CN205860455U - 水介质转化燃料的热水器 - Google Patents

Abstract

一种水介质转化燃料的热水器，涉及燃烧器和热水器设备，包括燃烧器、集热器、静电发生器和机壳，燃烧器、集热器和静电发生器安装在机壳内，燃烧器组件由催化电极、管式电极座和罩板组成，多只催化电极安装在管式电极座上，罩板通过绝缘支撑件安装在管式电极座的管体上，催化电极的微孔圆锥体置于罩板的孔道中，管式电极座通过绝缘支架安装在机壳的壁体上，集热器设置在燃烧器组件的上方，集热翅片之间的空间构成热对流通道,催化电极与静电发生器的正极接口进行电气连接，罩板与静电发生器的负极接口进行电气连接。本实用新型把水分子分解为氢氧的气化燃料进行燃烧，把水作为一种能源来应用，实现清洁燃烧，保护生态环境。

Description

水介质转化燃料的热水器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器和热水器设备，特别是涉及到一种水介质燃烧设备。

背景技术

水是一种含有氢元素最丰富的物质，每一个水分子由二个氢原子和一个氧原子结合而成，每立方米水中含有111公斤多的氢气，其质量容量大于11.1%，氢气的发热值高，燃烧1公斤氢气可放出142120kj的热量，是汽油的三倍。把水开发成一种能源来应用，燃烧时不产生二氧化碳，生成物只有水，可反复循环使用，对改善大气酸雨环境，减少大气中二氧化碳含量，从而减轻温室效应都有极大的好处。因此，开发水介质燃料不但可解决能源紧张的局面，而且环保效果突出。然而，水分子里的氢原子和氧原子结合得非常牢固，高温加热法需把水分子加热到3000℃以上进行分解，一般的加热方式难以达到这么高的温度；工业上用电流法分解水分子制氢，分解速度慢、效率低，而且耗能很大。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服现有热解水制氢和电流法分解水分子制氢的缺点，提供一种水介质转化燃料的热水器，把水作为一种能源来应用，实现清洁燃烧，保护生态环境。

本实用新型的一种水介质转化燃料的热水器，包括燃烧器、集热器、静电发生器和机壳，燃烧器、集热器和静电发生器安装在机壳内，机壳的顶部有排气接口接出，机壳的底部有工作水接口接入，其特征是燃烧器组件5由催化电极5-4、管式电极座5-8和罩板5-1组成，其中，催化电极5-4为一只以上，催化电极5-4的上半段为微孔圆锥体结构，催化电极5-4的下半段体中有导水孔道5-401；管式电极座5-8为末端封闭的空心圆管结构，在管式电极座5-8上有一排用于安装催化电极的螺口5-3；罩板5-1上有与催化电极相同数量的孔道5-2，孔道5-2为上小下大的倒喇叭形结构；多只催化电极5-4安装在管式电极座5-8的螺口5-3上，催化电极5-4体中的导水孔道5-401与管式电极座5-8的管内空间连通，在管式电极座5-8的前端有进水接口5-10，管式电极座5-8的管内空间构成承压水室5-9；罩板5-1通过绝缘支撑件5-6安装在管式电极座5-8的管体上，催化电极5-4上半段的微孔圆锥体置于罩板5-1的孔道5-2之中，管式电极座5-8通过绝缘支架11安装在机壳的壁体上，管式电极座5-8的进水接口5-10与机壳底部的工作水接口进行连接；集热器4设置在燃烧器组件5的上方，集热器4由集热盘管4-1和集热翅片4-2构成，集热盘管4-1有冷水输入接口接入和热水输出接口接出，集热翅片4-2之间的空间构成热对流通道；催化电极5-4与静电发生器的正极接口进行电气连接，罩板5-1与静电发生器的负极接口进行电气连接。

本实用新型中，催化电极5-4为金属粉末烧结的微孔滤膜结构，催化电极5-4构成水分子过滤和催化元件，催化电极5-4为钨粉末和镍硫合金粉末混合的材料烧结成钨镍假合金零件，烧制时，钨、镍硫合金既不互相溶解，也不形成金属间化合物，所形成的假合金组织为钨颗粒、镍硫合金颗粒的二相结构，假合金组织中存在微小孔隙，微小孔隙构成水分子的过滤通道，具有过滤水分子的作用，其中的镍硫合金对水分子的分解具有催化作用，使水分子更容易分解；催化电极5-4与罩板5-1的孔道5-2壁体之间有空间，催化电极5-4与孔道5-2壁体之间的空间构成静电场；在管式电极座5-8的尾端有常闭排气阀5-7，常闭排气阀5-7连通到管式电极座5-8的管内空间；热水器有外置的热水箱27，集热盘管4-1的冷水输入接口13与外置热水箱27的循环出水口27-3进行连接，集热盘管4-1的热水输出接口3与外置热水箱27的循环进水口27-4进行连接；热水器的外围有压力罐23、加压水泵18和止回阀19，压力罐23的底部有呼吸接口23-1，加压水泵18的出水口通过止回阀19连接到压力罐23底部的呼吸接口23-1，热水器的工作水接口连接到止回阀19与压力罐23底部的呼吸接口23-1之间的连接管路上。

