JP3220613U - Thermal energy generation module - Google Patents
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Abstract
【課題】大量の熱エネルギーを発生させ、霧状燃料が完全に燃焼されて有害な排気ガスを発生させることがないようにし、燃料の熱エネルギーへの変換効率を効果的に向上させ、低エネルギー消費量で高熱エネルギーを発生させることができ、省エネ化及び環境保全の利点を有する熱エネルギー発生モジュールを提供する。
【解決手段】本体100、燃料供給管路20、助燃用触媒コンバータ40及び加熱ユニット50を備え、該本体100は、第1室10と、該第1室10の一側に設けられ且つ該第1室10に連通している第2室30とを含み、該燃料供給管路20は、該第1室10の該第2室30から離れた一側に接続されて、霧状燃料を該第1室10へ供給し、該助燃用触媒コンバータ40は、該第2室30内に設けられ、該加熱ユニット50は、該本体100に設けられて、該助燃用触媒コンバータ40に必要な作動温度に昇温するまで加熱する。
【選択図】図1[PROBLEMS] To generate a large amount of thermal energy so that the mist-like fuel is not completely burned to generate harmful exhaust gas, effectively improving the conversion efficiency of the fuel into thermal energy, and low energy Provided is a thermal energy generation module that can generate high thermal energy by consumption and has advantages of energy saving and environmental conservation.
A body includes a main body, a fuel supply line, a catalytic converter for auxiliary combustion, and a heating unit. The main body is provided in a first chamber and on one side of the first chamber, and the first chamber. A second chamber 30 communicating with the first chamber 10, and the fuel supply line 20 is connected to one side of the first chamber 10 away from the second chamber 30 to supply the mist fuel to the first chamber 10. Supplying to the first chamber 10, the auxiliary combustion catalytic converter 40 is provided in the second chamber 30, and the heating unit 50 is provided in the main body 100 to operate necessary for the auxiliary combustion catalytic converter 40. Heat until the temperature rises.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、加熱モジュールに関し、特に、触媒反応で霧状燃料の酸化反応を速めて熱エネルギーを発生させる高性能加熱モジュールに関する。 The present invention relates to a heating module, and more particularly to a high-performance heating module that generates thermal energy by accelerating an oxidation reaction of atomized fuel by a catalytic reaction.
燃料を燃焼させて熱エネルギーを提供する従来の加熱方法は、多量の燃料を消費する必要があり、燃料の熱エネルギーへの変換効率が悪く、高温を速やかに発生させることができず、燃料の不完全燃焼により有害な排気ガスを放出して環境汚染を引き起こしやすく、したがって、省エネで環境にやさしい加熱方法は重要な研究課題となっている。 The conventional heating method that provides thermal energy by burning fuel needs to consume a large amount of fuel, the conversion efficiency of fuel into thermal energy is poor, high temperature cannot be generated quickly, and Due to incomplete combustion, harmful exhaust gas is easily released and environmental pollution is likely to occur. Therefore, energy-saving and environment-friendly heating methods are an important research subject.
従来の燃料燃焼方式では、燃料の熱エネルギーへの変換効率が悪く、有害な排気ガスが発生しやすいことに鑑み、本考案の主な目的は、触媒反応を利用して霧化燃料の酸化反応を速めて、排気ガスの排出を伴わずに高熱エネルギーを発生させる熱エネルギー発生モジュールを提供することである。 In the conventional fuel combustion system, the conversion efficiency of fuel into thermal energy is poor, and harmful exhaust gas is likely to be generated. The main purpose of the present invention is to oxidize atomized fuel using catalytic reaction. Is to provide a thermal energy generation module that generates high thermal energy without exhaust gas being discharged.
上記目的を達成させるために、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、
第1室と、該第1室の一側に設けられ且つ該第1室に連通しており、該第1室から離れた一側に排気口が形成される第2室とを含む本体と、
該第1室の該第2室から離れた一側に接続され、且つ該第1室との接続口が該燃料供給管路へ増大している円錐形状を有する燃料供給管路と、
該第2室内に設けられ、表面に助燃触媒がコーティングされている助燃用触媒コンバータと、
該本体に設けられる加熱ユニットとを備える。
In order to achieve the above object, the thermal energy generation module according to the present invention is:
A main body including a first chamber and a second chamber provided on one side of the first chamber and communicating with the first chamber and having an exhaust port formed on one side away from the first chamber; ,
A fuel supply line having a conical shape connected to one side of the first chamber away from the second chamber and having a connection port with the first chamber increasing to the fuel supply line;
A catalyst converter for auxiliary combustion provided in the second chamber and coated with an auxiliary catalyst on the surface;
A heating unit provided in the main body.
