以活性金屬線的氧化熱推進的系統及方法
2023-07-03 15:41:51
專利名稱：以活性金屬線的氧化熱推進的系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種推進的系統及方法，特別是涉及一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統及方法。
背景技術：
過去30年全球氣候變遷明顯，全球平均溫度上升速率為過去一百年的三倍，全球暖化成為先進國家的重要課題。活塞式引擎將燃料轉為動力，百餘年來已被廣泛地應用於發電機、牽引機、汽車、卡車及輪船等。由於汽油、柴油等爆炸燃燒推動活塞的同時，產生水及有害氣體co2、co、nox、SOx，其中CO2更是氣候暖化重要元兇，因此如何改變動力減少CO2排放，引發了許多發展方向，包括燃氫引擎、生質燃料引擎、電池推進的電動車或複合動力車、高壓空氣推進的氣動 車、太陽能推進的電動車等。現有以含金屬固態燃料作為動力的應用或研究已主要用於航太運輸工具的火箭推進器及飛彈推進器等。鋁粉因為重量輕、價格便宜、燃燒氧化熱高，較其他活性金屬適合作為固態燃料的成份。在引擎動力技術方面，美國專利第3，771，313號揭露一種將含活性金屬顆粒的水流體燃料預熱至一溫度(熔點以下)使活性金屬顆粒接近熔融，而後利用噴霧器將此水流體燃料噴成液滴於反應室內，另設水噴霧器，經加熱使高溫蒸汽噴出且與該噴出燃料接觸，以使氧化反應更加完全。反應所釋放出的熱量則產生大量高溫高壓蒸汽作為動力來源。美國專利公開號2007/0056210揭露一種固態燃料動力系統。該固態燃料動力系統包括一汽缸，一設於該汽缸內的活塞，一設於該汽缸的熔融鋁金屬或鋁粉末噴嘴，一設於該汽缸的水汽噴嘴，一設於該汽缸的進氣閥及一設於該汽缸的排氣閥。藉此，使噴入汽缸中的熔融金屬或鋁粉末與水汽混合接觸而起氧化作用以產生熱能。上述作為引擎動力的現有技術均需要金屬粉末或顆粒、金屬粉末或顆粒的輸送裝置、熔融加熱裝置及噴霧裝置，使得所述固態燃料動力系統變的較複雜、難處理及昂貴。
發明內容
本發明的目的是提供一種不需要使用現有所需的金屬粉末或顆粒輸送裝置、熔融加熱裝置及噴霧裝置的固態燃料動力系統。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，包括一汽缸，具有一汽缸本體，一進氣閥及一排氣閥，該汽缸本體界定出一燃燒室，該進氣閥用以在汽缸吸氣階段時將外部空氣引入燃燒室內，該排氣閥用以在汽缸排氣階段時使廢氣排出燃燒室；一活塞，設於該汽缸本體內；一電弧發生裝置，具有穿入該汽缸本體內的一第一電極與一第二電極，該第一電極與第二電極之間存在一足以產生電弧的小間隙；一第一活性金屬線供應器，供應一第一活性金屬線，並將第一活性金屬線餵入該燃燒室內作為該第一電極；以及一電源供應器，電連接至該第一電極與該第二電極，藉此，使該第一電極與該第二電極共同產生電弧而將該第一活性金屬線的線頭汽化以產生金屬氣體，該金屬氣體立即與燃燒室內的空氣進行氧化反應而產生熱能以推動該活塞。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該第二電極具有一固設於該汽缸本體的耐火條棒。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該耐火條棒的材料選自鉿、鈮、鑰、鋨、鉭、錸、鎢及上述材料的耐火合金以及石墨及石墨為主的複合材料。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該系統還包括一第二活性金屬線供應器，用以供應一第二活性金屬線並將該第二活性金屬線餵入該燃燒室內作為該第二電極。
本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該第一活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該第二活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該第一金屬線供應器具有一用以卷繞該第一活性金屬線的金屬線卷線輪與一金屬線驅動單元，該金屬線驅動單元包括一驅動馬達及一對與該驅動馬達相配合的驅動滾輪，所述驅動滾輪受該驅動馬達驅動而旋轉並夾緊該第一活性金屬線以驅動該第一活性金屬線前進。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該驅動馬達為一步進馬達。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該系統還包括一具有一保護性氣體的氣體供應源，該汽缸設有一連接至該氣體供應源的電極連接座，該電極連接座自該汽缸外部穿過該汽缸本體往內延伸入該燃燒室內並界定出一可通入該保護性氣體的氣體通道，該第二電極穿入該氣體通道，以使該第二電極曝露在該保護性氣體環境下。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該保護性氣體選自氫氣、氮氣、氦氣、氖氣、IS氣、氪氣、氣氣、氡氣及上述氣體的混合氣。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該汽缸設有兩個相間隔的耐火材料所做成的擋壁，所述擋壁自該汽缸本體往內延伸入該燃燒室內，且該第一電極及該第二電極設在所述擋壁之間。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該汽缸設有一個耐火材料所做成的套管，該第一電極與該第二電極設在該套管內。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，該汽缸設有兩個電極連接座，該第二電極具有兩個分別固設於所述電極連接座的耐火條棒，所述耐火條棒分別位於該第一活性金屬線的線頭的兩相對側。又，本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法包括下列步驟將一第一活性金屬線餵入一汽缸的燃燒室內作為一第一電極；將一第二電極置入該汽缸的燃燒室內，藉此使該第二電極與該第一電極共同形成一電弧發生裝置；將一外部空氣引入該汽缸的燃燒室內；以及施加一電壓於該電弧發生裝置，以在該第一電極與第二電極間產生電弧而將該第一活性金屬線的線頭汽化以生成金屬氣體，使得該金屬氣體立即與燃燒室內的空氣進行氧化反應而產生熱能以推動該汽缸內的活塞。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該第二電極由一固設於該汽缸且穿入該燃燒室的耐火條棒所構成。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該耐火條棒的材料選自鉿、鈮、鑰、鋨、鉭、錸、鎢及上述材料的耐火合金以及石墨及石墨為主的複合材料。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該第二電極由一第二活性金屬線所構成，該第二活性金屬線以一金屬線供應器被餵入該汽缸的燃燒室內。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該第一活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該第一活性金屬線的材料是招。
