[发明专利]一种沉浸式防爆高温混合气发生装置

权利要求书

1.一种沉浸式防爆高温混合气发生装置，其特征在于：包括燃烧系统和降温系统；所述燃烧系统设置在降温系统内部，所述的降温系统包括外部设有保温层（1）的罐体（2），罐体（2）内充满冷却水，罐体（2）顶部一端通过进水管（8）连接有注水泵（11），进水管（8）与罐体（2）之间设有单向阀（7），进水管（8）上设有阀门（9），罐体（2）顶部的另一端通过阀门连接有蒸汽管（4），所述燃烧系统包括燃烧器（18），燃烧器（18）和燃烧室（21），燃烧器（18）的喷头设置在燃烧室（21）的首端，燃烧室（21）从中段开始上下间隔交替设有多个换热板（22），从而使燃烧器（18）产生的烟气流向（29）在经过多个换热板（22）的燃烧室（21）区域进行蛇形前进，燃烧室（21）的尾端通过多根一次回程管（24）连接有烟箱a（10），烟箱a（10）通过多根二次回程管（25）连接有烟箱b（26），烟箱b（26）连接有排烟管（28），排烟管（28）和蒸汽管（4）的端部分别通过单向阀分别与三通结构的混合器（5）连接，实现排烟管（28）排除的尾气和蒸汽管（4）排除的蒸汽混合，所述排烟管（28）上设有火花熄灭器（27），实现排出烟气中无火星，并且烟气不能回流；通过将燃烧室（21）及用以烟气换热的多根一次回程管（24）、多根二次回程管（25）设置在充满水的罐体（2）中，利用气态还原剂和氧化剂在燃烧室内进行受控燃烧，燃烧产生的热量通过燃烧室壁、换热板和回程管传递给水，从而降低烟气的温度，提高水的温度，当水的温度到达沸点时，不断蒸发成水蒸气，并与燃烧产生的高温尾气在混合器（5）中混合，形成用以煤层/岩层致裂增产瓦斯/页岩气的混合气，该混合气的温度可以根据进入燃烧室（21）的氧化剂和还原剂的量进行控制，随着罐体（2）中水被加热形成水蒸气通过混合器（5）被排出后，进水管（8）上的注水泵（11）会根据液位计（3）自动对罐体（2）内的水进行补充。

2.根据权利要求1所述的沉浸式防爆高温混合气发生装置，其特征在于：所述燃烧器（18）头部设置在燃烧室（21）内，尾部延伸出罐体（2）分别连接有空气管道（16）、还原剂管道（17）和控制箱（12），其中空气管道（16）和还原剂管道（17）上同样顺序设有单向阀、空燃比调节器（15）和回火防止器（14），实现气体向燃烧室中单向进入防止倒流，回火防止器（14）阻止火星或火焰向气源方向蔓延，避免气源压力不足时火焰倒流，空燃比调节器（15）实时监测还原剂管道（17）中还原剂的浓度和流速，并根据管道截面积，计算出纯流量，从而自动控制空气管道（16）中空气的进入量，使氧气和还原剂达到最佳燃烧比。

3.根据权利要求2所述的沉浸式防爆高温混合气发生装置，其特征在于：燃烧器（18）上设有点火器（13），实现燃烧器（18）中的点火，在燃烧室（21）靠近燃烧器（18）喷嘴的燃烧室（21）下端以及烟箱a（10）内的下端分别设有热电阻（20），分别监测燃烧室（21）和烟箱（10）a的温度。

4.根据权利要求1所述的沉浸式防爆高温混合气发生装置，其特征在于：所述燃烧室（21）、多支一次回程管（24）、烟箱a（10）、二次回程管（25）和烟箱b（26）之间顺序连接并设置成S形结构，其中燃烧室（21）首尾之间为长条结构，烟箱a（10）设置在燃烧室（21）头部上方，烟箱b（26）设置在烧室（21）尾部上方，燃烧室（21）尾部设有与烟箱a（10）平行的凸起结构，多支一次回程管（24）两端分别与凸起结构、烟箱a（10）的下半部分相互连接，烟箱b（26）设置在烧室（21）尾部凸起结构上方，二次回程管（25）两端分别与烟箱a（10）的上半部分、烟箱b（26）相互连接。

5.根据权利要求4所述的沉浸式防爆高温混合气发生装置，其特征在于：燃烧室（21）底部与罐体（2）之间设有用以支撑的支架，罐体（2）底部设有支腿（19）。

6.根据权利要求1所述的沉浸式防爆高温混合气发生装置，其特征在于：罐体（2）上还分别设有安全阀（6）、液位计（3），罐体（2）的下部设有排水管（23）。