利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置的製造方法
2023-10-06 09:51:19 1
專利名稱:利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置的製造方法
【專利摘要】一種利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，包括蒸發機構和燃燒機構，蒸發機構的出氣孔通過氣體輸送管與燃燒機構的燃料進氣管連通，蒸發機構設置在燃燒機構的排氣位置上；燃燒機構工作時，將排氣位置產生的熱量作為加熱源給蒸發機構中的甲醇水溶液進行加熱，使甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣，甲醇水蒸氣通過氣體輸送管被輸送到燃燒機構中燃燒。本實用新型由於採用了蒸發機構和燃燒機構，加熱源對蒸發機構中的甲醇水溶液進行加熱，使甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣並將其輸送到燃燒機構中燃燒，在燃燒的過程中，甲醇水蒸氣是作為主要燃料，並且在燃燒後會生成二氧化碳和水；具有結構簡單、無汙染、零排放、完全燃燒、節約能源和減少能量損失等優點。
【專利說明】
利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及清潔能源技術領域，尤其是涉及一種利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置。
【背景技術】
[0002]汽車工業的發展在全球經濟發展具有重大的意義，然而汽車排出的大量廢氣已造成嚴重的汙染，危害著我們人類的生存環境。發動機內的燃油燃燒是汽車動力的來源，也是汽車產生汙染物的主要場所。一方面，發動機燃燒排出的廢氣帶走了一部分熱量，造成了能量的損失，另一方面，發動機燃燒排出的廢氣造成了環境的汙染。
[0003]由於車輛的油箱所送出的油與進氣歧管輸入的空氣，在混合後進入引擎內點火燃燒、爆炸，而推動引擎內的活塞作功。在燃燒過程中約有1/3的燃料未燃燒完全，而隨廢氣由排氣管排出，使廢氣汙染度較高，影響空氣品質，有害環保。為了使燃料在燃燒的過程中得到完全燃燒，或者最大限度地得到燃燒，減少能量的損失，人們實用新型了一種引擎加氫裝置。這種引擎加氫裝置是利用引擎廢熱啟動甲醇重組器，甲醇重組器將甲醇水溶液製成氫氣，然後通過氫氣的助燃以提高燃油在引擎中的燃燒效率。這種引擎加氫裝置雖然在提高燃燒效率方面取得了一定的效果，但是其結構複雜，需要將甲醇水溶液製成氫氣，而且氫氣是作為輔助燃料，主要燃料還是燃油，在燃燒的過程中還是會存在一部分燃油未完全燃燒，因此燃燒後所排出的廢氣還是會汙染環境。
【實用新型內容】
[0004]為了克服上述問題，本實用新型向社會提供一種結構簡單、無汙染、零排放和可完全燃燒的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置。
[0005]本實用新型的一種技術方案是:提供一種利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，包括蒸發機構和燃燒機構，所述蒸發機構的出氣孔通過氣體輸送管與所述燃燒機構的燃料進氣管連通，所述蒸發機構設置在所述燃燒機構的排氣位置上;所述燃燒機構工作時，將所述排氣位置產生的熱量作為加熱源給所述蒸發機構中的甲醇水溶液進行加熱，使所述甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣，所述甲醇水蒸氣通過所述氣體輸送管被輸送到所述燃燒機構中燃
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[0006]作為對本實用新型的改進，還包括甲醇水存儲裝置，所述甲醇水存儲裝置通過連接管與所述蒸發機構的進液孔連通。
[0007]作為對本實用新型的改進，所述蒸發機構將所述燃燒機構的排氣管局部或者全部包圍住，所述蒸發機構與所述排氣管呈貼合狀，用以吸收廢氣的熱量提升溫度。
