CN110805933A - 一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。燃水汽化炉主要包括：多火头锥形燃烧室、耐高温陶瓷催化塔和用于储水的柱形储水蒸发底盘，多火头锥形燃烧室和柱形储水蒸发底盘共同形成多火头长锥柱形聚焦燃烧室，多火头长锥柱形聚焦燃烧室内的“储水蒸发底盘”层与“多火头锥形燃烧室”层以“耐高温陶瓷催化塔”顶面为“高温差”分界面，形成上面和下面巨大的温差——“高温差”，水蒸气在瞬间接触“耐高温陶瓷催化塔”耐高温保温材料表面时因为巨大的温差而“破裂分解”——即“高温差法裂解水”，从而有效释放利用水中的氢能。本技术方案的优势在于无需还原物，属于“低温型分解”，并不需要上千度甚至两千度或更高的温度。

Description

一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法
技术领域
本发明涉及汽化技术领域，具体而言，涉及一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。
背景技术
目前，利用水能，把水分解氢气和氧气利用，有多种方法，比如电解水，热分解水，生物分解水……但是这些方法成本高，效率低，不适宜家庭生活使用。热分解法，比如水煤气就是利用高温水蒸气(水)和炭发生氧化还原反应生成氢气，一氧化碳、甲烷气、氧气……等混合气体称之为“水煤气”。目前也限于工业上利用，而家庭生活民用炉还没有利用水能中的氢气燃烧。究其根本原因，目前工业法利用水分解出氢气，其设备庞大，结构复杂，成本较高、工艺落后，操作繁琐，环保设施不健全，煤炭利用效率低，污染严重。
工业上制取水煤气主要使用煤炭，是煤气化技术的典型模式。现有工业水煤气发生炉其结构比如：
按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层：(1)灰渣层；(2)氧化层(又称火层)；(3)还原层；(4)干馏层；(5)干燥层；(6)空层。其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。
对于固定床煤气炉有多种结构型式，按不同部位分述如下：加煤装置：间歇式加煤罩、双料钟、振动给煤机、拨齿加煤机。炉体结构：带压力全水套、半水套、无水套(耐火材料炉衬)、常压全水套。炉篦：宝塔型、型钢焊接型。灰盘传动结构：拨齿型、蜗轮蜗杆型。这是利用水与煤炭生成可燃气(氢气、一氧化碳)的典型模式之一，以上的水煤气炉主要目的是先制取氢气待用，因而有繁琐的除尘、过滤、净化、提纯、降温、干燥、存储……等一系列的流程，在这个过程之中，事实上浪费了不少热能，包括“除焦油”(焦油在高温下可以进一步分解，终极产物依然是气体和水)。可见其工艺复杂，利用流程漫长，费时费工费料，这种“工业级别”的“发生炉”需要一定的技术操守，懂得专业。如果要实现家庭民用，则基本不现实。如何在民用领域实现充分利用水能源是急待解决的问题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉，燃水汽化炉主要包括：多火头锥形燃烧室、耐高温陶瓷催化塔和用于储水的柱形储水蒸发底盘，多火头锥形燃烧室和柱形储水蒸发底盘共同形成多火头长锥柱形聚焦燃烧室，耐高温陶瓷催化塔置于多火头长锥柱形聚焦燃烧室内；多火头锥形燃烧室的侧壁上设置有多个火头孔，并且在多火头锥形燃烧室相对靠近柱形储水蒸发底盘的一侧设置有进气孔，在进气孔的上方设置有点火器。
在本发明应用较佳的实施例中，耐高温陶瓷催化塔的顶部设有上底顶盖，耐高温陶瓷催化塔的上底顶盖上设置多个顶盖通气孔，外壁上设置多个侧壁通气孔。
在本发明应用较佳的实施例中，燃水汽化炉还包括储水器，储水器由盛注水外杯和注水管组成，注水管由回水管接口、加注水进水口和U弯依次连接组成，注水管内置盛注水外杯之中；注水管的回水管接口与回水管连接，注水管的U弯远离加注水进水口的一端与柱形储水蒸发底盘上的注水孔连接。
