一种家用燃气高效实时掺氢配气柜
技术领域
本发明涉及厨房集成灶技术领域，具体涉及一种家用燃气高效实时掺氢配气柜。
背景技术
氢能是一种具有极高能量密度且绿色洁净的二次能源。随着可再生能源的大力发展，我国利用可再生能源制氢的技术水平与能力已大幅提高，而利用氢能包括氢气储运与市场消纳氢气的能力依然不足。我国天然气需求持续上升，2019年对外依存度高达44%，在已建天然气管道中添加氢气进行混合输送以用于燃气灶燃烧，不但有利于缓解天然气供应压力，促进西部可再生能源制氢的发展，提升我国能源安全水平，而且较为便捷地实现低成本氢气大范围输运，大幅提高了市场消纳氢气的能力。本项目通过研究实时变比例掺混、天然气管道材料与掺氢天然气燃烧互换性等技术实现氢气“掺混-运输-燃烧利用”，打破国外技术垄断，改善国内天然气管道掺氢规范和标准的不足，促进城市燃气管道系统升级。
研究HCNG混合流动机理是开发优化掺氢工艺方法的前提。利用CFD软件模拟HCNG流动，在湍流扩散项中考虑密度浮力作用的影响，借鉴固定床催化反应器与混料机的结构和工作机理等，设计并优化混合器结构。另一方面，针对城市管网管径较小，排布较复杂等特点，模拟HCNG在复杂管路中的流动特性。在此基础上，结合混合器优化设计及实时配气控制模块设计，开发集成化实时掺氢配气系统设备，形成一种家用燃气高效实时掺氢配气柜。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了集成简约的气体混合装置，能够实现燃气灶使用时，燃气进气管路的实时掺氢，提高燃气燃烧热值，降低污染物排放，更好地消纳清洁能源和实现清洁能源的高效利用，具有一定的实用价值和技术指导意义。
本发明的技术方案如下：
一种家用燃气高效实时掺氢配气柜，其特征在于，包括气源储存柜及设置在气源储存柜上方的气源控制柜，所述气源储存柜内部设有气体混合器，所述气体混合器上设有两个气体入口及一个气体出口，所述气源控制柜的内部设有两根独立的气流接管，且两根独立的气流接管末端分别与气体混合器上的两个气体入口相连通；所述气流接管上依次设有气体过滤器、电磁阀、自动流量调节器、温度传感器、差压流量调节器，所述气源储存柜内部还设有数据反馈调节控制单元，所述电磁阀、自动流量调节器、压力传感器、差压流量调节器分别与数据反馈调节控制单元信号连接；并通过数据反馈调节控制单元来控制进入气体混合器的两种气体。
所述的一种家用燃气高效实时掺氢配气柜，其特征在于，所述气源控制柜的外面板正面设有控制按钮、电脑键盘、紧急停机按钮及电脑显示屏，侧面设有气流出口及把手。
所述的一种家用燃气高效实时掺氢配气柜，其特征在于，所述气源储存柜上设有柜门及柜门开关。
所述的一种家用燃气高效实时掺氢配气柜，其特征在于，所述气体混合器气体出口的管道上设置止回阀，防止混合气体回流；气源储存柜内部还设置有气体泄漏检测仪，用于气体混合器的气密性。
所述的一种家用燃气高效实时掺氢配气柜，其特征在于，所述气体混合器气体出口的管道从气源控制柜的气流出口输出。
本发明的有益效果是：改配气柜可实现动态、实时、高精度自动配气，能进行甲烷、氢气等各种气体的均匀配比，其内部设置压力传感器以及气体泄漏检测仪，可以实时检测管道内压力以及混合装置的气密性，并通过调节箱进行反馈调节，保证掺氢过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明的三维结构图；
图2为本发明的气源控制柜内部结构示意图；
图3为本发明的气源储存柜内部结构示意图；
图4为本发明的控制原理图；
图中：1-控制按钮；2-电脑键盘；3-紧急停机按钮；4-电脑显示屏；5-气源储存柜；6-柜门；7-柜门开关钮；8-气流出口；9-把手；10-气源控制柜；101-两种气流接管；102-气体过滤器；103-电磁阀；104-压力传感器；105-差压流量调节器；106-数据反馈调节控制箱；108-自动流量调节器；501-气体混合器；502-止回阀；503-气体泄漏检测仪。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。
