等離子加熱器和等離子加熱供暖裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱裝置，具體地說(shuō)是一種等離子加熱器和等離子加熱供暖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，民用供暖設(shè)備使用的燃料都是不可再生能源，包括煤炭，燃油等，隨著人口的增加，人們對(duì)不可再生能源的消耗逐漸增大，帶來(lái)日益嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題和能源枯竭問(wèn)題。長(zhǎng)久以來(lái)，人們一直在尋找一些新能源代替不可再生能源。水分子是由氫和氧(H2O)構(gòu)成，分解之后氫氣可以燃燒、氧氣能助燃，并且氫氣燃燒的熱值是汽油的三倍之多，而燃燒產(chǎn)物只是水，不污染環(huán)境，是一種非常潔凈可重復(fù)使用的燃料。但是，目前制氫技術(shù)的能源消耗太大并且效率很低。
[0003]近年來(lái)，等離子體技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用發(fā)展很快，例如:等離子體點(diǎn)火、等離子體加熱等。等離子體是在電離層或者放電現(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài)(俗稱(chēng)第四態(tài))，伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成激發(fā)原子、激發(fā)離子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或者分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)生器中，放電作用使工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態(tài)，經(jīng)過(guò)相互碰撞而產(chǎn)生高溫并分解，溫度可高達(dá)幾萬(wàn)度以上，而離子的溫度僅僅略高于常溫，因此在放電場(chǎng)內(nèi)的溫度接近常溫，俗稱(chēng)為低溫等離子體或者非平衡低溫等離子體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)上述提出的現(xiàn)有民用供暖設(shè)備對(duì)不可再生能源的消耗所帶來(lái)的問(wèn)題，而提供一種以水轉(zhuǎn)氫氣作為能源的等離子加熱器和等離子加熱供暖裝置。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0006]—種等離子加熱器，包括陰極和噴嘴，所述陰極的頭部與所述噴嘴構(gòu)成等離子體發(fā)生空間，所述陰極外套有管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)外套有通道，所述通道與供水系統(tǒng)連通，所述通道一端延伸至所述等離子體發(fā)生空間，所述噴嘴包括噴嘴壁和位于所述噴嘴壁上的噴嘴開(kāi)口，所述陰極尾部設(shè)有在所述陰極和所述噴嘴之間提供電壓的直流電壓源。所述管狀結(jié)構(gòu)與所述通道之間構(gòu)成所述等離子加熱器的隔熱層，所述隔熱層內(nèi)的水(由所述供水系統(tǒng)提供)作為冷卻劑，安裝時(shí)，所述管狀結(jié)構(gòu)插入所述通道，所述陰極插入所述管狀結(jié)構(gòu)，所述陰極的頭部位于所述管狀結(jié)構(gòu)之外，即所述通道延伸至靠近所述陰極的地方停止，使得工作狀態(tài)時(shí)，所述通道內(nèi)的水可以在所述管狀結(jié)構(gòu)外壁的兩端來(lái)回流動(dòng)，不斷地受熱產(chǎn)生大量水蒸氣，保證了所述等離子加熱器的正常使用，而所述通道延伸至所述等離子體發(fā)生空間的設(shè)置，使得水蒸氣和熱空氣一同到達(dá)所述等離子體發(fā)生空間內(nèi)并在等離子弧(溫度可達(dá)1300°C-150(TC)的作用下分解出氫氣和氧氣，所述管狀結(jié)構(gòu)同時(shí)也是所述陰極的電隔離層，能夠有效的確保所述陰極和所述噴嘴之間恒定電位差，這對(duì)保證所述陰極冷卻也是有利的。
[0007]所述噴嘴開(kāi)口具有位于所述噴嘴外側(cè)的大口端和位于所述噴嘴內(nèi)側(cè)的小口端，gp所述噴嘴開(kāi)口呈漏斗形，所述大口端的最大孔徑與所述噴嘴開(kāi)口的深度的比值大于2，所述噴嘴壁的厚度等于所述噴嘴開(kāi)口的深度。
[0008]所述大口端呈橢圓形，方形或三角形中的一種；所述小口端呈橢圓形，方形或三角形中的一種，除了上述提到形狀外，所述大口端和所述小口端的形狀還包括其他規(guī)則圖形或不規(guī)則圖形。
[0009]所述大口端呈橢圓形，所述小口端呈橢圓形，所述小口端的長(zhǎng)軸與所述小口端的短軸的比值為1.3以上。
[0010]所述噴嘴壁的厚度為3mm以下，所述小口端的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度為3_5mm，所述小口端的短軸為1_2.5mm。
