[00158187]等离子体燃烧机

　　用于生产等离子体的方法和装置

　　发明领域

　　本发明涉及一种用于生产等离子体以及一种氢气和氧气的混合物（称为布朗气，其在等离子体中燃烧）的方法，以及一种用于实施所述方法的装置。所述装置和方法在热工学中可用于加热、处理有害垃圾、气化含氢的硬质材料、熔化并焊接金属和非金属材料。

　　发明概述

　　本发明的目的在于提供一种更高效、成本更低、环保且安全的用于生产等离子体的方法，以及一种用于简单且高效地实施该方法的装置。

　　采用所提出的用于生产等离子体的方法以及用于实施该方法的装置，该问题得到了解决。

　　根据所提出的方法，通过分配器产生两股或多股水流，在分配器中，水在压力下从循环泵进入分配器，而循环泵从水槽中抽水。这些水流通过连接接头到达一对或多对由耐热材料制成的管子。各个管子包括与直流高压源连接的金属电极，且两个电极均具有相反的极性。在施加电压时，在水流经过的该对管子的开口之间的空隙中制得等离子体。当仅有两个电极时，同时将电压提供给电极；而当有两个以上的电极时，可分不同的时间将电压提供给不同的电极对。提供给电极的电压超过 1000V。在本发明的一个特定实施例中，所提供的直流高压在3000V-5000V之间。在各对管子的开口之间的空隙中制得的等离子体的温度超过 4000℃。

　　水流的压力大小和电压源的供给电压根据需要获得的等离子体区域的大小而确定。

　　所提出的用于生产等离子体的装置包括至少一对具有相反极性的电极，这些电极包括在水流经过的管子中并且与高直流电压源连接。水在一定压力下通过循环泵从水槽中进入分配器，在该分配器处，水分为至少两股甚至多股水流，水流通过柔性连接装置进入耐热绝缘材料的管子。这些管子也包括电极。电流流过电极进入水流并对其充上相反的电荷。等离子体在从管端流出的水流之间的间隙中制得，借此，气泡分别在离管子出口一定距离处开始释放在管子中包括的电极表面上，氧气释放在正极上，而氢气释放在负极上。这些气体通过水流带走，离开管端，落入等离子体，在等离子中，这些气体以常见的等离子气火焰的方式燃烧。

　　本发明的特定实施例是可能的，在这些实施例中，管子由石英玻璃或陶瓷制成，且可水平设置，彼此相对，或相对于彼此呈一定角度设置。水流流经过的管子开口之间的空隙可有所不同，在本发明的一个实施例，该空隙超过5mm。根据本发明的特定实施例，管子和其中包括的电极均为两个，但根据其它实施例，可为N个，其中，N为偶数。

　　流经管子的水流的一部分水用于生产等离子体，而另一部分未使用的水则流回水槽。因此，产生了闭合环路，在该环路中，从水槽中抽出、流经循环泵、并通过分配器分为两股或多股水流用于生产等离子体的水部分地流回水槽中，而水槽自身则根据需要而装满。

　　所提出的用于生产等离子体的方法和装置的优点在于环保、不释放有害气体、且能量消耗少。所得到的等离子体的温度超过4000℃，并且用于生产等离子体的材料易得且廉价。

　　为了加强等离子体形成，可使用低浓度的电解质溶液；为了增加该过程的能量产率，可添加少量的水溶性燃料或水油乳状液。

　　摘要

　　本发明涉及一种用于生产等离子体的方法和装置及其在热工学中的应用，用于对任意类型的垃圾进行销毁、对含碳的固体材料和液体材料进行气化、以及对金属和非金属材料进行熔化和焊接。在所述用于生产等离子体的方法中，在压力下通过水泵（8）从水槽（1）向分配器（2）供水，水从所述分配器（2）分成两股水流，这两股水流均从柔性管连接装置（3）流过且各水流分别进入一对具有一端开口的管子（5）中，各个管子包括一个电极（4），在所述电极处，受施加在两股流出水流之间的间隙中的高压直流电的影响，等离子体（6）在4000℃以上的温度下制得，而经由漏斗状的集电极从管子（5）开口端自由流过的那部分未使用的水则流回所述水槽（1）。所述等离子体生产装置包括至少一对由耐热绝缘材料制成的管子（5），在所述管子（5）中，通过安装在所述管子上的水泵（8）从水槽 （1）供水，从而向分配器（2） 输入加压水，通过柔性管连接装置（3）将水提供至所述管子（5），至少有一对电极（4）安装在所述管子内，各个管子包括其中一个电极，所述电极与高压直流 （7）源的异性极连接。

