CN102095199B - 热激制氢燃烧机 - Google Patents
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Abstract
一种热激制氢燃烧机，它克服了现有燃烧机存在的燃烧效率低，不能通过燃料的燃烧提高燃料热值来实现增加能量的缺陷，包括贮水罐、燃烧机以及点火器，其技术要点是：在壳体内设置带有护套和耐热陶瓷衬套的螺旋加热管及组装在盘管中心内的耐热陶瓷热岛，燃气喷嘴的中心与盘管中心和耐热陶瓷热岛的中心位于同一轴线上，燃气电磁阀的进气连接管与燃气喷嘴一端连通，螺旋加热管的伸出护套的底端与燃气喷嘴的另一端连通。其结构设计合理，布置紧凑，与同类产品相比体积小，减少占用空间，便于装卸和维护，显著提高燃烧效率和能源的利用率，降低成本，尤其是通过燃烧热裂解水制取的氢、氧气再爆燃，提高燃料热值来显著增加能量，扩展了燃烧机的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种用清洁能源可再生燃料氢气作燃料的燃烧机，特别是一种热激制氢燃烧机，它主要通过氢、氧气燃烧热裂解水制取的氢、氧气再爆燃来提高燃料热值，以显著增加能量。该机可直接作为动力燃机应用，其与气马达匹配成持续运转的新型发动机；其与高温换热器组合可作为热水锅炉、蒸汽锅炉，它使氢能热量放大，为氢能的经济应用提供了设备支持。
背景技术
我们知道水是由H2O组成，即由 2个氢原子1个氧原子组成。水最少有两种以上的方法可将其分解成作为清洁能源的可再生燃料氢气、氧气，一种是电解法，一种是热裂解法。在一定条件下，只要将水加热到900℃以上，水就可以热裂解生成燃料氢气、氧气参与燃烧。能源是人类发展的根本保证。由于煤炭、石油和天然气等化石燃料都是不可再生能源，而其储量是有限的，所以现在全世界都很重视研究开发新能源，氢能源更是得到各国的重视，但制约氢的应用主要因素是制取氢的成本高，氢不便贮存、不便运输，而影想氢的应用。现国内、外也有很多科技人员为氢的廉价应用做出了很多努力，例如公告号为CN1079036A的“水蒸汽分解燃焼的方法及装置” 其结构是将盘管、U型管、螺旋管布置到锅炉中、通过向加热管中通入过热蒸汽，再加热后喷入锅炉中用炉内高温进一步裂解蒸汽制氢，氢再燃烧从而增加热量。其缺点是盘管、U型管、螺旋管很难布置到锅炉中，喷入炉中的蒸汽与炉内火的温度关系很难控制。例如公告号为CN2363071Y的“热交换式燃水涡轮发动机”，其结构是由封闭的壳体及加热管、动力涡轮、减速机等部件组成、其缺点是其裂解水过程没有连续的热源补充裂解很难实现，在2000℃的高温下布在机体内的金属材料的热管也不耐用。例如公告号为CN2363071Y的“石油类节能燃烧机和节能燃烧器”其结构是将油与水按比例加到加热管中进行反应制氢、其缺点是得依靠石油类的油与燃气作催化媒体制氢。另外石油类燃料在1000℃时会生成大量的积碳、积碳会很快将发生器堵死、使设备无法稳定应用、在1000℃以上的高温直烧热管、金属材料的热管也不耐用。
发明内容
本发明的目的是提供一种热激制氢燃烧机，它克服了现有燃烧机存在的体积大，燃烧效率低，燃烧不充分，不能通过燃料的燃烧提高燃料热值来实现增加能量的缺陷，其结构设计合理，布置紧凑，与同类产品相比体积小，减少占用空间，便于装卸和维护，显著提高燃烧效率和能源的利用率，降低成本，尤其是通过燃烧热裂解水制取的氢、氧气再爆燃，提高燃料热值来显著增加能量，可以直接作为动力燃机应用，扩展了燃烧机的应用领域。
本发明所采用的技术方案是：该热激制氢燃烧机包括贮水罐和通过输水管、控制阀与贮水罐连通的燃烧机以及点火器，其技术要点是：在所述燃烧机壳体内设置带有护套和耐热陶瓷衬套的螺旋加热管及组装在所述螺旋加热管的盘管中心内的耐热陶瓷热岛，所述螺旋加热管的护套底端和耐热陶瓷衬套的底部及燃气喷嘴上部都固定在所述燃烧机壳体的底部，并使所述燃气喷嘴的中心与所述螺旋加热管的盘管中心和耐热陶瓷热岛的中心位于同一轴线上，组装在所述燃气喷嘴上的燃气电磁阀的进气连接管与所述燃气喷嘴一端连通，所述螺旋加热管的伸出燃烧机壳体侧壁端通过一号、二号加水微调阀分别连接所述输水管，所述螺旋加热管的伸出所述护套的底端与所述燃气喷嘴的另一端连通。
