熱激制氫燃燒機的製作方法

2023-08-22 10:40:06 2

專利名稱：熱激制氫燃燒機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用清潔能源可再生燃料氫氣作燃料的燃燒機，特別是一種熱激制氫燃燒機，它主要通過氫、氧氣燃燒熱裂解水製取的氫、氧氣再爆燃來提高燃料熱值， 以顯著增加能量。該機可直接作為動力燃機應用，其與氣馬達匹配成持續運轉的新型發動機；其與高溫換熱器組合可作為熱水鍋爐、蒸汽鍋爐，它使氫能熱量放大，為氫能的經濟應用提供了設備支持。
背景技術：
我們知道水是由H2O組成，即由2個氫原子1個氧原子組成。水最少有兩種以上的方法可將其分解成作為清潔能源的可再生燃料氫氣、氧氣，一種是電解法，一種是熱裂解法。在一定條件下，只要將水加熱到900°C以上，水就可以熱裂解生成燃料氫氣、氧氣參與燃燒。能源是人類發展的根本保證。由於煤炭、石油和天然氣等化石燃料都是不可再生能源， 而其儲量是有限的，所以現在全世界都很重視研究開發新能源，氫能源更是得到各國的重視，但制約氫的應用主要因素是製取氫的成本高，氫不便貯存、不便運輸，而影想氫的應用。 現國內、外也有很多科技人員為氫的廉價應用做出了很多努力，例如公告號為CN1079036A 的「水蒸汽分解燃焼的方法及裝置」其結構是將盤管、U型管、螺旋管布置到鍋爐中、通過向加熱管中通入過熱蒸汽，再加熱後噴入鍋爐中用爐內高溫進一步裂解蒸汽制氫，氫再燃燒從而增加熱量。其缺點是盤管、U型管、螺旋管很難布置到鍋爐中，噴入爐中的蒸汽與爐內火的溫度關係很難控制。例如公告號為CN2363071Y的「熱交換式燃水渦輪發動機」，其結構是由封閉的殼體及加熱管、動力渦輪、減速機等部件組成、其缺點是其裂解水過程沒有連續的熱源補充裂解很難實現，在2000°C的高溫下布在機體內的金屬材料的熱管也不耐用。例如公告號為CN2363071Y的「石油類節能燃燒機和節能燃燒器」其結構是將油與水按比例加到加熱管中進行反應制氫、其缺點是得依靠石油類的油與燃氣作催化媒體制氫。另外石油類燃料在1000°C時會生成大量的積碳、積碳會很快將發生器堵死、使設備無法穩定應用、在 1000°C以上的高溫直燒熱管、金屬材料的熱管也不耐用。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種熱激制氫燃燒機，它克服了現有燃燒機存在的體積大，燃燒效率低，燃燒不充分，不能通過燃料的燃燒提高燃料熱值來實現增加能量的缺陷， 其結構設計合理，布置緊湊，與同類產品相比體積小，減少佔用空間，便於裝卸和維護，顯著提高燃燒效率和能源的利用率，降低成本，尤其是通過燃燒熱裂解水製取的氫、氧氣再爆燃，提高燃料熱值來顯著增加能量，可以直接作為動力燃機應用，擴展了燃燒機的應用領域。本實用新型所採用的技術方案是該熱激制氫燃燒機包括貯水罐和通過輸水管、 控制閥與貯水罐連通的燃燒機以及點火器，其技術要點是在所述燃燒機殼體內設置帶有護套和耐熱陶瓷襯套的螺旋加熱管及組裝在所述螺旋加熱管盤管中心內的耐熱陶瓷熱島，所述螺旋加熱管的護套底端和耐熱陶瓷襯套的底部及所述燃氣噴嘴上部都固定在所述燃燒機殼體的底部，並使所述燃氣噴嘴的中心與所述螺旋加熱管盤管中心和耐熱陶瓷熱島的中心位於同一軸線上，組裝在所述燃氣噴嘴上的燃氣電磁閥的進氣連接管與所述燃氣噴嘴一端連通，所述螺旋加熱管的伸出燃燒機殼體側壁端通過一號、二號加水微調閥分別連接所述輸水管，所述螺旋加熱管的伸出所述護套的底端與所述燃氣噴嘴的另一端連通。