专利名称：燃油惰气发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于安全保障用的灭火、惰化阻爆设备，特别涉及用于燃油的惰 气发生装置。
背景技术：
在安全防火、防爆领域中，惰化技术是有效的防爆阻爆技术，从惰气制造原理和可 能的技术途径来看，正在使用和研究的产生方法主要有空分法、负氧膜法及燃油除氧法。燃油惰气发生装置采用燃油除氧原理制取混合惰气，与其它产生惰气的技术途径 相比，无论在产气量、制取工艺、设备投资、单位产气成本及灵活机动性等方面均有较大的 优越性。通过技术经济比较，燃油除氧法经济上廉价、技术上先进、工艺上简单，是一种新型 的制惰法，为实现惰气主动安全防护及消防技术提供了新的途径。燃油除氧惰气发生技术在安全领域已有初步应用，但从目前应用情况看，利用该 技术产生惰气的装置存在产生的惰气温度居高不下、惰气成份不稳定、设备结构复杂、故障 较多的问题，因此在实际应用中受到了大量限制。例如，在利用惰气进行油料储库惰化保护 工况下，要求惰气温度< 50°C、氧气含量< 5%，目前还没有任何燃油惰气发生装置能在油 料储库安全防护方面得以应用。
实用新型内容本实用新型的目的是解决安全防火领域中现有惰气发生装置存在的惰气含量不 稳定、温度控制不好的问题，提供一种燃油惰气发生装置，使产生的惰气中氧气含量可控、 温度可调，提高此类装置的可靠性和稳定性。本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现燃油惰气发生装置，包括燃烧段及与其连接的供油装置、冷却段和电控装置，所述 电控装置包括检测惰气中氧含量的氧浓度测试仪，该电控装置还包括变频器和程控器，程 控器分别与氧浓度测试仪、变频器具有电连接。所述电控装置还包括测试惰气温度的温度测试仪，程控器与温度测试仪、冷却段 的冷却机构分别具有电连接。所述冷却段包括依次连接的间接冷却段和直接冷却段，间接冷却段与燃烧段连 接，其中间接冷却段包括波纹管冷却箱、喷头、第一机架、波纹管、高压水泵，波纹管冷却箱 设置在第一机架上，高压水泵安装在波纹管冷却箱下方的机架上，喷头、波纹管安装在波纹 管冷却箱内，喷头通过管道与高压水泵连通，波纹管的进口与燃烧段的惰气出口连通；直接冷却段包括折流板、水雾喷头、冷却箱、第二机架，折流板、水雾喷头设置在 冷却箱内，冷却箱设置在第二机架上，冷却箱下方的第二机架上设置有高压水泵接头以连 通高压水泵和水雾喷头，折流板位于水雾喷头下方，冷却箱与间接冷却段的波纹管出口连 通；[0012]高压水泵的控制部件与程控器具有电连接。所述燃烧段包括设置在第三机架上的外筒和设置在外筒内的燃烧室，燃烧室的前 端安装有喷油嘴、点火电极和火焰盘，燃烧室的筒体上设置有配风孔，燃烧室与外筒之间通 过螺旋导流片固定连接，燃烧室与外筒的夹层构成配风冷却通道。所述电控装置包括电控部分和风机部分，两者共同安装在第四机架上；风机部分 包括主流风机和配风风机，主流风机的风道与燃烧段的前端连通，配风风机的风道与位于 燃烧段后端的配风冷却通道连通。所述配风风机的风压大于主流风机的风压，两者的控制部件与变频器具有电连接。所述供油装置包括油箱和安装在油箱下部的油泵电机，受油泵电机驱动的油泵与 油箱连通，油泵通过管道与燃烧室的喷油嘴连通。本实用新型采用上述结构，通过氧浓度检测、温度检测反馈产生的惰气成分及温 度信息，通过电控装置控制风油比、冷却水来实现对惰气成分和温度的控制，另外基于航空 发动机原理，采用分级进风方式及余热回收技术，以及强旋进风和斜面、平面圆孔射流等多 种强化油气掺混结构的有机结合，成功解决了油气掺混程度低的问题，在进油量高、燃烧室 径向尺寸大及余气系数小的条件下，极大地提高了燃烧效率，同时燃惰气质量达到了油料 储库安全防护主动惰化技术的技术要求。本实用新型的冷却降温机构采用的波纹管间接换热冷却及开口喷淋直接冷却相 结合的强化换热方式，提高了换热效率，解决了现有装置采用水直接冷却带来的燃惰气温 度难低于100°C的难题。本实用新型的直接冷却段中采用烟气与折流板换热，水冷却折流板的方式，增加 了惰气的流程和冷却面积，最终满足了高惰气流量、高温降的要求，使出口惰气达到了油料 储库安全防护主动惰化技术的技术要求。本实用新型的电控装置采用自控反馈系统随时监测产生惰气的质量，风油比控制 是以产生惰气中的氧含量大小直接发出电讯号通过程控器、变频器控制风量大小，保持风 油比不变，操作简便、可靠。
