專利名稱：具有多級(jí)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器的制作方法
具有多級(jí)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器技術(shù)領(lǐng)域概括而言，本發(fā)明涉及一種可燃?xì)怏w壓力容器。更具體地說(shuō)，本 發(fā)明涉及一種具有多級(jí)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器。
背景技術(shù)：
在壓力容器的設(shè)計(jì)、制造以及使用過(guò)程中，壓力容器的安全性是 一個(gè)不可忽略的方面。具體對(duì)于可燃?xì)怏w壓力容器而言，其安全性更 是一個(gè)首要方面。隨著人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)的日益頻繁多樣，對(duì)能源的需求量越來(lái) 越大。然而，隨之而來(lái)的現(xiàn)象卻是例如煤炭、石油、天然氣等的礦石 能源的日漸枯竭。而且，礦石能源的生產(chǎn)和使用對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影 響也越來(lái)越引起廣泛的關(guān)注和焦慮?？上驳氖牵涌扉_(kāi)發(fā)使用清潔的 非礦石能源己然成為當(dāng)今有識(shí)之士的共識(shí)。"氫燃料"能源由于其制 備和貯存相對(duì)容易和穩(wěn)定，且使用領(lǐng)域相對(duì)廣泛，因而其工業(yè)化應(yīng)用 的深度和廣度在主動(dòng)性意義上領(lǐng)先于風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源。目前對(duì)氫燃料能源的推廣使用造成制約的一個(gè)重大因素是氫燃 料能源的安全性問(wèn)題尚未得到根本解決。氫燃料能源的一般存在方式 是容納于壓力容器中的氫氣，或者是容納于壓力容器中的氫氣和氧氣 混合氣體(以下稱為氫氧混合氣)。氫燃料能源的使用一般是將容納 于壓力容器中的氫氣或者氫氧混合氣通過(guò)導(dǎo)管導(dǎo)向燃燒裝置進(jìn)行燃 燒，進(jìn)而對(duì)燃燒獲得的熱能加以直接利用，或者再對(duì)燃燒獲得的熱能 進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換而獲得機(jī)械能等其它類型的能量以用于各種用途。與容納于壓力容器中的其它可燃?xì)怏w燃料的燃燒類似，氫燃料能 源的燃燒也受到回火問(wèn)題的困擾。這里所說(shuō)的"回火"是指當(dāng)容納在 可燃?xì)怏w燃料的壓力容器中的可燃?xì)怏w燃料的壓力變化或者該壓力容 器與燃燒裝置之間的導(dǎo)管中的壓力變化時(shí)，燃燒裝置上的火焰沿逆向 導(dǎo)入導(dǎo)管甚至是壓力容器，導(dǎo)致危險(xiǎn)甚至壓力容器的爆炸。氫燃料能
源的回火比其它可燃?xì)怏w燃料的回火更為危險(xiǎn)，這是因?yàn)橛捎跉錃獾?易燃易爆特性以及其爆炸的劇烈性，氫燃料能源的回火一般都會(huì)釀成 劇烈爆炸和各種資源(甚至包括人的生命)的重大損失。鑒于上述情況，在現(xiàn)有技術(shù)中，燃?xì)?，例如乙炔氣，利用裝置通 常使用盡可能長(zhǎng)的燃?xì)鈱?dǎo)管(例如，至少30米)，從而在發(fā)現(xiàn)回火時(shí) 通過(guò)彎折燃?xì)鈱?dǎo)管的方法來(lái)中斷回火。在氫燃料能源利用裝置中，還附加使用一種名為"逆火防止器" 的回火防止裝置，該逆火防止器一般設(shè)置于靠近氫燃料能源壓力容器 出口處，與導(dǎo)管相連接。從而， 一旦發(fā)生回火，回火火焰在將要進(jìn)入 壓力容器之前被該逆火防止器所抑制而熄滅，從而保護(hù)壓力容器使之 免于爆炸。圖1以例示性的方式示出了現(xiàn)有技術(shù)中業(yè)己存在的一種具有逆火 防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器。所述可燃?xì)怏w壓力容器具有罐體1，該罐體1 一般為細(xì)長(zhǎng)形，并設(shè)有與上游的氣源2相連的進(jìn)氣管路以及與 下游的燃燒器3相連的供氣管路，其中在進(jìn)氣管路中可設(shè)置一單向閥 4，在供氣管路中可設(shè)置一單向閥5，單向闊4的方向設(shè)定為允許可 燃?xì)怏w從氣源2流動(dòng)到罐體1而禁止反向流動(dòng)，單向閥5的方向設(shè)定 為允許可燃?xì)怏w從罐體1流動(dòng)到燃燒器3而禁止反向流動(dòng)。在所述 供氣管路中的與所述罐體1鄰近的位置上，設(shè)有一個(gè)逆火防火器6。然而，上述盡可能長(zhǎng)的燃?xì)鈱?dǎo)管以及逆火防止器的使用并不能保 證百分之百地有效。 一旦其失效，仍將釀成爆炸和損失，而這是不能 接受的從而也是不允許的。另外，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)了氫燃料能源壓力容器的一種鮮為人知的特 性"爆縮"特性。氫燃料能源壓力容器的"爆縮"的表現(xiàn)是當(dāng)由氫燃料能源(尤其是氫氧混合氣)壓力容器供給的燃燒器發(fā)生回火時(shí)，該氫燃料能源 壓力容器中的壓力會(huì)發(fā)生瞬間急劇下降。由于回火導(dǎo)致氫燃料能源壓力容器中的壓力瞬間急劇下降，勢(shì)必 導(dǎo)致其回火火焰被吸入壓力容器中的速度比一般燃料的回火火焰被吸 入的速度要快得多，從而即使采用了上述兩種預(yù)防措施，氫燃料能源 (尤其是氫氧混合氣)壓力容器在回火發(fā)生后也幾乎難以避免地發(fā)生