在所述燃燒機帶有冷卻水套的殼體的上部封裝有排空電磁閥、火探頭和熱氣流出口，設置在所述殼體側壁的霧化噴嘴通過微調給水閥連接所述輸水管，所述冷卻水套的內腔分別通過上、下部的冷卻水出、入口連接所述輸水管。固定在所述燃燒機殼體底部的燃氣噴嘴主要由基座、帶有燃氣通道、流槽和水蒸汽出汽孔的嘴芯、嘴芯連接套和燃氣導流罩構成，所述基座連接所述燃氣電磁閥的一端與所述燃氣噴嘴的嘴芯的燃氣通道、流槽連通，所述基座的連接所述螺旋加熱管的一端與所述燃氣噴嘴的嘴芯的水蒸汽出汽孔連通。在所述貯水罐腔體的頂部設置加壓打氣嘴，腔體的底部設置三通分別與輸水管和清洗排空閥連通。所述耐熱陶瓷熱島的中心設置水蒸汽出汽孔，外周分布熱流導流槽，所述水蒸汽出汽孔通過二號加水微調閥與所述輸水管連接，所述熱流導流槽與所述螺旋加熱管的耐熱陶瓷襯套的內腔連通。本實用新型具有的優點及積極效果是；由於本實用新型熱激制氫燃燒機的殼體內設置帶有護套和耐熱陶瓷襯套的螺旋加熱管及組裝在螺旋加熱管盤管中心內的耐熱陶瓷熱島，在螺旋加熱管盤管中心和耐熱陶瓷熱島的中心的同一軸線上設置燃氣噴嘴，通過一號、二號加水微調閥分別連接輸水管的螺旋加熱管，所以其結構設計合理，布置緊湊。其採用噴水降溫技術，高壓密封式燃燒，最大的優點是實現了熱能的放大，使能源的利用更加合理，對節能減排提供了有利的設備保證，為氫能源的應用拓寬了一條新路，本實用新型熱激制氫燃燒機的能量放大功能是這樣實現的，通過向燃燒機內螺旋加熱管內微量滴入蒸流水，微量的水順著螺旋管向火焰噴嘴處流動，螺旋管被氫火焰加熱到400°C，點入的水也被加熱到400°C，我們知道氫氧氣燃燒的火焰溫度可高達2700°C，這樣我們利用燃氣噴嘴的中孔將400°C的水蒸汽噴到氫氧氣火焰的中心，瞬間將400°C的水蒸汽加熱到950°C以上。 水蒸汽被熱裂解變成氫氣、氧氣，氫氣、氧氣在950°C的條件下瞬時爆燃釋放出熱量，產生熱能放大功能，其能量放大的量是輸入燃料熱值的3-6倍。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。


圖1是本實用新型的一種具體結構示意圖。圖2是
圖1中的燃燒機縱向剖視圖。圖3是圖2中的耐熱陶瓷熱島的主視圖。圖4是圖3沿A-A線的剖視圖。圖5是
圖1中的燃氣噴嘴的一種結構示意圖。圖中序號說明1壓力表。2浮子水位計、3加水口、4貯水罐、5打氣嘴、6輸水管、7 霧化噴嘴微調給水閥、8排空電磁閥、9火探頭、10冷卻水出口、11 一號加水微調閥、12熱氣流出口、13燃燒機、14冷卻水入口、15 二號加水微調閥、16燃氣噴嘴、17燃氣電磁閥、18火花塞、19點火器、20排汙閥、21螺旋加熱管、22耐熱陶瓷襯套、23護套、M耐熱陶瓷熱島、25 冷卻水套、26燃燒機殼體、27基座、28嘴芯、29嘴芯連接套、30燃氣導流罩、31燃氣通道。