本实用新型的热水器在应用时，机壳的正面有操作面板，操作面板上有电源开关按钮和热水温度设定按钮，操作指令通过微处理器控制加压水泵18和静电发生器8运行或停止。工作时，对催化电极5-4和罩板5-1之间施加1万伏以上的静电，使催化电极5-4上半段的微孔圆锥体处于孔道5-2之中的静电场中，以增加催化电极5-4的催化活性，并且对水分子形成电离作用；采用纯净水作为原料水，原料水经加压水泵18进入到燃烧器组件5的承压水室5-9中，同时原料水由压力罐23底部的呼吸接口23-1进入压力罐内，使压力罐23内的上部空气受到压缩，形成压缩空气，压力罐23下部的水在压缩空气的作用下具有压力，承压水室5-9内的水压与压力罐23下部的水压相等。承压水室5-9内具有压力的纯净水通过导水孔道5-401渗入到催化电极5-4的微小孔隙中，催化电极5-4的微小孔隙对水分子进行过滤，使大分子团成为小分子，水分子的活性得到提高，使水分子更容易得到分解，同时，催化电极5-4的镍硫合金材料对水分子进行催化分解。水分子在经过压力渗透，由大分子团转变为小分子团结构，再经镍硫合金材料催化和静电场电离，分解为氢气、氧气以及活性氢原子、活性氧原子、活性氢氧原子团的活性化学物，从催化电极5-4上半段的微孔圆锥体中逸出，成为气化燃料，进入到孔道5-2中，水分子转化的气化燃料由催化电极5-4与孔道5-2壁体之间的高压电火花进行点燃，进行逆反应燃烧，放出热能，把集热盘管4-1内的水进行加热，集热盘管4-1内的水加热后由进入到热水输出接口3输出，通过外置热水箱的循环进水口进入到外置热水箱内，外置热水箱内的冷水通过循环出水口和集热盘管4-1的冷水输入接口13进入到集热盘管4-1内进行循环加热，如此周而复始，直至外置热水箱内的热水达到设定的温度，热水器停止工作，当外置热水箱内的热水低于设定的温度时，热水器恢复工作。上述过程中，承压水室5-9中的水和渗入催化电极5-4的水对催化电极5-4产生冷却作用，保护催化电极5-4不被烧坏。本实用新型采用静电来提高催化电极5-4的催化活性和利用静电场来电离水分子，把水介质转化为燃料利用，降低了热解水分子的温度要求，所耗电能极少，水分子的分解效率高。

本实用新型的有益效果是：提供水介质转化燃料的热水器，以水介质为气化原料，把水分子通过压力渗透，由大分子团转变为小分子团结构，再经镍硫合金材料催化和静电场电离，分解为氢氧的气化燃料进行燃烧，把水作为一种能源来应用，实现清洁燃烧，保护生态环境。

附图说明

图1是本实用新型的水介质转化燃料的热水器结构图。

图2是本实用新型的燃烧器组件详图。

图3是本实用新型的催化电极放大图。

图4是本实用新型的热水器外围设备。

图中：1.排气接口，2.机壳，3.热水输出接口，4.集热器，4-1.集热盘管，4-2.集热翅片，5.燃烧器组件，5-1.罩板，5-2.孔道，5-3.螺口，5-4.催化电极，5-401.导水孔道，5-402.外螺纹，5-403.外六角体，5-404.微孔圆锥体，5-5.定位螺钉，5-6.绝缘支撑件，5-7.常闭排气阀，5-8.管式电极座，5-9.承压水室，5-10.进水接口，6.高压线，7.回路线，8.静电发生器，8-1.正极接口，8-2.负极接口，8-3.电源线，9.工作水接口，10.连接管，11.绝缘支架，12.进水接头，13.冷水输入接口，14.工作水管，15.供水管，16.过滤器，17.连通管，18.加压水泵，19.止回阀，20.三通，21.机架，22.压力纯净水，23.压力罐，23-1.呼吸接口，23-2.辅助接口，23-3.检修排空管，24.压缩空气，25.压力控制器，26.检修排空阀，27.热水箱，27-1.用户热水出口，27-2.自来水补充接口，27-3.循环出水口，27-4. 循环进水口，28.自动排气阀，29.保温层，30.热水。