　　本发明的应用（使用）

　　本发明可用于生产DHW/家用热水/、可用于生产用于生产电能的蒸汽、可用作斯特林发动机的外部热源、可用于燃烧垃圾（包括医疗垃圾和放射性垃圾）、可用于气化含氢的硬性材料、可用于熔化并焊接金属和非金属材料。

　　（摘自世界知识产权组织检索报告）

　　注：发明人指定授权的中国唯一代理人（本项目发布人）存有发明人演示现场视频。

　　新发明的等离子体燃烧机，可以节省大量的燃煤、石油和天然气等不可再生的能源，清洁环保、价格低廉、性能优越，不产生有害的放射性物质，使用过程完全生态无害，在日常生活和工业生产中可以

　　得到广泛应用：

　　1、取得生活用热水，用于家庭供暖，取代传统的城市集中供暖。

　　2、用于锅炉燃烧，取代煤、油和天然气等各种传统燃烧方法，节约能源。

　　3、焚烧各种类型的垃圾，包括极其有害的医用设备垃圾和核废料垃圾等，而且燃烧过程中不产生烟和灰。

　　4、用于各种耐火材料（钨丝、玻璃、陶瓷和碳制焊条等）的熔化和

　　焊接。

　　5、各种物体表面的特殊加工。

　　6、用于外部热源的斯特林发动机。

　　世界知识产权组织检索报告确认，该项发明为应用发明：取得家庭生活用热水，蒸汽用于生产电能，用于作为外部热源斯特林发动机，焚烧垃圾（包括医疗和放射性垃圾），气化含氢硬质材料，熔化和焊接金属和非金属材料。

　　APPLICATION （USE） OF THE INVENTION

　　The invention may be used for production ofDHW /domestic hot water/， of steam to be used for production of electricenergy， as an external heat source for a Stirling engine， for combustion ofwaste /including medical and radioactive/， for gasification ofhydrogen-containing hard materials， for melting and welding metal and non-metalmaterials。

　　等离子体通常被视为物质除固态、液态、气态之外存在的第四种形态。在燃煤、石油、天然气等不可再生能源日益匮乏的世界，人们正在寻找新的可替代能源，驱动世界的进步与发展。

　　保加利亚学者特伦切夫博士和工程师鲍里索夫深信“水火同源、水中有火”的理论，经过三年时间的研究，发明了一种生产等离子体火焰的方法，并成功研制了一台等离子体燃烧机。世界知识产权组织和中国知识产权局已对发明人申请的专利进行公告。世界知识产权组织专利申请号：PCT/BG2012/000020，中国知识产权局专利申请号：CN201280059560，可查询。

　　等离子体燃烧机的发明可以在生活和各个工业技术领域得到广泛应用，具有巨大的潜在社会效益和经济效益，符合国家产业发展政策和高新技术发展方向。

　　氢气是易燃易爆同时燃烧值又极高的气体，而氧气是一种助燃气体。所以，水的燃烧实际是水中氢能的燃烧。新发明的等离子体燃烧机以加入微量电解液的水做能源，实现高温燃烧。这种水的燃烧，不是所谓水变油的传说，而是一种氢氧混合气体的燃烧。新型等离子体燃烧机是发明人在布朗(澳籍保加利亚人)气体发明基础上的一种改进发明，获取气体的方法不同，更廉价、更方便、更安全（燃烧机工作时没有压力，获取的气体立即进入燃烧反应的过程，不存在爆燃的可能）、更实用。集高效、节能、低碳、清洁、环保等优越性于一身的等离子体燃烧机的发明应用，将在可观的范围内大规模取代燃煤、石油、天然气等各种不可再生的石化能源，从而改善空气质量，在一定程度上消减雾霾气候条件的形成和对人类健康的不利影响。清洁环保的等离子体燃烧机的发展应用将有助于促进资源节约型、环境优化型的社会建设，实现社会效益和企业经济效益的双赢，有助企业产品的升级换代和转型发展，实现企业科工贸一体化进程和可持续发展战略。

