CN106574772A - 内爆反应器管 - Google Patents

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Abstract

提供的是一种内爆反应器管，包括：在第一端处具有管形开口的容器主体；定位在容器主体内的圆柱体；在容器主体的第二端处的混合室；混合室由挡板限定;挡板具有允许穿过挡板的流体通道的接近于圆柱体的多个内部通道，以及允许空气和燃料穿过上述挡板的接近于容器主体的多个外部通道；燃料和空气入口，以用于允许空气和燃料进入混合室；以及用于点燃空气和燃料的闪光点火器。

Description

内爆反应器管
技术领域
本发明大体上关于一种用于消除有毒的原材料的装置。更具体地，本发明涉及一种可将基于提炼的碳的燃料废物或基于有毒的碳的材料用作原料，且焚烧和内爆原料的能源装置。
背景技术
来自石油和天然气工业及其他来源的有毒废物通常被焚尽；然而，这是移除这些废物的一种昂贵的手段，且通常产生污染物。总体来说，例如，用于发电的常规的蒸汽锅炉需要高等级的原料，这是高度地污染且导致高的运行成本。
发明内容
根据本发明的反应器管包括形成容器主体的反应器管，空气和原料燃料穿过挡板且从混合室提供给容器主体，并且具有扼流管或固体棒来引发内爆反应。挡板可具有槽和孔的各种构造来使涡流作用能够发生在反应器管内。管状主体内的涡流运动形成管状主体内的开口的大气密封，这允许内爆状态在其内部发生。
内爆反应将例如有毒的液体，排放气体，含硫气体和/或生物废物材料的原材料减少至近零物质，将能量转化为热能。
提供的是一种内爆反应器管，包括：在第一端处具有管形开口的容器主体；定位在容器主体内的圆柱体；在容器主体的第二端处的混合室；混合室由挡板限定; 挡板具有允许穿过挡板的流体通道的接近于圆柱体的多个内部通道，以及允许空气和燃料穿过上述挡板的接近于容器主体的多个外部通道；燃料和空气入口，以用于允许空气和燃料进入混合室；以及用于点燃空气和燃料的闪光点火器。
圆柱体可以是实心或中空的，并且如果是中空的，可以配置成接收运往混合室的燃料或将材料传递穿过容器主体。
内部通道和外部通道可以是成角度的，以将空气和燃料以与容器主体的轴线成一定角度指引经过它们，且内和外通道的角度可以是相同的。内和外通道可配置成促使经过它们的空气和燃料沿容器主体成螺旋。
原料可穿过混合室外的原料入口给送到容器主体。反应器可包括在容器主体的第一端处的消音器。
附图说明
图1-3是根据本发明的反应器的实施例的侧视图，显示了反应器的一些内部构件，显示了在不同位置的圆柱体。
图4是根据本发明的隔板的实施例的正视图。
图5是根据本发明的隔板的备选实施例的正视图。
图6是根据本发明的隔板的备选实施例的正视图。
图7是根据本发明的反应器管和内部构件的实施例的透视图；
图8是根据本发明的隔板的实施例的透视图。
图9是根据本发明的隔板的备选实施例的透视图。
图10是根据本发明的隔板的备选实施例的透视图。
具体实施方式
下面连同示出本发明的原理的附图提供了本发明的一个或更多个实施例的详细描述。本发明结合这些实施例来描述，但本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求书限定，且本发明包括大量的备选方案、修改和等同方案。在以下描述中陈述了大量的具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。这些细节是为了举例的目的而提供的，且本发明可根据权利要求而没有这些具体细节的一些或全部来实践。为了简洁清晰，本发明涉及的本技术领域中已知的工业材料未详细描述，使得本发明不会被不必要地模糊。
除非另有明确说明，否则术语“发明”等意味着“本申请中公开的一个或更多个发明”。
除非另有明确说明，否则术语“一方面”，“一实施例”，“实施例”，“多个实施例”，“该实施例”，“该多个实施例”，“一个或更多个实施例”，“一些实施例”，“某些实施例”，“一个实施例”，“另一个实施例”等意味着“公开的(多个)本发明中的一个或更多个(但不是全部)实施例”。
除非另有明确说明，否则发明的术语“变型”是指本发明的实施例。
除非另有明确说明，否则在描述实施例中引用“另一实施例”或“另一方面”并不意味着所引用的实施例是与另一个实施例互斥的(例如，在所引用的实施例之前描述的实施例)。
除非另有明确说明，否则术语“包括”，“包含”及其变型的意思是"包括但不限于"。
除非另有明确说明，否则术语“一”，“一个”和“该”意味着“一个或更多个”。除非另有明确说明，否则术语“多个”是指“两个或更多个”。除非另有明确说明，否则术语“在本文中”是指“在本申请中，包括可通过引用而并入的任何事物”。
术语“举例”等相似的术语意味着“例如”，且因此不限制它解释的术语或短语。
