CN115978535A - 一种氢气燃烧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢气燃烧机，包括送风管、芯体组件以及供气主机，所述送风管的第一端对接于供气主机；芯体组件包括燃烧头和供料管，所述燃烧头设置于送风管内并靠近所述送风管的第二端，所述燃烧头包括基体和分布于基体上的多个喷头，所述基体上在所述喷头之间还设置有点火器；所述供气主机包括封闭的外壳体，所述外壳体内构造有供气空腔，所述供气空腔内设置有叶轮，所述外壳体的外部还设置有与所述供气空腔连通的风量控制机构。上述技术方案的有益效果为：送风管能够将空气引导至燃烧头的前方并与喷头喷出的氢气混合，并在送气管的外部燃烧。在烧前和烧后还能够通过供气主机对送风管内部进行吹扫，以保证不会残留氢气，更加安全。

Description

一种氢气燃烧机

技术领域

本发明涉及燃烧机技术领域，具体涉及一种氢气燃烧机。

背景技术

目前，在工业应用上的燃烧机都以燃烧天然气和燃油为主，均不适合燃烧氢气。另外，发明专利CN101871646A和CN102297426A中涉及的氢气燃烧器在喷头前部均设置了稳燃室，且氢气与空气在稳燃室前均进行了强制混合，该设计结构增加了回火时混合氢气在混合室内***的风险。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种氢气燃烧机能够避免氢气和空气在送风管内预混，提高了氢气燃烧的安全性。

本发明提供一种的技术方案是：一种氢气燃烧机，包括：

送风管，所述送风管的第一端对接于供气主机；

芯体组件，所述芯体组件包括燃烧头和供料管，所述燃烧头设置于所述送风管内并靠近所述送风管的第二端，所述燃烧头包括基体和分布于所述基体上的多个喷头，所述基体上在所述喷头之间还设置有点火器，所述喷头朝向所述送风管的外部，所述供料管由外部伸入所述送风管内并与所述燃烧头接通；以及，

所述供气主机，所述供气主机包括封闭的外壳体，所述外壳体内构造有供气空腔，所述供气空腔内设置有叶轮，所述外壳体的外部设置有驱动所述叶轮的第一电机，所述外壳体的外部还设置有与所述供气空腔连通的风量控制机构，所述风量控制机构的进风口处设置有大小可调的风门。

上述技术方案的有益效果为：设置的送风管能够将供气主机内流动的空气引导至燃烧头的前方并与喷头喷出的氢气混合，并在送气管的外部燃烧。在烧前和烧后还能够通过供气主机对送风管内部进行吹扫，以保证不会残留氢气，更加安全。

进一步，所述外壳体包括连接在一起的下壳体和上壳体，所述叶轮位于所述下壳体内，所述上壳体上还设置有火焰观测孔和火焰探测器，所述火焰探测器伸入所述供气空腔。设置的火焰观测孔和火焰探测器便于掌握氢气的燃烧情况。

进一步，所述风量控制机构位于所述外壳体背对所述第一电机的一侧，所述风量控制结构包括一附加外壳，所述附加外壳贴合于所述外壳体，所述外壳体对应所述附加外壳的位置开设有通风窗口，所述进风口位于所述附加外壳的底部。附加外壳方便安装风门。

进一步，所述风门通过一转轴转动设置于所述附加外壳内，所述转轴的两端均伸出所述附加外壳，所述附加外壳的外部设置有驱动所述风门的第二电机，所述第二电机与所述转轴传动相连。通过第二电机驱动风门转动，进而改变风门在进风口处的进风间隙，以对进风量进行调节。

进一步，所述附加外壳背对所述第二电机的一侧还设置有转动角度测量仪，所述转动角度测量仪与所述转轴相连。通过转动角度测量仪能够知道风门连同转轴的转动角度，进而确定风门的开启程度。

进一步，所述供料管位于所述送风管外部的位置还设置有流量调节阀门，所述流量调节阀门通过连杆组件与所述第二电机相连以与所述风门同步动作。风门和流量调节阀门同步动作使得送风管的送风量与氢气的供应量相匹配，进而保证最佳的燃烧状态。还能够对火焰的大小进行调节。

进一步，所述供料管在相对流量调节阀门的上游方向还依次设置有第一电磁阀和第二电磁阀。通过第一电磁阀和第二电磁阀对供料管进行控制，保证供应的安全。

进一步，还包括一压差开关，所述压差开关的两个压力检测接口分别连通所述附加外壳内部和所述供气空腔。

进一步，所述点火器包括电弧发生头和点火控制器，所述基体呈环形，所述电弧发生头由所述基体的中心孔穿出至所述喷头的前方，所述点火控制器固定在外壳体上。

附图说明

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。

图1为本发明实施例一角度的结构示意图；

图2为本发明实施例剖开送风管的结构示意图；

图3为本发明实施例另一角度的结构示意图；

图4为本发明实施例仰视角度的结构示意图；

图5为本发明实施例剖开外壳体的结构示意图；

图6为本发明实施例剖开附加外壳的结构示意图；

图7为本发明实施例控制流程图。

附图标记：供气主机100、下壳体110、通风窗口111、上壳体120、火焰观测孔121、火焰探测器122、送风管200、供料管300、第一电磁阀310、第二电磁阀320、流量调节阀门330、基体400、喷头410、电弧发生头500、点火控制器510、附加外壳600、进风口610、风门620、转轴621、第二电机630、转动角度测量仪640、第一连杆650、第二连杆660、第一电机700、叶轮710、控制箱800、压差开关900。

