TWM578734U - Thermal module - Google Patents

Abstract

一種熱能模組，包含一本體、一燃料供應管路、一助燃催化器及一加熱單元，該本體包含一第一腔室與一第二腔室，該第二腔室設於該第一腔室的一側，並與該第一腔室連通，該燃料供應管路連接於該第一腔室遠離該第二腔室的一側，並供應霧化燃料至該第一腔室，該助燃催化器設於該第二腔室內，該加熱單元設於該本體，用以加熱升溫至該助燃催化器所需的工作溫度；本新型利用助燃催化器催化霧化燃料進行氧化還原反應並同時產生大量的熱能，而使霧化燃料完全燃燒，不會產生有害的廢氣，有效提高燃料轉化熱能的效率，而可在於低耗能下產生高熱能，具有節能及環保的優點。

Description

熱能模組

本新型關於一種製熱模組，特別關於一種利用催化反應加速霧化的燃料進行氧化反應並產生熱能的高效能製熱模組。

現有以燃燒燃料提供熱能的製熱方式，需要消耗大量的燃料，燃料轉換為熱能的效率較差，無法快速產生高溫，更容易因為燃料的燃燒不完全，而排放出有害的廢氣，造成環境污染；因此具有節能環保且高效能的製熱方式為一重要的研究課題。

有鑒於現有以燃燒燃料的製熱方式，燃料轉換為熱能的效率差，並容易產生有害廢氣，本新型的主要目的在於提供一種熱能模組，其利用催化反應加速霧化的燃料進行氧化反應，並產生高熱能，且無廢氣排放的問題。

為了達到上述的目的，本新型的熱能模組，其包含有 一本體，包含一第一腔室與一第二腔室，該第二腔室設於該第一腔室的一側，並與該第一腔室連通，而於遠離該第一腔室的一側形成出氣口； 一燃料供給管路，連接於該第一腔室遠離該第二腔室的一側，且該第一腔室與該燃料供應管路的連接口呈朝遠離該燃料供應管路漸擴的錐狀； 一助燃催化器，設於該第二腔室內，其表面塗佈有助燃催化劑；以及 一加熱單元，設於該本體。

利用上述的技術方式，本新型的熱能裝置藉由加熱單元加熱至達到助燃催化器的起始工作溫度(約50度C以上)後，持續以燃料供應管路提供助燃氣體以及霧化燃料，如甲醇、汽油、柴油、揮發性有機溶劑等，至第一腔室，當霧化燃料進入第二腔室內與助燃催化器接觸，受到助燃催化器的催化進行氧化還原反應，並產生大量的熱能，而可快速的升溫至600度C以上且可高達800度C的高溫，可快速提供高熱能進行加熱，且藉由催化作用，可使霧化燃料完全氧化，不會產生有害的廢氣，有效提高燃料轉化熱能的效率，而可在低耗能下產生高熱能，並具有節能及環保的優點。

為了能詳細瞭解本新型的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，茲進一步以如圖所示的較佳地實施例，詳細說明如後：

請配合參考圖1至圖3，本新型的熱能模組，其包含有一本體100、一燃料供應管路20、一助燃催化器40以及一加熱單元50；其中：

該本體100包含一第一腔室10與一第二腔室30，該第一腔室10，底部呈向上漸擴的錐狀，且頂端形成開口；較佳的是，該第一腔室10側壁設有至少一個開孔11，用以與外部的空氣連通及散熱；該第二腔室30位於該第一腔室10的上方，其底端與該第一腔室10連通，其頂端形成出氣口，較佳的是，該第一腔室10與第二腔室30間設有一隔板13，且該隔板13設有通孔131連通該第一腔室10與該第二腔室30。

該燃料供應管路20連接於該第一腔室10的底部，用以供應霧化燃料，如霧化的甲醇、汽油、柴油、揮發性有機溶劑等等，該燃料供應管路20可直接供給混有助燃氣體，且粒徑界於0.5微米(μm)至1250微米(μm)的霧化燃料，亦可於燃料供應管路20中利用超音波霧化噴嘴、文氏管原理霧化等方式，產生霧化燃料。於本實施例中，該燃料供應管路20包含相連通的燃料通道21及空氣通道23；該燃料通道21連接至燃料供應單元，用以供應如甲醇、汽油、柴油、揮發性有機溶劑等等之燃料原液；該空氣通道23用以供應助燃氣體，並與一幫浦60連接，使燃料原液與助燃氣體於燃料供應管路20內混合霧化，形成粒徑為0.5微米(μm)至1250微米(μm)之間的霧化燃料，並同時讓霧化燃料混合有大量的助燃氣體，而自該第一腔室10底部錐狀的接口進入於第一腔室10內，讓霧化燃料進入第一腔室10內時產生壓力差，而讓助燃氣體可於第一腔室10內均勻地混合大量的助燃氣體後再流入第二腔室30內。