具體實施方式
下面結合
圖1-3對本實用新型的具體結構作進一步的說明，該熱激制氫燃燒機包括連接有壓力表1、浮子水位計2、加水口 3、打氣嘴4、輸水管6的貯水罐4和通過輸水管6、 與貯水罐4連通的燃燒機13以及點火器19等件。其中輸水管6分別與排汙閥20、一號加熱管微調給水閥11、霧化噴嘴微調給水閥7、二號加熱管微調閥15連接。在燃燒機殼體25 內設置帶有護套23和耐熱陶瓷襯套22的螺旋加熱管21及組裝在螺旋加熱管21盤管中心內的耐熱陶瓷熱島對。螺旋加熱管21的護套23底端和耐熱陶瓷襯套22的底部及燃氣噴嘴16上部都固定在燃燒機殼體沈的底部，並使燃氣噴嘴16的中心與螺旋加熱管21盤管中心和耐熱陶瓷熱島M的中心位於同一軸線上。組裝在燃氣噴嘴16上的燃氣電磁閥17 的進氣連接管與燃氣噴嘴16 —端連通，螺旋加熱管21的伸出燃燒機殼體沈側壁端通過一號、二號加水微調閥11、15分別連接輸水管6。螺旋加熱管21的伸出護套23的底端與燃氣噴嘴16的另一端連通。在燃燒機帶有冷卻水套25的殼體的上部封裝有排空電磁閥8、火探頭9和熱氣流出口 12，設置在殼體沈側壁的霧化噴嘴通過微調給水閥7連接輸水管6。冷卻水套25的內腔分別通過上、下部的冷卻水出、入口 10、14連接輸水管。固定在燃燒機殼體沈底部的燃氣噴嘴16主要由基座27、帶有燃氣通道、流槽和水蒸汽出汽孔的嘴芯觀、嘴芯觀連接套四和燃氣導流罩30構成。基座27連接燃氣電磁閥 17的一端與燃氣噴嘴16的嘴芯觀的燃氣通道、流槽連通。基座27的連接螺旋加熱管21 的一端與燃氣噴嘴16的嘴芯觀的水蒸汽出汽孔連通。在貯水罐4腔體的頂部設置加壓打氣嘴5，腔體的底部設置三通分別與輸水管和清洗排空閥20連通。耐熱陶瓷熱島M的中心設置水蒸汽出汽孔，外周分布熱流導流槽，水蒸汽出汽孔通過二號加水微調閥15與輸水管連接6，熱流導流槽與螺旋加熱管21的耐熱陶瓷襯套22的內腔連通。其工作過程是首先檢查所有閥門是否關閉，未關閥全部關閉。然後打開加水口 3，將水加入到貯水罐4內、使水位在罐內高度的三分之二處，關閉加水口 3、通過打氣嘴5向貯水罐4內打壓，直至氣壓表1的壓力指針到4公斤處。將氫、氧氣輸送管連接到電磁閥17 的進氣連接管上。接通電源，開啟點火器19和火花塞18、火花塞18開始工作點火、打開電磁閥17，氫、氧氣進入燃氣噴嘴16，由燃氣噴嘴16噴出的氫、氧氣被火花塞18點著，燃燒機開始工作。當火探頭9探到亮光後，便自動關閉點火器19，火花塞18、點火器19，火花塞18 停止工作、燃燒機上的燃氣噴嘴將2700°C的火噴到耐熱陶瓷熱島13上、耐熱陶瓷熱島13開始蓄熱貯能與此同時貯水罐4內的氣壓將水壓入輸水管6、打開螺旋加熱管21上的一號加水微調閥11及二號加水微調閥15、，水流經微調給水閥11、15緩慢滴入螺旋加熱管21，水在螺旋加熱管21中被加熱成400°C水蒸汽，經燃氣噴嘴16噴入燃燒機火焰中心，經氫、氧氣火焰2700°C的加熱，被加熱到950°C以上的過熱水蒸汽迅速熱裂解出氫氣和氧氣，直接參與爆燃，使熱值猛增，經二號加水微調閥15輸入到燃機中的水被螺旋加熱管21及耐熱陶瓷熱島M加熱到600°C水蒸汽由耐熱陶瓷熱島M內的出汽口噴出、與一次熱裂解爆燃的氫火焰匯合、600°C的水蒸汽被加熱到900°C以上熱裂解成氫氣、氧氣參與爆燃、釋放出大量的熱能通過熱氣流出口提供給需熱設備。燃燒機被點著後，打開霧化噴嘴微調給水閥7，向燃燒機13內噴入調節溫度的霧化水，根據需要來調整噴入調溫水的給水量、從而完成熱激制氫燃燒機的工作過程。
