例中，取決于設(shè)備的配置，廢氣溫度接近110° F是所希望的，而在其他一些配置中，廢氣溫度接近150° F是優(yōu)選的，通常溫度在90° F至200° F范圍內(nèi)就允許形成與種子一起注入地面的有些冷凝物同時(shí)又防止損害種子或種子管來(lái)說(shuō)是有效的。計(jì)算機(jī)還可以監(jiān)視在種子管內(nèi)的濕度或冷凝物含量。如果由于地面很干而希望有更多的冷凝物，可以給廢氣添加一些輔助性水分，以執(zhí)行所需的一些冷卻功能而不是使用冷卻風(fēng)機(jī)?；蛘呤?，可以將廢氣冷卻到更低一些的溫度，以便在廢氣通道內(nèi)形成附加的冷凝物送至種子管與種子一起注入。所希望的是，調(diào)整種子風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)的速率和發(fā)動(dòng)機(jī)的 RPM,以獲得在廢氣流內(nèi)所需的冷凝物含量，但同時(shí)又保持在所選的溫度范圍之內(nèi)。為了增大冷卻，例如可以將冷卻風(fēng)機(jī)控制到較高的速率，或者可以通過(guò)打開在主冷卻通道和副冷卻通道上的氣門將廢氣通道穿過(guò)冷凝器的較大的表面面積暴露于冷卻空氣。控制器還可以控制冷卻風(fēng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)RPM，以維持所需的排放物含量， 同時(shí)又保持在所選的溫度范圍之內(nèi)。為了增加排放物，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在較高的RPM速率，以便產(chǎn)生較多的廢氣，而不是通過(guò)進(jìn)口 50吸入附加空氣。此外，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在較高的溫度下運(yùn)行，以產(chǎn)生每單位廢氣較多的所需排放物。任選的是，在可以增添較多的燃料來(lái)產(chǎn)生較多的所需排放物通過(guò)冷凝器由種子風(fēng)機(jī)注入地面的情況下，可以將后燃室與鄰近發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置相串聯(lián)。 降低種子風(fēng)機(jī)的速度還將導(dǎo)致較少的輔助空氣通過(guò)進(jìn)口 50被吸入系統(tǒng)，因此通過(guò)冷凝器和種子管的空氣有較高比例構(gòu)成排放物。為了進(jìn)一步控制要注入地面的所需排放物，可以在計(jì)算機(jī)決定需要一些添加劑來(lái)改變分析器60所確定的排放物比例時(shí)按要求將多種燃料添加劑添加給燃料。所使用的添加劑可以根據(jù)與農(nóng)作物和土壤類型相互作用所需的排放物改變。例如，對(duì)于草類作物可以使用有機(jī)硅樹脂添加劑，而對(duì)于豆類作物可以使用鈣添加劑。各種原來(lái)的生物燃料具有油的改變排放物的不同的礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量。為了保持所設(shè)置的碳對(duì)氮的比例，計(jì)算機(jī)可以將具有其他油或燃料的高蛋白燃料與產(chǎn)生最高NOX十字花科亞麻薺屬漂白亞麻纖維卷 (NOX Brassicaceaefamily Camelina Sativa)白勺！冑胃如在這里所揭示的，廢氣管安排成使廢氣排放物改變方向，使得廢氣排放物通過(guò)濕度、經(jīng)氧化的有機(jī)物或生物炭影響種子的發(fā)芽。除了各種其他功能之外，特別有益的是計(jì)算機(jī)控制器被安排成可控地改變降低冷凝器內(nèi)的壓力和提高注入流的壓力的土壤注入風(fēng)機(jī)的速率。計(jì)算機(jī)控制器還可以可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的生物燃料和添加劑的比例，以將所設(shè)置的排放物的碳和氮的比例保持在大致30 1。在配置有安全閥時(shí)，可以將它安排成除了以上所指出的其他原因之外在種子風(fēng)機(jī)失效的情況下使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物改變方向離開冷凝器。安全閥還可以被安排成有選擇地在廢氣的溫度超過(guò)所規(guī)定的溫度上限的情況下使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物改變方向離開冷凝器。在計(jì)算機(jī)控制器響應(yīng)相應(yīng)所選的設(shè)置點(diǎn)而控制系統(tǒng)的多個(gè)工作參數(shù)時(shí)，這些設(shè)置點(diǎn)通常被安排成響應(yīng)廢氣超過(guò)所規(guī)定的溫度上限或者計(jì)算機(jī)檢測(cè)到的任何類型的故障或者不希望的或損壞的狀況返回到各自的默認(rèn)工廠設(shè)置。冷凝器上的一個(gè)附加功能部件是輔助壓縮氣體系統(tǒng)，被安排成周期性地在冷凝器的各個(gè)位置釋放壓縮氣體的負(fù)荷。這可以響應(yīng)檢測(cè)到的狀況執(zhí)行，以防止廢氣煙灰沉積和堵塞冷凝器。為了進(jìn)一步增強(qiáng)上面所說(shuō)明的系統(tǒng)，確定廢氣排放物內(nèi)容的排放物分析器還可以與計(jì)算機(jī)控制器配合，使得計(jì)算機(jī)控制器可以響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容而可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的具有高蛋白質(zhì)含量的生物燃料的比率。