在所述燃烧机带有冷却水套的壳体的上部封装有排空电磁阀、火探头和热气流出口，设置在所述壳体侧壁的雾化喷嘴通过微调给水阀连接所述输水管，所述冷却水套的内腔分别通过上、下部的冷却水出、入口连接所述输水管。
固定在所述燃烧机壳体底部的燃气喷嘴主要由基座、带有燃气通道、流槽和水蒸汽出汽孔的嘴芯、嘴芯连接套和燃气导流罩构成，所述基座连接所述燃气电磁阀的一端与所述燃气喷嘴的嘴芯的燃气通道、流槽连通，所述基座的连接所述螺旋加热管的一端与所述燃气喷嘴的嘴芯的水蒸汽出汽孔连通。
在所述贮水罐腔体的顶部设置加压打气嘴，腔体的底部设置三通分别与输水管和清洗排空阀连通。
所述耐热陶瓷热岛的中心设置水蒸汽出汽孔，外周分布热流导流槽，所述水蒸汽出汽孔通过二号加水微调阀与所述输水管连接，所述热流导流槽与所述螺旋加热管的耐热陶瓷衬套的内腔连通。
本发明具有的优点及积极效果是；由于本发明热激制氢燃烧机的壳体内设置带有护套和耐热陶瓷衬套的螺旋加热管及组装在螺旋加热管盘管中心内的耐热陶瓷热岛，在螺旋加热管盘管中心和耐热陶瓷热岛的中心的同一轴线上设置燃气喷嘴，通过一号、二号加水微调阀分别连接输水管的螺旋加热管，所以其结构设计合理，布置紧凑。其采用喷水降温技术，高压密封式燃烧，最大的优点是实现了热能的放大，使能源的利用更加合理，对节能减排提供了有利的设备保证，为氢能源的应用拓宽了一条新路，本发明热激制氢燃烧机的能量放大功能是这样实现的，通过向燃烧机内螺旋加热管内微量滴入蒸流水，微量的水顺着螺旋管向火焰喷嘴处流动，螺旋管被氢火焰加热到400℃，点入的水也被加热到400℃，我们知道氢氧气燃烧的火焰温度可高达2700℃，这样我们利用燃气喷嘴的中孔将400℃的水蒸汽喷到氢氧气火焰的中心，瞬间将400℃的水蒸汽加热到950℃以上。水蒸汽被热裂解变成氢气、氧气，氢气、氧气在950℃的条件下瞬时爆燃释放出热量，产生热能放大功能，其能量放大的量是输入燃料热值的3-6倍。
附图说明
以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明的一种具体结构示意图。
图2是图1中的燃烧机纵向剖视图。
图3是图2中的耐热陶瓷热岛的主视图。
图4是图3沿A-A线的剖视图。
图5是图1中的燃气喷嘴的一种结构示意图。
图中序号说明：1压力表。2浮子水位计、3加水口、4贮水罐、5打气嘴、6输水管、7雾化喷嘴微调给水阀、8排空电磁阀、9火探头、10冷却水出口、11一号加水微调阀、12热气流出口、13燃烧机、14冷却水入口、15二号加水微调阀、16燃气喷嘴、17燃气电磁阀、18火花塞、19点火器、20排污阀、21螺旋加热管、22耐热陶瓷衬套、23护套、24耐热陶瓷热岛、25冷却水套、26燃烧机壳体、27基座、28嘴芯、29嘴芯连接套、30燃气导流罩、31燃气通道。
具体实施方式
下面结合图1-3对本发明的具体结构作进一步的说明，该热激制氢燃烧机包括连接有压力表1、浮子水位计2、加水口3、打气嘴4、输水管6的贮水罐4和通过输水管6、与贮水罐4连通的燃烧机13以及点火器19等件。其中输水管6分别与排污阀20、一号加热管微调给水阀11、雾化喷嘴微调给水阀7、二号加热管微调阀15连接。在燃烧机壳体25内设置带有护套23和耐热陶瓷衬套22的螺旋加热管21及组装在螺旋加热管21盘管中心内的耐热陶瓷热岛24。螺旋加热管21的护套23底端和耐热陶瓷衬套22的底部及燃气喷嘴16上部都固定在燃烧机壳体26的底部，并使燃气喷嘴16的中心与螺旋加热管21盘管中心和耐热陶瓷热岛24的中心位于同一轴线上。组装在燃气喷嘴16上的燃气电磁阀17的进气连接管与燃气喷嘴16一端连通，螺旋加热管21的伸出燃烧机壳体26侧壁端通过一号、二号加水微调阀11、15分别连接输水管6。螺旋加热管21的伸出护套23的底端与燃气喷嘴16的另一端连通。在燃烧机带有冷却水套25的壳体的上部封装有排空电磁阀8、火探头9和热气流出口12，设置在壳体26侧壁的雾化喷嘴通过微调给水阀7连接输水管6。冷却水套25的内腔分别通过上、下部的冷却水出、入口10、14连接输水管。