雖然發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述"爆縮"特性突出地存在于氫燃料能源的壓 力容器中，然而并不能由此而推斷對(duì)于其它可燃?xì)怏w能源而言決不存 在該現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中的困擾，本發(fā)明人把可燃?xì)怏w燃料(尤 其是氫燃料能源)的壓力容器因回火爆縮而發(fā)生爆炸的可能性降至最 低甚至排除作為其力圖達(dá)成的目標(biāo)甚至是使命。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明人在此提供一種可燃?xì)怏w壓力容器，所 述可燃?xì)怏w壓力容器具有罐體，該罐體設(shè)有與上游的氣源相連的進(jìn)氣 管路以及與下游的燃燒器相連的供氣管路，在所述供氣管路中的與所 述罐體鄰近的位置上，設(shè)有常規(guī)的逆火防火器，所述常規(guī)的逆火防火 器稱為第一逆火防火器，其特征在于在所述供氣管路中的與所述罐體鄰近的位置，還設(shè)有一第一單向 閥，所述第一單向閥的方向設(shè)置成當(dāng)所述第一逆火防火器未能完全 阻止源自于所述燃燒器的回火時(shí)，所述第一單向閥允許周圍空氣通過(guò) 所述第一單向閥進(jìn)入所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體的內(nèi)部，但禁止所 述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體內(nèi)部的可燃?xì)怏w從所述第一單向閥通過(guò)而 逸出。由于當(dāng)所述燃燒器發(fā)生回火且所述第一逆火防火器未能完全阻止 該回火時(shí)，所述第一單向閥允許周圍空氣通過(guò)所述第一單向閥進(jìn)入所 述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體的內(nèi)部，因此，所述可燃?xì)怏w壓力容器的 罐體內(nèi)部由于回火所造成的"爆縮"——亦即瞬間壓力急劇下降及時(shí) 地得到抑制，從而回火火焰不會(huì)由于出現(xiàn)瞬時(shí)負(fù)壓而被吸入所述可燃 氣體壓力容器，因而，所述可燃?xì)怏w壓力容器得以避免爆炸的危險(xiǎn)。本發(fā)明人在此提供的具有逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器還可 包括以下可選特征。-所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體中的可燃?xì)怏w管路中還設(shè)有一第 二單向閥。-所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體中的可燃?xì)怏w管路中還設(shè)有一第
二逆火防火器。-所述可燃?xì)怏w為下列選項(xiàng)中的一種乙炔、天然氣、液化石油氣、 氫氣和氧氣的混合氣。-所述可燃?xì)怏w為氫氣和氧氣的混合氣。-所述單向閥的開(kāi)啟壓力范圍為0.00035 MPa至0.035 MPa。 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理以及 有益效果作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種具有單個(gè)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力 容器的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一例示性實(shí)施方案的具有多級(jí)逆火防火裝 置的可燃?xì)怏w壓力容器的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二例示性實(shí)施方案的具有多級(jí)逆火防火裝 置的可燃?xì)怏w壓力容器的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三例示性實(shí)施方案的具有多級(jí)逆火防火裝 置的可燃?xì)怏w壓力容器的示意圖。各圖中，為清楚顯示和易于理解起見(jiàn)，各組成部件并未按照比例 繪制。
