一种燃烧装置 |
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| 申请号 | CN201510993235.X | 申请日 | 2015-12-24 | 公开(公告)号 | CN105444164A | 公开(公告)日 | 2016-03-30 |
| 申请人 | 韩汶冀; | 发明人 | 韩汶冀; 张向东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种燃烧装置，包括等离子弧 喷嘴 3、等离子发生器6和 水 雾化供给装置，所述水雾化供给装置的水雾输出口位于所述等离子弧喷嘴3的喷口处，所述等离子发生器6通过管路5与所述等离子弧喷嘴3连通；所述水雾化供给装置包括水 蒸汽 供给装置和/或水加压雾化装置和/或 超 声波 水雾化装置。使水在等离子弧喷嘴高温下裂解成氢和 氧 ，通过高温等离子弧点燃，对外部提供热源，是一种燃烧范围大，火焰 温度 高，既方便移动又可固定使用的热源，为等离子设备开辟新的用途。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种燃烧装置，其特征在于，包括等离子弧喷嘴(3)、等离子发生器(6)和水雾化供给装置，所述水雾化供给装置的水雾输出口位于所述等离子弧喷嘴(3)的喷口处，所述等离子发生器(6)通过管路(5)与所述等离子弧喷嘴(3)连通；所述水雾化供给装置包括水蒸汽供给装置和/或水加压雾化装置和/或超声波水雾化装置。 |
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| 说明书全文 | 一种燃烧装置技术领域背景技术[0002] 目前的工业生产(如火力发电)以及居民生活(如冬季采暖)都需要大量热能，但目前获取热能的方式通常是采用烧煤或烧燃气的方式获得热能，随着人们环保意识的不断加强，人们已经注意到燃煤和燃气在燃烧过程中会产生大量污染物对环境造成污染，因此急需一种清洁热源设备替代现有的燃煤或燃气热源设备。等离子弧是离子气被电离产生高温离子气流，从喷嘴细孔中喷出，经压缩形成细长的弧柱，其温度高于常规的自由电弧，由于等离子弧具有弧柱细长，能量密度高的特点，因而在焊接领域有着广泛的应用。但是这种等离子弧的弧柱和热量都局限在较小的范围，不能作为热量大、燃烧范围大的加热用热源，比如无法用它来烧锅炉，无法为野外施工中提供移动方便的热源，从而无法在更大范围内有效地节省能源。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种利用等离子技术的燃烧装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。 [0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： [0005] 一种燃烧装置，包括等离子弧喷嘴3、等离子发生器6和水雾化供给装置，所述水雾化供给装置的水雾输出口位于所述等离子弧喷嘴3的喷口处，所述等离子发生器6通过管路5与所述等离子弧喷嘴3连通；所述水雾化供给装置包括水蒸汽供给装置和/或水加压雾化装置和/或超声波水雾化装置。 [0006] 优选的，所述水雾化供给装置集成在所述等离子弧喷嘴3内；所述等离子弧喷嘴3包括壳体27、整流罩30、电离室31、匀压室36和汽化室22，所述壳体27内设置有至少一个所述汽化室22，所述汽化室22与所述匀压室36连通，所述匀压室36与所述电离室31之间设置有蒸汽通道33，所述电离室31内设置有引弧冒32，所述电离室31和所述蒸汽通道33均设置于所述整流罩30内，所述壳体27上还设置有与所述汽化室22连通的加水口21；所述壳体27内还设置有顶端位于电离室31内的引弧冒调节杆，所述引弧冒32设置在所述引弧冒调节杆顶端，所述引弧冒调节杆的底端设置有用于调节所述引弧冒高度的引弧冒高度调节机构26；所述汽化室22通过导流孔37与所述匀压室36连通。 [0007] 优选的，所述水雾化供给装置采用外接式，所述水雾化供给装置是直接从现有蒸汽生产设备引入蒸汽的管路，或是独立构建的雾化水生产设备及管路。 [0008] 优选的，当所述水雾化供给装置是独立构建的雾化水生产设备及管路时，所述水雾化供给装置包括水箱1和导水管路，所述水箱1通过导水管路与所述等离子弧喷嘴3连通，所述导水管路上设置有调节阀2。 [0009] 优选的，在所述导水管路和所述等离子弧喷嘴3之间还设置有水雾化装置，所述水雾化装置的进水侧与所述导水管路连通，所述水雾化装置的出雾侧接入所述等离子弧喷嘴3。 [0010] 优选的，所述水雾化装置是用于将水加热汽化的加热汽化装置或用于将水加压喷成水雾的压力汽化装置。 [0011] 优选的，还包括自动控制器，所述调节阀2为电控调节阀，所述电控调节阀的控制线缆与所述自动控制器电连接，所述水箱1内设置有水位传感器，所述水箱1通过电控加水阀门与水源供给管路连通，所述水位传感器和所述电控加水阀门分别与所述自动控制器电连接。 [0012] 优选的，所述等离子发生器6包括等离子电源输入端7、高温逆变器8、恒流电抗器18、逆变稳压器10、直流整流堆9、均衡电源17、稳流源16、逆变汇流源14、电流补偿器15、喷嘴高压等离子电源13和点火触发器12，所述等离子电源输入端7接入供电电源，所述等离子电源输入端7分别与所述高温逆变器8和所述恒流电抗器18电连接，所述高温逆变器8分别与所述逆变稳压器10和直流整流堆9电连接，所述直流整流堆9还与所述逆变稳压器10电连接，所述逆变稳压器10与所述逆变汇流源14电连接，所述恒流电抗器18分别与所述均衡电源17和所述稳流源16电连接，所述均衡电源17与所述逆变汇流源14电连接，所述稳流源16与所述电流补偿器15电连接，所述电流补偿器15分别与所述逆变汇流源14和所述喷嘴高压等离子电源13电连接，所述逆变汇流源14和所述喷嘴高压等离子电源13分别与所述点火触发器12电连接；所述点火触发器12与所述等离子弧喷嘴电连接。 [0013] 优选的，所述喷嘴等离子电源13输出0～360V范围可调直流电，所述等离子电源输入端7接入220V或380V交流电。 [0014] 优选的，还包括自动控制器，所述等离子电源输入端7和外部电源输入线缆之间设置有电控开关，所述电控开关与所述自动控制器电连接，所述等离子弧喷嘴3上还设置有温度传感器39，所述温度传感器39与所述自动控制器电连接。 [0015] 本发明的有益效果是： [0016] 本发明的燃烧装置使水在等离子弧喷嘴高温下裂解成氢和氧，通过高温等离子弧点燃，燃烧每公斤水耗电3.6度左右，可产生20000～26000大卡热量，利用本发明的燃烧装置烧蒸汽锅炉，将一吨水变为蒸汽，用水20～25公斤，耗电70～90度，成本约为燃煤锅炉的一半。大大降低成本，节约能源。本发明的燃烧装置是一种燃烧范围大，火焰温度高，既方便移动又可固定使用的热源，为等离子设备开辟新的用途。附图说明 [0017] 图1是本发明采用独立构建水雾化供给装置时的燃烧装置的结构示意图； [0018] 图2是本发明中的等离子发生器的电路结构示意图； [0019] 图3是本发明中集成有水雾化供给装置的等离子弧喷嘴结构示意图(剖视放大图)； [0020] 其中：1---水箱；2---调节阀；3---等离子弧喷嘴；4---火焰；5---管路；6---等离子发生器；7---等离子电源输入端；8---高温逆变器；9---直流整流堆；10---逆变稳压器；12---点火触发器；13---喷嘴高压等离子电源；14---逆变汇流源；15---电流补偿器；16---稳流源；17---均衡电源；18---恒流电抗器；21---加水口；22---汽化室；23---汽化室加热电极；24---阴极接线柱；25---阳极接线柱；26---引弧冒高度调节机构；27---壳体；28---电加热丝固定卡；29---电加热丝；30---整流罩；31---电离室；32---引弧冒；33---蒸汽通道；35---燃烧喷嘴；36---匀压室；37---导流孔；38---底座；39---温度传感器。 