CN204358765U - 超声波气化常压液态燃料发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声波气化常压液态燃料发生装置，具有下列构件：发生器罐、空气罐、罗茨鼓风机、超声波发生装置、超声波换能装置、恒温电加热盘管、气化筛盘、气化盘管、分液滤网、油气管线、控制系统；其中，发生器罐中更具有一种超声波换能装置、气化盘管及气化筛盘，且该超声波换能装置能将罗茨鼓风机导入气化盘管的油气混合体加入频率为20千赫以上的机械波，产生每秒数十万次振动，且该振动波能将油气混合体内的气泡振碎成大量的微小气泡，从而达到气化液态燃料目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料气化装置领域，具体是一种超声波气化常压液态燃料发生装置。
背景技术
随着经济和社会的发展，人类对能源的需求日益增加，尤其石化燃料的消耗量已经远远超出了自然界再生能力,同时，石化燃料的使用也是目前全球变暖和大气污染的元凶。面对越来越严重的能源危机和环境污染，我们不得不思考引起能源危机的原因以及应对措施。一方面节约能源，另一方面开发新能源，另外，技术的提升具有自然和社会双重属性。液态燃料一般是使用在供热和引擎上直接燃烧或喷射雾化燃烧，这种形式燃料无法充分燃烧，浪费能源且污染环境，产生的结碳堵塞燃烧设备。将液态燃料转化为气态，并混入一定量的空气后燃烧，能发挥燃料的最大热值，燃烧充分、节能、环保。随着国家对大气污染的治理，现有的工业燃煤锅炉、重油锅炉也将改用清洁燃气，这是大气污染治理的主要措施，也是节能、环保的主要代表。但是现有的清洁能源主要以天然气为主，由于天然气使用压力高，潜在多方面的危险因素，且建设成本高，使用成本高等方面因素，一直无法广泛使用。本实用新型一种常压液态燃料气化发生装置，是一种低压储存燃料并利用大功率超声波特性气化燃料的装置，该装置改善了传统的燃烧方式，对可气化的燃料选择更宽，提高了燃料的利用率和储存的安全性。可作为一次能源替代液化气、柴油、电等二次能源，对优化我国能源结构，提高能源利用效率，作为天然气投入产出不经济市场的有益补充，具有重要的战略意义和现实意义。为城区边缘地区或不具备燃气管网铺设条件的区域提供一种全新的热能解决方案。
常压液态燃料气化发生装置中，就如何提高液态燃料的气化率及燃料的利用率，选用更宽的燃料作为气化燃料，并使液态燃料发挥更大的经济效益和社会效益，以及装置的使用安全性与操控先进性，即成为本实用新型实用新型人的研究与关注的重点。
实用新型内容 本实用新型的目的是提供一种超声波气化常压液态燃料发生装置，以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：包括球形储油罐、发生器罐、低压空气罐、连接有超声波换能装置的超声波发生装置、罗茨鼓风机、主控制系统，所述球形储油罐的输油口与外部油源连接，球形储油罐的出油口通过输油管线与发生器罐底部连通，且球形储油罐向发生器罐连通的输油管线上依次连通有管道式抽油泵、电磁阀门；
所述发生器罐顶部安装有与发生器罐内连通的燃气出口，燃气出口连通有燃气管线并通过燃气管线向外输出燃气，且燃气管线上依次连通有电磁阀门、阻火装置，发生器罐内底部设置有气化盘管，位于气化盘管上方的发生器罐内设置有气化筛盘，发生器罐内上部靠近燃气出口设置有分液滤网，发生器罐内顶部还安装有液位变送器、压力变送器，发生器罐内下部一侧安装有温度变送器，所述超声波发生装置连接的超声波换能装置紧贴发生器罐下部侧壁设置；
所述罗茨鼓风机出风口连通有空气管线，空气管线伸入低压空气罐内顶部，且空气管线上连通有单向阀门，低压空气罐内上部从上至下设置有空气筛盘、恒温电加热盘管，温度变送器，低压空气罐底部连通有空气管线，低压空气罐底部的空气管线从发生器罐顶部伸入并延伸至发生器罐底部气化盘管处，且低压空气罐向发生器罐的空气管线上依次连通有电磁阀门、单向阀门；