如图1-4所示，一种家用燃气高效实时掺氢配气柜，包括控制按钮1、电脑键盘2、紧急停机按钮3、电脑显示屏4、气体储存柜5、柜门6、柜门开关7、气流出口8、把手9、气源控制柜10、气流接管101、气体过滤器102、电磁阀103、温度传感器104、差压流量调节器105、数据反馈调节控制单元106、压力传感器107、自动流量调节器108、气体混合器501、止回阀502及气体泄漏检测仪503。
气源控制柜10设置在气源储存柜5上方，气源储存柜5内部设有气体混合器501，所述气体混合器501上设有两个气体入口及一个气体出口，气体混合器501气体出口的管道从气源控制柜的气流出口8输出。气体混合器501气体出口的管道上设置止回阀502，防止混合气体回流；气源储存柜5内部还设置有气体泄漏检测仪503，用于气体混合器501的气密性。
气源控制柜10的内部设有两根独立的气流接管101，且两根独立的气流接管101末端分别与气体混合器501上的两个气体入口相连通；所述气流接管101上依次设有气体过滤器102、电磁阀103、自动流量调节器108、温度传感器104、差压流量调节器105，所述气源储存柜10内部还设有数据反馈调节控制单元106，所述电磁阀103、自动流量调节器108、压力传感器107、差压流量调节器105分别与数据反馈调节控制单元106信号连接；并通过数据反馈调节控制单元106来控制进入气体混合器501的两种气体。
气源控制柜10的外面板正面设有控制按钮1、电脑键盘2、紧急停机按钮3及电脑显示屏4，侧面设有气流出口8及把手9。
气源储存柜5上设有柜门6及柜门开关7。
实施例：
在电脑键盘2中所需掺混的气体种类、掺混比例；其电脑键盘2的左侧设置有电脑显示屏4，掺混气体种类、掺混比例、压力等信息在电脑显示屏4上显示；电脑键盘2上端还设有紧急停车按钮3；设定完掺混气体种类、掺混比例后，通过控制按钮1启动配气柜，气体进入气源控制柜10进行配气。
当气体进入气源控制柜10后，气体首先经过气流接管101与气体过滤器102相连接，用来消除气体中的杂质。气体过滤器102采用直筒式，滤管外壳和滤芯两个核心部分，其中滤管外壳主要由法兰和筒体组成，滤芯主要由滤筒内壳、丝网、滤管外壳组成。
进一步地，电磁阀103和自动流量调节器108根据电脑键盘2设定的气体掺混信息进行限时的打开阀门，自动流量调节器108将流量自动保持在一定的给定范围内。
进一步地，当气体经过自动流量调节器108流出后，在管道上的压力传感器107，测量管道中的压力；在气体混合之前，在管道的末端设差压流量调节器105，差压流量调节器105用于气体测量时，当进口或出口压力波动时，确保流量稳定。
进一步地，当气体通过差压流量调节器105后，进入气体混合器501；气体在气体混合器501中进行混合；混合气体经气体混合器流出后，在管道中设置止回阀502，防止混合气体回流；
进一步地，由于气体在输送管道中混合中容易形成分层现象且不易混合，因此气体混合器501内部结构采用螺旋状，螺旋状混合器能使气体充分混合且压差很小。
进一步地，气源控制柜10内部还设有数据反馈调节控制单元106，压力传感器107将测得的管道内的压力输送到数据反馈调节控制单元106中，数据反馈调节控制单元106根据数据反馈调节电磁阀、自动流量调节器、差压流量调节器使压力、流量稳定在一定的范围内。
进一步地，气源储存柜5内部在位于气体混合器501的一侧设置有气体泄漏检测仪503，用于检测混合装置的气密性，当混合装置气密性不好，即有气体泄漏时，气体泄漏检测仪503将泄漏数据反馈给数据反馈调节控制单元106。
进一步地，一方面数据反馈调节控制箱106通过调节电磁阀103和自动流量调节器108使得阀门关闭；另一方面数据反馈调节控制单元106将数据传递在电脑显示屏4上，可以通过紧急停车按钮3进行控制，确保配气柜的安全运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