[0008]作為對本實用新型的改進，所述蒸發機構設置在所述燃燒機構的排氣管中，用以吸收所述排氣管中的廢氣的熱量提升溫度。
[0009]作為對本實用新型的改進，還包括含有銅的催化材料，所述催化材料設置在所述蒸發機構中，並與所述蒸發機構中的所述甲醇水溶液接觸。
[0010]作為對本實用新型的改進，所述催化材料是純銅材料或銅合金材料。
[0011 ]作為對本實用新型的改進，所述銅合金材料是鈹銅合金材料。
[0012]作為對本實用新型的改進，所述燃燒機構是鍋爐或內燃機。
[0013]本實用新型由於採用了蒸發機構和燃燒機構，加熱源對蒸發機構中的甲醇水溶液進行加熱，使甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣，然後將甲醇水蒸氣輸送到燃燒機構中燃燒，在燃燒的過程中，甲醇水蒸氣是作為主要燃料，並且在燃燒後會生成二氧化碳和水;加熱源採用的是燃燒機構中的排氣管的熱量，這樣可以減少能量損失，最大限度地利用排氣管中廢氣的熱量;還可以在蒸發機構中使用催化材料，催化材料在加熱的過程中，可以使甲醇水溶液產生氫氣和一氧化碳，這樣更加有利於甲醇水蒸氣的完全燃燒，最大限度地釋放能量，具有結構簡單、無汙染、零排放、完全燃燒、節約能源和減少能量損失等優點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的一種實施例的平面結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型的另一種實施例的平面結構示意圖。
[0016]其中:1.燃燒機構；11.排氣管;2.蒸發機構;3.甲醇水存儲裝置;4.連接管;5.氣體輸送管。
【具體實施方式】
[0017]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語中「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0018]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「連接」、「相連」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以是通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型的具體含義。
[0019]本實用新型提供了一種利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒方法，將甲醇水溶液加入到蒸發機構中，加熱源對加入到所述蒸發機構中的所述甲醇水溶液進行加熱，使所述甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣，然後將所述甲醇水蒸氣輸送到燃燒機構中，使所述甲醇水蒸氣在所述燃燒機構中燃燒。
[0020]本方法中，所述甲醇水蒸氣在所述燃燒機構中燃燒後生成二氧化碳和水，由於所述甲醇水蒸氣自身具有一定的溫度，當所述甲醇水蒸氣通入到所述燃燒機構中後，能夠迅速並充分的燃燒。並且部分所述甲醇水蒸氣在燃燒的過程中會產生氫氣，所生成的氫氣隨即與氧氣反應(燃燒)生成水，使所述甲醇水蒸氣在燃燒的過程中最大限度的釋放熱量。
[0021]本方法中，在所述蒸發機構中，所述甲醇水溶液與含有銅的催化材料接觸，在所述加熱源對所述蒸發機構中的所述甲醇水溶液進行加熱的過程中，所述催化材料可以使部分所述甲醇水溶液生成氫氣和一氧化碳，也就是說所述蒸發機構中不僅含有所述甲醇水蒸氣，還含有氫氣和一氧化碳。所述催化材料是純銅材料或銅合金材料，最好選用鈹銅材料，並且在催化的過程中，所述蒸發機構中的氣壓為常壓，所述催化材料設置在溫度在大於等於200攝氏度到小於等於300攝氏度之間位置處。
