CN110848682A - 一种氢气稳定燃烧的配气系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种氢气稳定燃烧的配气系统,包括氢气进气装置、助燃气体进气装置、气体混合控制装置和燃烧装置,氢气进气装置和助燃气体进气装置分别与燃烧装置、气体混合控制装置连接;助燃气体进气装置包括空气进气子装置和氧气进气子装置,空气进气子装置包括相互连接的空气进气盘和增压器,氧气进气子装置包括相互连接的氧气储罐和第二减压阀,增压器和第二减压阀分别与燃烧装置通过第二管道连接,第二管道的一端设有混合瓶,第二减压阀与混合瓶之间设有第二气压测量仪。气体混合控制装置通过氢气进气装置中氢气的压力,控制助燃气体进气装置提供足够的氢气安全燃烧的氧气,并传输给燃烧装置,使其在燃烧装置中稳定燃烧。

Description

一种氢气稳定燃烧的配气系统
技术领域
本申请涉及氢能应用领域,尤其涉及一种氢气稳定燃烧的配气系统。
背景技术
氢气是一种极易燃的气体,燃点只有574℃。氢气和空气发生稳定燃烧,只生成水,不产生任何有害气体,因此氢能将成为人类发展的终极能源。目前,氢气不能得到广泛的推广在于氢气密度小,在空气中容易扩散,进入爆炸区间才能燃烧,但是不允许氢气扩散范围过大,出现爆燃或爆炸现象。因此需要保证氢气和氧气的比例,防止不完全燃烧或者氢气含量低于爆炸极限的下限,无法燃烧。此外,需要限制氢气和助燃气体的气压,保证输送管道的压力安全以及降低氢气的扩散速度,保证安全稳定燃烧。因此,合理控制氢气和氧气的比例,保证氢气的安全稳定燃烧十分必要。
发明内容
本申请提供了一种氢气稳定燃烧的配气系统,以解决氢气不能稳定燃烧的技术问题。
为了解决上述问题,本申请提供以下的技术方案:
一种氢气稳定燃烧的配气系统,包括氢气进气装置、助燃气体进气装置、气体混合控制装置和燃烧装置,其中:氢气进气装置和助燃气体进气装置的一端分别与燃烧装置活动连接,氢气进气装置和助燃气体进气装置的另一端分别与气体混合控制装置电连接;助燃气体进气装置包括空气进气子装置和氧气进气子装置,空气进气子装置包括空气进气盘、增压器,空气进气盘与增压器连接,氧气进气子装置包括氧气储罐和第二减压阀,氧气储罐与第二减压阀连接,增压器和第二减压阀分别与燃烧装置通过第二管道连接,靠近燃烧装置的第二管道的一端设置有混合瓶,第二减压阀与混合瓶之间设置有第二气压测量仪。
可选地,气体混合控制装置包括氢气控制子装置、空气控制子装置和氧气控制子装置,其中:氢气控制子装置包括第一齿轮和第一伺服电机,第一齿轮与第一伺服电机电连接;空气控制子装置包括第二齿轮和第二伺服电机,第二齿轮与第二伺服电机电连接;氧气控制子装置包括第三齿轮和第三伺服电机,第三齿轮与第三伺服电机电连接。
可选地,空气进气盘为带滤芯的空气过滤装置。
可选地,气体混合控制装置均采用伺服电机输出轴的转速控制进气量,气体混合控制装置均采用人工或者数字控制方式控制齿轮的齿轮模数控制进气量。
可选地,混合瓶包括测量模块和振荡模块,测量模块用于测量混合气体的压力,振荡模块用于超声振荡分散混合气体。
有益效果:本申请提供了一种氢气稳定燃烧的配气系统,包括氢气进气装置、助燃气体进气装置、气体混合控制装置和燃烧装置。各部件之间的关系如下:氢气进气装置和助燃气体进气装置的一端分别与燃烧装置活动连接,氢气进气装置和助燃气体进气装置的另一端分别与气体混合控制装置电连接。氢气进气装置将氢气输入给燃烧装置中,并将氢气的压力数据传输给气体混合控制装置中,气体混合控制装置根据氢气的压力控制助燃气体进气装置中的气体进入气体燃烧装置中,进行稳态燃烧。