廢氣排放物的量還可以由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)減小種子風(fēng)機(jī)或減小混合環(huán)境空氣的注入風(fēng)機(jī)的速率來(lái)增加。計(jì)算機(jī)控制器除了可控地改變?nèi)剂咸砑觿┑呐浣o比率之外可以響應(yīng)拖拉機(jī)所通過(guò)的作物的類型選擇需增添的燃料添加劑的類型。例如，對(duì)于草類作物，燃料添加劑包括有機(jī)硅樹脂，然而對(duì)于豆類作物，燃料添加劑包括鈣。如在這里所揭示的，計(jì)算機(jī)控制最終溫度，還能控制所需的排放物含量和濕度，因?yàn)橛?jì)算機(jī)可以讀到溫度和排放物含量。系統(tǒng)考慮了在寒冷日子的過(guò)冷卻問(wèn)題。隨著在排放物到達(dá)露點(diǎn)時(shí)形成冷凝，計(jì)算機(jī)就關(guān)閉將外界空氣吹過(guò)中心管的冷凝器風(fēng)機(jī)。橫管具有湍流結(jié)構(gòu)，允許熱的廢氣通過(guò)這些管將熱傳導(dǎo)給吹過(guò)中心管的冷空氣循環(huán)。廢氣的熱還可以傳導(dǎo)給外管。在熱天，可以由提供內(nèi)部空氣的同一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)使附加空氣在外管周圍循環(huán)。交叉流動(dòng)結(jié)構(gòu)包括鋁條導(dǎo)流片，它是成螺旋形的，沿長(zhǎng)度交替改變延伸入內(nèi)管與外管之間的空間的方向。在熱的廢氣通過(guò)這管時(shí)，經(jīng)扭絞的鋁條絆住氣流，使氣體渦旋地通過(guò)橫管。由于伸入氣流的伸出段是交替的，因此氣體循環(huán)地通過(guò)中心管。 冷凝器的這種結(jié)構(gòu)是使渦流最大，保持加到發(fā)動(dòng)機(jī)上的是低的回壓，以及允許在燃燒植物油、廢油時(shí)或在以機(jī)械方式或通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置改變發(fā)動(dòng)機(jī)空氣燃料比時(shí)得到黑色煙灰或生物炭。這種冷凝器結(jié)構(gòu)允許煙灰通過(guò)而不會(huì)沉積下來(lái)，這個(gè)排放物流將承載煙灰并將它埋在苗床內(nèi)，因?yàn)檫@種生物炭具有高的陽(yáng)離子交換能力。釋放壓縮氣體負(fù)荷的壓縮機(jī)可以保持使炭不堵塞冷凝器。這種氣體可以是臭氧或經(jīng)壓縮的排放物或新鮮空氣。冷凝器內(nèi)一些熱的和冷的區(qū)域的膨脹和收縮通過(guò)允許內(nèi)管收縮而不損壞外管的壓配合端使中心管收縮而不損壞壓破外管來(lái)解決。拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)的控制臺(tái)顯示排放物注入系統(tǒng)的各個(gè)溫度帶。車載的排放物分析器可以顯示當(dāng)前注入土壤的排放物含量。計(jì)算機(jī)可以改變?nèi)剂项愋偷幕旌媳壤蛩铦穸?。安全泄壓閥在系統(tǒng)出故障時(shí)打開，或者是常開的，只有在計(jì)算機(jī)控制之下才關(guān)閉，以保護(hù)操作員和防止設(shè)備故障。為控制器計(jì)算機(jī)編碼的簽署程序?qū)Τ绦蜻M(jìn)行升級(jí)和保證系統(tǒng)在升級(jí)許可轉(zhuǎn)讓技術(shù)協(xié)議下升級(jí)使用?？梢杂糜谌魏未笮〉呐渲没蛟O(shè)備應(yīng)用，諸如拖拉機(jī)、草坪管理、收割機(jī)、固定發(fā)動(dòng)機(jī)。結(jié)構(gòu)所用材料不局限于鋁，雖然鋁是優(yōu)選的。就這些管子的大小來(lái)說(shuō)也沒(méi)有限制，而氣流的安排可以顛倒，或者通過(guò)中心饋給、端部饋給，或者單管或雙管并流或串聯(lián)。在可以從廢氣中取出所有的熱時(shí)，為建筑物發(fā)電的發(fā)電機(jī)可以用排放物冷凝器為建筑物供熱和供電。在圖6所示的另一個(gè)實(shí)施例中，使用這種系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)具包括具有割草面板102 的割草機(jī)100。在割草機(jī)被自行推進(jìn)時(shí)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)割草機(jī)在地面上向前運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)割草機(jī)刀片104的發(fā)動(dòng)機(jī)12所產(chǎn)生的廢氣排放物被導(dǎo)入廢氣管26，通過(guò)如上所述的在發(fā)動(dòng)機(jī)與割草面板之間連通的冷凝器28。輔助葉輪風(fēng)機(jī)24安裝成與廢氣管連通，在這種情況下用來(lái)將廢氣排放物導(dǎo)入割草面板?；蛘?，在割草機(jī)由拖拉機(jī)拖曳時(shí)，拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供廢氣排放物，由廢氣管導(dǎo)入割草面板。在這里所揭示的任一實(shí)施例中，與割草機(jī)關(guān)聯(lián)的葉輪風(fēng)機(jī)被安排成吸引通過(guò)廢氣管的廢氣排放物流。控制器56的工作情況基本上如以上對(duì)前面一些實(shí)施例所作的說(shuō)明，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)12、割草機(jī)風(fēng)機(jī)24和冷凝器的冷卻風(fēng)機(jī)40進(jìn)行控制。