一种制氢燃烧一体机的制作方法

1.本发明涉及制氢燃烧技术领域，具体涉及一种制氢燃烧一体机。


背景技术：

2.我国氢能源发展潜力大，条件优厚。但我国氢能源产业仍以高排放的灰氢 为主，制取、储存、运输技术薄弱，绿氢价格较高，应用市场单一等问题，制 约了各行业的发展。现有的制取以及燃烧过程多为分开处理，使得系统较为庞 杂，且现有的燃烧结构复杂，且安全性不高。
3.

技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明一种提供制氢燃烧一体机，将氢气的制取 以及燃烧放热集中到一起，免去了氢气的储存过程及配套设备，方便为各种设 备提供热源。
5.本发明提供一种的技术方案是：一种制氢燃烧一体机，包括：
6.供料组件，所述供料组件包括第一管道和第二管道，所述第一管道的入口 端伸出机体的外部以连接供料源，所述第二管道的第一端连接于所述第二管道 上，所述第二管道的第二端连接于燃烧头，所述第一管道组件的出口端与所述 高温裂解组件相连，所述高温裂解组件的出气口与所述燃烧头相连；
7.所述高温裂解组件，所述高温裂解组件包括外壳以及燃烧内胆，所述燃烧 内胆伸出所述外壳的一端设置有出焰口，所述燃烧内胆设置于外壳内且正对所 述燃烧头，所述燃烧内胆的内壁中设置有蛇形管，所述蛇形管的入口端与所述 第一管道连通，所述蛇形管的出口端与所述燃烧头连通；
8.点火组件，所述点火组件包括设置于所述机体内的电火花发生器以及控制 器，所述电火花发生器的端部延伸至所述燃烧头的位置；以及，
9.所述机体，所述机体内界定出一与所述燃烧内胆连通的鼓风腔，所述机体 上对应所述鼓风腔的位置设置有鼓风机。
10.上述技术方案的有益效果为：高温裂解组件通过供料组件的控制，能够分 别完成对原料的裂解制氢，以及对制得的氢气进行燃烧放热，省去了氢气的储 存和运输，提升了整体系统的安全性。
11.进一步，所述外壳与所述燃烧内胆之间还设置有隔温层，所述隔温层的外 壁与所述外壳的内壁之间形成有容纳所述第一管道和所述第二管道的容纳空 腔，所述外壳的端部与燃烧内胆的外壁之间围合成与所述容纳空腔连通的降温 出气口。保温层能够减少热量流失，也能够对第一管道和第二管道进行保护。
12.进一步，所述燃烧头包括一圆柱形的基台，所述基台内界定有一空腔，所 述空腔与所述蛇形管以及第二管道连通，所述基台朝向所述燃烧内胆的一侧设 置有多个燃料喷头。蛇形管道能够吸收更多的热量，使得蛇形管道内的原料能 够在高温下裂解。多个燃料
喷头使得燃烧过程更加的均匀。
13.进一步，所述电火花发生器从所述基台的中部穿出至靠近所述喷头。
14.进一步，所述鼓风机包括第一电机以及叶轮，所述叶轮转动设置于所述鼓 风腔内，是第一电机设置于所述机体的外部，所述机体上还设置有与所述鼓风 腔连通的进风组件。
15.进一步，所述进风组件包括进风管道，所述进风管道内设置有风门，所述 进风管道上设置有控制所述风门的执行机构。通过执行机构控制风门的打开尺 寸，进而控制鼓风腔中的进风量。
16.进一步，所述风门包括上风门和下风门，所述上风门和下风门设置于同一 竖直平面内，所述执行机构包括与所述上风门固定连接的第一转动杆以及与所 述下风门固定连接的第二转动杆，所述第一转动杆和所述第二转动杆均转动设 置于所述进风管道上，所述进风管道的一侧设置有驱动所述第一转动杆的第二 电机，所述第一转动杆和第二转动杆远离所述第二电机的一侧通过连杆相连。
17.进一步，所述机体对应所述鼓风腔的位置设置有风压检测件以及火焰探测 件。风压检测件以及火焰探测件能够感知机体内的风压以及燃烧情况，能够对 燃烧过程提供参考数据以方便进行控制。
18.进一步，所述第一管道靠近入口端的位置设置有主阀门，所述第一管道越 过所述第二管道后设置有二段火电磁阀，所述第二管道上设置有一段火电磁 阀。通过二段火电磁阀和一段火电磁阀能够控制燃烧头出的燃料喷出顺序进行 调节和控制，方便对燃烧内胆进行预热以及后续的燃烧进行切换。
19.进一步，所述机体内对应所述燃烧头的位置界定出一燃烧室，所述燃烧室 与所述燃烧内胆连通。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将 对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附 图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分 并不一定按照实际的比例绘制。
