热变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于从母体化合物产生具有第一分子量的第一分子(H2)的第一流体和具有第二分子量的第二分子(O2)的第二流体的热变换器(1、2)，其中，第一分子(H2)的第一分子量小于第二分子(O2)的第二分子量。母体化合物在反应装置(1)中分解成由第一分子(H2)和第二分子(O2)组成的混合物。为了提高这种热变换器的效率，本发明专利技术提出了一种气体分离器装置(2)，其包括位于气体分离器装置(2)的底部部段(24)处的用于由第一分子和第二分子组成的混合物的混合物入口(26)以及位于气体分离装置(2)的顶部部段(25)的第一出口(27)和第二出口(28)，第一出口(27)基本提供第一分子(H2)并且第二出口(28)基本提供第二分子(O2)，气体分离器装置(2)还包括用于从混合物入口(26)以盘绕路径朝向第一出口(27)和第二入口(28)引导第一分子(H2)和第二分子(O2)的引导元件(6)，其中，盘绕路径由侧壁(29)限定。路径由侧壁(29)限定。路径由侧壁(29)限定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热变换器


[0001]本专利技术涉及一种热变换器，用于从母体化合物产生具有第一分子量的第一分子的第一流体和具有第二分子量的第二分子的第二流体，其中，第一分子的第一分子量小于第二分子的第二分子量，该热变换器包括用于将流体裂解成第一分子和第二分子的复合物的反应装置和气体分离器装置。
[0002]本专利技术还涉及一种气体分离器。
[0003]本专利技术还涉及一种产生氢气和氧气的程序。

技术介绍

[0004]从WO 2005/005009 A2中已知一种辐射能转移反应器，其中引入水分子，优选以蒸汽或水蒸气的形式。辐射能被分解为氢和氧的分子吸收。在分离步骤中，使用时变磁场来引起离解的氢气和氧气的转动，并且由于磁场的离心作用而增强氢气和氧的分离。氢气可以被泵送到储存罐中以用于其他地方或用于为燃料电池提供动力或燃烧用于接近反应器的其他设备。
[0005]CN200610009659A公开了一种立式结构的螺旋管复合式气液分离器，其由集气部分、螺旋离心分离部分和集液部分组成。进入螺旋分离部分中的螺旋管的流体产生离心加速度。在离心力和重力的共同作用下，密度较大的液体聚集到管路的下部，而气体聚集在上部，然后通过螺旋管中的上部孔排出。在流体中气体含量较低或流体流量较小的情况下，流体主要在集气部分分离，而液体主要在集液部收集。