为了方便气体混合控制装置控制助燃气体进入燃烧装置中进行稳态燃烧,氢气进气装置包括氢气储罐、第一减压阀,氢气储罐与第一减压阀连接,氢气储罐与燃烧装置通过第一管道连接,靠近燃烧装置的第一管道一端设置有第一气压测量仪。使用过程中,打开氢气储罐,调节第一减压阀的压力,第一气压测量仪测得氢气的进气压力,并将压力数据发送给气体混合控制装置中,并控制助燃气体满足氢气安全稳定燃烧。为了使氢气安全稳定燃烧,助燃气体进气装置包括空气进气子装置和氧气进气子装置,空气进气子装置包括空气进气盘、增压器,空气进气盘与增压器连接,氧气进气子装置包括氧气储罐和第二减压阀,氧气储罐与第二减压阀连接,增压器和第二减压阀分别与燃烧装置通过第二管道连接,靠近燃烧装置的第二管道的一端设置有混合瓶,第二减压阀与混合瓶之间设置有第二气压测量仪。使用过程中,气体混合控制装置根据氢气的压力数据,控制空气进气盘启动,调节增压器,测量混合瓶内的气压,将混合瓶内的气压发送给气体混合控制装置中,气体混合控制装置控制氧气储罐,调节第二减压阀,增加氧气的进气量,测量即将进入混合瓶中氧气的含量,保证氧气的进气量满足氢气稳定燃烧的条件。空气和氧气进入混合瓶中,通过超声振荡的方式完成混合,保证进入燃烧装置中的混合气体中氧气含量和氢气含量相匹配,保证氢气的稳定燃烧。本申请中,气体混合控制装置通过氢气进气装置中氢气的压力,控制助燃气体进气装置提供足够的氢气安全燃烧的氧气,并传输给燃烧装置,使其在燃烧装置中稳定燃烧。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为申请提供的一种氢气稳定燃烧的配气系统的结构示意图;
图2为申请提供的氢气进气装置的结构示意图;
图3为申请提供的助燃气体进气装置的结构示意图;
图4为申请提供的气体混合控制装置的结构示意图;
附图说明:1-氢气进气装置,2-助燃气体进气装置,3-气体混合控制装置,4-燃烧装置,5-第一管道,6-第二管道,11-氢气储罐,12-第一减压阀,13-第一气压测量仪,21-空气进气子装置,22-氧气进气子装置,23-混合瓶,24-第二气压测量仪,31-氢气控制子装置,32-空气控制子装置,33-氧气控制子装置,211-空气进气盘,212-增压器,221-氧气储罐,222-第二减压阀,311-第一齿轮,312-第一伺服电机,321-第二齿轮,322-第二伺服电机,331-第三齿轮,332-第三伺服电机。
具体实施方式
图1,为申请提供的一种氢气稳定燃烧的配气系统的结构示意图;图2为本申请提供的氢气进气装置的结构示意图;图3为本申请提供的助燃气体进气装置的结构示意图;图4为本申请提供的气体混合控制装置的结构示意图;参见图1-4可知,本申请提供了一种氢气稳定燃烧的配气系统,包括氢气进气装置1、助燃气体进气装置2、气体混合控制装置3和燃烧装置4。各部件之间的关系如下:氢气进气装置1和助燃气体进气装置2的一端分别与燃烧装置4活动连接,氢气进气装置1和助燃气体进气装置2的另一端分别与气体混合控制装置3电连接。氢气进气装置1将氢气输入给燃烧装置4中,并将氢气的压力数据传输给气体混合控制装置3中。气体混合控制装置3根据氢气的压力控制助燃气体进气装置2中的气体进入燃烧装置4中,进行稳态燃烧。为了方便气体混合控制装置3控制助燃气体进入燃烧装置4中进行稳态燃烧,氢气进气装置1包括氢气储罐11、第一减压阀12,氢气储罐11与第一减压阀12连接,氢气储罐11与燃烧装置4通过第一管道5连接,靠近燃烧装置4的第一管道5一端设置有第一气压测量仪13。使用过程中,打开氢气储罐11,调节第一减压阀12的压力,第一气压测量仪13测得氢气的进气压力,并将压力数据发送给气体混合控制装置3中,并控制助燃气体满足氢气安全稳定燃烧。