該助燃催化器40設於該第二腔室30內，且該助燃催化器40呈多孔隙的固態結構物，具有大量的表面積，且其表面塗佈有助燃催化劑，當溫度達到助燃催化劑的工作溫度，約50度C以上時，助燃催化劑與霧化燃料進行反應，而使霧化燃料產生劇烈的氧化還原反應，而生成二氧化碳CO ₂和水蒸氣H ₂O，同時產生熱能。

該加熱單元50，設於該本體100，用以加熱升溫而使該本體100內部達到助燃催化器40的工作溫度；該加熱單元50的加熱方式可為電熱管加熱、點火加熱或是熱風加熱等等；於本實施例中，該加熱單元50包含一點火器51及一電熱器53；其中該點火器51連接至該第一腔室10，其可為火星塞，用以產生火花點燃第一腔室10內的霧化燃料，而使霧化燃料於第一腔室10內燃燒並產生熱量，而使本體100內部達到助燃催化器40的工作溫度；該電熱器53設於接近該助燃催化器40底部的外周，用以直接加熱而提高該本體100內部的溫度。

本新型的熱能模組可運用於水加熱、煤油加熱、空氣加熱及水蒸氣製造等等設備；請配合參考圖4至6，為本新型的熱能模組應用於管路加熱設備，其中該管路加熱設備包含一加熱管路80及一罩體70，該加熱管路80圍繞於本新型的熱能模組的外周，並呈向上迴旋的螺旋狀，該加熱管路80內可自其底部的輸入端81通入水、氣體、油等液態或氣態的受熱物，並使受熱物沿加熱管路80於本新型的熱能模組外周向上迴旋，而自加熱管路80頂部的輸出端83輸出，該罩體70設於該加熱管路80的外周，頂端封閉，並於底端形成開口，而使熱能直接不會自罩體70頂端散逸。

使用時可以先利用點火器51點燃第一腔室10內的霧化燃料，使霧化燃料於第一腔室10內燃燒並產生熱能而達到助燃催化器40的工作溫度，霧化燃料燃燒後會於第一腔室10內產生大量的如二氧化碳CO ₂之阻燃氣體，而使明火熄滅，未完全燃燒的霧化燃料與熱能進入該第二腔室30內通過該助燃催化器40，再度進行的氧化還原反應，生成二氧化碳CO ₂和水蒸氣H ₂O以及熱能，後續再持續供給霧化燃料，讓霧化燃料藉由助燃催化器40的催化進行氧化還原反應，並產生大量的熱能，可於短時間內(約5至10分鐘)升溫至600度C以上且高達850度C的高溫；藉由助燃催化器40催化產生的熱能以及氣體，會自第二腔室30頂端開口向上流動，提升罩體70內的溫度，並加熱管路80，當受熱物於加熱管路80內流動時，同時受到大量熱能及其形成的高溫加熱，而可快速的加熱該加熱管路80內的水、氣體、油。

本新型的熱能模組亦可直接利用電熱器53加熱至助燃催化器40的工作溫度，再持續提供霧化燃料使其藉由助燃催化器40的催化進行氧化還原反應，並產生大量熱能，而不需點火，即可持續製熱。

於另一實施例中，該本體100的第一腔室10與該第二腔室30亦可呈橫向連接，其中該第二腔室30連接於該第一腔室10的一側，並與該第一腔室10連通，且該第二腔室30於遠離該第一腔室10的一側形成出氣口，該出氣口可位於遠離該第一腔室10的端壁或側壁，且該燃料供應管路20連接於該第一腔室10遠離該第二腔室30的一側，霧化燃料可由第一腔室10橫向地流入第二腔室30與助燃催化器40反應，並使其生成之熱能與二氧化碳CO ₂和水蒸氣H ₂O自出氣口排出。