權利要求1.一種熱激制氫燃燒機，包括貯水罐和通過輸水管、控制閥與貯水罐連通的燃燒機以及點火器，其特徵在於在所述燃燒機殼體內設置帶有護套和耐熱陶瓷襯套的螺旋加熱管及組裝在所述螺旋加熱管盤管中心內的耐熱陶瓷熱島，所述螺旋加熱管的護套底端和耐熱陶瓷襯套的底部及所述燃氣噴嘴上部都固定在所述燃燒機殼體的底部，並使所述燃氣噴嘴的中心與所述螺旋加熱管盤管中心和耐熱陶瓷熱島的中心位於同一軸線上，組裝在所述燃氣噴嘴上的燃氣電磁閥的進氣連接管與所述燃氣噴嘴一端連通，所述螺旋加熱管的伸出燃燒機殼體側壁端通過一號、二號加水微調閥分別連接所述輸水管，所述螺旋加熱管的伸出所述護套的底端與所述燃氣噴嘴的另一端連通。
2.根據權利要求1所述的熱激制氫燃燒機，其特徵在於在所述燃燒機帶有冷卻水套的殼體的上部封裝有排空電磁閥、火探頭和熱氣流出口，設置在所述殼體側壁的霧化噴嘴通過微調給水閥連接所述輸水管，所述冷卻水套的內腔分別通過上、下部的冷卻水出、入口連接所述輸水管。
3.根據權利要求2所述的熱激制氫燃燒機，其特徵在於固定在所述燃燒機殼體底部的燃氣噴嘴主要由基座、帶有燃氣通道、流槽和水蒸汽出汽孔的嘴芯、嘴芯連接套和燃氣導流罩構成，所述基座連接所述燃氣電磁閥的一端與所述燃氣噴嘴的嘴芯的燃氣通道、流槽連通，所述基座的連接所述螺旋加熱管的一端與所述燃氣噴嘴的嘴芯的水蒸汽出汽孔連通。
4.根據權利要求1所述的熱激制氫燃燒機，其特徵在於在所述貯水罐腔體的頂部設置加壓打氣嘴，腔體的底部設置三通分別與輸水管和清洗排空閥連通。
5.根據權利要求1所述的熱激制氫燃燒機，其特徵在於所述耐熱陶瓷熱島的中心設置水蒸汽出汽孔，外周分布熱流導流槽，所述水蒸汽出汽孔通過二號加水微調閥與所述輸水管連接，所述熱流導流槽與所述螺旋加熱管的耐熱陶瓷襯套的內腔連通。
專利摘要一種熱激制氫燃燒機，它克服了現有燃燒機存在的燃燒效率低，不能通過燃料的燃燒提高燃料熱值來實現增加能量的缺陷，包括貯水罐、燃燒機以及點火器，其技術要點是在殼體內設置帶有護套和耐熱陶瓷襯套的螺旋加熱管及組裝在盤管中心內的耐熱陶瓷熱島，燃氣噴嘴的中心與盤管中心和耐熱陶瓷熱島的中心位於同一軸線上，燃氣電磁閥的進氣連接管與燃氣噴嘴一端連通，螺旋加熱管的伸出護套的底端與燃氣噴嘴的另一端連通。其結構設計合理，布置緊湊，與同類產品相比體積小，減少佔用空間，便於裝卸和維護，顯著提高燃燒效率和能源的利用率，降低成本，尤其是通過燃燒熱裂解水製取的氫、氧氣再爆燃，提高燃料熱值來顯著增加能量，擴展了燃燒機的應用領域。
文檔編號F02B43/10GK201992637SQ201020650470
公開日2011年9月28日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者李寶偉, 李治, 韓桂霞 申請人:瀋陽威德新能源有限公司