布朗气体燃烧装置以及使用此装置的加热系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种褐色气体燃烧装置以及使用这种装置的加热系统，其中褐色气体发生器产生的褐色气体流入装有碳氢化合物体系的己烷（Ｃ＃－［６］Ｈ＃－［１４］）的不漏水的熄火器，在褐色气体中混入少量的己烷气体，从而减慢燃烧速度，并根本防止闪火或回火。褐色气体燃烧装置包括被燃烧器直接加热并辐射热量的加热单元。加热系统包括竖直安装在其中的燃烧装置，其结构为从燃烧装置散射出来的高温水分子吸收从燃烧室内的红外线辐射元件辐射出的红外线，并通过自加热在超高温下振荡。如此得到的高温热量用于锅炉水管的热交换，并且储热罐中储存的热水用于加热或热水供应。使用这种燃烧装置作为褐色气体锅炉、加热器、炉子以及热风加热器的热源，可以获得无污染的清洁能量，并防止环境污染。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用褐色气体(brown gas)特性的燃烧装置以及使用此燃烧装置的加热系统，更具体地，涉及燃烧装置和加热系统，其中使用褐色气体作为清洁燃料，而不是传统的化石燃料。
技术介绍
褐色气体，在整个说明书中，是指一种混合气体，其中按下面化学式1表示的水电解产生的氢气和氧气按照2∶1的混合比例混合，如H2和O。由于褐色气体中氢气和氧气的化学当量比为2∶1，满足最佳的燃烧条件，如同下面化学式2表示的，避免了传统燃烧系统中必须采用额外的空气供应设备以及烟囱或烟道。 ……………化学式1 ……………化学式2燃烧化石燃料的典型燃烧室需要大量的空气用于燃烧，如下面的化学式3、4和5所示，燃烧产生的废气CO2必须通过烟囱排出。一般地，燃烧过程中，约60％或更多的总能量供应在没有被利用的情况下损失了。 ……………化学式3 ……………化学式4 ……………化学式5自从1833年出现水电解的法拉弟理论，水电解还没有明显的进步。也就是，没有人成功地将水电解得到的气体开发成商用的燃料，用于锅炉、加热器或加热炉。这种状况的主要原因是，虽然在本
内公知的是，电解是用水生产氢气的一个值得关注的过程，但忽略了褐色气体独有的内爆特性或热核反应特性。另外，作为电解技术的核心，电解室的发展不能令人满意，其中的问题是当电解室连续工作时水从水炬尖端(torch tip)泄露。从而不可以使用水电解得到的气体作为燃料。褐色气体的优点是可以得到高的能量效率，因为作为燃料用于加热系统的褐色气体不需要空气通风。而且，可以得到合适湿度的舒适环境，因为褐色气体在燃烧后变成蒸汽状态。但是，传统技术没有找出一个适当的方法燃烧褐色气体，因为其热效率非常低，从而阻碍了褐色气体用作燃料。造成这种状况的原因是褐色气体产生反闪(flash-back)或回火(back-fire)现象的可能性很高，因为其燃烧速度非常高。不漏水的熄火器(water-tightflame arrester)可以阻止这种现象，但是，由于每当出现反闪或回火时燃烧器的火焰熄灭，因此需要根本解决这种现象。另外，在传统的方法和系统中，当通过水电解得到的氢气与空气一起燃烧时，难以获得足够的热量。褐色气体的燃烧特性解释如下(1)完全无污染特性褐色气体不产生任何的污染物，因为它是用水生产的并在燃烧后变成蒸汽状态。(2)完全燃烧特性褐色气体本身含有完全燃烧所需的恰当数量的氧气，因为它是氢气和氧气按混合比2∶1形成的混合物。(3)内爆特性这是褐色气体的一个特性，下面将参考图1进行解释。褐色气体发生器(BGG)可以从1升水中生成约1860升褐色气体，如下面的化学式6所示。相反，如图1中的曲线“a”所示，当1860升褐色气体在密闭的压力容器中被火星点燃时，一旦达到爆炸持续时间(ΔT)，即最大压力0.5MPa持续44微秒(μs)，就出现压力下降(这里，MPa是压力单位)，在上述压力下降时出现低压内爆，从而形成体积减小1/1860的真空状态。换言之，生成1升水，其余空间变成真空状态，如下面的化学式7所示。这可以称为“内爆”，如化学式9所示，这与化学式8以及图1中的曲线“b”所示的“爆炸”完全不同，图1的曲线“b”表示在压力容器中普通气体爆炸时引起的压力变化，如图1所示。 ………化学式6 ………化学式7 ……………化学式8 ……………化学式9在褐色气体燃烧过程中保持的火焰表示内爆的持续过程。因此，此过程保持的火焰一般形成销钉尖端火焰(pin-point flame)，其中火焰的长度达到约400mm。(4)热核反应褐色气体是一种混合气体，其中水分解成原子态的氢和氧，而不是分子态，并且氢和氧按混合比例2∶1混合。