本新型的熱能模組可達到以下的功效及增益：

1. 利用助燃催化器40催化霧化燃料進行氧化還原反應，可使霧化燃料於第二腔室30內完全氧化，而不會排放有害的廢氣，減少環境污染。

2. 助燃催化器40的工作起始溫度低，大約50度C以上即可與霧化燃料反應，並催化霧化燃料進行氧化還原反應而產生大量的熱能，只需提供較低的初始熱能，即會快速並持續反應產生大量高熱能，有效提高燃料轉化熱能的效率，並於低耗能下產生高熱能。

3. 可利用少量的燃料原液供應高熱能，240毫升(ml)的燃料原液經霧化後，可供應本新型的熱能模組進行約1小時的製熱反應，並達到650度C以上的高溫，具有節能及環保的優點。

4. 本新型的熱能模組為模組化的設計具有可擴充性，可以將複數個熱能模組並列，分別連接至燃料供應單元，而可讓各熱能模組同時進行製熱反應產生熱能，增加加熱效率。

5. 第一腔室10與燃料供應管路20連接的接口呈朝遠離該燃料供應管路20漸擴的錐狀，可讓霧化燃料進入第一腔室10時，因為壓力差而均勻地於第一腔室10內與大量的助燃氣體混合，再流入第二腔室30內與助燃催化器40進行反應，而可提升霧化燃料催化製熱反應的效率，並讓霧化燃料持續進行催化製熱反應，並可減小本體100的體積，減少所需的使用空間，使產生的熱能集中，可以讓本體100的整體體積大小約0.064立方米。

6. 本新型的熱能模組可應用於加熱設備，並可快速提供高熱能加熱。

以上所述，僅是本新型的較佳實施例，並非對本新型做任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本新型所提技術特徵的範圍內，利用本新型所揭示技術內容所做出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本新型的技術方案內容，均仍屬於本新型技術特徵的範圍內。

100‧‧‧本體

10‧‧‧第一腔室

11‧‧‧開孔

13‧‧‧隔板

131‧‧‧通孔

20‧‧‧燃料供應管路

21‧‧‧燃料通道

23‧‧‧空氣通道

30‧‧‧第二腔室

40‧‧‧助燃催化器

50‧‧‧加熱單元

51‧‧‧點火器

53‧‧‧電熱器

60‧‧‧幫浦

70‧‧‧罩體

80‧‧‧加熱管路

81‧‧‧輸入端

83‧‧‧輸出端

圖1為本新型較佳實施例的立體外觀圖。 圖2為本新型較佳實施例的側視剖面圖。 圖3為本新型較佳實施例的另一側視剖面圖。 圖4為本新型較佳實施例應用於管路加熱設備的側視剖面圖。 圖5為本新型較佳實施例應用於管路加熱設備的另一側視剖面圖。 圖6為本新型較佳實施例應用於管路加熱設備的立體外觀圖。

Claims (7)

1. 一種熱能模組，其包含有 一本體，包含一第一腔室與一第二腔室，該第二腔室，設於該第一腔室的一側，並與該第一腔室連通，而於遠離該第一腔室的一側形成出氣口； 一燃料供應管路，連接於該第一腔室的遠離該第二腔室的一側，且該第一腔室與該燃料供應管路的連接口呈朝遠離該燃料供應管路漸擴的錐狀； 一助燃催化器，設於 該第二腔室內，其表面塗佈有助燃催化劑；以及 一加熱單元，設於該本體。
2. 如請求項1所述之熱能模組，其中該燃料供應管路包含相連通的燃料通道及空氣通道。
3. 如請求項2所述之熱能模組，其中該第一腔室側壁設有至少一開孔。
4. 如請求項1至3中任一項所述之熱能模組，其中該加熱單元包含一點火器，該點火器連接至該第一腔室。
5. 如請求項1至3中任一項所述之熱能模組，其中該加熱單元包含一電熱器，該電熱器設於接近該助燃催化器底部的外周。
6. 如請求項4所述之熱能模組，其中該加熱單元包含一電熱器，該電熱器設於接近該助燃催化器底部的外周。
7. 如請求項6所述之熱能模組，其中該第一腔室與該第二腔室間設有一隔板，且該隔板有通孔連通該第一腔室與該第二腔室。