在另一個(gè)實(shí)施例中，農(nóng)業(yè)機(jī)具包括具有耕作機(jī)機(jī)罩108的旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)12被安排成驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)的地面咬接刀片110轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使耕作機(jī)在地面上向前運(yùn)動(dòng)。此外，廢氣管26被安排成將廢氣傳過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)與耕作機(jī)機(jī)罩之間的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此葉輪風(fēng)機(jī)24被安排成將廢氣排放物導(dǎo)入機(jī)罩，而廢氣排放物被安排成由旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)的地面咬接刀片摻入地面?？刂破?6的工作情況基本上如以上對(duì)前面一些實(shí)施例所作的說(shuō)明，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)12、農(nóng)機(jī)風(fēng)機(jī)24和冷凝器的冷卻風(fēng)機(jī)40進(jìn)行控制。由于在如以上所揭示的本發(fā)明中可以作出各種修改，而且在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)可以形成本發(fā)明的許多表面上相差很大的不同實(shí)施方式，而不背離這樣的精神和范圍，期望包含在所附說(shuō)明書內(nèi)的所有內(nèi)容都應(yīng)該理解為只是例示性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于與農(nóng)業(yè)機(jī)具關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢氣管，被安排成將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物傳送給農(nóng)業(yè)機(jī)具；與農(nóng)業(yè)機(jī)具關(guān)聯(lián)的葉輪風(fēng)機(jī)，被安排成吸引通過(guò)廢氣管的廢氣排放物流；包括廢氣通道的冷凝器，所述廢氣通道被安排成與廢氣管串聯(lián)，以在發(fā)動(dòng)機(jī)與葉輪風(fēng)機(jī)之間接收從中通過(guò)的廢氣排放物；冷凝器風(fēng)機(jī)，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面；廢氣溫度傳感器，被安排成檢測(cè)廢氣的溫度；以及計(jì)算機(jī)控制器，被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變冷凝器風(fēng)機(jī)和葉輪風(fēng)機(jī)中至少一個(gè)的速率或者發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，以將廢氣排放物的溫度保持在所選的溫度范圍之內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，用于包括具有割草面板的割草機(jī)的農(nóng)業(yè)機(jī)具，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)被安排成驅(qū)使農(nóng)業(yè)機(jī)具在地面向前運(yùn)動(dòng)，而所述廢氣管被安排成在發(fā)動(dòng)機(jī)與割草面板之間連通，使得所述葉輪風(fēng)機(jī)被安排成將廢氣排放物導(dǎo)入割草面板，而所述廢氣排放物被安排成與割草面板的碎草和葉混合以饋入草地。
3.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，用于包括具有耕作機(jī)機(jī)罩的旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)被安排成驅(qū)使旋轉(zhuǎn)式耕作機(jī)的地面咬接刀片轉(zhuǎn)動(dòng)以驅(qū)使農(nóng)業(yè)機(jī)具在地面向前運(yùn)動(dòng)， 所述廢氣管被安排成在發(fā)動(dòng)機(jī)與耕作機(jī)機(jī)罩之間連通，使得所述葉輪風(fēng)機(jī)被安排成將廢氣排放物導(dǎo)入機(jī)罩，而所述廢氣排放物被安排成混入地面。
4.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，用于包括氣力式播種機(jī)的農(nóng)業(yè)機(jī)具，所述氣力式播種機(jī)包括多個(gè)用來(lái)在地面形成犁溝的開溝器、種子艙、多個(gè)用來(lái)將種子從種子艙傳送給開溝器的種子管，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括被安排成拖曳氣力式播種機(jī)的拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，而所述葉輪風(fēng)機(jī)包括氣力式播種機(jī)的被安排成吹動(dòng)種子通過(guò)種子管的種子風(fēng)機(jī)。