在本发明应用较佳的实施例中，多火头长锥柱形聚焦燃烧室的外部还设置有外筒，外筒内的顶部设置压火头，压火头的下方为多火头锥形燃烧室顶部的出火顶口；在多火头锥形燃烧室的出火顶口下方设置有中心火盆体，中心火盆体的内部与多火头锥形燃烧室的外壁密封连接，并与外筒内壁密封连接，中心火盆体与外筒内壁以及多火头锥形燃烧室外壁之间形成“山”字形圆形火盆。
在本发明应用较佳的实施例中，在外筒侧壁上开设有散热器进气孔，散热器通过散热器进气孔与外筒内部相连通，并通过散热器出气孔与烟囱连接，以使多火头长锥柱形聚焦燃烧室内未反应的水蒸气通过散热器进入烟囱中冷凝；
优选的，烟囱是由散热格和气流槽连接形成的平面三角冷凝器。
在本发明应用较佳的实施例中，烟囱底部的进气管口依次与废气排气管、回水管、储水器以及柱形储水蒸发底盘上的注水孔连接，形成冷凝水回路。
在本发明应用较佳的实施例中，外筒置于桌面和底座之间，并与桌面和底座固定连接；
优选的，在位于耐高温陶瓷催化塔的顶面之上的外筒壁上设置外筒门，多火头锥形燃烧室在水平方向与外筒门对应的位置设置有内胆门，外筒门的大小与内胆门的大小相配合；
优选的，在外筒压火头位置上方的桌面处设置用于放置锅具的顶盖；
优选的，在固定外筒的底座上设置空气进气孔、温控器以及二氧化碳报警器。
第二方面，本发明实施例还提供一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉的使用方法，包括以下步骤：
打开外筒门，打开内胆门，将耐高温陶瓷催化塔放置于柱形储水蒸发底盘的中心位置；
在储水器中加水，直到水面与柱形储水蒸发底盘上的注水孔持平；
空气通过管道自底座上的空气进气孔以及多火头锥形燃烧室上的进气孔通入多火头长锥柱形聚焦燃烧室内，同时从进气孔通入伴燃气，打开点火器点火，调整火量大小，以多火头锥形燃烧室上的火头孔都喷火燃烧为准，当火焰火色从蓝色变为金黄色或橘红色时，维持燃烧。
在本发明应用较佳的实施例中，燃水汽化炉中的燃烧过程包括：控制伴燃气初始的进气量，使多火头锥形燃烧室内保持燃烧状态，柱形储水蒸发底盘内的水在高温下蒸发上升，水蒸气在接触耐高温陶瓷催化塔的表面时由于温差发生分解反应产生氢气，同时氢气燃烧释放热能；
优选的，以甲烷作为伴燃气，燃烧过程包括：
Figure BDA0002263535450000041
在本发明应用较佳的实施例中，伴燃气为天燃气、液化气以及醇基燃料中的任意一种，
优选的，耐高温陶瓷催化塔所用的材料为耐高温保温陶瓷材料。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。多火头锥形燃烧室、耐高温陶瓷催化塔和用于储水的柱形储水蒸发底盘，多火头锥形燃烧室和柱形储水蒸发底盘共同形成多火头长锥柱形聚焦燃烧室，耐高温陶瓷催化塔置于多火头长锥柱形聚焦燃烧室内。多火头长锥柱形聚焦燃烧室内的“储水蒸发底盘”层与“多火头锥形燃烧室”层以“耐高温陶瓷催化塔”顶面为“高温差”分界面，形成上面和下面巨大的温差－“高温差”，水蒸气在瞬间接触“耐高温陶瓷催化塔”耐高温保温材料表面时因为巨大的温差而“破裂分解”－即“高温差法裂解水”，使水中的氢能释放利用，该燃水汽化炉的优势在于无需还原物，属于“低温型分解”，并不需要上千度甚至两千度或更高的温度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中的燃水汽化炉的结构简图；
图2为本发明实施例中的燃水汽化炉的结构示意图；
图3为本发明实施例中的包括外筒的多火头长锥柱形聚焦燃烧室的结构示意图；
图4为本发明实施例中的耐高温陶瓷催化塔的结构示意图；
图5为本发明实施例中的储水器的结构示意图；
图6为本发明实施例中的散热器和中心火盆体的结构示意图；
图7为本发明实施例中的烟囱的结构示意图。
