專利名稱：稀薄組分氣體燃燒的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
稀薄組分氣體燃燒的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種稀薄組分氣體燃燒的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]在煤炭和石油工業(yè)中，濃度含量低于燃燒爆炸下限的可燃氣體和空氣的混合物在通常狀態(tài)下不會發(fā)生燃燒或放熱化學(xué)反應(yīng)，然而如果直接排放會嚴(yán)重污染環(huán)境。目前，乏風(fēng)設(shè)備是處理這類氣體混合物的主要裝置，然而乏風(fēng)設(shè)備體積龐大、造價高、維修使用成本高。因此，需要發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單的能夠使?jié)舛群康陀谌紵ㄏ孪薜目扇細怏w和空氣的混合物中的可燃物燃燒的裝置。實用新型內(nèi)容[0003]為了解決上述問題，本實用新型提出的技術(shù)方案如下[0004]一種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進氣通道上設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)回流口，所述回流口與所述熱交換器的加熱流體入口連通。[0005]一種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進氣通道上設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，所述反應(yīng)裝置的排氣通道與所述熱交換器的加熱流體入口連通。[0006]所述熱交換器設(shè)為混合式熱交換器。[0007]所述混合式熱交換器設(shè)為射流泵。[0008]一種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進氣通道上設(shè)壓氣機，在所述壓氣機和所述反應(yīng)裝置之間設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，在所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)膨脹做功機構(gòu)，所述膨脹做功機構(gòu)對所述壓氣機輸出動力。[0009]在所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)排氣旁通口，和/或在所述膨脹做功機構(gòu)的排氣道上設(shè)排氣旁通口，所述排氣旁通口與所述熱交換器的加熱流體入口連通。[0010]所述壓氣機設(shè)為活塞式壓氣機或設(shè)為葉輪式壓氣機。[0011 ] 所述膨脹做功機構(gòu)設(shè)為活塞式膨脹做功機構(gòu)或設(shè)為葉輪式膨脹做功機構(gòu)。[0012]所述反應(yīng)裝置設(shè)為活塞氣缸機構(gòu)，所述活塞氣缸機構(gòu)的進氣道設(shè)為吸入稀薄組分氣體的進氣道，在所述活塞氣缸機構(gòu)的內(nèi)部設(shè)燃燒室，所述活塞氣缸機構(gòu)的壓縮比大于22 :1。[0013]本實用新型中，所謂的稀薄組分氣體是指氧化劑稀薄的氣體或還原劑稀薄的氣體，例如甲烷(CH4)濃度為1%的煤層氣等。[0014]本實用新型中，所謂的射流泵是指通過動力流體引射非動力流體，兩流體相互作用從一個出口排出的裝置，所謂的射流泵可以是氣體射流泵(即噴射泵)，也可以是液體射流泵；所謂的射流泵可以是傳統(tǒng)射流泵，也可以是非傳統(tǒng)射流泵。[0015]本實用新型中，所謂的傳統(tǒng)射流泵是指由兩個套裝設(shè)置的管構(gòu)成的，向內(nèi)管提供高壓動力流體，內(nèi)管高壓動力流體在外管內(nèi)噴射，在內(nèi)管高壓動力流體噴射和外管的共同作用下使內(nèi)外管之間的其他流體(從外管進入的流體)沿內(nèi)管高壓動力流體的噴射方向產(chǎn)生運動的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴區(qū)，外管可以設(shè)為文丘里管，內(nèi)管噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區(qū)是指外管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即動力流體噴射口、低壓流體入口和流體出口。[0016]本實用新型中，所謂的非傳統(tǒng)射流泵是指由兩個或兩個以上相互套裝設(shè)置或相互并列設(shè)置的管構(gòu)成的，其中至少一個管與動力流體源連通，并且動力流體源中的動力流體的流動能夠引起其他管中的流體產(chǎn)生定向流動的裝置；所謂射流泵的管可以有縮擴區(qū)，可以設(shè)為文丘里管，管的噴射口可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區(qū)是指管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即動力流體噴射口、低壓流體入口和流體出口 ；所述射流泵可以包括多個動力流體噴射口，在包括多個動力流體噴射口的結(jié)構(gòu)中， 所述動力流體噴射口可以布置在所述低壓流體入口的管道中心區(qū)，也可以布置在所述低壓流體入口的管道壁附近，所述動力流體噴射口也可以是環(huán)繞所述低壓流體入口管道壁的環(huán)形噴射口。