具體實(shí)施方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一例示性實(shí)施方案的具有多級(jí)逆火防火裝 置的可燃?xì)怏w壓力容器的示意圖。所述壓力容器的受壓標(biāo)準(zhǔn)為1.05 MPa。所述可燃?xì)怏w壓力容器具有罐體1，該罐體1優(yōu)選為細(xì)長(zhǎng)圓柱形， 并設(shè)有與上游的氣源2相連的進(jìn)氣管路以及與下游的燃燒器3相連的 供氣管路，其中在進(jìn)氣管路中可設(shè)置一單向閥4，在供氣管路中可設(shè)置 一單向閥5，單向闊4的方向設(shè)定為允許可燃?xì)怏w從氣源2流動(dòng)到罐 體1而禁止反向流動(dòng)，單向閥5的方向設(shè)定為允許可燃?xì)怏w從罐體1 流動(dòng)到燃燒器3而禁止反向流動(dòng)。在所述供氣管路中的與所述罐體1鄰近的位置上，設(shè)有常規(guī)的逆 火防火器6，所述常規(guī)的逆火防火器在此稱為第一逆火防火器。
以上設(shè)置與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)置相同。如圖2所示，除了與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)置相同的上述設(shè)置之外，在 本發(fā)明的第一例示性實(shí)施方案中，在所述供氣管路中的與所述罐體1 鄰近的位置，還設(shè)有一第一單向閥7，所述第一單向閥7的方向設(shè)置成 當(dāng)所述第一逆火防火器6未能完全阻止源自于所述燃燒器的回火吋，所述第一單向閥7允許周圍空氣通過(guò)所述第一單向閥7進(jìn)入所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體1的內(nèi)部，但禁止所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體1內(nèi)部的可燃?xì)怏w從所述第一單向閥7通過(guò)而逸出。由于當(dāng)所述燃燒器發(fā)生回火且所述第一逆火防火器未能完全阻止 該回火時(shí)，所述第一單向閥7允許周圍空氣通過(guò)所述第一單向閥7進(jìn) 入所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體1的內(nèi)部，因此，所述可燃?xì)怏w壓力 容器的罐體1的內(nèi)部由于回火所造成的"爆縮"——亦即瞬間壓力急 劇下降及時(shí)地得到抑制，從而回火火焰不會(huì)由于出現(xiàn)瞬時(shí)負(fù)壓而被吸 入所述可燃?xì)怏w壓力容器，因而，所述可燃?xì)怏w壓力容器得以避免爆 炸的危險(xiǎn)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二例示性實(shí)施方案的具有多級(jí)逆火防火裝 置的可燃?xì)怏w壓力容器的示意圖。如圖3所示，除了圖2所示出的根據(jù)本發(fā)明的第一例示性實(shí)施方 案的具有多級(jí)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器的所有設(shè)置之外，所 述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體1中的可燃?xì)怏w管路中還設(shè)有一第二單向 閥8。該第二單向閥8的方向設(shè)定成僅允許可燃?xì)怏w從上游向下游流動(dòng) 而不允許可燃?xì)怏w從下游向上游流動(dòng)。所述第二單向閥8的設(shè)置使本發(fā)明的保險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)一步加大。換言 之，即使回火火焰沖破了前面的各道屏障(單向閥5、第一逆火防火器 5以及第一單向閥7)的阻截(發(fā)生概率已非常之小，僅在理論上存在 發(fā)生概率)，其也將在所述第二單向閥8處被攔截。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三例示性實(shí)施方案的具有多級(jí)逆火防火裝 置的可燃?xì)怏w壓力容器的示意圖。 '如圖4所示，除了圖3所示出的根據(jù)本發(fā)明的第二例示性實(shí)施方 案的具有多級(jí)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器的所有設(shè)置之外，所 述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體1中的可燃?xì)怏w管路中還可以設(shè)有一第二