附图编号：100－多火头锥形燃烧室；200－耐高温陶瓷催化塔；300－柱形储水蒸发底盘；400－储水器；500－烟囱；600－中心火盆体；700－散热器；800－外筒；900－桌面；1000－底座；101－火头孔；102－出火顶口；103－进气孔；104－内胆门；105－点火器；201－上底顶盖；202－顶盖通气孔；203－侧壁通气孔；301－注水孔；401－注水外杯；402－注水管；403－回水管接口；404－加注水进水口；405－U弯；406－回水管；501－散热格；502－气流槽；503－进气管口；504－排气管口；507－废气排气管；601－中空口；701－散热器进气孔；702－散热器出气孔；801－压火头；802－外筒门；803－围护吸热网；901－顶盖；1001－进气孔；1002－温控器；1003－二氧化碳报警器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例
一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉，参照图1所示，燃水汽化炉主要包括：多火头锥形燃烧室100、耐高温陶瓷催化塔200和用于储水的柱形储水蒸发底盘300，多火头锥形燃烧室100和柱形储水蒸发底盘300共同形成多火头长锥柱形聚焦燃烧室，耐高温陶瓷催化塔200置于多火头长锥柱形聚焦燃烧室内；多火头锥形燃烧室100的侧壁上设置有多个火头孔101，并且在多火头锥形燃烧室100相对靠近柱形储水蒸发底盘300的一侧设置有进气孔103，在进气孔103的上方设置有点火器105。
本发明实施例提供一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉，燃水汽化炉包括多火头锥形燃烧室100和用于储水的柱形储水蒸发底盘300，多火头锥形燃烧室100和柱形储水蒸发底盘300共同形成多火头长锥柱形聚焦燃烧室，多火头锥形燃烧室100相对靠近柱形储水蒸发底盘300的一侧设置一个外置侧入进气孔和燃气进气孔并用的进气孔103，进气孔可以同时通入伴燃气和空气，在进气孔103的上方设置有点火器105。本发明实施例中的燃水汽化炉以伴燃气作为伴燃能量和补充能量，为分解水提供“热源”，“柱形储水蒸发底盘”层与“多火头锥形燃烧室”层以“耐高温陶瓷催化塔”顶面为“高温差”分界面，形成上面和下面巨大的温差－“高温差”。水蒸气的温度(约100℃－250℃)与“耐高温陶瓷催化塔”顶面的温度(350℃－600℃)形成“高温差”(温差大于100℃)。水蒸气在瞬间接触“耐高温陶瓷催化塔”耐高温保温材料表面时因为巨大的温差而“破裂分解”－即“高温差法裂解水”。生成的氢气瞬间燃烧释放热能形成了“高温离子态的水蒸气”。这种中低等温度要求的高温差环境通过相应的方案(方法)容易达到，从而满足水蒸气“高温差”裂解。以伴燃物为CH4为例，整个过程中的发生的反应如下：
Figure BDA0002263535450000081
本发明实施例提供“高温差法裂解水(简称温差裂解法)”水分解燃烧技术方案，设计的灵感来源于：火炉中燃烧很旺时，喷少量水后的瞬间，炉子火会更旺，这就是“高温差分解了水”，产生这个现象关键的两个要素就是“少量低温的水(低于100℃)”和“温度高的炉火”，由此可见，本发明实施例提供的燃水汽化炉的优势在于无需还原物，属于“低温型分解”，而并不需要上千度甚至两千度或更高的温度。这一技术是对“耐高温保温材料”又一新用途的具体实践。
进一步参照图2和3所示，多火头长锥柱形聚焦燃烧室的内部包括温度依次升高的柱形储水蒸发底盘的底层、多火头锥形燃烧室的真空回旋层和高温燃烧层，且多火头锥形燃烧室的真空回旋层和高温燃烧层以耐高温陶瓷催化塔的顶面为高温差分界面，柱形储水蒸发底盘底层的温度在100℃以内，水面以上至耐高温陶瓷催化塔顶面的真空回旋层内的温度为150－250℃，耐高温陶瓷催化塔顶面以上的高温燃烧层内的温度为500℃以上。