[0022]本方法中，在鈹銅材料中，按照重量百分比，鈹的重量百分含量是5%_93%，其餘則為銅；鈹的重量百分含量是8%-90%，其餘則為銅；鈹的重量百分含量是10%-86%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是15%-82%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是19%-78%，其餘則為銅；鈹的重量百分含量是24%-73%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是29%-69%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是33%-56%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是41%-51%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是45%-49%，其餘則為銅。鈹和銅分別選用上述重量百分含量的好處是，可以使所述甲醇水溶液在加熱時，能迅速地產生大量的氫氣和一氧化碳等可燃氣體。並且鈹銅材料和其他含有銅的催化材料相比，所述甲醇水溶液在加熱時，產生氫氣和一氧化碳等可燃性氣體的速度快，並且產生的量多。
[0023]本方法中，所述蒸發機構可以採用含銅的材料製成，那麼就不用在所述蒸發機構中設置所述催化材料，所述蒸發機構本身就是所述催化材料。
[0024]本方法中，所述加熱源直接或間接對所述蒸發機構中的所述甲醇水溶液進行加熱，所述加熱源直接對所述甲醇水溶液進行加熱，是指所述加熱源直接加熱所述蒸發機構，或者所述加熱源直接加熱所述甲醇水溶液，即將所述加熱源直接放置在所述蒸發機構中加熱。所述加熱源還可以通過熱傳導的方式對所述甲醇水溶液進行間接加熱。
[0025]本方法中，還可以利用所述燃燒機構的排氣管中廢氣的熱量對所述蒸發機構進行加熱，即將所述蒸發機構設置在所述排氣管的位置上;或者將所述蒸發機構設置在所述排氣管中，讓所述排氣管中的熱量直接對所述蒸發機構進行加熱，即所述蒸發機構設置在所述排氣管的內腔中，或將所述排氣管和所述蒸發機構做成一個整體即形成蒸發排氣機構，所述蒸發排氣機構的內部設有蒸發腔，並且在所述蒸發排氣機構的中間設有排氣通道，所述蒸發腔設置在所述排氣通道的四周。
[0026]本方法中，在所述甲醇水溶液中，甲醇和水按0.1:99.9-99.9:0.1之間的體積組份比例混合，甲醇和水按10:90-90:10之間的體積組份比例混合，甲醇和水按20:80-80:20之間的體積組份比例混合，甲醇和水按30: 70-70: 30之間的體積組份比例混合，甲醇和水按40:60-60:40之間的體積組份比例混合，甲醇和水按1:1的體積組份比例混合。甲醇和水按照上述體積組份比例混合，可以使混合後的所述甲醇水溶液在所述蒸發機構中產生大量的可燃性氣體，並且在燃燒時釋放大量的熱量，還能節約燃料。
[0027]本方法中，所述甲醇水溶液中的水可以採用重水，採用重水的好處是，加熱時可以產生大量的氫氣。所述燃燒機構是鍋爐、內燃機或燃氣灶。
[0028]請參見圖1，所述圖1所揭示的是一種利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，包括蒸發機構2和燃燒機構I，所述蒸發機構2的出氣孔通過氣體輸送管5與所述燃燒機構I的燃料進氣管連通，所述蒸發機構2設置在所述燃燒機構I的排氣位置上;所述燃燒機構I工作時，將所述排氣位置產生的熱量作為加熱源給所述蒸發機構2中的甲醇水溶液進行加熱，使所述甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣，所述甲醇水蒸氣通過所述氣體輸送管5被輸送到所述燃燒機構I中燃燒。
[0029]本實施例中，還包括甲醇水存儲裝置3，所述甲醇水存儲裝置3通過連接管4與所述蒸發機構2的進液孔連通，所述甲醇水存儲裝置3用來裝所述甲醇水溶液的。