褐色气体燃烧过程中保持的火焰加热具有独特的性能，即原子态或分子态的氢和氧之间发生反应。原子态的氢和氧穿透到被加热物质的原子核。结果，通过氢和氧热核反应加热的物质受到的火焰加热温度高于氢气单独燃烧达到的温度。例如，褐色气体在700℃下稳定地熔化铝，甚至对于钨，褐色气体可以在6000℃的加热下将目标物质蒸发。由于褐色气体对于每种加热的物质具有不同的热核反应特性，因此甚至可以熔化和焊接块状的铁。图2表示水的红外吸收率，其中吸收率峰值为3μm的中红外辐射通带，以及较高的6-11μm的远红外辐射通带。即，当水分子与3μm通带的红外线碰撞时几乎彻底地吸收了红外线。这里，水分子受到激发，从而促进了分子碰撞，并放射出大量的能量用于加热。如图3所示，利用褐色气体循环燃烧的燃烧装置用于产生大量的能量，其过程是通过如下的循环实现的高温水分子被增强到超高温水分子，电离成H和O，重新结合，以及在具有褐色气体独特的燃烧特性的半密闭燃烧室(2)内原子态的氢和氧燃烧过程持续产生高温水分子时出现的自加热现象，吸收红外线。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供褐色气体燃烧装置，其中褐色气体在具有褐色气体特性的半密闭燃烧室中燃烧，从而减少能量消耗，不造成环境污染。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的加热系统，利用褐色气体燃烧装置，防止环境恶化以及资源的浪费。为了达到本专利技术的上述目的，褐色气体燃烧装置的特征在于，半密闭的循环燃烧室，没有空气入口和烟囱，循环燃烧室的内部具有辐射大量红外线的材料，被褐色气体燃烧火焰直接加热的加热单元竖直安装。由于褐色气体的燃烧特性，加热单元在赤热状态下发热，其整体可以加热到1200℃或更高温度。褐色气体燃烧产生的蒸汽变成高温水分子，穿过赤热加热单元的内部。重复这一过程，即赤热加热单元辐射红外线，高温水分子在穿过加热单元时通过吸收红外线温度升高到超高温水平，电离成H和O，重新结合，从而产生大量热量辐射到循环燃烧室。附图说明从下面优选实施方式的描述，并参考附图，可以更清楚本专利技术的其它特征和优点。在附图中图1是表示褐色气体燃烧的内爆特性的曲线；图2是表示水分子红外线吸收率的曲线；图3是表示密闭燃烧室内褐色气体燃烧特性的示意图； 图4是表示本专利技术一种实施方式的燃烧装置的示意图；图5a和5b是表示本专利技术另一种实施方式的加热单元的分解透视图和剖视图；图6a和6b是表示本专利技术又一种实施方式的加热单元的分解透视图和剖视图；图6c是沿图6b中线A-A的剖视图；图7是表示本专利技术一种实施方式的加热系统的剖视图；图8是表示本专利技术实施方式的加热系统窥视孔管的部分剖视图；图9是表示本专利技术实施方式的加热系统的螺旋水管的透视图。具体实施例方式下面参考附图详细解释本专利技术。在整个说明书中，相同的元件具有相同的参考数字，因此省略其重复描述。参看图4，为了解决上述问题，根据本专利技术实施方式的褐色气体燃烧装置，包括不漏水的熄火器13，通过气体浸水管(gas immersion tube)14与褐色气体发生器11相通，气体浸水管14上具有开/关阀12，允许少量的己烷(C6H14)以蒸汽状态与褐色气体发生器11产生的褐色气体混合；燃烧器18，通过气体供应管15与不漏水的熄火器相通，气体供应管15具有开/关阀16，燃烧器18燃烧从不漏水的熄火器流过的褐色气体；以及被燃烧器的火焰加热的加热单元19。由褐色气体发生器11产生的褐色气体在开/关阀12的控制下通过气体浸水管14流入不漏水的熄火器13。褐色气体接着流过作为防止回火液体的己烷液体，在气体供应管15上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用褐色气体作为燃料的褐色气体燃烧装置，包括：不漏水的熄火器，通过气体浸水管与褐色气体发生器相通，所述气体浸水管具有开／关阀，所述不漏水的熄火器允许少量蒸汽状态的己烷（Ｃ↓［６］Ｈ↓［１４］）与所述褐色气体发生器产生的褐色气体混合；燃烧器，通过气体供应管与所述不漏水的熄火器相通，所述气体供应管具有开／关阀，所述燃烧器燃烧流过所述不漏水的熄火器的褐色气体；以及被所述燃烧器的火焰加热的加热单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金相南，
申请(专利权)人：金相南，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]