为了使氢气安全稳定燃烧,助燃气体进气装置2包括空气进气子装置21和氧气进气子装置22,空气进气子装置21包括空气进气盘211、增压器212,空气进气盘211与增压器212连接,氧气进气子装置22包括氧气储罐221和第二减压阀222,氧气储罐221与第二减压阀222连接,增压器212和第二减压阀222分别与燃烧装置4通过第二管道6连接,靠近燃烧装置4的第二管道6的一端设置有混合瓶23,第二减压阀222与混合瓶23之间设置有第二气压测量仪24。使用过程中,气体混合控制装置3根据氢气的压力数据,控制空气进气盘211启动,调节增压器212,测量混合瓶23内的气压,将混合瓶23内的气压发送给气体混合控制装置3中,气体混合控制装置3控制氧气储罐221,调节第二减压阀222,增加氧气的进气量,测量即将进入混合瓶23中氧气的含量,保证氧气的进气量满足氢气稳定燃烧的条件。空气和氧气进入混合瓶23中,通过超声振荡的方式完成混合,保证进入燃烧装置4中的混合气体中氧气含量和氢气含量相匹配,保证氢气的稳定燃烧。本申请中,气体混合控制装置3通过氢气进气装置1中氢气的压力,控制助燃气体进气装置2提供足够的氢气安全燃烧的氧气,并传输给燃烧装置4,使其在燃烧装置4中稳定燃烧。
为了进一步控制配气系统中氢气稳定燃烧,本实施例中,气体混合控制装置3包括氢气控制子装置31、空气控制子装置32和氧气控制子装置33。使用过程中,打开氢气储罐11,调节第一减压阀12的压力,并将压力数据发送给气体混合控制装置3中的氢气控制子装置31、空气控制子装置32和氧气控制子装置33,通过空气控制子装置32和氧气控制子装置33的协同作用,信息交互,保证混合气体中氧气量所能满足氢气的安全稳定燃烧。并控制助燃气体满足氢气安全稳定燃烧。为了具体说明控制氢气稳定燃烧的过程,本实施例中,氢气控制子装置31包括第一齿轮311和第一伺服电机312,第一齿轮311与第一伺服电机312电连接;空气控制子装置32包括第二齿轮321和第二伺服电机322,第二齿轮321与第二伺服电机322电连接;氧气控制子装置33包括第三齿轮331和第三伺服电机332,第三齿轮331与第三伺服电机332电连接。使用过程中,氢气控制子装置31通过第一伺服电机312获取的第一气压测量仪13的压力数据,控制第一齿轮311控制氢气进气装置1进气,并将压力数据发送给空气控制子装置32和氧气控制子装置33。空气控制子装置32通过第二伺服电机322控制第二齿轮321转动,控制空气进气子装置21;氧气控制子装置33通过第三伺服电机332控制第三齿轮331转动,控制氧气进气子装置22。氧气控制子装置33和空气控制子装置32接收来自第一气压测量仪13的压力数据,计算得到所需氧气的含量。若此时氢气气压交底,此时需要的氧气量较小,则只启动空气进气盘211,调节增压器212,并测量混合瓶23内的气压。通过第二伺服电机322控制增压器212的功率,保证混合瓶23内的气体中氧气含量足以支撑氢气的安全稳定燃烧。若氢气的气压过大,空气中氧气已经无法保证其稳定燃烧,则通过空气控制子装置32和氧气控制子装置33的协同作用,调节第二伺服电机322和第三伺服电机332的启停和功率,降低助燃气体进气装置2中增压器212的功率,降低空气的进气量。同时通过调机氧气控制子装置33,打开氧气储罐221,调节助燃气体进气装置2中第二减压阀222,增加氧气的进气量。通过测量助燃气体进气装置2中第二气压测量仪24的压力,调节氧气控制子装置33中第三伺服电机332的输出功率,保证氧气的进气量满足氢气稳定燃烧的条件,空气和氧气在混合瓶23内通过超声震荡的方式完成混合,保证进入燃烧装置4内的混合气体中氧气量和氢气量相匹配,保证氢气在助燃气体中稳定燃烧。
为了提高空气的纯度,本实施例中,空气进气盘211为带滤芯的空气过滤装置。带滤芯的空气过滤装置可过滤到空气中的大颗粒物质,提高空气的纯度。