具体实施方式[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0022] 本发明公开了一种燃烧装置，包括等离子弧喷嘴3、等离子发生器6和水雾化供给装置，所述水雾化供给装置的水雾输出口位于所述等离子弧喷嘴3的喷口处，所述等离子发生器6通过管路5与所述等离子弧喷嘴3连通；所述水雾化供给装置包括水蒸汽供给装置和/或水加压雾化装置和/或超声波水雾化装置。高压等离子发生器6通过管路5连接等离子弧喷嘴3，水雾化供给装置的水雾输出口输出水雾并喷到等离子弧喷嘴3的喷口处。水在等离子弧喷嘴3喷出的等离子弧的高温下裂解成氢和氧，再通过高温等离子弧点燃，产生巨大热能。这里所述的水雾可以是水加热汽化后的水蒸汽，也可以是水加压雾化后形成的水雾。 [0023] 本发明有两种方案可以实现： [0024] 第一种方案是：所述水雾化供给装置集成在所述等离子弧喷嘴3内；如附图3所示，所述等离子弧喷嘴3包括壳体27、整流罩30、电离室31、匀压室36和汽化室22，所述壳体27内设置有至少一个所述汽化室22，所述汽化室22与所述匀压室36连通，所述匀压室36与所述电离室31之间设置有蒸汽通道33，所述电离室31内设置有引弧冒32，所述电离室31和所述蒸汽通道33均设置于所述整流罩30内，所述壳体27上还设置有与所述汽化室22连通的加水口21；所述壳体27内还设置有顶端位于电离室31内的引弧冒调节杆，所述引弧冒32设置在所述引弧冒调节杆顶端，所述引弧冒调节杆的底端设置有用于调节所述引弧冒32高度的调节机构26；所述汽化室22通过导流孔37与所述匀压室36连通。本方案中产生水雾的方式有两种实施例：在第一种实例中所述汽化室22内设置有电加热丝29，所述电加热丝29通过电加热丝固定卡28固定在所述汽化室22内或所述汽化室22的侧壁上；通过电加热水产生水蒸汽供喷嘴燃烧使用。在第二种实施例中所述汽化室22内设置有用于将水雾化为水蒸汽的高压水雾化装置；通过高压水雾化装置把水通过高压或其他手段雾化成水雾供喷嘴燃烧使用。本方案的原理是：在加水口加入水，并由电加热丝29将其加热并产生水蒸汽或通过高压水雾化装置产生水雾，当汽化室22内的蒸汽或水雾达到饱和状态后，蒸汽经导流孔37、匀压室36和蒸汽通道33释放，释放过程中经过电离室31的燃烧喷嘴时被高温等离子弧裂解成氢和氧并由高温等离子弧点燃燃烧从而释放大量热能，为需要热能的设备提供热量。引弧冒高度调节装置可以调节引弧冒的引弧间隙，阳极接线柱和阴极接线柱用于与等离子发生器连接。由于工作中会有大量水蒸汽释放从而需要不断为汽化室补充水，在本方案更优选的实施例中，为了实现自动补水，所述加水口依次连接有电控阀和供水管道，所述汽化室内还设置有水位传感器，所述水位传感器与所述电控阀电连接。当水位传感器检测到当前水位值底于补水水位值时则控制所述电控阀开启为汽化室补水，当水位超过补水水位值时则控制电控阀关闭，从而实现自动补水。 [0025] 第二种方案是：所述水雾化供给装置采用外接式，所述水雾化供给装置是直接从现有蒸汽生产设备引入水蒸汽的管路(比如一些已经有蒸汽锅炉的工作环境中就可以直接从现有的蒸汽锅炉中引出蒸汽供本发明使用)，或是独立构建的水雾制造输出设备(如果在现有设备无蒸汽输出或不便从现有设备引出蒸汽的工作环境下，则需要构建一套水雾化供给装置)。当所述水雾化供给装置是独立构建的水雾化制造输出设备时，所述水雾化供给装置包括水箱1和导水管路，所述水箱1通过导水管路与所述等离子弧喷嘴3连通，所述导水管路上设置有调节阀2。