术语“分别的”等相似的术语意味着“单独采用”。因此如果两个或更多个的事物具有“分别的”特点，则每个这种事物都有其自身的特点，然后这些特征可以(但不是必须)彼此不同。例如，短语“两台机器中的每个都有分别的功能”意味着，第一台这样的机器具有一个功能，且第二台这种机器也具有一个功能。第一台机器的功能可能会或可能不会与第二台机器的功能相同。
在两个或更多个术语或短语是同义的情况下(例如，由于术语或短语是同义的精确陈述)，一个这种术语/短语的实例并不意味着另一个这种术语/短语的实例必须具有不同的含义。例如，在陈述致使“包括”与“包括但不限于”同义的情况下，仅仅短语“包括但不限于”的使用并不意味着术语“包括”意味着除了“包括但不限于”以外的一些事物。
无论是标题(在本申请的第一页的开始处陈述)还是摘要(在本申请的结束处陈述)都不应该被当作以任何方式限制公开的(多个)发明的范围。仅仅是因为在 37 C.F.R.第1.72(b)或其它管辖范围中类似的法律下要求不超过150字的摘要，所以摘要被包括在本申请中。本申请的名称和本申请中提供的各段的标题只是为了方便，而不应该以任何方式被理解为限制本公开。
在本申请中描述了大量的实施例，且它们仅用于说明的目的而提出。所描述的实施例在任何意义上不是(且不意图是)限制。目前公开的(多个)发明可以广泛适用于众多实施例，这是从公开容易地显而易见的。在本领域的技术人员将认识到的是，公开的(多个)发明可利用各种修改和改变(诸如结构和逻辑的修改)来实践。虽然公开的(多个)发明的特定特征可参照一个或更多个特定的实施例和/或附图来描述，但应该理解的是，除非有明确的特别说明，否则这些特征并不局限于它们描述所参考的一个或更多个特定的实施例或附图中的使用。
除了本申请中描述的方法步骤或产品元件的实施例在本说明书中明确地陈述如此或在权利要求书中明确地陈述的情况以外，本申请中描述的方法步骤或产品元件的实施例不组成本文中主张的发明，或对于本文中主张的发明是必要的，或与本文中主张的发明是同延的。
关于附图且具体地关于图 1至3和7, 内爆反应器包括容器主体3，其可由诸如镍合金钢、不锈钢、陶瓷或石英晶体材料的高温材料的整体模制而制成。容器主体3限定在第一端11打开的管，以及在相反的第二端21处密封的混合室。自挡板2处测量，容器主体3的长度可具有容器主体3的直径的10倍的最小比率；然而，可使用长度与直径的其他比率。
如图 4 到 6 中所示，挡板 2限定多个外侧通道 15和内侧通路16。虽然显示了12个外侧通道15和6个内侧通道16，但可存在更多或更少的通道。通道 15，16 可能在形状和尺寸方面变化，且经过挡板16。通道 15，16可如图8和9中所示关于容器主体3的轴线成角度的。进一步参考图 3 到图 5，通道15，16可成形为圆形、椭圆形或直槽，且可由高温材料，优选地镍合金钢或陶瓷整体模制而制成。挡板2的内缘的外侧分别与主体3圆柱体4的内表面形成不完全的密封。
如图 1 所示，反应器管3内的混合室1分别从空气入口5和原料入口6接收燃料和空气来作为原料。对于开始反应及继续过程两者，燃料入口和空气入口5，6提供燃料和空气。圆柱体4可关于容器壳体3的轴线中心地定位，并从混合室1的外侧延伸且穿过挡板2，由此迫使空气和燃料绕圆柱体4移动，且协助创造涡流 8。
如图2所示，反应器管3内的混合室分别从空气入口5和原料入口6接收燃料和空气来作为原料。燃料入口和空气入口5，6允许开始反应及继续过程两者，且也可以关闭，或在本发明的实施例中，由于额外的原料可经由圆柱体4引入混合室1而减少，该额外的原料可从消声器12供给。
如图3中所示，反应器管3内的混合室分别从空气入口5和原料入口6接收燃料和空气来作为原料。燃料入口和空气入口5，6允许开始反应及继续过程两者。在此实施例中，圆柱体 4完全地延伸穿过反应器管主体 3。在该实施例中，材料可被供给穿过圆柱体4来经过反应器管主体3而至目的地。例如，水可进入圆柱体4且在水流经过反应器管主体3时转化为干蒸汽。
圆柱体4可能是中空的，且由此允许燃料或其他材料进入或穿过反应器管3的通道，圆柱体4也可能是实心的。
如图1至3以及7中所示，闪光点火器10定位于接近反应器管3的第一端11，且用于启动空气和燃料混合物的焚烧。
消声器12可以用于降低噪声。消声器12的主体可通过螺纹连接、焊接或卡扣至反应器管主体3。消声器12可包括一个或多个入口13且不限于任何特定的形状，以允许大气中的空气朝内通风。消声器12可包括由非导电材料制成的插入件14。插入件14中和在管3中形成的电磁能量(由于电磁能量场可在反应器管3中产生且以不完美的密封盖住反应器管3)。