技术实现思路

[0006]气体分离器的效率对于热转换器的效率是至关重要的。因此，本专利技术的目的是提高气体分离器的效率。
[0007]本专利技术提出了一种热变换器，其用于产生具有第一分子量的第一分子的第一流体和具有第二分子量的第二分子的第二流体，其中，第一分子的第一分子量小于第二分子的第二分子量。该热变换器包括用于将流体裂解成第一分子和第二分子组成的复合物的反应装置。该热变换器还包括气体分离器装置，其包括位于气体分离器的底部部段的用于第一和第二分子的复合物的混合物入口，以及基本提供第一分子的第一出口和基本提供第二分子的第二出口。第一出口位于气体分离器的顶部部段。气体分离器装置还包括引导元件，引导元件用于将第一和第二分子从混合物入口以盘绕路径朝向第一出口和第二出口引导，其中，盘绕路径由侧壁限定，该侧壁使盘绕路径成形为使得其直径从混合物入口向出口增加。
[0008]螺旋的使用迫使较轻的分子和较重的分子的复合物进入螺旋轨道。这种螺旋轨道使分子产生径向运动，从而使分子受到离心力的作用。因为离心力是质量和半径的函数，所以第二分子(即具有更大分子量的分子)比具有比第二分子更小的分子量的第一分子经受更大的离心力。结果，具有较高分子量的分子与具有较低分子量的分子分离，这是由于具有较高分子质量的分子比具有较小分子量的颗粒更强地从螺旋的虚轴径向向外加速。当螺旋
的直径突增(即直径随着距混合物入口的距离增长得更大)时，这种效果增强，因为随着直径突增，离心力由于允许具有较高分子量的分子所占据的半径增长而增加。
[0009]由于具有较轻分子量的分子主要沿着螺旋的虚轴停留，所以其可以在与螺旋的虚轴同轴的、与混合物入口相对的出口处被收集。相反，具有较高分子量的分子主要在气体分离器的侧壁处，并且可以通过位于侧壁处并且理想地离混合物入口最远的出口从那里收集。
[0010]在本专利技术的另一方面，盘绕路径在径向方向上是椭圆。
[0011]已经注意到，当气体分离器相对于螺旋的虚轴具有椭圆形横截面时，加速效果增加。
[0012]在本专利技术的另一方面，椭圆的偏心率，即椭圆的长轴与椭圆的短轴之间的比率，优选地大于1.5。
[0013]在本专利技术的另一方面，反应装置包括气体发生器，气体发生器具有用于液相的流体的入口以及用于气相的流体的出口。
[0014]在本专利技术的另一方面，气体分离器单元包括多个气体分离器装置，每个气体分离器装置包括单个入口以及第一出口和第二出口，其中，一个气体分离器装置的第一出口连接到下一个气体分离器装置的入口，并且每个气体分离器装置的第二出口的出口连接到收集管。
[0015]气体分离器可以仅实现一定比例的气体分离。所收集的具有较低分子量的分子中的一些仍然可以包含具有较高分子量的分子。因此，通过连结多于一个气体分离器，从逐级地提高了具有较低分子量的分子的流体的纯度。根据特定目的所需的纯度，气体分离器单元可以包括两个气体分离器模块、三个气体分离器单元甚至更多。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，反应装置不仅包括气体反应器，还包括气体发生器。在母体化合物以液相存在的情况下，液态母体化合物在气体发生器中加热使得其转化为气相。在水作为母体化合物的情况下，气体发生器是由液态水产生蒸汽的蒸汽发生器。
[0017]附加地或替代地，反应装置还包括气体过热器，气体过热器具有在气体发生器的底端处用于气相的母体化合物的入口以及在气体发生器的顶端处用于超临界条件下的流体的出口。气体过热器将气相的流体的温度升高到临界点以上。在水作为流体的情况下，气体过热器是蒸汽过热器，其将蒸汽的温度升高到蒸汽过热的温度。
[0018]在本专利技术的一个方面，气体发生器、气体过热器和反应装置组合在通常由热源加热的转换器单元中，并且全部结构相同。气体发生器、气体过热器和反应装置之间的区别是转换器单元的一部分所经历的温度的函数，因为转换器单元靠近热源的部分的温度高于转换器单元远离热源的一部分的温度。气体发生器将与包含母体化合物的流体贮存器流体连接。对于将母体化合物转化为气体，与将气化流体过热成过热流体相比，较低的温度就足够了，转化器单元的该部分位于转化器接收较少热量的地方，通常是距热源最远的部分。由于反应装置需要可获得的最高温度，最靠近热源的转化器单元的部分将成为反应装置，因此反应装置的出口应当选择为靠近热源。作为逻辑结果，用作气体过热器的转化器单元的部分将位于气体发生器与反应装置之间，在那里其暴露于比反应装置更低的温度，但是处于比气体发生器更高的温度。
[0019]在本专利技术的另一方面，气体发生器或气体过热器包括用于使在气体发生器或气体
过热器的入口处所接收的流体循环到气体发生器或气体过热器的出口的格栅连接管。管格栅包括一个入口和一个出口，其中，出口放置得最接近热源。
[0020]在本专利技术的另一方面，线圈布置在气体分离器的出口管的端部处或附近。
[0021]线圈用于在气体分离器的出口管所处的位置处产生电磁场。该电磁场使第一分子和第二分子从入口朝向出口加速，并且由此提高气体分离器的效率。
[0022]在本专利技术的另一方面，热电发电机(TEG)布置在水贮存器与气体发生器之间。优选地，TEG专为耐高温而设计，特别是针对高达600℃的温度。
[0023]该热电发电机例如是塞贝克发电机元件，其产生作为塞贝克发电机的顶部平面与底部平面之间的温度差的函数的电流。在优选的实施例中，由热电发电机产生的电力用于向线圈供电以产生电磁场。
[0024]本专利技术的应用是用于根据可燃分子是第一分子还是第二分子来燃烧第一分子的第一流或第二分子的第二流的内燃机。在优选的实施例中，内燃机紧邻热变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热变换器(1、2)，其用于从母体化合物产生具有第一分子量的第一分子(H2)的第一流体和具有第二分子量的第二分子(O2)的第二流体，其中，所述第一分子(H2)的所述第一分子量小于所述第二分子(O2)的所述第二分子量，所述热变换器具有：
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反应装置(1)，其用于将所述母体化合物裂解成由所述第一分子(H2)和所述第二分子(O2)组成的混合物；
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气体分离器装置(2)，其包括位于所述气体分离器(2)的底部部段(24)的用于由所述第一分子和所述第二分子组成的所述混合物的混合物入口(26)以及位于所述气体分离装置(2)的顶部部段(25)的第一出口(27)和第二出口(28)，所述第一出口(27)基本提供所述第一分子(H2)并且所述第二出口(28)基本提供所述第二分子(O2)，所述气体分离器装置(2)还包括用于将所述第一分子(H2)和所述第二分子(O2)从所述混合物入口(26)以盘绕路径朝向所述第一出口(27)和所述第二出口(28)引导的引导元件(6)，其中，所述盘绕路径由侧壁(29)限定。2.根据权利要求1所述的热变换器(1、2)，其中，所述盘绕路径的直径从所述混合物入口(26)向所述出口(27、28)增大。3.根据权利要求1或2所述的热变换器(1、2)，其中，所述盘绕路径在径向方向上的形状为椭圆，特别是其中，所述椭圆的偏心率优选地大于1.5。4.根据前述权利要求中任一项所述的热变换器(1、2)，所述反应装置(1)包括气体发生器，所述气体发生器具有用于液相的所述母体化合物的入口以及用于气相的所述母体化合物的出口。5.根据权利要求4所述的热变换器(1、2)，其中，所述气体发生器的入口与包含所述母体化合物的流体贮存器(7)流体连接。6.根据权利要求1至4中任一项所述的热变换器(1、2)，其中，线圈布置在所述气体分离器的所述顶部部段(25)处或所述气体分离器(2)的出口管附近。7.根据权利要求6所述的热变换器(1、2)，其中，热电发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫，
申请(专利权)人：钛控股有限公司，
类型：发明
国别省市：