上述した技術的手段により、本考案の熱エネルギー発生装置は、加熱ユニットによって助燃用触媒コンバータの初期作動温度(約50℃以上)になるまで加熱され、燃料供給管を介して助燃ガス及びたとえばメタノール、ガソリン、ディーゼル、揮発性有機溶剤などの霧状燃料を第1室に供給し続け、霧化燃料が第2室に入って助燃用触媒コンバータに接触すると、助燃用触媒コンバータにより触媒されて酸化還元反応を行い、大量の熱エネルギーを発生させ、600℃以上の温度に素早く上昇し、800℃の高温に達することもでき、このため、加熱のための高熱エネルギーを迅速に供給することができ、且つ触媒作用により霧化燃料を完全に酸化して、有害な排気ガスの発生を抑制し、燃料の熱エネルギーへの変換効率を向上させ、低エネルギー消費量で高熱エネルギーを発生させることができるとともに、省エネ化及び環境保全の利点を有する。 By the technical means described above, the thermal energy generator of the present invention is heated by the heating unit until the initial operating temperature (about 50 ° C. or higher) of the catalytic converter for auxiliary combustion is reached, and the auxiliary combustion gas and, for example, methanol are supplied via the fuel supply pipe. When the atomized fuel enters the second chamber and comes into contact with the catalytic converter for auxiliary combustion, it is catalyzed by the auxiliary catalytic converter and oxidized. Performs a reduction reaction, generates a large amount of heat energy, quickly rises to a temperature of 600 ° C. or higher, and can reach a high temperature of 800 ° C. Therefore, high heat energy for heating can be quickly supplied. In addition, the atomized fuel is completely oxidized by the catalytic action, the generation of harmful exhaust gas is suppressed, the conversion efficiency of the fuel into thermal energy is improved, and the low energy It is possible to generate a high heat energy Energy consumption has the advantage of energy saving and environmental protection.
本考案の技術的特徴および実用的効果を詳細に理解し、明細書の内容に従って実現するために、以下、図面に示される好適実施例にて、詳細に説明する。 In order to understand the technical features and practical effects of the present invention in detail and to realize them in accordance with the contents of the specification, the preferred embodiments shown in the drawings will be described in detail below.
図1−図3に示されるように、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、本体100、燃料供給管路20、助燃用触媒コンバータ40及び加熱ユニット50を備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the thermal energy generation module according to the present invention includes a
該本体100は、第1室10と第2室30を含み、該第1室10は、底部が上へ次第に増大している円錐形状を有し、且つトップが開口しており、好ましくは、該第1室10の側壁には、外部の空気との連通及び放熱のための少なくとも1つの孔11が設けられ、該第2室30は該第1室10の上方に位置し、その底端が該第1室10に連通しており、そのトップに排気口が形成され、好ましくは、該第1室10と第2室30の間には仕切板13が設けられ、且つ該仕切板13には、該第1室10と該第2室30を連通させる貫通孔131が設けられる。
The
該燃料供給管路20は、該第1室10の底部に接続され、霧化されたメタノール、ガソリン、ディーゼル、揮発性有機溶剤などの霧状燃料を供給し、助燃ガスを混合して且つ粒子径が0.5ミクロン(μm)−1250ミクロン(μm)の霧状燃料を直接供給してもよく、燃料供給管路20において超音波噴霧ノズル、ベンチュリ管原理による噴霧などの方式で、霧状燃料を発生させてもよい。本実施例では、該燃料供給管路20は、連通している燃料チャネル21と空気チャネル23とを含み、該燃料チャネル21は、燃料供給ユニットに接続されて、メタノール、ガソリン、ディーゼル、揮発性有機溶剤などの燃料原液を供給する。該空気チャネル23は、助燃ガスを供給することに用いられ、且つポンプ60に接続されて、燃料原液と助燃ガスを燃料供給管路20内で混合して噴霧して、粒径0.5ミクロン(μm)−1250ミクロン(μm)の霧状燃料を形成するとともに、霧状燃料に大量の助燃ガスを混入し、該第1室10の底部の円錐状継ぎ目から第1室10内に導入し、霧状燃料が第1室10内に入るときに圧力差を発生させ、このように、助燃ガスが第1室10において大量の助燃ガスと均一に混合した後に第2室30内に流れる。
