[发明专利]一种液体燃料和气体均质混合气形成装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体和气体实现均质混合的装置领域，具体地说是一种液体燃料和气体均质混合气形成装置及方法。

背景技术

气体燃料与空气形成均质混合气相对容易操作，但是液体燃料与空气形成均质混合气存在一定问题，尤其是液体燃料和空气连续不断地形成均质混合气。液体燃料与空气混合过程中受到液体燃料的蒸发性、汽化潜热等燃料性质的影响，特别是汽化潜热较高的液体燃料，液体燃料和空气难以形成均质混合气。传统的液体和气体混合装置一般通过喷嘴将液体燃料喷入空气中使其自然混合，该混合方式难以实现短时间内均质混合的目的，传统的液体燃料和气体混合装置结构复杂、价格昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液体燃料和气体均质混合气形成装置及方法，解决液体燃料与气体均质混合的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种液体燃料和气体均质混合气形成装置，包括：

气体供给系统，用于提供均质混合所需的气体并将该气体输送至混合系统；

液体燃料供给系统，用于提供均质混合所需的液体燃料，将液体燃料转化为蒸汽，并将该蒸汽输送至混合系统；

混合系统，将气体供给系统供给的气体和液体燃料供给系统供给的蒸汽进行均质混合形成均质混合气；

所述的混合系统包括混合器，混合器为管道式密封结构，混合器的两端分别设有进气口和混合气出口，在混合器中心沿轴向方向固定设有中心轴，中心轴的外表面为螺纹状，在中心轴上套设多个导流风叶，相邻两个导流风叶的叶片方向相反设置。

本发明所述的气体供给系统包括气体质量流量计、稳压箱、气泵和气体加热器，所述气体质量流量计通过管道与稳压箱的进气口连接，稳压箱的出气口通过管道与气泵连接，气泵通过管道与气体加热器的进气端连接，气体加热器的出气端与混合系统连接，在所述气泵与气体加热器之间的连接管道上设有气体流量控制阀。

本发明所述的液体燃料供给系统包括高压氮气瓶、液体燃料储存罐、液体流量控制阀和液体燃料蒸发器，所述高压氮气瓶通过管道与液体燃料储存罐的入口连接，液体燃料储存罐的出口与液体燃料蒸发器的入口连接，液体燃料蒸发器的燃料蒸汽出口与混合系统连接，在所述液体流量控制阀与液体燃料蒸发器之间的连接管道上设有液体质量流量计。

本发明所述气体加热器上设有温度传感器。

本发明所述的混合器的外表面设有保温层。

本发明所述导流风叶的个数为4-6个，且相邻两个导流风叶之间的距离为15-30cm。

本发明所述的液体燃料蒸发器包括液体燃料蒸发管和加热管，液体燃料蒸发管均匀螺旋缠绕在加热管外表面。

本发明所述的液体燃料蒸发器与混合系统之间的连接管道表面设有保温层。

本发明所述液体燃料蒸发器设有温度传感器以监测液体燃料的加热温度。

利用所述的液体燃料与气体均质混合气形成装置对液体燃料和气体进行混合的方法，在装置中所有阀门处于关闭状态时，打开气体流量控制阀，接通气泵和气体加热器的电源，设置气体加热器的加热温度，气体经气体质量流量计进入稳压箱，经气泵的加压以及气体流量控制阀后进入气体加热器，气体加热器将气体加热后进入混合器；

接通液体燃料供给系统的电源，开启高压氮气瓶的阀门和液体流量控制阀，液体燃料在氮气压力下经液体流量控制阀流向质量流量计，然后进入液体燃料蒸发器，液体燃料在蒸发管中汽化，形成蒸汽进入混合器；

气体和燃料蒸汽进入混合器后，气体和蒸汽流动过程中带动导流风叶旋转，混合气经过第一个导流风叶后，气流呈顺时针方向旋转，打破气体和燃料蒸汽在混合管道中的层流运动，混合气经第二个导流风叶后气流呈逆时针方向旋转，依次经过多个导流风叶，燃料蒸汽和气体可实现均匀混合，形成均质混合气，由混合气出口供出。

本发明的有益效果是：本发明提供一种液体燃料与气体均质混合的装置，尤其用于甲醇和空气的混合，整套混合设备结构简单，制造成本低，降低日常使用和后期维护成本，具有以下优点：

1、其中气体供给系统用于提供液体燃料燃烧所需的气体，并调节燃料燃烧所需的空燃比，气体流量可按系统需要进行调节，并由气体质量流量计进行计量，设置气体质量流量计和气体流量控制阀，分别测量气体的质量流量和控制供给的气体量；液体燃料供给系统用于提供燃料蒸汽并控制燃料蒸汽的供应量，设置液体流量控制阀调节燃料的供给量，设置质量流量计计量供给的燃料量；混合系统用于燃料蒸汽和气体的均质混合；