一种燃气发生器及燃气供给系统和车辆动力系统的制作方法_2

文档序号:8279068阅读:来源:国知局
044]碳本体242可以由石墨或炭块或炭粉或纯净煤等材料制成。常用的例如碳本体242由石墨制成。如图1-4所示:碳本体242整体呈空心柱状,并套接在陶瓷芯体241上;所述的陶瓷支架244为带有镂空端盖243的管状,陶瓷芯体241和碳本体242固定在陶瓷支架244内腔,碳本体242沿轴向布置有气流通道。该气流通道由碳本体242粗细小于陶瓷支架244内腔直径构成;这种结构也可以说是碳本体242与陶瓷支架244过渡配合,也就是碳本体242与陶瓷支架244内壁之间具有间隙,该间隙就是气流通道。或者也可以沿碳本体242轴向设置凹槽构成气流通道。
[0045]所述的供水系统包括水箱和换热机构,水箱内的源水经换热机构加热后供入气流通道内。该实施方式中,因为石墨本身导电,所以直接能被中/高频电源加热。
[0046]或者如图5所示的:所述的碳本体242为炭材料或纯净煤制成的棒状,碳本体242有多个并插入金属套246上设置的储碳孔247中,储碳孔247 —般靠近金属套246的外周布置。所述的陶瓷支架244为带有镂空端盖243的管状;所述金属套246固定在陶瓷支架244内腔。碳本体242沿轴向布置有气流通道,此时因为碳本体242径向尺寸较小,所以气流通道通常也采用碳本体242直径小于储碳孔247孔径的方式。所述的供水系统包括水箱和换热机构,水箱内的源水经换热机构加热后供入气流通道内。这样的结构适合本身不导电的碳本体,碳本体242在金属套被中/高频电源加热后加热。
[0047]两种优选实施方式中,整体结构相近,陶瓷支架244都是一端一体化设置十字形镂空端盖244',便于内部的碳本体242和金属套246或陶瓷芯体241定位。然后带十字形镂空的可拆卸端盖243过盈连接或螺纹连接到陶瓷支架244上。陶瓷芯体241端部设置与十字形镂空匹配的定位部241'、金属套246端部设置与十字形镂空匹配的定位部248,都是起到进一步固定陶瓷芯体241和金属套246的作用。这样水或水蒸气经供水系统供入气流通道后,可以从另一端的十字形支架排出,同时便于收集和利用。陶瓷支架244和铜质盘管245整体造型紧凑,便于安装和固定。因为设置金属套246的结构大体与设置陶瓷芯体241的结构类似,故省略了相应的主视图、剖视图和立体图。
[0048]铜质盘管245本身作为导线接入中/高频加热电路。铜质盘管245内部还可以通冷凝水,也可将该铜质盘管245作为换热机构的一部分。因为冷凝水电阻远大于铜,所以相对于铜基本上相当于被短路了,无需特殊处理即可实现上述方案。铜质盘管245截面可以是圆形,也可以是方形。圆形可以节省材料,方形有更大的和水的换热面积。
[0049]利用前述燃气发生器的燃气供给系统如图6所示:所述供水系统的换热机构包括与水箱18连接的换热除水器19,换热除水器19出水经所述铜质盘管245后进入气流通道。所述燃气发生器产生的混合气体经管道进入换热除水器19,经水箱18的源水冷却除水,然后进入储气罐20储存。所述混合气体冷却除水所分离的水汇入换热除水器出水或经管道进入水箱18。
[0050]使用中/高频电源对钢铁进行熔融、锻造等已经是相当普遍的技术,其效率、能源使用率是很高的。本发明由于需要高温使石墨和水反应生成可燃气体,因此采用中/高频加热方式。首先是中/高频加热方式的可行性,高频感应加热机的工作原理为它的电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈(通常是用紫铜管制作,类似于本发明的铜质盘管245)。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束,将金属等被加热物体放置在线圈内,磁束就会贯通整个被加热物体,在被加热物体的内部与加热电流相反的方向,便会产生相对应的涡电流。由于被加热物体内存在着电阻,所以会产生很多的焦耳热,使物体自身的温度迅速上升,达到对所有金属等导电材料加热的目的。