[0030]本實施例中，所述蒸發機構2將所述燃燒機構I的排氣管11局部或者全部包圍住，所述蒸發機構2與所述排氣管11呈貼合狀，用以吸收廢氣的熱量提升溫度，這是通過熱傳導的方式進行加熱。所述蒸發機構2可以是如下結構:第一種結構，在所述蒸發機構2上設有凹槽(未畫圖)，所述排氣管11設置在所述凹槽中；第二種結構，所述蒸發機構2包括第一部分(未畫圖)和與所述第一部分配合的第二部分(未畫圖)，在所述第一部分上設有第一固定槽(未畫圖)，在所述第二部分對應所述第一固定槽的位置上設有第二固定槽(未畫圖)，當所述第一部分和所述第二部分將所述排氣管11夾持住時，所述排氣管11被固定在所述第一固定槽和所述第二固定槽中；第三種結構，所述蒸發機構2是蒸發管，並且所述蒸發管採用的含有銅的材料製成的，所述蒸發管纏繞在所述排氣管11的外壁上(請參見圖2所示)，所述蒸發管的進液端與所述連接管4連通，所述蒸發管的出氣端與所述氣體輸送管5連通。
[0031]本實施例中，所述蒸發機構2還可以設置在所述燃燒機構I的排氣管11中(未畫圖)，用以吸收所述排氣管11中的廢氣的熱量提升溫度。所述蒸發機構2設置在所述燃燒機構I的排氣管11中有兩種方式，一種方式是，所述蒸發機構2設置在所述排氣管11的內腔中，即所述排氣管11的內部，這是通過熱傳導的方式進行加熱；另一種方式是，將所述排氣管11和所述蒸發機構2做成一個整體即形成蒸發排氣機構，所述蒸發排氣機構的內部設有蒸發腔，並且在所述蒸發排氣機構的中間設有排氣通道，所述蒸發腔設置在所述排氣通道的四周，所述蒸發腔的進液孔與所述連接管4連通，所述蒸發腔的出氣孔與所述氣體輸送管5連通。
[0032]本實施例中，所述甲醇水存儲裝置3還可以用甲醇存儲桶、水存儲桶和液體混合比例慄代替，所述甲醇被裝在所述甲醇存儲桶中，所述水被裝在所述水存儲桶中，所述液體混合比例慄按一定的體積組份比例抽取所述甲醇存儲桶中的所述甲醇和所述水存儲桶中的所述水，並且所述液體混合比例慄將混合後的所述甲醇水溶液慄入到所述蒸發機構中。
[0033]本實施例中，還包括含有銅的催化材料，所述催化材料設置在所述蒸發機構2中，並與所述蒸發機構2中的所述甲醇水溶液接觸。所述催化材料是純銅材料或銅合金材料，最好選用鈹銅材料。在所述加熱源對所述蒸發機構2中的所述甲醇水溶液進行加熱的過程中，所述催化材料可以使部分所述甲醇水溶液生成氫氣和一氧化碳，也就是說所述蒸發機構2中不僅含有所述甲醇水蒸氣，還含有氫氣和一氧化碳。在催化的過程中，所述蒸發機構2中的氣壓為常壓，所述催化材料設置在溫度在大於等於200攝氏度到小於等於300攝氏度之間位置處。
[0034]本實施例中，在鈹銅材料中，按照重量百分比，鈹的重量百分含量是5%_93%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是8%_90%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是10%-86%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是15%-82%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是19%-78%，其餘則為銅；鈹的重量百分含量是24%-73%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是29%-69%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是33%-56%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是41%-51%，其餘則為銅;鈹的重量百分含量是45%-49%，其餘則為銅。鈹和銅分別選用上述重量百分含量的好處是，可以使所述甲醇水溶液在加熱時，能迅速地產生大量的氫氣和一氧化碳等可燃氣體。並且鈹銅材料和其他含有銅的催化材料相比，所述甲醇水溶液在加熱時，產生氫氣和一氧化碳等可燃性氣體的速度快，並且產生的量多。
[0035]本實施例中，所述蒸發機構2可以採用含銅的材料製成，那麼就不用在所述蒸發機構2中設置所述催化材料，所述蒸發機構2本身就是所述催化材料。
[0036]本實施例中，所述燃燒機構I是鍋爐或內燃機，所述燃料進氣管是進氣歧管。