[0011]所述管狀結(jié)構(gòu)由玻璃或石英玻璃制成的，所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑大于或等于所述陰極的最大外徑。
[0012]所述通道遠(yuǎn)離所述等離子體發(fā)生空間的一端與液體貯存器連通，所述液體貯存器用于盛裝所述通道中多余的水，
[0013]所述供水系統(tǒng)包括水增壓裝置，所述通道與所述水增壓裝置連通，所述水增壓裝置保證了所述通道內(nèi)的水可沿通道流向所述等離子體發(fā)生空間并且控制流量。
[0014]本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用上述等離子加熱器的等離子加熱供暖裝置，包括所述等離子加熱器和加熱空間，所述加熱空間至少有一個(gè)孔，所述孔的橫截面的最小尺寸比面向所述孔的所述等離子加熱器的端部的最大橫截面的最大尺寸大2倍以上，所述噴嘴開(kāi)口貼近所述孔；
[0015]所述加熱空間外設(shè)有流道，所述流道一端具有進(jìn)水口，所述流道另一端具有出水口，所述進(jìn)水口與所述出水口分別與水循環(huán)栗連通，所述水循環(huán)栗通過(guò)循環(huán)水存儲(chǔ)裝置與供暖系統(tǒng)連通，
[0016]工作狀態(tài)下，所述水增壓裝置將所述供水系統(tǒng)中的水輸送至所述通道內(nèi)并產(chǎn)生800mbar-1200mbar的壓力，所述直流電壓源在所述陰極與所述噴嘴之間產(chǎn)生160V-190V電壓并產(chǎn)生等離子弧，所述通道內(nèi)的水不斷地受熱產(chǎn)生大量水蒸氣，之后和熱空氣一同到達(dá)所述等離子體發(fā)生空間，在等離子弧的作用下分解成氫氣，所述氫氣產(chǎn)出后直接與等離子弧合并燃燒用于對(duì)所述加熱空間內(nèi)的氣體加熱，進(jìn)而使所述流道內(nèi)的水升溫。當(dāng)產(chǎn)出的氫氣與等離子弧合并燃燒后，可通過(guò)控制電壓減小等離子弧的長(zhǎng)度，達(dá)到節(jié)能的效果。
[0017]所述等離子加熱供暖裝置通過(guò)控制系統(tǒng)確保電壓控制在160V-190V之間能夠維持等離子弧的長(zhǎng)度確保電位差不會(huì)過(guò)高，也能保證消耗的電能降到最低。
[0018]所述加熱空間呈圓柱體形，所述孔位于所述圓柱體的其中一個(gè)底面，所述底面的直徑為150cm以下。
[0019]作為優(yōu)選，所述底面的直徑為75cm以下。
[0020]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明采用管狀結(jié)構(gòu)與通道之間構(gòu)成的隔熱層，使得通道內(nèi)的水對(duì)等離子加熱器起到冷卻作用，并不斷地受熱產(chǎn)生大量水蒸氣，并通過(guò)水增壓裝置控制水量；
[0022]采用通道延伸至等離子體發(fā)生空間，使得水蒸氣和熱空氣能夠一同到達(dá)等離子體發(fā)生空間內(nèi)并在等離子弧(溫度可達(dá)1300°C -1500°C )的作用下分解出氫氣和氧氣，氫氣產(chǎn)出后直接與等離子弧合并燃燒用于對(duì)所述加熱空間內(nèi)的氣體加熱，增加了燃燒的熱值，加速了換熱的速度，節(jié)省了電能，并且用于產(chǎn)生氫氣的水量極少；
[0023]采用水循環(huán)栗將供暖系統(tǒng)中的水循環(huán)至流道內(nèi)，進(jìn)而使所述流道內(nèi)的水升溫，達(dá)到整個(gè)供暖系統(tǒng)的水溫升高，使熱能傳導(dǎo)均幅，有利于溫度的控制；
[0024]采用控制系統(tǒng)，確保電壓控制在160V-190V之間能夠維持等離子弧的長(zhǎng)度確保電位差不會(huì)過(guò)高，也能保證消耗的電能降到最低；
[0025]本發(fā)明的等離子加熱供暖裝置的用電量和老式的用電取暖相比，用電量至少減少了 50倍，而水量幾乎可以忽略不計(jì)，所謂的污染物就是水，大部分水是循環(huán)使用，本發(fā)明的等離子加熱供暖裝置的使用年限使用壽命可達(dá)30年以上，內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理。與傳統(tǒng)的燃燒、燃?xì)?、燃電相比，成本低，耗電量低，熱值高，不受外界和?nèi)在的條件限制，應(yīng)用空間廣泛是新能源扶持項(xiàng)目，解決了國(guó)家能源危機(jī)，是可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目之一。
[0026]基于上述理由本發(fā)明可在等離子體裝置等領(lǐng)域廣泛推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0028]圖1是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中等離子加熱供暖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中等離子加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中等離子加熱器和加熱空間的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】