所述主控制系统分别与管道式抽油泵、各个电磁阀门、液位变送器、压力变送器、温度变送器、超声波发生装置、罗茨鼓风机、恒温电加热盘管电连接。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述主控制系统由供气系统控制单元、供油系统控制单元、辅助电加热系统控制单元、混空系统控制单元、超声波装置控制单元集成构成，其中燃气管线上的电磁阀门与供气系统控制单元电连接，球形储油罐、发生器罐之间输油管线的管道式抽油泵和电磁阀门、液位变送器与供油系统控制单元电连接，温度变送器、恒温电加热盘管、分别与辅助电加热系统控制单元电连接，压力变送器、低压空气罐与发生器罐之间空气管线上的电磁阀门、罗茨鼓风机分别与混空系统控制单元电连接，超声波发生装置与超声波装置控制单元电连接。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述超声波发生装置的功率在1千瓦以上，振动频率为20千赫以上，能产生每秒数十万次振动，且该振动波能将油气混合体内的气泡振碎成大量的微小气泡；超声波的强度达到一定值即空化阀值时，燃料中不可气化的重组成份内部会产生强大的爆破、对流、搅拌、破碎、混合现象，在连续声波的作用下，液体燃料间相互碰撞产生强大的冲击波，且在气泡周围产生上千个大气压的压力和局部高温，可将液态燃料中的重组成份均质、乳化、粉碎。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述恒温电加热盘管由多组不锈钢电加热管组成，管外套有金属散热翅片，为全防爆设计，可将输送至发生器罐的空气加热至10℃至50℃之间，形状可视低压空气罐的容器形状选为圆形或任意形。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述空气筛盘表面打有密集的小出气孔，形状可视低压空气罐的容器形状选为圆形或任意形。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述气化盘管由多根圆形的金属管连续而成，管体布满密细小出气孔，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述气化筛盘中间为圆形，上面打有非常密细的出气孔，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述分液滤网由多层不锈钢网和复合纤维网重叠而成，能过滤直径1um以上悬浮油微粒，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所使用的液态燃料干点在10℃至136℃，总硫含量不大于0.03%。
本实用新型提出一种常压液态燃料气化发生装置，其中发生器罐中设有超声波换能装置、气化盘管及气化筛盘，且该超声波换能装置能将罗茨鼓风机导入气化盘管的油气混合体加入频率为20千赫以上的机械波，产生每秒数十万次振动，且该振动波能将油气混合体内的气泡振碎成大量的微小气泡，从而达到气化液态燃料目的。
当超声波的强度达到一定值即空化阀值时，燃料中不可气化的重组成份内部会产生强大的爆破、对流、搅拌、破碎、混合现象，在连续声波的作用下，液体燃料间相互碰撞产生强大的冲击波，且在气泡周围产生上千个大气压的压力和局部高温，可将液态燃料中的重组成份均质、乳化、粉碎，从而达到提高燃料气化率及可选用更宽的液态燃料作为气化燃料的目的。
本实用新型还增加了先进的主控制系统，系统设计合理，操作简便，安全可靠，以实现装置远程控制、自动启停、自动监控的目的。
本实用新型所使用的液态燃料干点在20℃至135℃，总硫含量不大于0.03%，装置制气速度快、节能环保，安全方便。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，超声波气化常压液态燃料发生装置，包括球形储油罐1、发生器罐5、低压空气罐13、连接有超声波换能装置30的超声波发生装置9、罗茨鼓风机10、主控制系统37，球形储油罐1的输油口31与外部油源连接，球形储油罐1的出油口通过输油管线2与发生器罐5底部连通，且球形储油罐1向发生器罐5连通的输油管线2上依次连通有管道式抽油泵3、电磁阀门4；