[0037]本實施例中，在所述甲醇水溶液中，甲醇和水按0.1:99.9-99.9:0.1之間的體積組份比例混合，甲醇和水按10:90-90:10之間的體積組份比例混合，甲醇和水按20:80-80:20之間的體積組份比例混合，甲醇和水按30:70-70:30之間的體積組份比例混合，甲醇和水按40:60-60:40之間的體積組份比例混合，甲醇和水按1:1的體積組份比例混合。甲醇和水按照上述體積組份比例混合，可以使混合後的所述甲醇水溶液在所述蒸發機構中產生大量的可燃性氣體，並且在燃燒時釋放大量的熱量，還能節約燃料。
[0038]本實施例中，所述甲醇水溶液中的水可以採用重水，採用重水的好處是，加熱時可以產生大量的氫氣。
[0039]本實施例中，所述甲醇水溶液在所述蒸發機構2中會生產甲醇水蒸氣、氫氣和一氧化碳，由於這些氣體自身具有一定的溫度，當這些氣體被輸送到所述燃燒機構I中，能夠迅速到的充分的燃燒生成二氧化碳和水，燃燒後產生的水可以用來給所述燃燒機構I的水箱供水。在燃燒的過程中，部分所述甲醇水蒸氣在燃燒的過程中會產生氫氣，所生成的氫氣隨即與氧氣反應(燃燒)生成水，使所述甲醇水蒸氣在燃燒的過程中最大限度的釋放熱量。
[0040]本實用新型由於採用了所述蒸發機構2和所述燃燒機構1，所述加熱源對所述蒸發機構2中的所述甲醇水溶液進行加熱，使所述甲醇水溶液變成所述甲醇水蒸氣，然後將所述甲醇水蒸氣輸送到所述燃燒機構I中燃燒，在燃燒的過程中，所述甲醇水蒸氣是作為主要燃料，並且在燃燒後會生成二氧化碳和水。所述加熱源採用的是所述燃燒機構中I的所述排氣管11的熱量，這樣可以減少能量損失，最大限度地利用所述排氣管11中廢氣的熱量.還可以在所述蒸發機構2中使用所述催化材料，所述催化材料在加熱的過程中，可以使所述甲醇水溶液產生氫氣和一氧化碳，這樣更加有利於所述甲醇水蒸氣的完全燃燒，最大限度地釋放能量，具有結構簡單、無汙染、零排放、完全燃燒、節約能源和減少能量損失等優點。
【主權項】
1.一種利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:包括蒸發機構和燃燒機構，所述蒸發機構的出氣孔通過氣體輸送管與所述燃燒機構的燃料進氣管連通，所述蒸發機構設置在所述燃燒機構的排氣位置上;所述燃燒機構工作時，將所述排氣位置產生的熱量作為加熱源給所述蒸發機構中的甲醇水溶液進行加熱，使所述甲醇水溶液變成甲醇水蒸氣，所述甲醇水蒸氣通過所述氣體輸送管被輸送到所述燃燒機構中燃燒。2.根據權利要求1所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:還包括甲醇水存儲裝置，所述甲醇水存儲裝置通過連接管與所述蒸發機構的進液孔連通。3.根據權利要求1或2所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:所述蒸發機構將所述燃燒機構的排氣管局部或者全部包圍住，所述蒸發機構與所述排氣管呈貼合狀，用以吸收廢氣的熱量提升溫度。4.根據權利要求1或2所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:所述蒸發機構設置在所述燃燒機構的排氣管中，用以吸收所述排氣管中的廢氣的熱量提升溫度。5.根據權利要求1或2所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:還包括含有銅的催化材料，所述催化材料設置在所述蒸發機構中，並與所述蒸發機構中的所述甲醇水溶液接觸。6.根據權利要求5所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:所述催化材料是純銅材料或銅合金材料。7.根據權利要求6所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:所述銅合金材料是鈹銅合金材料。8.根據權利要求1或2所述的利用甲醇水溶液作為燃料的燃燒裝置，其特徵在於:所述燃燒機構是鍋爐或內燃機。
【文檔編號】F01N5/02GK205714420SQ201620337815
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】唐雨晨
【申請人】唐雨晨