具体实施方式

实施例1 图1-4所示的实施方式中，水介质转化燃料的热水器主要由燃烧器组件5、集热器4、静电发生器8和机壳2组成，燃烧器组件5、集热器4和静电发生器8安装在机壳2内，机壳2的顶部有排气接口1接出，机壳2的底部有工作水接口9接入，燃烧器组件5包括催化电极5-4、管式电极座5-8和罩板5-1，其中，催化电极5-4为一只以上，催化电极5-4的上半段为微孔圆锥体结构，催化电极5-4的下半段体中有导水孔道5-401；管式电极座5-8为末端封闭的空心圆管结构，在管式电极座5-8上有一排用于安装催化电极的螺口5-3；罩板5-1上有与催化电极相同数量的孔道5-2，孔道5-2为上小下大的倒喇叭形结构；多只催化电极5-4安装在管式电极座5-8的螺口5-3上，催化电极5-4体中的导水孔道5-401与管式电极座5-8的管内空间连通，在管式电极座5-8的前端有进水接口5-10，管式电极座5-8的管内空间构成承压水室5-9，在管式电极座5-8的尾端有常闭排气阀5-7，常闭排气阀5-7连通到管式电极座5-8的管内空间；罩板5-1通过绝缘支撑件5-6安装在管式电极座5-8的管体上，催化电极5-4上半段的微孔圆锥体置于罩板5-1的孔道5-2之中，催化电极5-4与罩板5-1的孔道5-2壁体之间有空间，管式电极座5-8通过绝缘支架11安装在机壳的壁体上，管式电极座5-8的进水接口5-10与机壳底部的工作水接口进行连接；集热器4设置在燃烧器组件5的上方，集热器4由集热盘管4-1和集热翅片4-2构成，集热盘管4-1有冷水输入接口接入和热水输出接口接出，集热翅片4-2之间的空间构成热对流通道；催化电极5-4与静电发生器的正极接口进行电气连接，罩板5-1与静电发生器的负极接口进行电气连接，催化电极5-4与孔道5-2壁体之间的空间构成静电场。本实施例中，催化电极5-4为金属粉末烧结的微孔滤膜结构，催化电极5-4构成水分子过滤和催化元件，催化电极5-4为钨粉末和镍硫合金粉末混合的材料烧结成钨镍假合金零件，烧制时，钨、镍硫合金既不互相溶解，也不形成金属间化合物，所形成的假合金组织为钨颗粒、镍硫合金颗粒的二相结构，假合金组织中存在微小孔隙，微小孔隙构成水分子的过滤通道，具有过滤水分子的作用，其中的镍硫合金对水分子的分解具有催化作用，使水分子更容易分解；热水器有外置的热水箱27，热水箱27的顶部有自动排气阀28，热水箱27的底部有自来水补充接口27-2，热水箱27左侧的中部有循环进水口27-4接入，热水箱27左侧的下部有循环出水口27-3接出，在热水箱27右侧的上部有用户热水出口27-1接出，集热盘管4-1的冷水输入接口13与热水箱27的循环出水口27-3进行连接，集热盘管4-1的热水输出接口3与热水箱27的循环进水口27-4进行连接；热水器的外围有压力罐23、加压水泵18和止回阀19，压力罐23的底部有呼吸接口23-1，加压水泵18的出水口通过止回阀19连接到压力罐23底部的呼吸接口23-1，热水器的工作水接口连接到止回阀19与压力罐23底部的呼吸接口23-1之间的连接管路上；在加压水泵18接入的管路上有过滤器16；在压力罐23的上部或顶部有压力控制器25和检修排空阀26；初次使用时，开启常闭排气阀5-7，承压水室5-9中的空气随进水而排出，使进水容易。