[0051]由此可以看出,高频感应加热机要加热的物体必须具有良好的导电导磁能力。我们都知道,金属一般都具有很好的导电导磁能力,所以说高频感应加热机可以加热金属,而非金属材料中石墨也具有良好的导电导磁能力,因此,高频感应加热机也是可以加热石墨的。综上所述,高频感应加热机是可以加热石墨的。设备进行熔炼热处理时所用的坩祸就是石墨坩祸,这正是利用了石墨良好的导电导磁能力。而对于本来不导电的碳本体242,本发明也设置了金属套246等可被加热的材料来实现对碳本体242的加热。电源可以是一般的车载蓄电池作为电源,经逆变电路逆变即可得到所需的中/高频电源。由于反应温度不需要太高,大概是800多度,因此方案是切实可行的。
[0052]另外,中/高频加热具有趋肤性。当向燃气发生器中以喷入水或通入水蒸气的方式供水时,高温石墨和水反应生产可燃气体。这个过程中由于图4所示的碳本体242的中心孔和陶瓷芯体241配合间隙较小及中/高频加热的趋肤性,碳本体242的外围温度高,因此碳本体242和水蒸气的反应会从外围逐渐向芯部反应。图5所示的碳本体242也会从表面开始反应。然后在陶瓷支架244 —短供水、另一端即可收集可燃气体。该一氧化碳和氢气为主的可燃气体可以用于取暖、照明、发电、作为汽车动力等方式使用。
[0053]优选的,例如图7所示的前述的燃气发生器的车辆动力系统,包括燃气发动机22,所述供水系统的换热机构包括与水箱18连接的换热除水器19,换热除水器19出水经发动机22冷却管路进入所述铜质盘管245后进入气流通道。所述燃气发生器产生的混合气体经管道进入换热除水器19,经水箱18的源水冷却除水,然后进入储气罐20,储气罐20的输出管经增压机21连通到发动机22进气机构。所述混合气体冷却除水所分离的水汇入换热除水器出水或经管道进入水箱18。
[0054]所述燃气发生器的蓄电池26为车载主蓄电池;所述水箱18为车载水箱。所述的发动机22的尾气经排气管9连接到换热器23,所述铜质盘管245出水接入换热器23与尾气换热后供入气流通道。这样就构成了向车辆发动机提供燃气的完善技术方案。并且适配性好,通用性强,现有的燃气出租车、教练车安装本发明的燃气发生器,利用蓄电池、水箱改造线路即可使用。普通燃油车辆先进行油改气改造然后进行上述安装即可使用。
[0055]更好的实施方式:所述换热器23换热后的尾气通入气液分离器27,气液分离器27的排气进行排放或收集使用,气液分离器27的排水接入水箱18。或者所述换热后的尾气连接温差发电系统,温差发电系统经充电电路连接蓄电池26。或者利用所述换热后的尾气对发动机22与铜质盘管245之间管路3上的水进行预热。或者作为其它线路的伴热线路,避免热量的散失。
[0056]如图7所示,更详细地说,车辆动力系统也就是:在中/高频加热中,利用蓄电池26,线路14、15,逆变电路25,线路16、17及燃气发生器的铜质盘管245构成加热线路,实现对碳本体242加热,提供反应温度。
[0057]以水/水蒸气为主线路来看,图中以粗、细线表示主线路和分回路。水从水箱出发经管道1、2、3、4、5进入燃气发生器,与碳本体242反应,产生的燃气、水蒸气混合气体经管路6进入换热除水器19,在换热除水器19中利用水箱18来的温度较低的源水对管路6中的混合气体中的水蒸气进行除却。冷凝成液体的水经管道12返回水箱,或者汇入管路2进入发动机冷却管路。
[0058]燃气则通过管道7进入到储气罐20,储气罐20的作用是暂时储气,稳定压力。燃气经输出管8和增压机21进入发动机22燃烧后生成高温的水蒸气和二氧化碳。水蒸气和二氧化碳经管道9和从管道4中、由铜质盘管245出来的水/水蒸气在换热器23中换热,对管路4中的水/水蒸气进一步加热,本身则一定程度的降温。进而经管道10进入气液分离器27,水蒸气冷凝成水经管路11回收到水箱18中,二氧化碳则经管道13排放到大气当中或者收集利用。
[0059]经过管道10的气体温度较高,在管道10及气液分离器27周边可利用温差发电技术对其中
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