21.图1为本发明实施例一角度的结构示意图；
22.图2为本发明实施例另一角度的结构示意图；
23.图3为本发明实施例的剖视图；
24.图4为本发明实施例中蛇形管道与供料组件的连接示意图。
25.附图标记：机体100、火焰探测件110、风压检测件120、第一电机200、 叶轮210、进风管道300、上风门310、第一转动杆311、下风门320、第二转 动杆321、连杆330、第二电机340、第一管道400、主阀门401、二段火电磁 阀402、第二管道410、一段火电磁阀411、燃烧内胆500、蛇形管510、基台 600、燃料喷头610、外壳700、隔温层800、控制器900、电火花发生器910。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例 仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限 制本发明的保护范围。
27.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当 为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
28.如图1-4所示，本实施例提供一种制氢燃烧一体机，包括供料组件、高温 裂解组件、点火组件以及机体100，所述供料组件包括第一管道400和第二管 道410，所述第一管道400的入口端伸出机体100的外部以连接供料源，所述 第二管道410的第一端连接于所述第二管道410上，所述第二管道410的第二 端连接于燃烧头，所述第一管道400组件的出口端与所述高温裂解组件相连， 所述高温裂解组件的出气口与所述燃烧头相连；所述高温裂解组件包括外壳 700以及燃烧内胆500，所述燃烧内胆500伸出所述外壳700的一端设置有出 焰口。所述燃烧内胆500设置于外壳700内且正对所述燃烧头，所述燃烧内胆 500的内壁中设置有蛇形管510，蛇形管510为埋设在燃烧内胆500中，既是 燃烧内胆500的内外壁均看不到蛇形管510。所述蛇形管510的入口端与所述 第一管道400连通，所述蛇形管510的出口端与所述燃烧头连通；所述点火组 件包括设置于所述机体100内的电火花发生器910以及控制器900，所述电火 花发生器910的端部延伸至所述燃烧头的位置；以及，所述机体100内界定出 一与所述燃烧内胆500连通的鼓风腔，所述机体100上对应所述鼓风腔的位置 设置有鼓风机。所述机体100内对应所述燃烧头的位置界定出一燃烧室，所述 燃烧室与所述燃烧内胆500连通，燃烧室燃烧的燃料最终通过燃烧内胆500 并从出焰口喷出火焰。
29.使用时，高温裂解组件通过供料组件的控制，能够分别完成对原料的裂解 制氢，以及对制得的氢气进行燃烧放热，省去了氢气的储存和运输，提升了整 体系统的安全性。
30.在燃烧时，燃烧室和燃烧内胆500会释放出大量的热量。为了避免这些热 量从外壳700处泄露或者传递至供料组件上，在所述外壳700与所述燃烧内胆 500之间还设置有隔温层800。所述隔温层800的外壁与所述外壳700的内壁 之间形成有容纳所述第一管道400和所述第二管道410的容纳空腔，所述外壳 700的端部与燃烧内胆500的外壁之间围合成与所述容纳空腔连通的降温出气 口。保温层能够减少热量流失，也能够对第一管道400和第二管道410进行保 护。在鼓风机进行吹气时，部分低温气体能够从容纳空腔流过并从降温出气口 流出，进而实现对隔温层800的降温，避免容纳空腔的温度过高。
31.燃烧头是燃料的喷出点，也是火焰的原点。具体的，燃烧头包括一圆柱形 的基台600，所述基台600内界定有一空腔，所述空腔与所述蛇形管510以及 第二管道410连通，所述基台600朝向所述燃烧内胆500的一侧设置有多个燃 料喷头610。蛇形管510道能够吸收更多的热量，使得蛇形管510道内的原料 能够在高温下裂解。多个燃料喷头610使得燃烧过程更加的均匀。为了点燃时 电火花发生器910能够将燃料更加均匀的点燃，将所述电火花发生器910设置 为从所述基台600的中部穿出至靠近所述喷头。