　　发明人希望以专利入股的方式同中国有识之士和有实力的生产企业合作，共同研究生产应用产品，优先考虑在医疗垃圾焚烧、家庭供暖和锅炉燃烧等领域的合作，同时欢迎中国企业到保加利亚投资建厂，利用保加利亚欧盟成员国的优势，使产品诞生之际即能进入标准要求极苛的欧洲市场。

　　专利转让，另行商议。

　　等离子体燃烧机样机介绍

　　尺寸：80x60x100cm

　　功率：3 kw

　　重量：60kg

　　水耗：使用6-7升普通自来水，燃烧过程除水蒸气外，没有任何损耗，循环使用。

　　注：

　　1、 可根据需要生产不同功率的等离子体燃烧机。

　　2、 等离子体炬（火焰）可以根据需要调整，从几厘米到几米。

　　3、 温度可以调控。

　　4、 可以使用太阳能供电。

　　用于家庭供暖领域的生产（发明人答复的问题）

　　你们在索非亚访问时看到的样机是做研究用的。同样机连接的两个暖气的主要作用是保持工作用水的温度在60-80℃范围。每个的热能功率是1.9 kw，或者总热能功率3.8kw。所以，你们看到的装置是没有完善的采暖装置。下列部分数据是分析估算的。我们认为，虽然是估算的，但是与实际相差不会超过15-18%。

　　100m2居住面积供暖

　　电能：3kw

　　在温差40℃（比如室外-20℃，室内20℃），循环率最低（采暖装置50%的时间开通，50%的时间关闭）情况下可以保持室温20℃。这个比例可以提高，当然，这取决于被加热物体的隔热性。

　　价格：

　　我们认为，年产5000台，价格可以达到1400-1500美元/台的价格区间，年产5000-50000台—约1250美元/台，年产高于50000台—价格可以降到低于1000美元/台。

　　关于投资，在没有确定在哪里生产之前，中国、保加利亚或者第三国，很难评论需要什么能够启动生产。

　　如果谈到保加利亚，我们认为，150-200百万美元范围内的投资可以启动年产5000台3kw电能的采暖装置的生产，这种投资规模相对比较容易扩大到年产50000台的规模。

　　用于锅炉燃烧（发明人答复的问题）

　　1. 生产一立方氢气需要多少度电?

　　少量氢气是在进入燃烧反应过程的瞬间取得的，不是在燃烧的过程中取得的。产生出来的等离子体不能封存在储藏罐里或瓶子里供以后使用，所以无从谈到1立方米。燃烧开始的过程就是产生等离子体的过程。这是极大的优势。

　　2. 设备的尺寸大小是多少?

　　机器的外形尺寸取决于所要达到的功率，根据紧凑方便的原则来定。做实验用的这台燃烧机，基于乐观的产品定型尺寸是80X60X100 см，重量60кg。

　　3.现有的设备最多每分钟可产生多少立方氢气?

　　答复详见问题1。

　　4.是否更大型的生产设备可以产生更多的氢气?

　　现在，样机工作用电800-3000瓦。本项发明证实，电能加大，等离子体部分的强度（功率）增加。例如：在两次加大电能的情况下，从1000瓦增加到2000瓦时，等离子体的体积（火焰）增加两倍还多。迄今为止的试验证实，等离子体体积（火焰）的加大不受限制。还可按照所要求的数据并根据各种具体的需要生产不同的燃烧机。

　　5.氢气易爆的安全性如何克服?

　　肯定不会发生任何突然爆炸的危险。燃烧机工作时没有压力，获取的等离子体立即进入燃烧反应的过程。

　　6.点燃氢气有无特殊条件要求?

　　无需任何特殊的工作条件。一切都是自动的，只需接通一个电钮，就像在家里开关电灯一样。

　　7、最高温度是多少？

　　样机只耗电2.8千瓦即可使温度达到5600℃，钨丝放到火焰中即会熔化。

　　8、火焰是什么样的？

　　火焰可以根据需要调整，从几厘米到几米。

　　9、温度是否可以根据需要控制？

　　是的，可以。

　　10、工业锅炉可以使用吗？

　　在各个工业和技术领域可以得到应用，包括工业锅炉。