本发明实施例提供“高温差法裂解水(简称温差裂解法)”水分解燃烧利用水中的氢能，首先，本发明实施例中利用伴燃气(如天燃气(液化气)，醇基燃料等清洁能源)作为伴燃能量和补充能量提供分解水的“热源”。燃水汽化炉的关键之处在于：通过“多火头长锥柱形聚焦燃烧室”形成中心轴线高温区域。设计结构以递增或倍增升温的结构模型促使中心高温区稳定。多火头长锥柱形聚焦燃烧室自下而上温度随锥体高度和设置的火头数以一定设计比例快速升高。多火头长锥柱形聚焦燃烧室中部设置一定高度(依据使用要求)区域的“真空回旋区”。
多火头长锥柱形聚焦燃烧室中心区域再放置“耐高温陶瓷催化塔200”，耐高温陶瓷催化塔200的顶面位于“真空回旋区”以内，在燃烧过程中，中心区域“耐高温陶瓷催化塔”形成“趋势真空”而形成引力，燃烧的火焰(高温流体)被吸引而在“真空回旋区”、“耐高温陶瓷催化塔”顶面形成涡旋高温源。
燃烧器燃烧约20分钟(根据水量的多少，燃气初始燃烧提供的热能主要把温度升起来，包括把水加热沸腾)。大量蒸发的水汽快速汇入火焰中迅速升温，此时，多火头长锥柱形聚焦燃烧室内的温度分三个不同的温度区间：柱形储水蒸发底盘层(下层)温度100℃以内；水面以上至耐高温陶瓷催化塔顶面之下的这个区间(中间层)的温度150－250℃；耐高温陶瓷催化塔顶面以上的上部空间(上层)温度500℃以上。
升腾的水蒸气不断对中间层温度降温，再加上耐高温陶瓷催化塔保温隔热的高温陶瓷的“隔断”作用，使中间层温度相对稳定在250℃左右。和上层的温度形成一个较大的“温度差”。稳定下层和中间层的温度不过高，但又不过低，这就有利于水沸腾蒸发而保持中间层有饱和的水蒸气。
水蒸气在流经和穿过耐高温陶瓷催化塔顶面时，水蒸气的温度突然跃升到500℃以上(顶面的温度越高越有利于分解)，尤其水汽分子在穿过耐高温陶瓷催化塔上设置的高温焦点时(或高温微空间)，此时水分子瞬间因为巨大的高温差导致水分子“急剧膨胀破裂”(氢氧键断开)－即水被裂解了。
水裂解生成的氢气在这个燃烧室内又瞬间“爆燃”而释放热能。这时，新增加的氢气燃烧释放的热能大于水沸腾的温度100℃，大于中间层水蒸气的温度250℃。就氢气着火点的温度500℃而言，此时“闪点火焰”的温度也一定大于500℃。依据火焰温度的颜色判断，分解燃烧的氢气“小气团氢气”爆燃的颜色是金黄色说明温度在1000℃－1300℃，由于此时火焰流体中依然有水蒸气，所以此时的火焰颜色不会是纯粹氢气燃烧的蓝色火焰，而是亮黄色、黄色、橘红色。
氢气燃烧瞬间又生成的高温水蒸气比中间层的水蒸气温度高200℃至300℃。此时燃烧器上部空间温度更高。这就是因为氢气燃烧进一步增益的热能所致。
高温流体在“耐高温陶瓷催化塔”顶面形成高温热源流盘旋上升，再一次聚焦轴线高温区与“多火头长锥柱形聚焦燃烧室”轴线叠加，从而使“耐高温陶瓷催化塔”表面处于稳定持续的高温状态，给蒸发的低温水蒸气裂解提供高温差的能量。涡旋的作用另一方面改变了流体直线上升变为螺旋曲线上升而延长了热能流体的运行距离，也有利于温度的滞留，起到了稳定高温的作用(350℃－550℃)。
观察火焰颜色，初始升温阶段，火焰是蓝色说明只有燃气燃烧。根据本方案实验设计，当加热升温约20分钟(根据设计的储水水量升温加热的时间不同)火焰火色从蓝色变为金黄色，橘红色时，说明水蒸气大量分解出氢气参与燃烧。此时可以看见大量的星星点点的“闪点火焰”，这就是“小分子团氢气”爆燃的现象。
进一步参见图4所示，耐高温陶瓷催化塔200置放于多火头长锥柱形聚焦燃烧室内的柱形储水蒸发底盘300的中央位置，耐高温陶瓷催化塔200的形状可以是菱台形或圆柱形或其他的形状，耐高温陶瓷催化塔200内的顶部设有上底顶盖201并在上底顶盖201均设置有多个顶盖通气孔202，外壁上均设置有多个侧壁通气孔203。
本发明实施例中的燃水汽化炉，将伴燃气在汽化炉内点燃时，在燃烧过程中，中心区域“耐高温陶瓷催化塔200”形成“趋势真空”而形成引力，多火头长锥柱形聚焦燃烧室内燃烧的火焰(高温流体)被吸引而在“真空回旋区”，即“耐高温陶瓷催化塔”顶面形成涡旋高温源，而高温流体在耐高温陶瓷催化塔200的顶面形成高温热源流盘旋上升，再一次聚焦轴线高温区与多火头锥形燃烧室100轴线叠加，从而使耐高温陶瓷催化塔200表面处于稳定持续的高温状态，给蒸发的低温水蒸气裂解提供高温差的能量。涡旋的作用另一方面改变了流体直线上升变为螺旋曲线上升而延长了热能流体的运行距离，也有利于温度的滞留，起到了稳定高温的作用(350℃－550℃)。