5.按照權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述廢氣管被安排成使廢氣排放物改變方向，使得所述廢氣排放物被安排成通過(guò)濕度、經(jīng)氧化的有機(jī)物或生物炭影響種子的發(fā)芽。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成可控地改變冷凝器風(fēng)機(jī)的速率。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成可控地改變?nèi)~輪風(fēng)機(jī)的速率。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成可控地改變?nèi)~輪風(fēng)機(jī)的速率，使得所述葉輪風(fēng)機(jī)被安排成降低冷凝器內(nèi)的壓力和提高注入流的壓力。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的生物燃料對(duì)添加劑的比例，以將排放物的碳對(duì)氮的比例保持在所設(shè)置的大約30比1。
10.按照權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有廢氣溫度傳感器，被安排成檢測(cè)鄰近開溝器、冷凝器和發(fā)動(dòng)機(jī)中每一個(gè)的廢氣的溫度，所述計(jì)算機(jī)控制器響應(yīng)各個(gè)廢氣溫度傳感器所確定的廢氣排放物的溫度。
11.按照權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有安全閥，被安排成響應(yīng)葉輪風(fēng)機(jī)不起作用而有選擇地使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物改變方向離開冷凝器。
12.按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有安全閥，被安排成響應(yīng)廢氣溫度超過(guò)所規(guī)定的溫度上限而有選擇地使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物改變方向離開冷凝器。
13.按照權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)各個(gè)所選的設(shè)定點(diǎn)而控制多個(gè)變量，所述設(shè)定點(diǎn)被安排成響應(yīng)廢氣溫度超過(guò)所規(guī)定的溫度上限而返回到各自的默認(rèn)設(shè)置。
14.按照權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有在發(fā)動(dòng)機(jī)與冷凝器之間與廢氣管連通的輔助進(jìn)氣口，被安排成在葉輪風(fēng)機(jī)前將環(huán)境空氣注入廢氣管與廢氣排放物混合。
15.按照權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有輔助風(fēng)機(jī)，被安排成將空氣導(dǎo)入輔助進(jìn)氣口，所述輔助風(fēng)機(jī)由計(jì)算機(jī)控制器控制。
16.按照權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述所選的溫度范圍包括90至 200華氏度。
17.按照權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述所選的溫度范圍包括110至 150華氏度。
18.按照權(quán)利要求4至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述冷凝器被安排成在廢氣通道內(nèi)形成冷凝物，而所述廢氣通道被安排成將冷凝物傳送給種子管。
19.按照權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述冷凝器包括廢氣通道，被安排成與廢氣管串聯(lián)以接收從中通過(guò)的廢氣排放物；主冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第一部分；以及副冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第二部分，而所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變分別在主冷卻通道和副冷卻通道內(nèi)所接收的冷卻空氣的量。
20.按照權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述主冷卻通道同心地延伸穿過(guò)廢氣通道，而所述副冷卻通道被導(dǎo)向廢氣通道的外部附近。
21.按照權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有多個(gè)交換管，每個(gè)交換管被安排成將廢氣排放物徑向傳送通過(guò)在廢氣通道的兩個(gè)徑向相對(duì)側(cè)之間的主冷卻通道。
22.按照權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，在廢氣通道內(nèi)設(shè)置有與每個(gè)交換管關(guān)聯(lián)的導(dǎo)流片構(gòu)件，所述導(dǎo)流片構(gòu)件被安排成使廢氣排放物流從軸向改變到徑向穿過(guò)各自的交換管。
23.按照權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述主冷卻通道和廢氣通道包括在相對(duì)端通過(guò)壓入配合連接而接合的同心筒形構(gòu)件，被安排成適應(yīng)筒形構(gòu)件在縱向上不同的熱膨脹率。