为了方便气体混合控制装置3的稳定混合,本实施例中,气体混合控制装置3均采用伺服电机输出轴的转速控制进气量,气体混合控制装置3均采用人工或者数字控制方式控制齿轮的齿轮模数控制进气量。使用过程中,可采用人工控制齿轮的齿轮模数控制进气量;也可以采用数字控制方式控制齿轮的齿轮模数控制进气量。通过伺服电机输出轴的转速和齿轮的齿轮模数控制进气量,均可方便气体混合装置的气体进行稳定混合。
为了进一步提高氢气的稳定燃烧,本实施例中,混合瓶23包括测量模块和振荡模块,测量模块用于测量混合气体的压力,振荡模块用于超声振荡分散混合气体。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实施方案后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未使用的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种氢气稳定燃烧的配气系统,其特征在于,包括氢气进气装置(1)、助燃气体进气装置(2)、气体混合控制装置(3)和燃烧装置(4),其中:
所述氢气进气装置(1)和所述助燃气体进气装置(2)的一端分别与所述燃烧装置(4)活动连接,所述氢气进气装置(1)和所述助燃气体进气装置(2)的另一端分别与所述气体混合控制装置(3)电连接;
所述氢气进气装置(1)包括氢气储罐(11)、第一减压阀(12),所述氢气储罐(11)与所述第一减压阀(12)连接,所述氢气储罐(11)与所述燃烧装置(4)通过第一管道(5)连接,靠近所述燃烧装置(4)的所述第一管道(5)一端设置有第一气压测量仪(13);
所述助燃气体进气装置(2)包括空气进气子装置(21)和氧气进气子装置(22),空气进气子装置(21)包括空气进气盘(211)、增压器(212),所述空气进气盘(211)与所述增压器(212)连接,所述氧气进气子装置(22)包括氧气储罐(221)和第二减压阀(222),所述氧气储罐(221)与所述第二减压阀(222)连接,所述增压器(212)和所述第二减压阀(222)分别与所述燃烧装置(4)通过第二管道(6)连接,靠近所述燃烧装置(4)的所述第二管道(6)的一端设置有混合瓶(23),所述第二减压阀(222)与所述混合瓶(23)之间设置有第二气压测量仪(24)。
2.根据权利要求1所述的配气系统,其特征在于,所述气体混合控制装置(3)包括氢气控制子装置(31)、空气控制子装置(32)和氧气控制子装置(33),其中:
所述氢气控制子装置(31)包括第一齿轮(311)和第一伺服电机(312),所述第一齿轮(311)与所述第一伺服电机(312)电连接;
所述空气控制子装置(32)包括第二齿轮(321)和第二伺服电机(322),所述第二齿轮(321)与所述第二伺服电机(322)电连接;
所述氧气控制子装置(33)包括第三齿轮(331)和第三伺服电机(332),所述第三齿轮(331)与所述第三伺服电机(332)电连接。
3.根据权利要求1所述的配气系统,其特征在于,所述空气进气盘(211)为带滤芯的空气过滤装置。
4.根据权利要求1所述的配气系统,其特征在于,所述气体混合控制装置(3)均采用伺服电机输出轴的转速控制进气量,所述气体混合控制装置(3)均采用人工或者数字控制方式控制齿轮的齿轮模数控制进气量。
5.根据权利要求1所述的配气系统,其特征在于,所述混合瓶(23)包括测量模块和振荡模块,所述测量模块用于测量混合气体的压力,所述振荡模块用于超声振荡分散混合气体。
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