发生器罐5顶部安装有与发生器罐5内连通的燃气出口25，燃气出口25连通有燃气管线27并通过燃气管线27向外输出燃气，且燃气管线27上依次连通有电磁阀门28、阻火装置29，发生器罐5内底部设置有气化盘管22，位于气化盘管22上方的发生器罐5内设置有气化筛盘21，发生器罐5内上部靠近燃气出口25设置有分液滤网24，发生器罐5内顶部还安装有液位变送器6、压力变送器26，发生器罐5内下部一侧安装有温度变送器20，超声波发生装置9连接的超声波换能装置30紧贴发生器罐5下部侧壁设置；
罗茨鼓风机10出风口连通有空气管线11，空气管线11伸入低压空气罐13内顶部，且空气管线11上连通有单向阀门12，低压空气罐13内上部从上至下设置有空气筛盘15、恒温电加热盘管16，温度变送器38，低压空气罐13底部连通有空气管线17，低压空气罐13底部的空气管线17从发生器罐5顶部伸入并延伸至发生器罐5底部气化盘管22处，且低压空气罐13向发生器罐5的空气管线17上依次连通有电磁阀门18、单向阀门19；
主控制系统37分别与管道式抽油泵、各个电磁阀门、液位变送器、压力变送器、温度变送器、超声波发生装置、罗茨鼓风机、恒温电加热盘管电连接。
主控制系统37由供气系统控制单元32、供油系统控制单元33、辅助电加热系统控制单元34、混空系统控制单元35、超声波装置控制单元36集成构成，其中燃气管线27上的电磁阀门28与供气系统控制单元32电连接，球形储油罐1、发生器罐5之间输油管线2的管道式抽油泵3和电磁阀门4、液位变送器6与供油系统控制单元33电连接，温度变送器20、恒温电加热盘管16、温度变送器38分别与辅助电加热系统控制单元34电连接，压力变送器26、低压空气罐13与发生器罐5之间空气管线17上的电磁阀门18、罗茨鼓风机10分别与混空系统控制单元35电连接，超声波发生装置9与超声波装置控制单元36电连接。
超声波发生装置9的功率在1千瓦以上，振动频率为20千赫以上，能产生每秒数十万次振动，且该振动波能将油气混合体内的气泡振碎成大量的微小气泡；超声波的强度达到一定值即空化阀值时，燃料中不可气化的重组成份内部会产生强大的爆破、对流、搅拌、破碎、混合现象，在连续声波的作用下，液体燃料间相互碰撞产生强大的冲击波，且在气泡周围产生上千个大气压的压力和局部高温，可将液态燃料中的重组成份均质、乳化、粉碎。
恒温电加热盘管16由多组不锈钢电加热管组成，管外套有金属散热翅片，为全防爆设计，可将输送至发生器罐的空气加热至10℃至50℃之间，形状可视低压空气罐的容器形状选为圆形或任意形。
空气筛盘15表面打有密集的小出气孔，形状可视低压空气罐的容器形状选为圆形或任意形。
气化盘管22由多根圆形的金属管连续而成，管体布满密细小出气孔，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
气化筛盘21中间为圆形，上面打有非常密细的出气孔，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
分液滤网24由多层不锈钢网和复合纤维网重叠而成，能过滤直径1um以上悬浮油微粒，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
所使用的液态燃料干点在10℃至136℃，总硫含量不大于0.03%。
本实用新型中，供油系统由输油口31加注液态燃料，加注量为容积的70%，球形储油罐1通过输油管线2连接输送燃料至发生器罐5内，供气化所需。供油系统控制单元33：发生器罐5内所需的油料量，是由液位变送器6采集发生器罐5内燃料液位7的实时液位信号，并传送给供油系统控制单元33，该控制单元将根据设置的液位范围输出动作信号至管道式抽油泵3及电磁阀门4开启或关闭，以实现自动供油、不溢出的安全要求。