[0017]本實用新型中，所述射流泵包括多級射流泵，多股射流泵和脈沖射流泵等。[0018]本實用新型中，所述膨脹做功機構(gòu)可以對所述壓氣機輸出動力。[0019]本實用新型中，應(yīng)根據(jù)發(fā)動機領(lǐng)域和氣體壓縮機領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。[0020]本實用新型的有益效果如下[0021]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、效率高、環(huán)保性好。


[0022]圖I所示的是本實用新型實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖[0023]圖2所示的是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖[0024]圖3所示的是本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖[0025]圖4所示的是本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖[0026]圖5所示的是本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖，[0027]圖中[0028]I外部能源、2反應(yīng)裝置、3熱交換器、4壓氣機、5膨脹做功機構(gòu)、6、排氣旁通口、7 控制閥、8活塞氣缸機構(gòu)、21回流口、31射流泵、81燃燒室。
具體實施方式
[0029]實施例I[0030]如圖I所示的稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置2和外部能源1，所述反應(yīng)裝置2的進氣通道上設(shè)熱交換器3，所述外部能源I作為熱源與所述熱交換器3連通，利用外部能源I使稀薄組分氣體升溫；所述稀薄組分氣體在所述反應(yīng)裝置2中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 所述反應(yīng)裝置2的排氣通道上設(shè)回流口 21，所述回流口 21與所述熱交換器3的被冷卻流體入口連通，利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量的全部或部分代替所述外部能源I使所述稀薄組分氣體升溫。[0031]具體實施時，所述反應(yīng)裝置2的排氣通道上設(shè)控制閥7，控制所述反應(yīng)裝置2排出的熱量的全部或部分進入所述熱交換器3。在所述回流口 21與所述熱交換器3的被冷卻流體入口之間的通道上設(shè)控制閥7，防止所述外部能源I的熱量直接進入所述反應(yīng)裝置2的排氣通道。[0032]實施例2[0033]如圖2所示的稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置2和外部能源1，所述反應(yīng)裝置2的進氣通道上設(shè)熱交換器3，所述外部能源I作為熱源與所述熱交換器3連通，利用外部能源I使稀薄組分氣體升溫升壓；所述稀薄組分氣體在所述反應(yīng)裝置2中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；所述反應(yīng)裝置2的排氣通道與所述熱交換器3的被冷卻流體通道入口連通，利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的全部熱量代替所述外部能源I使所述稀薄組分氣體升溫升壓。[0034]所述熱交換器3設(shè)為混合式熱交換器，所述混合式熱交換器設(shè)為射流泵31。[0035]實施例3[0036]如圖3所示的稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置2和外部能源1，所述反應(yīng)裝置2的進氣通道上設(shè)壓氣機4，在所述壓氣機4和所述反應(yīng)裝置2之間設(shè)熱交換器3，所述外部能源I作為熱源與所述熱交換器3連通，利用外部能源I使稀薄組分氣體升溫；所述稀薄組分氣體在所述反應(yīng)裝置2中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；在所述反應(yīng)裝置2的排氣通道上設(shè)膨脹做功機構(gòu)5，所述膨脹做功機構(gòu)5對所述壓氣機4輸出動力。[0037]在所述反應(yīng)裝置2的排氣通道上設(shè)排氣旁通口 6，所述排氣旁通口 6與所述熱交換器3的被冷卻流體入口連通，利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的部分熱量代替所述外部能源I使所述稀薄組分氣體升溫。[0038]所述壓氣機4設(shè)為葉輪式壓氣機，所述膨脹做功機構(gòu)5設(shè)為活塞式膨脹做功機構(gòu)。