The
該助燃用触媒コンバータ40は、該第2室30内に設けられ、且つ多孔質固体構造物であり、大表面積を有し、表面に助燃触媒がコーティングされており、温度が助燃触媒の作動温度である約50℃になると、助燃触媒が霧状燃料と反応して、霧状燃料に強烈な酸化還元反応を発生させることで、二酸化炭素CO2と水蒸気H2Oを生成するとともに、熱エネルギーを発生させる。
The auxiliary combustion
該加熱ユニット50は、該本体100に設けられて、該本体100を加熱して昇温させることにより、その内部を助燃用触媒コンバータ40の作動温度にする。該加熱ユニット50の加熱方式としては、電熱管による加熱、点火加熱又は熱風加熱などとしてもよい。本実施例では、該加熱ユニット50はイグナイター51及びヒーター53を含み、該イグナイター51は、該第1室10に接続され、スパークを発生させて第1室10内の霧状燃料を点火させるスパークプラグであってもよく、それによって、霧状燃料が第1室10内で燃焼して熱量を発生させ、本体100の内部を助燃用触媒コンバータ40の作動温度にする。該ヒーター53は、該助燃用触媒コンバータ40の底部に近い外周に設けられ、直接加熱により該本体100の内部温度を上げる。
The
本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、水の加熱、灯油の加熱、空気の加熱や水蒸気製造などの装置に用いられ得る。図4−図6には、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールに適用される管路加熱装置が示されており、該管路加熱装置は、加熱管路80及びカバー70を含み、該加熱管路80は本考案に係る熱エネルギー発生モジュールの外周を取り囲み、且つ上へ旋回する螺旋状を有し、その底部の入り口端81から水、気体、油などの液体又は気体の被加熱物を内部に導入し、且つ、被加熱物が加熱管路80に沿って本考案に係る熱エネルギー発生モジュールの外周で上へ旋回して、加熱管路80の頂部の排出端83から排出されることを可能にし、該カバー70は、該加熱管路80の外周に設けられるものであり、トップが密閉され且つ底端が開口し、このように、熱エネルギーがカバー70のトップから直接逸散することはない。
The thermal energy generation module according to the present invention can be used in devices such as water heating, kerosene heating, air heating, and water vapor production. 4 to 6 show a pipe heating device applied to the thermal energy generating module according to the present invention. The pipe heating device includes a
使用するに当たり、まず、イグナイター51で第1室10内の霧状燃料を点火させ、霧状燃料が第1室10において燃焼して熱エネルギーを発生させて助燃用触媒コンバータ40の作動温度にし、霧状燃料は、燃焼後に、第1室10内で、二酸化炭素CO2などの難燃性ガスを発生させて裸火を消火するため、完全に燃焼されていない霧状燃料が熱エネルギーとともに該第2室30内に入り、該助燃用触媒コンバータ40によって再び酸化還元反応を行って、二酸化炭素CO2と水蒸気H2O及び熱エネルギーを生成し、その後、霧状燃料が連続的に供給されて、助燃用触媒コンバータ40の触媒によって酸化還元反応を行い、大量の熱エネルギーを発生させ、それにより短時間内(5−10分間)で600℃以上、最高では850℃の高温に昇温させ、助燃用触媒コンバータ40の触媒により生じた熱エネルギー及び気体が、第2室30のトップの開口から上へ流れて、カバー70内の温度を高めるとともに管路80を加熱し、このため、被加熱物が加熱管路80内で流れるときに、大量の熱エネルギー及びそれによる高温加熱を印加されるため、該加熱管路80内の水、気体、油が迅速に加熱され得る。
In use, first, the mist fuel in the
本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、電気ヒータ53により助燃用触媒コンバータ40の作動温度になるまで直接加熱され、次に霧状燃料が連続的に供給されて助燃用触媒コンバータ40の触媒により酸化還元反応を行い、大量の熱エネルギーを発生せるようにしてもよく、このような場合は、点火を必要とせずに連続的加熱が実現できる。
The thermal energy generating module according to the present invention is directly heated by the
別の一実施例では、該本体100の第1室10と該第2室30は、横方向に接続されてもよく、該第2室30は、該第1室10の一側に接続され、且つ該第1室10に連通しており、且つ該第2室30の該第1室10から離れた一側に排気口が形成され、該排気口は、該第1室10から離れた端壁又は側壁に位置してもよく、且つ該燃料供給管路20は、該第1室10の該第2室30から離れた一側に接続され、霧状燃料は、第1室10から横方向に第2室30に流れて、助燃用触媒コンバータ40と反応し、熱エネルギーと二酸化炭素CO2及び水蒸気H2Oを発生させて、排気口から排出する。
In another embodiment, the
本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、下記の有益的な効果を果たす。 The thermal energy generation module according to the present invention has the following beneficial effects.