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的燃烧段结构示意图；图3是本实用新型的间接冷却段结构示意图；图4是本实用新型的直接冷却结构示意图；图5、图6是本实用新型的电控装置结构示意图；图7是本实用新型的供油装置结构示意图；图中标号1是供油装置，2是电控装置，3是燃烧段，4是间接冷却段，5是直接冷 却段，6是外筒，7是燃烧室，8是第三机架，9是喷油嘴，10是点火电极，11是火焰盘，12是配 风孔，13是内筒，14是配风冷却通道，15是螺旋导流片，16是喷头，17是波纹管，18是波纹 管冷却箱，19是第一机架，20是高压水泵，21是水雾喷头，22是折流板，23是冷却箱，24是
4第二机架，25是高压水泵接头，26是电控面板，27是氧浓度测试仪，28是温度测试仪，29是 操作按钮，30是配电板，31是程控器，32是变频器，33是第四机架，34是主流风机，35是配 风风机，36是油箱，37是油泵电机。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。如图1所示，燃油惰气发生装置包括供油装置1、电控装置2、燃烧段3、间接冷却段 4、直接冷却段5，供油装置1在电控装置2的控制下向燃烧段3提供燃油，燃烧段3在电控 装置2的控制下使空气与燃油发生燃烧反应，除去空气中的氧气，留下高温惰气依次通过 间接冷却段4、直接冷却段5，排出惰气温度< 50°C、氧气含量< 5%的惰气。其中燃烧段3 中进风量、进油量的比例受电控装置2的控制，以使生成的惰气成分含量可控，纯度达到要 求；间接冷却段4、直接冷却段的冷却机构受电控装置2的控制，以使惰气的温度可控，以满 足需求。下面进一步具体表述燃油惰气发生装置各部件的结构。供油装置1包括包括油箱36和安装在油箱36下部的油泵电机37，受油泵电机驱 动的油泵与油箱36连通，油泵通过管道与燃烧室7的喷油嘴9连通，其中油泵电机的控制 部件与电控装置2的程控器31具有电连接，受程控器31的控制。电控装置2包括电控部分和风机部分，两者共同安装在第四机架33上。电控部分 包括电控面板26、配电板30，电控面板26上安装有氧浓度测试仪27、温度测试仪28及操 作按钮29，配电板30上安装有变频器32、程控器31等控制元件，其中氧浓度测试仪27、温 度测试仪28各自的探头设置在直接冷却段5的惰气出口 ；风机部分包括主流风机34和配 风风机35，主流风机34的风道与燃烧段3的前端连通，配风风机35的风道与位于燃烧段3 后端的配风冷却通道14连通。燃烧段3包括设置在第三机架8上的外筒6和设置在外筒6内的内筒13，内筒13 的内部空间构成燃烧室7，燃烧室7的前端安装有喷油嘴9、点火电极10和火焰盘11，外筒 6的筒体上设置有配风孔12，内筒13 (燃烧室7)与外筒6之间通过螺旋导流片15固定连 接，内筒13 (燃烧室7)与外筒6的夹层构成配风冷却通道14，内筒13的后端为燃烧段3的 惰气出口与间接冷却段4连通。间接冷却段4包括波纹管冷却箱18、喷头16、第一机架19、波纹管17、高压水泵 20，波纹管冷却箱18设置在第一机架19上，高压水泵20安装在波纹管冷却箱18下方的机 架上，喷头16、波纹管17安装在波纹管冷却箱18内，喷头16通过管道与高压水泵20连通， 波纹管17的进口与燃烧段3的惰气出口连通。直接冷却段5包括折流板22、水雾喷头21、冷却箱23、第二机架24，折流板22、水 雾喷头21设置在冷却箱23内，冷却箱23设置在第二机架24上，冷却箱23下方的第二机 架上设置有高压水泵接头25以连通高压水泵20和水雾喷头21，折流板22位于水雾喷头 21下方，冷却箱23与间接冷却段4的波纹管17出口连通；高压水泵20的控制部件与程控器33具有电连接。工作时，启动风机后，配风风机35产生的高压空气从燃烧段3末端进入其夹层的 配风冷却通道14，通过螺旋导流片15向前端传送，在满足配风风量后余下的空气与主流风