逆火防火器9，該第二逆火防火器9可以與所述第一逆火防火器6的形式相同。所述第二逆火防火器9的設(shè)置使本發(fā)明的保險(xiǎn)系數(shù)更進(jìn)一步地加 大，將理論危險(xiǎn)系數(shù)降低為接近于零。換言之，即使回火火焰沖破了 前面的各道屏障(單向閥5、第一逆火防火器5、第一單向閥7以及第 二單向閥8)的阻截(實(shí)際發(fā)生概率應(yīng)已為零，在理論上其發(fā)生概率也 已近乎為零)，其也將在所述第二單向閥8處被攔截。所述可燃?xì)怏w優(yōu)選為氫氣和氧氣的混合氣，換言之，本發(fā)明的在 解決氫氧混合氣壓力容器的回火爆縮問(wèn)題中效果尤為顯著。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易得知的是，本發(fā)明也可以用于乙炔、天 然氣、液化石油氣等可燃?xì)怏w的壓力容器中作為其安全裝置從而大大 降低甚至排除其爆炸可能性。所述第一和第二單向閥的開(kāi)啟壓力范圍可以為0.00035 MPa至 0.035 MPa。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體使用條件來(lái)確定開(kāi)啟壓力的 數(shù)值。如上所述，本發(fā)明提供的具有多級(jí)逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力 容器的使用將非常穩(wěn)定可靠，其安全性能己達(dá)到最佳。雖然上述已結(jié)合一個(gè)例示性的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明的理念進(jìn)行了例 示，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在具體實(shí)施方式
中所例示的結(jié)構(gòu) 僅僅是可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的優(yōu)選示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本 發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神的范圍內(nèi)作出各種等效的修改或變化。這些修改和變 化理應(yīng)落入本發(fā)明應(yīng)予保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種具有逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器，所述可燃?xì)怏w壓力容器具有罐體，該罐體設(shè)有與上游的氣源相連的進(jìn)氣管路以及與下游的燃燒器相連的供氣管路，在所述供氣管路中的與所述罐體鄰近的位置上，設(shè)有第一逆火防火器，其特征在于在所述供氣管路中的與所述罐體鄰近的位置，還設(shè)有一第一單向閥，所述第一單向閥的方向設(shè)置成允許周圍空氣通過(guò)所述第一單向閥進(jìn)入所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體的內(nèi)部。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器，其特征在于所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體中的可燃?xì)怏w管路中還設(shè) 有一第二單向閥。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的具有逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容 器，其特征在于所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體中的可燃?xì)怏w管路中 還設(shè)有一第二逆火防火器。
4. 如權(quán)利要求1所述的可燃?xì)怏w壓力容器，其特征在于所述可 燃?xì)怏w為下列選項(xiàng)中的一種乙炔、天然氣、液化石油氣、氫氣和氧 氣的混合氣。
5. 如權(quán)利要求1所述的可燃?xì)怏w壓力容器，其特征在于所述可 燃?xì)怏w為氫氣和氧氣的混合氣。
6. 如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的可燃?xì)怏w壓力容器，其特征 在于所述單向閥的開(kāi)啟壓力范圍為0.00035 MPa至0.035 MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有逆火防火裝置的可燃?xì)怏w壓力容器，所述可燃?xì)怏w壓力容器具有罐體，該罐體設(shè)有與上游的氣源相連的進(jìn)氣管路以及與下游的燃燒器相連的供氣管路，在所述供氣管路中的與所述罐體鄰近的位置上，設(shè)有第一逆火防火器，其中在所述供氣管路中的與所述罐體鄰近的位置，還設(shè)有一第一單向閥，所述第一單向閥的方向設(shè)置成允許周圍空氣通過(guò)所述第一單向閥進(jìn)入所述可燃?xì)怏w壓力容器的罐體的內(nèi)部。
文檔編號(hào)F17C1/00GK101210648SQ20061015658
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者楊炳霖 申請(qǐng)人:楊炳霖