在所述导水管路和所述等离子弧喷嘴3之间还设置有水雾化装置，所述水雾化装置的进水侧与所述导水管路连通，所述水雾化装置的出雾侧接入所述等离子弧喷嘴3。所述水雾化装置是用于将水加热汽化的加热汽化装置或用于将水加压喷成水雾的压力汽化装置。采用第二种方案时的本发明如附图1所示。由于燃水过程中需要消耗水，所以需要时刻注意水箱内的水量，以及输送到喷嘴的水量，为了实现自动化控制，在更优选的实施例中，还包括自动控制器，所述调节阀2选用电控调节阀，所述电控调节阀的控制线缆与所述自动控制器电连接，所述水箱1内设置有水位传感器，所述水箱通过电控加水阀门与水源供给管路连通，所述水位传感器和所述电控加水阀门分别与所述自动控制器电连接。当自动控制器通过水位传感器检测到水箱内水位过低时则控制所述电控加水阀门开启为水箱加水，当通过水位传感器检测到水位满足要求后则控制所述电控加水阀门关闭，同时还根据需要随时调节调节阀2以对输送到等离子弧喷嘴的水量进行控制。第二种方案的原理是：等离子发生器6通过管路5连接等离子弧喷嘴3，水箱1的水通过带有调节阀2的导水管路连通到等离子弧喷嘴3。水在等离子弧喷嘴3高温下裂解成氢和氧，通过高温等离子弧点燃，产生巨大热能。 [0026] 如附图2所示，本发明中的所述等离子发生器6包括等离子电源输入端7、高温逆变器8、恒流电抗器18、逆变稳压器10、直流整流堆9、均衡电源17、稳流源16、逆变汇流源14、电流补偿器15、喷嘴高压等离子电源13和点火触发器12，所述等离子电源输入端7接入供电电源，所述等离子电源输入端7分别与所述高温逆变器8和所述恒流电抗器18电连接，所述高温逆变器8分别与所述逆变稳压器10和直流整流堆9电连接，所述直流整流堆9还与所述逆变稳压器10电连接，所述逆变稳压器10与所述逆变汇流源14电连接，所述恒流电抗器18分别与所述均衡电源17和所述稳流源16电连接，所述均衡电源17与所述逆变汇流源14电连接，所述稳流源16与所述电流补偿器15电连接，所述电流补偿器15分别与所述逆变汇流源14和所述喷嘴高压等离子电源13电连接，所述逆变汇流源14和所述喷嘴高压等离子电源13分别与所述点火触发器12电连接；所述点火触发器12与所述等离子弧喷嘴电连接。所述喷嘴等离子电源13输出0～360V范围可调直流电，所述等离子电源输入端7接入220V或380V交流电。 [0027] 为了安全起见，在更优选的实施例中，还包括自动控制器，所述等离子电源输入端7和电源输入线缆之间设置有电控开关，所述电控开关与所述自动控制器电连接，所述等离子弧喷嘴3上还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述自动控制器电连接。当自动控制器通过温度传感器检测到喷嘴温度过高时则控制所述电控开关关闭停止给等离子发生器供电，以防温度过高发生危险，实现危险情况下紧急停机的功能。 [0028] 通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果： [0029] 本发明的燃烧装置使水在等离子弧喷嘴高温下裂解成氢和氧，通过高温等离子弧点燃，燃烧每公斤水耗电3.6度左右，可产生20000～26000大卡热量，利用本发明的燃烧装置烧蒸汽锅炉，将一吨水变为蒸汽，用水20～25公斤，耗电70～90度，成本约为燃煤锅炉的一半。大大降低成本，节约能源。本发明的装置是一种燃烧范围大，火焰温度高，既方便移动又可固定使用的热源，为等离子设备开辟新的用途。 [0030] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。 |
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