本发明提供了容器形式的内爆反应器，包括一种创造涡流8的手段，涡流产生创建内爆状态所需的大气密封。如图1至3和7中所示，将空气和可燃气体的混合物在压力(例如十五psi，但不限于任何特定的压力)下穿过插入喷嘴5，6引入混合室1。该燃气和空气的混合物然后行进穿过挡板2中的通道15，16，并行进达反应器管3的长度。可燃气体和空气的混合物然后由火花点火器或点火焰10点燃。燃烧火焰以从室管开口端11向外的反应而产生。施加增大的空气和可燃气体压力，且开始产生了反向涡流运动8。真空状态在开口管内产生，并在等离子体反应状态9前实现电离相。
该过程允许内爆反应来产生热能，其中反应器管3和圆柱体4吸收所得的能量传输。原料能够以近零排放物质消除在至热能的转换中，且创建等离子体状态而无需用电。内爆反应器过程允许反应器产生用于锅炉蒸汽能源的产生的热能。
根据本发明的反应器管和过程具有优于诸如核电、煤和天然气的已知能源产生过程的很多益处和优点。特别地，本发明可以使用诸如有害的生物废物、低品质的碳(石油焦碳或者煤)、酸性气体、硫氧化物火炬气或简单工业排气的原料。例如，现有发电厂可使用根据本发明的内爆反应器作为加热源，由此给予构件放置灵活性，以及用户成本降低。另一个示例是在入口处石油和天然气中的根据本发明的内爆反应器的使用，其中有毒的火炬气用作原料来生产蒸汽，以用于井下生产。作为另一个示例，根据本发明的内爆反应器可通过使用来自酸性气体井、煤或石油焦发电站或天然气和炼油厂的有毒的气体排放物而用作排放洗涤器(emission scrubber)。
此外，内爆反应器可产生蒸汽形式的热能。由于它在使用和安装中的灵活和简单，本发明的内爆反应器实现燃料能耗、加工成本、运形成本和日常维护的成本的减少。
本发明所具有的灵活性的实践示例在于它允许多种原材料被使用以产生内爆能量的能力。例如，用户规格可能要求蒸汽产生过程使用昂贵的精炼成品为原料，且遭受用于污染的额外成本来满足环保法规。
除了上述属性，内爆反应器拥有优于常规的设备的许多其它能源和机械的益处。反应器管的设计特点包括没有移动零件，且它可适应于现有发电厂。此外，本发明也消除了与核过程相关联的辐射问题。
类似地，内爆反应器的机械特征使它能够忍受更极端的环境(诸如先前讨论的)、从常规能源生产系统所需的专门的安装与维护协议解放。
因此可以看出，本发明提供了新颖性，其成功结合下一代的能源生产系统，且其替代目前环保法规要求，并减少常规燃料和核能的使用。
虽然本发明的特定优选的实施例已经出于示出的目的而详细地公开，但应该认识到的是，公开的装置的变化或修改也在本发明的范围内。
将对本领域的技术人员显而易见的是，上文所述的各种实施例可组合以又一实施例。本系统、方法与构件的各方面可被修改(如有必要)，以采取系统，方法、构件和概念来提供本发明的又一实施例。例如，上文所述的各种方法可能省略一些动作，包括其他动作，和/或以与示出的实施例中所展示的不同的顺序来执行动作。
而且，在本文中教导的方法中，各种动作可以以与所示出和描述的不同的顺序来执行。另外，方法可以省略一些动作，和/或采用额外的动作。
按照上面的描述，可对本系统、方法和制品作出这些或其他的改变。大体上，在所附的权利要求中，使用的术语不应被理解为将本发明限制于说明书和权利要求书中公开的特定实施例，但应解释为包括连同这些权利要求被授权的等同物的全部范围的所有可能的实施例。因此，本发明不受公开内容限制而是其范围待由所附权利要求来全部地确定。
虽然本发明的某些特定方面以一定的权利要求形式在权利要求书中呈现，但发明者预期任何可用的权利要求形式的各方面。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种内爆反应器管，包括：
a. 在第一端处具有管形开口的容器主体；
b. 定位在所述容器主体内的圆柱体；
c. 在所述容器主体的第二端处的混合室；所述混合室由挡板限定; 所述挡板具有允许穿过所述挡板的流体通道的接近于所述圆柱体的多个内部通道，以及允许空气和燃料穿过所述挡板的接近于所述容器主体的多个外部通道；
d. 燃料和空气入口，以用于允许所述空气和燃料进入所述混合室；以及
e. 用于点燃所述空气和燃料的闪光点火器。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体是实心的。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体是中空的。
4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体配置为接收运往所述混合室的燃料。
5.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体配置为将材料传递穿过所述容器主体。