1.助燃用触媒コンバータ40で霧状燃料を触媒して酸化還元反応させることで、霧状燃料を第2室30内で完全に酸化させ、有害な排気ガスの排出を防止して、環境汚染を削減させる。
1. Atomizing fuel is catalyzed by the
2.助燃用触媒コンバータ40の作動開始温度が低いので、約50℃以上であれば、霧状燃料と反応して、霧状燃料を触媒して酸化還元反応させ、大量の熱エネルギーを発生させることができることから、低い初期熱エネルギーを提供するだけで、迅速且つ連続的に反応して大量の高熱エネルギーを発生させることができ、それによって、燃料の熱エネルギーへの変換効率を効果的に向上させるとともに、低エネ消費量で高熱エネルギーを発生できる。
2. Since the operation start temperature of the
3.少量の燃料原液を用いて高熱エネルギーを供給することができ、240ミリリットル(ml)の燃料原液では、噴霧されると、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールの約1時間の加熱反応を持続させることができ、且つ650℃以上の高温を実現できるため、省エネ化及び環境保全の利点を有する。 3. High thermal energy can be supplied using a small amount of fuel stock solution. When the fuel stock solution is 240 milliliters (ml), the thermal reaction of the thermal energy generating module according to the present invention is maintained for about 1 hour when sprayed. In addition, since a high temperature of 650 ° C. or higher can be realized, there are advantages of energy saving and environmental conservation.
4.本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、モジュール化設計を採用するため、スケールアップ性を有し、複数の熱エネルギー発生モジュールを並列してそれぞれ燃料供給ユニットに接続することによって、各熱エネルギー発生モジュールは同時に加熱されて反応して熱エネルギーを発生させることができるため、加熱効率が高まる。 4). Since the thermal energy generation module according to the present invention adopts a modular design, the thermal energy generation module has a scale-up property, and a plurality of thermal energy generation modules are connected in parallel to the fuel supply unit, so that each thermal energy generation module is Can be heated and reacted at the same time to generate heat energy, thereby increasing the heating efficiency.
5.第1室10と燃料供給管路20の接続する継ぎ目が該燃料供給管路20から離れる方向へ増大している円錐状とされるため、霧状燃料が第1室10に入るときに、第2室30に流れて助燃用触媒コンバータ40と反応する前に、圧力差により第1室10において大量の助燃ガスと均一に混合し、このように、霧状燃料の触媒加熱反応の効率を高め、且つ霧状燃料が連続的に触媒されて加熱反応を行え、本体100の体積を減少させて、必要な使用空間を減少させ、生じた熱エネルギーを集中し、本体100全体の体積の大きさを約0.064立方メートルにする。
5. Since the joint connecting the
6.本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、加熱装置に用いられて、加熱のための高熱エネルギーを迅速に提供できる。 6). The thermal energy generation module according to the present invention is used in a heating device, and can quickly provide high thermal energy for heating.
以上は、本考案の好適実施例に過ぎず、本考案を何ら制限するものではなく、当業者であれば、本考案による技術的特徴の範囲から逸脱することなく、本考案において開示されている技術的内容に基づいて部分的の変更又は修飾を実施した等価実施例も、本考案の技術案の内容を逸脱しない限り、本考案の技術的特徴の範囲に属する。 The above is only a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the present invention in any way. Those skilled in the art will be able to disclose the present invention without departing from the scope of the technical features of the present invention. Equivalent embodiments in which partial changes or modifications are made based on the technical contents also belong to the scope of the technical features of the present invention without departing from the contents of the technical proposal of the present invention.
100 本体
10 第1室
11 孔
13 仕切板
131 貫通孔
20 燃料供給管路
21 燃料チャネル
23 空気チャネル
30 第2室
40 助燃用触媒コンバータ
50 加熱ユニット
51 イグナイター
53 ヒーター
60 ポンプ
70 カバー
80 加熱管路
81 入り口端
83 出力端
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1室と、該第1室の一側に設けられ且つ該第1室に連通しており、該第1室から離れた一側に排気口が形成される第2室とを含む本体と、
該第2室から離れた該第1室の一側に接続され、且つ該第1室との接続口が該燃料供給管路へ増大している円錐形状を有する燃料供給管路と、
該第2室内に設けられ、表面に助燃触媒がコーティングされている助燃用触媒コンバータと、
該本体に設けられる加熱ユニットと、を備える熱エネルギー発生モジュール。 A thermal energy generation module,
A main body including a first chamber and a second chamber provided on one side of the first chamber and communicating with the first chamber and having an exhaust port formed on one side away from the first chamber; ,
A fuel supply line connected to one side of the first chamber away from the second chamber and having a conical shape with a connection port with the first chamber increasing to the fuel supply line;
A catalyst converter for auxiliary combustion provided in the second chamber and coated with an auxiliary catalyst on the surface;
And a heating unit provided in the main body.
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