[0039]實施例4[0040]如圖4所示的稀薄組分氣體燃燒的裝置，其與實施例3的區(qū)別在于在所述膨脹做功機構(gòu)5的排氣道上設(shè)排氣旁通口 6，所述排氣旁通口 6與所述熱交換器3的被冷卻流體入口連通，利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的全部熱量先對外做功再使所述稀薄組分氣體升溫。[0041]所述膨脹做功機構(gòu)5設(shè)為葉輪式膨脹做功機構(gòu)。[0042]具體實施時，可在所述反應(yīng)裝置2的排氣通道上設(shè)排氣旁通口 6和在所述膨脹做功機構(gòu)5的排氣道上設(shè)排氣旁通口 6，所述排氣旁通口 6與所述熱交換器3的加熱流體入口連通。[0043]實施例5[0044]如圖5所示的稀薄組分氣體燃燒的裝置，其與實施例I的區(qū)別在于所述反應(yīng)裝置 2設(shè)為活塞氣缸機構(gòu)8，所述活塞氣缸機構(gòu)8的進氣道設(shè)為吸入稀薄組分氣體的進氣道，在所述活塞氣缸機構(gòu)8的內(nèi)部設(shè)燃燒室81,所述活塞氣缸機構(gòu)8的壓縮比大于22 :1。[0045]具體實施時,實施例2、3或4中的所述反應(yīng)裝置2可設(shè)為活塞氣缸機構(gòu)8,所述活塞氣缸機構(gòu)8的進氣道設(shè)為吸入稀薄組分氣體的進氣道，在所述活塞氣缸機構(gòu)8的內(nèi)部設(shè)燃燒室81,所述活塞氣缸機構(gòu)8的壓縮比大于22 :1。[0046]顯然，本實用新型不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本實用新型所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.ー種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置(2)和外部能源(1)，其特征在于所述反應(yīng)裝置(2 )的進氣通道上設(shè)熱交換器(3 )，所述外部能源(I)作為熱源與所述熱交換器(3)連通，所述反應(yīng)裝置(2)的排氣通道上設(shè)回流ロ(21)，所述回流ロ(21)與所述熱交換器(3)的被冷卻流體入口連通。
2.ー種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置(2)和外部能源(1)，其特征在于所述反應(yīng)裝置(2 )的進氣通道上設(shè)熱交換器(3 )，所述外部能源(I)作為熱源與所述熱交換器(3)連通，所述反應(yīng)裝置(2)的排氣通道與所述熱交換器(3)的被冷卻流體入口連通。
3.如權(quán)利要求2所述稀薄組分氣體燃燒的裝置，其特征在于所述熱交換器(3)設(shè)為混合式熱交換器。
4.如權(quán)利要求3所述稀薄組分氣體燃燒的裝置，其特征在于所述混合式熱交換器設(shè)為射流泵(31)。
5.ー種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置(2)和外部能源(1)，其特征在于所述反應(yīng)裝置(2)的進氣通道上設(shè)壓氣機(4)，在所述壓氣機(4)和所述反應(yīng)裝置(2)之間設(shè)熱交換器(3)，所述外部能源(I)作為熱源與所述熱交換器(3)連通，在所述反應(yīng)裝置(2)的排氣通道上設(shè)膨脹做功機構(gòu)(5)，所述膨脹做功機構(gòu)(5)對所述壓氣機(4)輸出動力。
6.如權(quán)利要求5所述稀薄組分氣體燃燒的裝置，其特征在于在所述反應(yīng)裝置(2)的排氣通道上設(shè)排氣旁通ロ( 6 )，和/或在所述膨脹做功機構(gòu)(5 )的排氣道上設(shè)排氣旁通ロ( 6 )，所述排氣旁通ロ(6)與所述熱交換器(3)的被冷卻流體入口連通。
7.如權(quán)利要求5所述稀薄組分氣體燃燒的裝置，其特征在于所述壓氣機(4)設(shè)為活塞式壓氣機或設(shè)為葉輪式壓氣機。
8.如權(quán)利要求5所述稀薄組分氣體燃燒的裝置，其特征在于所述膨脹做功機構(gòu)(5)設(shè)為活塞式膨脹做功機構(gòu)或設(shè)為葉輪式膨脹做功機構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1、2或5所述稀薄組分氣體燃燒的裝置，其特征在于所述反應(yīng)裝置(2)設(shè)為活塞氣缸機構(gòu)(8),所述活塞氣缸機構(gòu)(8)的進氣道設(shè)為吸入稀薄組分氣體的進氣道，在所述活塞氣缸機構(gòu)(8)的內(nèi)部設(shè)燃燒室(81),所述活塞氣缸機構(gòu)(8)的壓縮比大于22 :1。
專利摘要本實用新型公開了一種稀薄組分氣體燃燒的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進氣通道上設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)回流口，所述回流口與所述熱交換器的被冷卻流體入口連通。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、效率高、環(huán)保性好。
文檔編號F02B37/00GK202811121SQ20122034780
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司