进一步参见图5，燃水汽化炉还包括储水器400，储水器400由盛注水外杯401和注水管402组成，注水管402由回水管接口403，加注水进水口404和U弯405共同连接组成，注水管402内置盛注水外杯401之中；注水管402的U弯405通过水平管道与注水孔301连接，注水管402的回水管接口403与回水管406连接，注水管402的U弯远离加注水进水口404的一端与柱形储水蒸发底盘上的注水孔301连接。
进一步参照图1和6所示，多火头长锥柱形聚焦燃烧室的外部还设置有外筒800，外筒800内的顶部设置压火头801，压火头801的下方为多火头锥形燃烧室100顶部的出火顶口102；在多火头锥形燃烧室100的出火顶口102下方设置有中心火盆体600，中心火盆体600的内部与多火头锥形燃烧室100的外壁密封连接，并与外筒800的内壁密封连接，中心火盆体与外筒内壁以及多火头锥形燃烧室外壁之间形成“山”字形圆形火盆。
再次参照图1和6所示，在外筒800侧壁上开设有散热器进气孔701，散热器700通过散热器进气孔701与外筒800内部连通；并通过散热器出气孔702与烟囱500连接，以使多火头长锥柱形聚焦燃烧室内未反应的水蒸气通过散热器进入烟囱中冷凝下来。
本发明实施例提供的燃水汽化炉，在外筒800的顶部设置压火头801，压火头801的设置可以使多火头锥形燃烧室的出火顶口102喷出的火头向中心火盆体600和散热器700内部运行；中心火盆体600的设置有利于燃烧释放热能的利用，散热器700可以使燃烧产生的大量的水蒸气通过与之连接的烟囱500快速冷凝回流下来。
进一步参照图7所示，烟囱500是由散热格501和气流槽502连接形成的平面三角冷凝器，烟囱500的短底边向上，并设置排气管口504，烟囱500的短底边对应的顶角向下，并设置进气管口503，进气管口503与废气排气管507连接。
再次参照图1和2和7所示，烟囱500底部的进气管口503依次与废气排气管507、回水管406、储水器400以及柱形储水蒸发底盘300上的注水孔301连接，形成冷凝水回路，多火头长锥柱形聚焦燃烧室内的未反应的排放的水气通过废气排放管和“烟囱”的时候水汽冷凝成水回流到“柱形储水蒸发底盘”再次利用，实现水体的循环利用。
再次参照图1和2所示，在位于耐高温陶瓷催化塔200的顶面之上的外筒800壁上设置外筒门802，多火头锥形燃烧室100在水平方向与外筒门802对应的位置设置有内胆门104，外筒门802的大小与内胆门104的大小相配合。内胆门104和外筒门802的设置是为了方便耐高温陶瓷催化塔200的拿取。
再次参照图1和2所示，外筒800置于桌面900和底座1000之间，并与桌面900和底座1000固定连接；且在外筒压火头801位置上方的桌面900处设置用于放置锅具的顶盖901。
燃水汽化炉的外筒800通过桌面900和底座1000可以将外筒800进行固定，在外筒800外部设置围护吸热网803，可以有效利用热量，在底座1000上设置空气进气孔1001、温控器1002和二氧化碳报警器1003，温控器1002设置适当温度而自动断火或点火。由于水煤气燃烧产生二氧化碳，当二氧化碳报警器1003报警时提示室内二氧化碳浓度偏高，此时注意室内通风透换气。在具有固定功能的桌面900的位于外筒的压火头801的上方设置有顶盖901，热量通过顶盖901传递出来，将锅具放置到桌面的顶盖901位置处，就可以直接使用。
以上燃水汽化炉的使用方法，包括：
打开外筒门802，打开内胆门104，将耐高温陶瓷催化塔200放置于柱形储水蒸发底盘300中心位置。
在储水器400处加水，直到水面与柱形储水蒸发底盘300上的注水孔301持平。