具体实施方式

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。

需要注意的是，除非另有说明，本申请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。

如图1-7所示，本实施例提供一种氢气燃烧机，包括送风管200、芯体组件以及供气主机100，所述送风管200的第一端对接于供气主机100；所述芯体组件包括燃烧头和供料管300，所述燃烧头设置于所述送风管200内并靠近所述送风管200的第二端，所述燃烧头包括基体400和分布于所述基体400上的多个喷头410，所述基体400上在所述喷头410之间还设置有点火器，所述喷头410朝向所述送风管200的外部，所述供料管300由外部伸入所述送风管200内并与所述燃烧头接通；所述供气主机100包括封闭的外壳体，所述外壳体内构造有供气空腔，所述供气空腔内设置有叶轮710，所述外壳体的外部设置有驱动所述叶轮710的第一电机700，所述外壳体的外部还设置有与所述供气空腔连通的风量控制机构，所述风量控制机构的进风口610处设置有大小可调的风门620。

使用时，设置的送风管200能够将供气主机100内流动的空气引导至燃烧头的前方并与喷头410喷出的氢气混合，通过点火器点燃燃烧，设置在第二端的喷头410能够将火焰从送风管200的第二端的管口喷出，并在炉膛内燃烧。在烧前和烧后还能够通过供气主机100对送风管200内部进行吹扫，以保证不会残留氢气，更加安全。

由于送风管200是圆形的管体，而送外壳体内安装有叶轮710，因此外壳体的形状需要适配送风管200和叶轮710，为此，将所述外壳体设置为包括连接在一起的下壳体110和上壳体120，所述叶轮710位于所述下壳体110内，送风管200也与上壳体120对接固定，在所述上壳体120上还设置有火焰观测孔121和火焰探测器122，所述火焰探测器122伸入所述供气空腔。设置的火焰观测孔121和火焰探测器122便于掌握氢气的燃烧情况。火焰探测器122为紫(红)外或等离子火焰探测器122，当火焰点火不成功或火焰意外熄灭时，将发出信号控制燃烧机进入停机程序，安全停机发出报警信号，可有效防止氢气积聚导致***等安全事故。在外壳体的外部还连接有控制箱800，用以容纳控制***。

氢气在混合空气后进行燃烧，将所述风量控制机构位于所述外壳体背对所述第一电机700的一侧，所述风量控制结构包括一附加外壳600，所述附加外壳600贴合于所述外壳体，所述外壳体对应所述附加外壳600的位置开设有通风窗口111，所述进风口610位于所述附加外壳600的底部。附加外壳600方便安装风门620。第一电机700启动后驱动叶轮710，将外部空气从进风口610处吸入供气空腔内，并在叶轮710的带动下压入送风管200内。

为了对进气量进行量化的控制，将所述风门620通过一转轴621转动设置于所述附加外壳600内，所述转轴621的两端均伸出所述附加外壳600，所述附加外壳600的外部设置有驱动所述风门620的第二电机630，所述第二电机630与所述转轴621传动相连。通过第二电机630驱动风门620转动，进而改变风门620在进风口610处的进风间隙，以对进风量进行调节。在风门620转动至水平状态时完全遮盖进风口610，此时进风量为零，在将风门620转动至竖直状态时，进风口610完全打开，此时的进风量达到最大。

风门620的开启情况无法直观的看到，为了清楚风门620的状态，在所述附加外壳600背对所述第二电机630的一侧还设置有转动角度测量仪640，所述转动角度测量仪640与所述转轴621相连。通过转动角度测量仪640能够知道风门620连同转轴621的转动角度，进而确定风门620的开启程度。

燃烧时火焰大小的调节至少包括两个要素，一个是氢气的流量，另一个是空气的流量，为了对火焰进行综合性的调节，在所述供料管300位于所述送风管200外部的位置还设置有流量调节阀门330，所述流量调节阀门330通过连杆组件与所述第二电机630相连以与所述风门620同步动作。具体的，连杆组件包括与第二电机630的输出轴固定相连的第一连杆650，所述第一连杆650铰接有第二连杆660，所述第二连杆660与流量调节阀门330相连，进而使得第二电机630转动时能够带动流量调节阀门330进行调节。在将风门620调大时，流量调节阀门330也被调大，相应的，在将风门620调小时，流量调节阀门330也被调小。风门620和流量调节阀门330同步动作使得送风管200的送风量与氢气的供应量相匹配，进而保证最佳的燃烧状态。还能够对火焰的大小进行调节。

氢气的流通需要被有效的控制，为了防止泄露等安全事故发生，在所述供料管300在相对流量调节阀门330的上游方向还依次设置有第一电磁阀310和第二电磁阀320。通过第一电磁阀310和第二电磁阀320对供料管300进行控制，保证供应的安全。两个电磁阀增加了对故障的容错率。

