[发明专利]农业废气调节系统

说明书

本申请要求2008年6月17日提交的美国临时申请No.61/073,081的优先权。

技术领域

本发明涉及被安排成调节来自农业机具的内燃机的废气排放物的废气调节系统，尤其是涉及调节需适当地被安排成在农业播种机内与种子一起注入地面的废气的废气调节系统，或者任何在利用经调节的排放物后经调节的废气会对植物的碳循环或者土壤的无机物或化学变化具有生理性影响的农业机具的废气调节系统。

背景技术

农业是烃类燃料和化肥的巨大消耗产业。20卡转换产生大约1卡的食物。使用工业固定化肥已经和将以高能量代价来增加产量。过度使用铵含量高或用氯化物盐类制成的化肥会导致改变植物的吸收，使植物吸收较多的负离子和较少的正离子。长期下来，这可以影响许多关键性的诸如光合作用之类的植物生理过程和改变根溢泌物的pH。植物的根溢泌物养育许多土壤微生物，而根溢泌物的化学成分确定了与根关联的微生物群的物种差异。微生物群的物种差异的改变可以影响植物生命力、土壤营养物循环和植物无机营养吸收。微生物细胞分析表明，细胞净重超过95％由碳、氮、氧、氢、磷、硫、钙、钾、镁和铁构成。这些元素对于微生物生长来说需要毫克量级。还需要微克量级的微量元素(锌、铜、钼、钴、锰和镍)。这些元素用来合成蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸，作为在酶复合和其他关键性生理过程中的辅助因素。发动机的废气具有许多这样的元素，呈现为被氧化的形式，是微生物生长所需要的。在标准化的隔离土壤微生物的土壤当量介质中，只有毫克分子浓度(例如，2.5mM铵和2.5mM亚硝酸盐)被用来隔离和生长上百万个土壤细菌和真菌。这些可以通过使土壤暴露于经调节的发动机废气来提供。很可能是将经调节的废气添加到土壤中由于提供了呈现为被氧化的形式的诸如氮、钙、磷和铁就促进了土壤微生物的生长。刺激土壤微生物的生长可以增加营养物循环，增加促进植物生长的根瘤菌繁殖，以及普遍地改善土壤的生态肥沃性，从而减少对化肥的需求。

微生物用经氧化的化合物作为原料形成成为植物和微生物刺激物的蛋白质，由于经调节的排放物注入的影响，生理性变迁所增强的相互作用增强了碳循环，并且使植物在整个生长期间存储更多的阳光能量和从大气中吸收更多的CO2。

这种生物活性在土壤中施加了大量磷铵肥料时就受到了抑制。在将氮传送给苗前，根所吸收的铵NH4就使根用从光合作用得到的HCO3将氨转变为尿素。过分的氢、铵的剩余物和形成尿素的碳水化合物被根而不是HCO3交换，导致土壤内缺乏从太阳馈入生物活性的能量。过分的氢质子使根区成酸性的，引起根生长和营养吸收的问题，土壤呼吸较少导致块结、矿化作用小和微生物寿命短。

Lewis的加拿大专利申请2,611,168和2,509,172揭示了一种用气力式播种机将拖拉机的废气排放物注入土壤的系统。如果废气排放物的温度得不到适当监视和准确控制，废气热量过多会损害种子和播种机的种子输送管，而废气温度不够会导致在种子输送管内引起种子堵塞的过分冷凝。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供了一种用于与农业机具关联的内燃机的废气调节系统，所述系统包括：

废气管，被安排成将来自发动机的废气排放物传送给农业机具；

与农业机具关联的叶轮风机，被安排成吸引通过废气管的废气排放物流；

包括废气通道的冷凝器，废气通道被安排成与废气管串联，以在发动机与叶轮风机之间接收从中通过的废气排放物；

冷凝器风机，被安排成引导冷却空气通过废气通道的表面；

废气温度传感器，被安排成检测废气的温度；

计算机控制器，被安排成响应废气排放物的温度而可控地改变冷凝器风机和叶轮风机中至少一个的速率或者发动机的每分钟转数，以将废气排放物的温度保持在所选的温度范围之内。

在有些实施例中，农业机具包括具有割草面板的割草机，其中，发动机被安排成驱使农业机具在地面向前运动，而废气管被安排成在发动机与割草面板之间连通，因此叶轮风机被安排成将废气排放物导入割草面板，而废气排放物被安排成与割草面板的碎草和叶混合以馈入草地。

在另一个实施例中，农业机具包括具有耕作机机罩的旋转式耕作机，其中，发动机被安排成驱使旋转式耕作机的地面咬接刀片转动以驱使农业机具在地面向前运动，废气管被安排成在发动机与耕作机机罩之间连通，因此叶轮风机被安排成将废气排放物导入机罩，而所述废气排放物被安排成混入地面。