5机34所提供的空气共同穿透火焰盘11进入燃烧室内为设备供风，通过配风还解决了燃烧 室7的冷却、余热回收问题。启动油泵电机37，通过电控装置2控制点火电极10点火引燃由喷油嘴9喷出的均 勻油雾，在燃烧室7内发生急剧的氧化反应，经燃烧除氧后的产物形成了混合惰气，混合惰 气再经间接冷却段4和直接冷却段5的强化换热冷却，最终使惰气温度降低至所需要求。其间，通过设置在直接冷却段5的惰气出口处的温度测试仪28、氧浓度测试仪27 的探头，可以感应惰气的氧含量、温度并将上述信息传递给测试仪进行显示，并传递给程控 器31，以使程控器31依据这些测试信息分别控制油泵电机37以控制燃油加入量、通过变频 器32控制配风风机35和主流风机34以控制空气加入量、控制高压水泵20以控制冷却水 供应量，从而控制风油比以控制氧含量，控制冷却效果以控制惰气温度。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求燃油惰气发生装置，包括燃烧段(3)及与其连接的供油装置(1)、冷却段和电控装置(2)，其特征在于，所述电控装置(2)包括检测惰气中氧含量的氧浓度测试仪(27)，该电控装置(2)还包括变频器(32)和程控器(33)，程控器(33)分别与氧浓度测试仪(27)、变频器(32)具有电连接。
2.如权利要求1所述燃油惰气发生装置，其特征在于，所述电控装置(2)还包括测试惰 气温度的温度测试仪(28)，程控器(33)与温度测试仪(28)、冷却段的冷却机构分别具有电 连接。
3.如权利要求2所述燃油惰气发生装置，其特征在于，所述冷却段包括依次连接的间 接冷却段(4)和直接冷却段(5)，间接冷却段(4)与燃烧段(3)连接，其中间接冷却段(4) 包括波纹管冷却箱(18)、喷头(16)、第一机架(19)、波纹管(17)、高压水泵(20)，波纹管冷 却箱(18)设置在第一机架(19)上，高压水泵(20)安装在波纹管冷却箱(18)下方的机架 上，喷头(16)、波纹管(17)安装在波纹管冷却箱(18)内，喷头(16)通过管道与高压水泵 (20)连通，波纹管(17)的进口与燃烧段(3)的惰气出口连通；直接冷却段(5)包括折流板(22)、水雾喷头(21)、冷却箱(23)、第二机架(24)，折流板(22)、水雾喷头(21)设置在冷却箱(23)内，冷却箱(23)设置在第二机架(24)上，冷却箱(23)下方的第二机架上设置有高压水泵接头(25)以连通高压水泵(20)和水雾喷头(21)， 折流板(22)位于水雾喷头(21)下方，冷却箱(23)与间接冷却段(4)的波纹管(17)出口 连通；高压水泵(20)的控制部件与程控器(33)具有电连接。
4.如权利要求3所述燃油惰气发生装置，其特征在于，所述燃烧段(3)包括设置在第三 机架(8)上的外筒(6)和设置在外筒(6)内的燃烧室(7)，燃烧室(7)的前端安装有喷油嘴 (9)、点火电极(10)和火焰盘(11)，外筒(6)的筒体上设置有配风孔(12)，燃烧室(7)与外 筒(6)之间通过螺旋导流片(15)固定连接，燃烧室(7)与外筒(6)的夹层构成配风冷却通 道(14)。
5.如权利要求4所述燃油惰气发生装置，其特征在于，所述电控装置(2)包括电控部 分和风机部分，两者共同安装在第四机架(33)上；风机部分包括主流风机(34)和配风风机(35)，主流风机(34)的风道与燃烧段(3)的前端连通，配风风机(35)的风道与位于燃烧段(3)后端的配风冷却通道(14)连通。
6.如权利要求5所述燃油惰气发生装置，其特征在于，所述配风风机(35)的风压大于 主流风机(34)的风压，两者的控制部件与变频器(32)具有电连接。
7.如权利要求6所述燃油惰气发生装置，其特征在于，所述供油装置(1)包括油箱(36)和安装在油箱(36)下部的油泵电机(37)，受油泵电机驱动的油泵与油箱(36)连通， 油泵通过管道与燃烧室(7)的喷油嘴(9)连通。
专利摘要本实用新型公开一种燃油惰气发生装置，涉及用于安全保障用的灭火、惰化阻爆设备，目的是解决安全防火领域中现有惰气发生装置存在的惰气含量不稳定、温度控制不好的问题，包括燃烧段及与其连接的供油装置、冷却段和电控装置，所述燃烧段包括燃烧室、外筒及燃烧室与外筒的夹层构成的配风冷却通道；所述冷却段包括间接冷却段和直接冷却段，间接冷却段与燃烧段连接；所述电控装置包括检测惰气中氧含量的氧浓度测试仪，该电控装置还包括变频器和程控器，程控器分别与氧浓度测试仪、变频器具有电连接；所述电控装置还包括程控器与温度测试仪、冷却段的冷却机构分别具有电连接。
文档编号B01J19/14GK201618563SQ20092031918
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者吴明军, 杜杨, 汪映标, 钱海兵 申请人:四川威特龙消防设备有限公司