混空系统是由罗茨鼓风机10经空气管线11连接至空气罐13，经空气管线17连接至发生器罐5组成，该混空系统可产生压力在0.1kg至0.9kg的低压空气输出。混空系统控制单元35由压力变送器26传输发生器罐5内的实时压力信号给混空系统控制单元35，该系统单元根据设定的压力范围且输出信号至罗茨鼓风机10，以达到控制混空系统的压力，及时开启或关闭电磁阀门18。
辅助电加热系统是对混空系统输送至发生器罐5内的空气进行辅助电加热，该温度控制在10℃至50℃之间，主要是针对我国北方的严寒气候而设计。辅助电加热系统单元34由温度变送器20传输发生器罐5内的实时油温信号给辅助电加热系统34，该系统单元根据设定的温度范围且输出信号至恒温电加热盘管16，以达到精准控制燃料温度的目的。且温度变送器36传输的信号值超出该系统单元的温度范围时，系统会断开恒温电加热盘管16，并发出报警，以确保装置的安全性。
恒温电加热盘管16由多组不锈钢电加热管组成，管外套有金属散热翅片，为全防爆设计，安全可靠，形状可视空气罐13的容器形状选为圆形或任意形。
空气筛盘15表面打有密集的小出气孔，以平衡空气出口14的风压及恒温电加热盘管16散热均匀，形状可视空气罐13的容器形状选为圆形或任意形。
单向阀门12与单向阀门19是确保发生器罐5内的燃油8不回流至空气管线17。
气化盘管22由多根圆形的金属管连续而成，管体布满密细小出气孔，能制造并产生大量的空气气泡，该气泡与燃料混合形成油气混合体8。该气化盘管22的形状可视发生器罐5的容器形状选为圆形或任意形。
气化筛盘18中间为圆盘状，上面打有非常密细的出气孔，该气化筛盘18能平衡发生器罐5内的油料波动，使气化更为稳定，形状可视发生器罐5的容器形状选为圆形或任意形。
分液滤网24由多层不锈钢网和复合纤维网重叠而成，能过滤燃料蒸汽23中直径1um以上悬浮油微粒。以确保较长燃气管线27内凝油问题，确保管线安全，形状可视发生器罐5的容器形状选为圆形或任意形。
超声波发生装置9是超声波换能装置30的驱动电源及频率控制、发生装置，该超声波换能装置30的功率在1千瓦以上。且该超声波换能装置30能将发生器罐5内的油气混合体8加入频率为20千赫以上的电磁机械波，当它作用于油气混合体8时，会产生每秒数十万次振动，当声的强度达到一定值即空化阀值时会将油气混合体8的气泡振碎成大量微小气泡，这些气泡在连续声波的作用下，会迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时，与液体燃料间相互碰撞产生强大的冲击波，在气泡周围产生上千个大气压的压力和局部高温，从而瞬间气化液态燃料，产生大量的油蒸汽23。该油蒸汽23混合一定比例的空气，并含有0.1kg至0.9kg的压力，经分液滤网24过滤直径1um以上悬浮油微粒后，经燃气出口25输出至燃气管线27，通过电磁阀门28及阻火装置、输出端OUT输出，以提供至用户使用。
主控制系统37由供气系统控制单元32、供油系统控制单元33、辅助电加热系统控制单元34、混空系统控制单元35、 超声波装置控制单元36，五个控制单元组成的集成控制主系统。其中，供气系统控制单元32可与本实用新型气化发生装置的用户终端设备后台连接，用户只需发送一个指令给供气系统控制单元32，该系统单元将发送动作信号给电磁阀门28开启或关闭，当压力变送器26检测到发生器罐5内的压力下降时，本实用新型气化发生装置将进入自动开启状态，所有控制单元将根据设置控制范围自动工作；反之，用户发送关闭指令时，系统侧进入休眠、待机及自动关闭状态。此主控制系统设计合理，操作简便，安全可靠。
Claims (9)
1.超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：包括球形储油罐、发生器罐、低压空气罐、连接有超声波换能装置的超声波发生装置、罗茨鼓风机、主控制系统，所述球形储油罐的输油口与外部油源连接，球形储油罐的出油口通过输油管线与发生器罐底部连通，且球形储油罐向发生器罐连通的输油管线上依次连通有管道式抽油泵、电磁阀门；