空气通过管道自底座1000上的空气进气孔1001以及多火头锥形燃烧室100上的进气孔103通入多火头长锥柱形聚焦燃烧室内，同时还可以从进气孔103通入伴燃气，打开燃气点火器105点火，调整火量大小，标准是看见多火头锥形燃烧室火头孔101都喷火燃烧。由于燃烧时真空回旋区形成“趋势真空”负压，限量空气从进气孔103上的侧入进气孔进入形成涡流。
观测火柱盘旋而上，当火头色由纯蓝色开始出现红色(紫色)火头，时间约10分钟左右，继续调小伴燃气，标准是火头都喷火。此时水汽分解成氢气燃烧，瞬间又变成超高温流体的“火焰”。火焰颜色为金黄色、紫红色的高温流体。
温控器1002设置适当温度而自动断火或点火，当二氧化碳报警器1003报警时提示室内二氧化碳浓度偏高，此时注意室内通风透换气。
综上，本发明实施例提供了一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。燃水汽化炉是一种利用“高温差法裂解水(简称温差裂解法)”水分解燃烧的汽化炉。技术方案的关键在于：中心“耐高温陶瓷催化塔”选择耐高温保温材料(比如耐高温保温陶瓷)，“储水蒸发底盘”层与“多火头锥形燃烧室”层以“耐高温陶瓷催化塔”顶面为“高温差”分界面，形成上面和下面巨大的温差－“高温差”。水蒸气的温度(约100℃－250℃)与“耐高温陶瓷催化塔”顶面的温度(350℃－600℃)形成“高温差”(温差大于100℃)。水蒸气在瞬间接触“耐高温陶瓷催化塔”耐高温保温材料表面时因为巨大的温差而“破裂分解”－即“高温差法裂解水”。生成的氢气瞬间燃烧释放热能形成了“高温离子态的水蒸气”。这种中低等温度要求的高温差环境通过相应的技术方案(方法)容易达到，而满足水蒸气“高温差”裂解。本发明实施例提供的燃水汽化炉的优势在于无需还原物，属于“低温型分解”，而并不需要上千度甚至两千度或更高的温度。这一技术是对“耐高温保温材料”又一新用途的具体实践。
可见，本发明实施例提供的燃水汽化炉为高效利用水生成氢气进行燃烧。而现有的工业水煤气汽化炉体积大、工艺流程复杂、有一定的压力，对材料有一定的局限选择性，还要对气体清洁、分离、除焦油……最主要的是以“制取”为目的而不能直接燃烧利用。根本不适合家庭民用。本发明实施例提供的燃水汽化炉无需还原物，属于常压工作、没有焦油排放，没有污染物、结构简单、微型化、操作简单，达到利用氢能、节约能源、最终排放物只有二氧化碳和水。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下的有益效果：
本发明实施例提供一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。燃水汽化炉是一种利用“高温差法裂解水(简称温差裂解法)”，即水分解燃烧的汽化炉。燃水汽化炉可以即时利用并分解水的关键之处在于，“耐高温陶瓷催化塔”选择耐高温保温材料(比如耐高温保温陶瓷)，“储水蒸发底盘”层与“多火头锥形燃烧室”层以“耐高温陶瓷催化塔”顶面为“高温差”分界面，形成上面和下面巨大的温差－“高温差”。水蒸气的温度(约100℃－250℃)与“耐高温陶瓷催化塔”顶面的温度(350℃－600℃)形成“高温差”(温差大于100℃)。水蒸气在瞬间接触“耐高温陶瓷催化塔”耐高温保温材料表面时因为巨大的温差而“破裂分解”－即“高温差法裂解水”。本发明实施例提供的燃水汽化炉高效利用水生成氢气燃烧。本发明实施例的燃水汽化炉无需还原物，属于常压工作、没有焦油排放，没有污染物、结构简单、微型化、操作简单，达到利用氢能、节约能源、最终排放物只有二氧化碳和水。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用温差裂解法分解水的燃水汽化炉，其特征在于，所述燃水汽化炉主要包括：多火头锥形燃烧室、耐高温陶瓷催化塔和用于储水的柱形储水蒸发底盘，所述多火头锥形燃烧室和所述柱形储水蒸发底盘共同形成多火头长锥柱形聚焦燃烧室，所述耐高温陶瓷催化塔置于所述多火头长锥柱形聚焦燃烧室内；所述多火头锥形燃烧室的侧壁上设置有多个火头孔，并且在所述多火头锥形燃烧室相对靠近所述柱形储水蒸发底盘的一侧设置有进气孔，在进气孔的上方设置有点火器。