本实用新型的热水器在应用时，机壳的正面有操作面板，操作面板上有电源开关按钮和热水温度设定按钮。工作时，对催化电极5-4和罩板5-1之间施加1万伏以上的静电，使催化电极5-4上半段的微孔圆锥体处于孔道5-2之中的静电场中，以增加催化电极5-4的催化活性，并且对水分子形成电离作用；采用纯净水作为原料水，原料水经加压水泵18进入到燃烧器组件5的承压水室5-9中，同时原料水由压力罐23底部的呼吸接口23-1进入压力罐内，使压力罐23内的上部空气受到压缩，形成压缩空气，压力罐23下部的水在压缩空气的作用下具有压力，承压水室5-9内的水压与压力罐23下部的水压相等。承压水室5-9内具有压力的纯净水通过导水孔道5-401渗入到催化电极5-4的微小孔隙中，催化电极5-4的微小孔隙对水分子进行过滤，使大分子团成为小分子，水分子的活性得到提高，使水分子更容易得到分解，同时，催化电极5-4的镍硫合金材料对水分子进行催化分解。水分子在经过压力渗透，由大分子团转变为小分子团结构，再经镍硫合金材料催化和静电场电离，分解为氢气、氧气以及活性氢原子、活性氧原子、活性氢氧原子团的活性化学物，从催化电极5-4上半段的微孔圆锥体中逸出，成为气化燃料，进入到孔道5-2中，水分子转化的气化燃料由催化电极5-4与孔道5-2壁体之间的高压电火花进行点燃，进行逆反应燃烧，放出热能，把集热盘管4-1内的水进行加热，集热盘管4-1内的水加热后由进入到热水输出接口3输出，通过外置热水箱的循环进水口进入到外置热水箱内，外置热水箱内的冷水通过循环出水口和集热盘管4-1的冷水输入接口13进入到集热盘管4-1内进行循环加热，如此周而复始，直至外置热水箱内的热水达到设定的温度，热水器停止工作，当外置热水箱内的热水低于设定的温度时，热水器恢复工作。上述工作过程中，压力罐23内的操作压力由压力控制器26取样，通过微处理器进行控制，当压力罐23内的压力低于设定的下限压力，微处理器通过执行元件接通加压水泵18的电源，使加压水泵18运行，向压力罐23进行补水，使压力罐23内的空气压缩而使罐内压力升高；当压力罐23内的压力达到设定的上限压力时，微处理器通过执行元件断开加压水泵18的电源，使加压水泵18停止，通过压力控制器26取样及微处理器进行控制，使压力罐23内的压力在设定的范围内保持恒定。

Claims (6)

1.一种水介质转化燃料的热水器，包括燃烧器、集热器、静电发生器和机壳，燃烧器、集热器和静电发生器安装在机壳内，机壳的顶部有排气接口接出，机壳的底部有工作水接口接入，其特征是燃烧器组件（5）由催化电极（5-4）、管式电极座（5-8）和罩板（5-1）组成，其中，催化电极（5-4）为一只以上，催化电极（5-4）的上半段为微孔圆锥体结构，催化电极（5-4）的下半段体中有导水孔道（5-401）；管式电极座（5-8）为末端封闭的空心圆管结构，在管式电极座（5-8）上有一排用于安装催化电极的螺口（5-3）；罩板（5-1）上有与催化电极相同数量的孔道（5-2），孔道（5-2）为上小下大的倒喇叭形结构；多只催化电极（5-4）安装在管式电极座（5-8）的螺口（5-3）上，催化电极（5-4）体中的导水孔道（5-401）与管式电极座（5-8）的管内空间连通，在管式电极座（5-8）的前端有进水接口（5-10），管式电极座（5-8）的管内空间构成承压水室（5-9）；罩板（5-1）通过绝缘支撑件（5-6）安装在管式电极座（5-8）的管体上，催化电极（5-4）上半段的微孔圆锥体置于罩板（5-1）的孔道（5-2）之中，管式电极座（5-8）通过绝缘支架（11）安装在机壳的壁体上，管式电极座（5-8）的进水接口（5-10）与机壳底部的工作水接口进行连接；集热器（4）设置在燃烧器组件（5）的上方，集热器（4）由集热盘管（4-1）和集热翅片（4-2）构成，集热盘管（4-1）有冷水输入接口接入和热水输出接口接出，集热翅片（4-2）之间的空间构成热对流通道；催化电极（5-4）与静电发生器的正极接口进行电气连接，罩板（5-1）与静电发生器的负极接口进行电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种水介质转化燃料的热水器，其特征是催化电极（5-4）为金属粉末烧结的微孔滤膜结构，催化电极（5-4）构成水分子过滤和催化元件。

3.根据权利要求1所述的一种水介质转化燃料的热水器，其特征是催化电极（5-4）与罩板（5-1）的孔道（5-2）壁体之间有空间，催化电极（5-4）与孔道（5-2）壁体之间的空间构成静电场。

4.根据权利要求1所述的一种水介质转化燃料的热水器，其特征是在管式电极座（5-8）的尾端有常闭排气阀（5-7），常闭排气阀（5-7）连通到管式电极座（5-8）的管内空间。

5.根据权利要求1所述的一种水介质转化燃料的热水器，其特征是热水器有外置的热水箱（27），集热盘管（4-1）的冷水输入接口（13）与外置热水箱（27）的循环出水口（27-3）进行连接，集热盘管（4-1）的热水输出接口（3）与外置热水箱（27）的循环进水口（27-4）进行连接。

6.根据权利要求1所述的一种水介质转化燃料的热水器，其特征是热水器的外围有压力罐（23）、加压水泵（18）和止回阀（19），压力罐（23）的底部有呼吸接口（23-1），加压水泵（18）的出水口通过止回阀（19）连接到压力罐（23）底部的呼吸接口（23-1），热水器的工作水接口连接到止回阀（19）与压力罐（23）底部的呼吸接口（23-1）之间的连接管路上。