所述发生器罐顶部安装有与发生器罐内连通的燃气出口，燃气出口连通有燃气管线并通过燃气管线向外输出燃气，且燃气管线上依次连通有电磁阀门、阻火装置，发生器罐内底部设置有气化盘管，位于气化盘管上方的发生器罐内设置有气化筛盘，发生器罐内上部靠近燃气出口设置有分液滤网，发生器罐内顶部还安装有液位变送器、压力变送器，发生器罐内下部一侧安装有温度变送器，所述超声波发生装置连接的超声波换能装置紧贴发生器罐下部侧壁设置；
所述罗茨鼓风机出风口连通有空气管线，空气管线伸入低压空气罐内顶部，且空气管线上连通有单向阀门，低压空气罐内上部从上至下设置有空气筛盘、恒温电加热盘管，温度变送器，低压空气罐底部连通有空气管线，低压空气罐底部的空气管线从发生器罐顶部伸入并延伸至发生器罐底部气化盘管处，且低压空气罐向发生器罐的空气管线上依次连通有电磁阀门、单向阀门；
所述主控制系统分别与管道式抽油泵、各个电磁阀门、液位变送器、压力变送器、温度变送器、超声波发生装置、罗茨鼓风机、恒温电加热盘管电连接。
2.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述主控制系统由供气系统控制单元、供油系统控制单元、辅助电加热系统控制单元、混空系统控制单元、超声波装置控制单元集成构成，其中燃气管线上的电磁阀门与供气系统控制单元电连接，球形储油罐、发生器罐之间输油管线的管道式抽油泵和电磁阀门、液位变送器与供油系统控制单元电连接，温度变送器、恒温电加热盘管分别与辅助电加热系统控制单元电连接，压力变送器、低压空气罐与发生器罐之间空气管线上的电磁阀门、罗茨鼓风机分别与混空系统控制单元电连接，超声波发生装置与超声波装置控制单元电连接。
3.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述超声波发生装置的功率在1千瓦以上，振动频率为20千赫以上，能产生每秒数十万次振动，且该振动波能将油气混合体内的气泡振碎成大量的微小气泡；超声波的强度达到一定值即空化阀值时，燃料中不可气化的重组成份内部会产生强大的爆破、对流、搅拌、破碎、混合现象，在连续声波的作用下，液体燃料间相互碰撞产生强大的冲击波，且在气泡周围产生上千个大气压的压力和局部高温，可将液态燃料中的重组成份均质、乳化、粉碎。
4.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述恒温电加热盘管由多组不锈钢电加热管组成，管外套有金属散热翅片，为全防爆设计，可将输送至发生器罐的空气加热至10℃至50℃之间，形状可视低压空气罐的容器形状选为圆形或任意形。
5.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述空气筛盘表面打有密集的小出气孔，形状可视低压空气罐的容器形状选为圆形或任意形。
6.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述气化盘管由多根圆形的金属管连续而成，管体布满密细小出气孔，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
7.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述气化筛盘中间为圆形，上面打有非常密细的出气孔，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
8.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所述分液滤网由多层不锈钢网和复合纤维网重叠而成，能过滤直径1um以上悬浮油微粒，形状可视发生器罐的容器形状选为圆形或任意形。
9.根据权利要求1所述的超声波气化常压液态燃料发生装置，其特征在于：所使用的液态燃料干点在10℃至136℃，总硫含量不大于0.03%。
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