24.按照權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有輔助壓縮氣體系統(tǒng)，被安排成周期性地在冷凝器內(nèi)不同位置上釋放壓縮氣體的負(fù)荷，從而被安排成防止廢氣煙灰沉積和堵塞冷凝器。
25.按照權(quán)利要求1至M中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有輔助水箱，被安排成響應(yīng)廢氣溫度超過(guò)所規(guī)定的上限而將冷卻水注入廢氣管。
26.按照權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有排放物分析器，被安排成確定廢氣排放物的內(nèi)容，而所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容而可控地改變冷凝器風(fēng)機(jī)和葉輪風(fēng)機(jī)中至少一個(gè)的速率或者發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。
27.按照權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有排放物分析器，被安排成確定廢氣排放物的內(nèi)容，而所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容而可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的具有高蛋白質(zhì)內(nèi)容的生物燃料的比率。
28.按照權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述廢氣排放物的量被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM來(lái)增加。
29.按照權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述廢氣排放物的量被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度來(lái)增加。
30.按照權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述廢氣排放物的量被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)減小葉輪風(fēng)機(jī)或注入風(fēng)機(jī)的速率從而減少環(huán)境空氣的混合來(lái)增加。
31.按照權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有在發(fā)動(dòng)機(jī)與冷凝器之間與廢氣管串聯(lián)的后燃室，而所述廢氣排放物的量被安排成由計(jì)算機(jī)控制器通過(guò)在后燃室內(nèi)燃燒輔助燃料來(lái)增加。
32.按照權(quán)利要求4至31中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有冷凝物測(cè)量裝置，被安排成測(cè)量在種子管內(nèi)的冷凝物的量，而所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)冷凝物的量可控地改變至少冷凝器風(fēng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)之一的速率。
33.按照權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成通過(guò)提高冷凝器風(fēng)機(jī)的速率來(lái)增加冷凝物的量。
34.按照權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成通過(guò)增大冷卻空氣被導(dǎo)向的廢氣通道的表面面積來(lái)增加冷凝物的量。
35.按照權(quán)利要求32至34中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)種子管被濕種子堵塞減少冷凝物的量。
36.按照權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成在操作員控制臺(tái)上顯示廢氣溫度。
37.按照權(quán)利要求1至36中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有被安排成確定廢氣排放物的內(nèi)容的排放物分析器和被安排成將燃料添加劑配給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料添加劑配料器，而所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)廢氣排放物的內(nèi)容改變?nèi)剂咸砑觿┑呐浣o速率。
38.按照權(quán)利要求1至37中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有被安排成確定廢氣排放物的內(nèi)容的排放物分析器和被安排成將燃料添加劑配給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料添加劑配料器，而所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)具所穿過(guò)的作物的類型改變?nèi)剂咸砑觿┑呐浣o速率。