32.鼓风机主要用于为燃烧室和燃烧内胆500处提供空气，具体的，所述鼓风 机包括第一电机200以及叶轮210。所述叶轮210转动设置于所述鼓风腔内， 是第一电机200设置于所述机体100的外部，所述机体100上还设置有与所述 鼓风腔连通的进风组件。所述进风组件包括进风管道300，所述进风管道300 内设置有风门，所述进风管道300上设置有控制所
述风门的执行机构。通过执 行机构控制风门的打开尺寸，进而控制鼓风腔中的进风量。所述风门包括上风 门310和下风门320，所述上风门310和下风门320设置于同一竖直平面内， 所述执行机构包括与所述上风门310固定连接的第一转动杆311以及与所述下 风门320固定连接的第二转动杆321，所述第一转动杆311和所述第二转动杆 321均转动设置于所述进风管道300上，所述进风管道300的一侧设置有驱动 所述第一转动杆311的第二电机340，所述第一转动杆311和第二转动杆321 远离所述第二电机340的一侧通过连杆330相连。
33.为了更好的对机体100内的情况进行感知，在所述机体100对应所述鼓风 腔的位置设置有风压检测件120以及火焰探测件110。风压检测件120以及火 焰探测件110能够感知机体100内的风压以及燃烧情况，能够对燃烧过程提供 参考数据以方便进行控制。
34.为了控制燃料的走向，在所述第一管道400靠近入口端的位置设置有主阀 门401，并在所述第一管道400越过所述第二管道410后设置有二段火电磁阀 402，在所述第二管道410上设置有一段火电磁阀411。通过二段火电磁阀402 和一段火电磁阀411能够控制燃烧头出的燃料喷出顺序进行调节和控制，方便 对燃烧内胆500进行预热以及后续的燃烧进行切换。
35.工作过程具体包括如下步骤，首先会通过鼓风机对燃烧内胆500进行吹 扫，然后进行预热步骤。预热步骤包括关闭二段火电磁阀402，并打开一段火 电磁阀411和主阀门401，使得原料由第二管道410进入燃烧头。该处的原料 为甲醇和水，其中甲醇的占比为65％，水的占比为35％，此时进行点火，使得 甲醇燃烧以预热燃烧内胆500，在将燃烧内胆500的温度加热至830℃-850℃。 此时即可转入制氢阶段，制氢阶段需要将第二管道410关闭，使得甲醇和水由 第一管道400进入燃烧内胆500的蛇形管510内发生高温裂解，而裂解出的氢 气依旧从燃烧头喷出，喷出后再次被点燃以实现燃烧供热。在预热步骤和制氢 阶段均需要对鼓风腔内的风压进行控制，控制的内容包括风门开启的大小。风 门在扫风时打开至最大，在燃烧时可调节至需要的程度。另外，燃料还可以采 用乙醇和水，其中乙醇占比60％，水占比40％。还可以采用石油醚和水，其中 石油醚占比50％，水占比也是50％。还可以采用石脑油和水，其中石脑油和水 个占一半。还可以采用柴油和水，其中柴油和水各占一半。
36.在本技术的描述中，需要理解的是，本技术中的术语仅用于描述目的，而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在 本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固 定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或 成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可 以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术 人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实 施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公 知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
39.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其
依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相 应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求和说明书的范围当中。