6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述内部通道是成角度的，以将所述空气和燃料以与所述容器主体的轴线成一定角度指引经过所述内部通道。
7.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述外部通道是成角度的，以将所述空气和燃料以与所述容器主体的轴线成一定角度指引经过所述外部通道。
8.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述外部通道的角度和所述内部通道的角度是相同的。
9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，原料穿过所述混合室外的原料入口而给送到所述容器主体。
10.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，还包括位于所述容器主体的所述第一端处的消声器。
11.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，内和外通道配置成促使经过它们的所述空气和燃料沿所述容器主体成螺旋。
12.一种产生密封的和感应的等离子气体场的方法，包括：
将密封的混合室设在容器主体内；
将空气和燃料的混合物在靠近所述容器主体的第一端处供应至所述混合室；
使所述空气和燃料混合物朝向所述容器主体的第二端经过挡板；
接近于所述容器主体的所述第二端点燃所述空气和燃料的混合物，由此在所述容器主体中形成真空等离子体内爆。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
在等离子状态形成之前，通过在所述容器主体中在点燃之后产生涡流来在所述容器主体中产生真空状态，所述涡流从所述容器主体的所述第二端流动至所述容器主体的所述第一端。
14.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述燃料变成离子化的，其中所述真空状态使所述燃料离子化。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，生成的功率由发电厂使用。

Claims (11)

1.一种内爆反应器管，包括：
a.在第一端处具有管形开口的容器主体；
b.定位在所述容器主体内的圆柱体；
c.在所述容器主体的第二端处的混合室；所述混合室由挡板限定; 所述挡板具有允许穿过所述挡板的流体通道的接近于所述圆柱体的多个内部通道，以及允许空气和燃料穿过所述挡板的接近于所述容器主体的多个外部通道；
d.燃料和空气入口，以用于允许所述空气和燃料进入所述混合室；以及
e.用于点燃所述空气和燃料的闪光点火器。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体是实心的。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体是中空的。
4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体配置为接收运往所述混合室的燃料。
5.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述圆柱体配置为将材料传递穿过所述容器主体。
6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述内部通道是成角度的，以将所述空气和燃料以与所述容器主体的轴线成一定角度指引经过所述内部通道。
7.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述外部通道是成角度的，以将所述空气和燃料以与所述容器主体的轴线成一定角度指引经过所述外部通道。
8.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述外部通道的角度和所述内部通道的角度是相同的。
9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，原料穿过所述混合室外的原料入口而给送到所述容器主体。
10.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，还包括位于所述容器主体的所述第一端处的消声器。
11.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，内和外通道配置成促使经过它们的所述空气和燃料沿所述容器主体成螺旋。
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