为了提高安全性，还包括一压差开关900，所述压差开关900的两个压力检测接口分别连通所述附加外壳600内部和所述供气空腔。当压力超过保护设定值时，压差开关900立即发出信号，控制燃烧机进入紧急停机程序，设备安全停机并发出报警信号。

在一优选的实施例中，所述点火器包括电弧发生头500和点火控制器510，所述基体400呈环形，所述电弧发生头500由所述基体400的中心孔穿出至所述喷头410的前方，所述点火控制器510固定在外壳体上。基体400的内部为腔体，该腔体与供料管300连通，在氢气由供料管300进入腔体后在由喷头410喷出，并在电弧发生头500产生电弧后被点燃。

在使用时，先将风门620开到最大，并开启第一电机700进行吹扫炉膛，将供气空腔和送风管200内残留的气体排出，避免残留氢气等。在吹扫完成后将风门620开到最小，打开第一电磁阀310和第二电磁阀320，使得氢气通过供料管300并从喷头410排出，此时执行点火程序将氢气点燃，在点火成功后，通过流量调节阀门330和风门620的大小对火焰的大小进行调节，进而保证达到燃烧的需求。在燃烧结束后进行关机程序，关机程序先关闭第一电磁阀310和第二电磁阀320，使得火焰熄灭。在火焰熄灭后再次将风门620打开至最大，并通过第一电机700工作进行吹扫。在吹扫时间达到预设值或者炉膛温度降低至预设值时关闭第一电机700和风门620。

另外，还设有专门的可燃气体检测安全***，可燃气体检测安全***包括氢气探测器，点火前，控制***可对炉膛内及尾气中的氢气进行检测，当检测到炉膛内及尾气中氢气含量低于设定的安全值后，燃烧机***才能进入点火程序。否则，继续吹扫直至炉膛内及尾气中氢气含量达到检测安全值。

在本申请的描述中，需要理解的是，本申请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。

在本申请中，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。

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、***和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

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。

Claims (9)

1.一种氢气燃烧机，其特征在于，包括：

送风管(200)，所述送风管(200)的第一端对接于供气主机(100)；

芯体组件，所述芯体组件包括燃烧头和供料管(300)，所述燃烧头设置于所述送风管(200)内并靠近所述送风管(200)的第二端，所述燃烧头包括基体(400)和分布于所述基体(400)上的多个喷头(410)，所述基体(400)上在所述喷头(410)之间还设置有点火器，所述喷头(410)朝向所述送风管(200)的外部，所述供料管(300)由外部伸入所述送风管(200)内并与所述燃烧头接通；以及，

所述供气主机(100)，所述供气主机(100)包括封闭的外壳体，所述外壳体内构造有供气空腔，所述供气空腔内设置有叶轮(710)，所述外壳体的外部设置有驱动所述叶轮(710)的第一电机(700)，所述外壳体的外部还设置有与所述供气空腔连通的风量控制机构，所述风量控制机构的进风口(610)处设置有大小可调的风门(620)。

2.根据权利要求1所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述外壳体包括连接在一起的下壳体(110)和上壳体(120)，所述叶轮(710)位于所述下壳体(110)内，所述上壳体(120)上还设置有火焰观测孔(121)和火焰探测器(122)，所述火焰探测器(122)伸入所述供气空腔。

3.根据权利要求1所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述风量控制机构位于所述外壳体背对所述第一电机(700)的一侧，所述风量控制结构包括一附加外壳(600)，所述附加外壳(600)贴合于所述外壳体，所述外壳体对应所述附加外壳(600)的位置开设有通风窗口(111)，所述进风口(610)位于所述附加外壳(600)的底部。

4.根据权利要求3所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述风门(620)通过一转轴(621)转动设置于所述附加外壳(600)内，所述转轴(621)的两端均伸出所述附加外壳(600)，所述附加外壳(600)的外部设置有驱动所述风门(620)的第二电机(630)，所述第二电机(630)与所述转轴(621)传动相连。

5.根据权利要求4所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述附加外壳(600)背对所述第二电机(630)的一侧还设置有转动角度测量仪(640)，所述转动角度测量仪(640)与所述转轴(621)相连。

6.根据权利要求4所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述供料管(300)位于所述送风管(200)外部的位置还设置有流量调节阀门(330)，所述流量调节阀门(330)通过连杆组件与所述第二电机(630)相连以与所述风门(620)同步动作。

7.根据权利要求6所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述供料管(300)在相对流量调节阀门(330)的上游方向还依次设置有第一电磁阀(310)和第二电磁阀(320)。

8.根据权利要求4所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，还包括一压差开关(900)，所述压差开关(900)的两个压力检测接口分别连通所述附加外壳(600)内部和所述供气空腔。

9.根据权利要求1所述的一种氢气燃烧机，其特征在于，所述点火器包括电弧发生头(500)和点火控制器(510)，所述基体(400)呈环形，所述电弧发生头(500)由所述基体(400)的中心孔穿出至所述喷头(410)的前方，所述点火控制器(510)固定在外壳体上。

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