39.按照權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，與草類作物配合，其中，所述燃料添加劑包括有機(jī)硅樹脂。
40.按照權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，與豆類作物配合，其中，所述燃料添加劑包括鈣。
41.按照權(quán)利要求1至40中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成可控地改變發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例，使得在廢氣排放物內(nèi)形成生物炭。
42.按照權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)氧傳感器指示廢氣排放物內(nèi)的氧超過(guò)所規(guī)定的量提高發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例。
43.按照權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成響應(yīng)排放物分析器檢測(cè)到的廢氣排放物的內(nèi)容提高發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例。
44.按照權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)控制器被安排成提高發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的燃料對(duì)空氣的比例，直到與廢氣排放物接觸的粒子傳感器檢測(cè)到廢氣排放物內(nèi)的生物炭含量等于所規(guī)定的生物炭含量。
45.一種用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢氣管，被安排成接收來(lái)自農(nóng)業(yè)機(jī)具的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物；冷凝器，包括廢氣通道，被安排成與廢氣管串聯(lián)以接收從中通過(guò)的廢氣排放物；主冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第一部分；以及副冷卻通道，被安排成引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)廢氣通道的表面的第二部分；冷凝器風(fēng)機(jī)，被安排成將冷卻空氣吹過(guò)各個(gè)冷卻通道；計(jì)算機(jī)控制器，被安排成響應(yīng)廢氣排放物的溫度而可控地改變?cè)谥骼鋮s通道和副冷卻通道內(nèi)分別接收到的冷卻空氣的量，以將廢氣排放物的溫度保持在所選的溫度范圍內(nèi)。
46.按照權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述主冷卻通道同心地延伸穿過(guò)廢氣通道，而所述副冷卻通道被導(dǎo)向廢氣通道的外部附近。
47.按照權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，設(shè)置有多個(gè)交換管，每個(gè)交換管被安排成將廢氣排放物徑向傳送通過(guò)在廢氣通道的兩個(gè)徑向相對(duì)側(cè)之間的主冷卻通道。
48.按照權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，在每個(gè)與交換管關(guān)聯(lián)的廢氣通道內(nèi)設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)流片構(gòu)件，所述導(dǎo)流片構(gòu)件被安排成使廢氣排放物流從軸向改變到徑向穿過(guò)各自的交換管。
49.按照權(quán)利要求45至48中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述主冷卻通道和廢氣通道包括在相對(duì)端通過(guò)壓入配合連接而接合的同心筒形構(gòu)件，被安排成適應(yīng)筒形構(gòu)件在縱向上不同的熱膨脹率。
全文摘要
用于拖曳氣力式播種機(jī)的拖拉機(jī)的廢氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括被安排成將來(lái)自拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物傳送到氣力式播種機(jī)的種子風(fēng)機(jī)的廢氣管。冷凝器在發(fā)動(dòng)機(jī)與種子風(fēng)機(jī)之間接收從中通過(guò)的廢氣管的廢氣排放物。冷凝器風(fēng)機(jī)冷卻冷凝器的表面。計(jì)算機(jī)控制器響應(yīng)檢測(cè)到的廢氣排放物的溫度而可控地改變至少冷凝器風(fēng)機(jī)、種子風(fēng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)之一的速率，以將廢氣排放物的溫度保持在所選的溫度范圍之內(nèi)，使得廢氣排放物被安排成通過(guò)濕度、經(jīng)氧化的有機(jī)物或生物炭影響種子的發(fā)芽。
文檔編號(hào)F01N5/00GK102165150SQ200980131613
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
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