2.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述耐高温陶瓷催化塔的顶部设有上底顶盖，所述耐高温陶瓷催化塔的上底顶盖上设置多个顶盖通气孔，外壁上设置多个侧壁通气孔。
3.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述燃水汽化炉还包括储水器，所述储水器由盛注水外杯和注水管组成，注水管由回水管接口、加注水进水口和U弯依次连接组成，所述注水管内置盛注水外杯之中；所述注水管的回水管接口与回水管连接，所述注水管的U弯远离所述加注水进水口的一端与所述柱形储水蒸发底盘上的注水孔连接。
4.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述多火头长锥柱形聚焦燃烧室的外部还设置有外筒，所述外筒内的顶部设置压火头，所述压火头的下方为多火头锥形燃烧室顶部的出火顶口；在所述多火头锥形燃烧室的出火顶口下方设置有中心火盆体，中心火盆体的内部与多火头锥形燃烧室的外壁密封连接，并与外筒内壁密封连接，中心火盆体与外筒内壁以及所述多火头锥形燃烧室外壁之间形成“山”字形圆形火盆。
5.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，在所述外筒侧壁上开设有散热器进气孔，所述散热器通过散热器进气孔与外筒内部相连通，并通过散热器出气孔与烟囱连接，以使所述多火头长锥柱形聚焦燃烧室内未反应的水蒸气通过散热器进入所述烟囱中冷凝；
优选的，所述烟囱是由散热格和气流槽连接形成的平面三角冷凝器。
6.根据权利要求5所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述烟囱底部的进气管口依次与废气排气管、回水管、储水器以及所述柱形储水蒸发底盘上的注水孔连接，形成冷凝水回路。
7.根据权利要求6所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述外筒置于桌面和底座之间，并与桌面和底座固定连接；
优选的，在位于所述耐高温陶瓷催化塔的顶面之上的外筒壁上设置外筒门，所述多火头锥形燃烧室在水平方向与所述外筒门对应的位置设置有内胆门，所述外筒门的大小与所述内胆门的大小相配合；
优选的，在外筒压火头位置上方的桌面处设置用于放置锅具的顶盖；
优选的，在固定外筒的底座上设置空气进气孔、温控器以及二氧化碳报警器。
8.一种根据权利要求7所述的燃水汽化炉的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
打开所述外筒门，打开所述内胆门，将所述耐高温陶瓷催化塔放置于所述柱形储水蒸发底盘的中心位置；
在所述储水器中加水，直到水面与所述柱形储水蒸发底盘上的所述注水孔持平；
空气通过管道自所述底座上的所述空气进气孔以及所述多火头锥形燃烧室上的所述进气孔通入多火头长锥柱形聚焦燃烧室内，同时从所述进气孔通入伴燃气，打开所述点火器点火，调整火量大小，以所述多火头锥形燃烧室上的火头孔都喷火燃烧为准，当火焰火色从蓝色变为金黄色或橘红色时，维持燃烧。
9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述燃水汽化炉中的燃烧过程包括：控制所述伴燃气初始的进气量，使所述多火头锥形燃烧室内保持燃烧状态，所述柱形储水蒸发底盘内的水在高温下蒸发上升，水蒸气在接触耐高温陶瓷催化塔的表面时由于温差发生分解反应产生氢气，同时氢气燃烧释放热能；
优选的，以甲烷作为伴燃气，所述燃烧过程包括：
Figure FDA0002263535440000031
10.根据权利要求8或9所述的使用方法，其特征在于，所述伴燃气为天燃气、液化气以及醇基燃料中的任意一种，
优选的，所述耐高温陶瓷催化塔所用的材料为耐高温保温陶瓷材料。
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