固定在燃烧机壳体26底部的燃气喷嘴16主要由基座27、带有燃气通道、流槽和水蒸汽出汽孔的嘴芯28、嘴芯28连接套29和燃气导流罩30构成。基座27连接燃气电磁阀17的一端与燃气喷嘴16的嘴芯28的燃气通道、流槽连通。基座27的连接螺旋加热管21的一端与燃气喷嘴16的嘴芯28的水蒸汽出汽孔连通。在贮水罐4腔体的顶部设置加压打气嘴5，腔体的底部设置三通分别与输水管和清洗排空阀20连通。耐热陶瓷热岛24的中心设置水蒸汽出汽孔，外周分布热流导流槽，水蒸汽出汽孔通过二号加水微调阀15与输水管连接6，热流导流槽与螺旋加热管21的耐热陶瓷衬套22的内腔连通。
其工作过程是：首先检查所有阀门是否关闭，未关阀全部关闭。然后打开加水口3，将水加入到贮水罐4内、使水位在罐内高度的三分之二处，关闭加水口3、通过打气嘴5向贮水罐4内打压，直至气压表1的压力指针到4公斤处。将氢、氧气输送管连接到电磁阀17的进气连接管上。接通电源，开启点火器19和火花塞18、火花塞18开始工作点火、打开电磁阀17，氢、氧气进入燃气喷嘴16，由燃气喷嘴16喷出的氢、氧气被火花塞18点着，燃烧机开始工作。当火探头9探到亮光后，便自动关闭点火器19，火花塞18、点火器19，火花塞18停止工作、燃烧机上的燃气喷嘴将2700℃的火喷到耐热陶瓷热岛13上、耐热陶瓷热岛13开始蓄热贮能与此同时贮水罐4内的气压将水压入输水管6、打开螺旋加热管21上的一号加水微调阀11及二号加水微调阀15、，水流经微调给水阀11、15缓慢滴入螺旋加热管21，水在螺旋加热管21中被加热成400℃水蒸汽，经燃气喷嘴16喷入燃烧机火焰中心，经氢、氧气火焰2700℃的加热，被加热到950℃以上的过热水蒸汽迅速热裂解出氢气和氧气，直接参与爆燃，使热值猛增，经二号加水微调阀15输入到燃机中的水被螺旋加热管21及耐热陶瓷热岛24加热到600℃水蒸汽由耐热陶瓷热岛24内的出汽口喷出、与一次热裂解爆燃的氢火焰汇合、600℃的水蒸汽被加热到900℃以上热裂解成氢气、氧气参与爆燃、释放出大量的热能通过热气流出口提供给需热设备。燃烧机被点着后，打开雾化喷嘴微调给水阀7，向燃烧机13内喷入调节温度的雾化水，根据需要来调整喷入调温水的给水量、从而完成热激制氢燃烧机的工作过程。
Claims (5)
1.一种热激制氢燃烧机，包括贮水罐和通过输水管、控制阀与贮水罐连通的燃烧机以及点火器，其特征在于：在所述燃烧机壳体内设置带有护套和耐热陶瓷衬套的螺旋加热管及组装在所述螺旋加热管的盘管中心内的耐热陶瓷热岛，所述螺旋加热管的护套底端和耐热陶瓷衬套的底部及燃气喷嘴上部都固定在所述燃烧机壳体的底部，并使所述燃气喷嘴的中心与所述螺旋加热管的盘管中心和耐热陶瓷热岛的中心位于同一轴线上，组装在所述燃气喷嘴上的燃气电磁阀的进气连接管与所述燃气喷嘴一端连通，所述螺旋加热管的伸出燃烧机壳体侧壁端通过一号、二号加水微调阀分别连接所述输水管，所述螺旋加热管的伸出所述护套的底端与所述燃气喷嘴的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的热激制氢燃烧机，其特征在于：在所述燃烧机带有冷却水套的壳体的上部封装有排空电磁阀、火探头和热气流出口，设置在所述壳体侧壁的雾化喷嘴通过微调给水阀连接所述输水管，所述冷却水套的内腔分别通过上、下部的冷却水出、入口连接所述输水管。
3.根据权利要求2所述的热激制氢燃烧机，其特征在于：固定在所述燃烧机壳体底部的燃气喷嘴主要由基座、带有燃气通道、流槽和水蒸汽出汽孔的嘴芯、嘴芯连接套和燃气导流罩构成，所述基座连接所述燃气电磁阀的一端与所述燃气喷嘴的嘴芯的燃气通道、流槽连通，所述基座的连接所述螺旋加热管的一端与所述燃气喷嘴的嘴芯的水蒸汽出汽孔连通。
4.根据权利要求1所述的热激制氢燃烧机，其特征在于：在所述贮水罐腔体的顶部设置加压打气嘴，腔体的底部设置三通分别与输水管和清洗排空阀连通。
5.根据权利要求1所述的热激制氢燃烧机，其特征在于：所述耐热陶瓷热岛的中心设置水蒸汽出汽孔，外周分布热流导流槽，所述水蒸汽出汽孔通过二号加水微调阀与所述输水管连接，所述热流导流槽与所述螺旋加热管的耐热陶瓷衬套的内腔连通。
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