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本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該第二活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該第二活性金屬線的材料是招。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，經增壓以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，加入臭氧提高臭氧濃度以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，先噴入水氣以增加溼氣以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，先噴入水氣增加溼氣、加入臭氧提高臭氧濃度以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該方法還包括使該第二電極曝露在一保護性氣體環境下，以降低該第二電極氧化。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該保護性氣體選自氫氣、氮氣、氦氣、氖氣、IS氣、氪氣、氣氣、氡氣及上述氣體的混合氣。本發明所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，該方法還包括將該汽缸的燃燒室內氧化反應所產生的廢氣排出該燃燒室外；以及過濾所排出的廢氣並收集廢氣中的氧化金屬粉粒。本發明的有益效果在於利用電壓使該第一電極與該第二電極產生電弧，進而使活性金屬線的線頭氣化產生金屬氣體以作為氧化所需的燃料，如此可以排除現有所使用的金屬粉末、金屬粉末熔融加熱裝置及噴霧裝置；另外，以活性金屬線作為原料可以使用簡單的輸送裝置如滾輪與馬達的組合即可達成餵入汽缸內的效果，因此，可以排除現有所使用的較為複雜結構的粉末輸送裝置。
圖I是一示意圖，說明本發明一第一較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的結構；圖2是一示意圖，說明本發明一第二較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的結構；圖3是一示意圖，說明本發明一第三較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的結構；圖4是一示意圖，說明本發明一第四較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的結構；圖5是一示意圖，說明本發明一第五較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的結構；圖6是一示意圖，說明本發明一第六較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推 進的系統的結構；圖7是一示意圖，說明本發明一第七較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的結構；以及圖8是一流程圖，說明本發明一較佳實施例的一種以活性金屬線的氧化熱推進的方法及步驟。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。參閱圖1，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一較佳實施例包括一汽缸2,具有一汽缸本體21, —設於該汽缸本體21的進氣閥22, —設於該汽缸本體21的排氣閥23以及一設於該汽缸本體21的電極連接座27，該汽缸本體21界定出一燃燒室210，該進氣閥22用以在汽缸2吸氣階段時將外部空氣引入燃燒室210內，該排氣閥23用以在汽缸2排氣階段時使廢氣排出燃燒室210 ;—活塞24，設於該汽缸本體21內；一電弧發生裝置6,具有穿入該汽缸本體21內的一第一電極61與一第二電極62,該第一電極61與第二電極62之間存在一足以產生電弧的小間隙；一連接該活塞24的曲柄26 第一金屬線供應器4，供應一第一活性金屬線411，並將第一活性金屬線411餵入該燃燒室210內作為該第一電極61，該第一金屬線供應器4具有一用以卷繞該第一活性金屬線411的金屬線卷線輪41與一活性金屬線驅動單元42，該活性金屬線驅動單元42可將第一活性金屬線411餵入該燃燒室210 ;以及一電源供應器5，電連接至該第一電極61與該第二電極62，藉此，使該第一電極61與該第二電極62共同產生電弧而將該第一活性金屬線411的線頭4115汽化產生金屬氣體，該金屬氣體立即與燃燒室210內的空氣進行氧化反應而產生氧化熱能以推動該活塞24做前進與後退交互動作。在本較佳實施例中，該汽缸2可根據現有的活塞式一缸或多缸引擎作為基礎而設計。在本實施例中，該電極連接座27自汽缸2外部穿過該汽缸本體21往內延伸入該燃燒室210內，該第二電極62具有一固設於該汽缸本體21的該電極連接座27內且穿入該汽缸本體21內的耐火條棒621。該第一電極61與該第二電極62分別電連接至該電源供應器5的正極與負極。該電極連接座27界定出一氣體通道271。該第二電極62穿入該氣體通道271。該電極連接座27連接一具有一保護性氣體的氣體供應源45，使保護性氣體可以由氣體供應源45流入該氣體通道271，藉此使該第二電極62可曝露在該保護性氣體環境下，以對該第二電極62的耐火條棒621尤其是尖端產生保護作用，減低氧化的損耗。較佳下，該耐火條棒621的材料選自鉿、鈮、鑰、鋨、鉭、錸、鎢及其等的耐火合金(如鎢銅及鎢銀合金)以及石墨及石墨為主的複合材料。更佳下，該耐火條棒621的材料是鎢。較佳下,該保護性氣體選自氫氣、氮氣、氦氣、氖氣、IS氣、氪氣、氣氣、氡氣及其等的混合氣。更佳下，該氣體為IS氣。較佳下，該第一活性金屬線411的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及其等的合金(如304不鏽鋼及鋁-矽合金)。更佳下，該第一活性金屬線411的材料是鋁。較佳下，該活性金屬線驅動單元42包括一驅動馬達421，一對相配合的驅動滾輪422及一對相配合的輔助滾輪423。所述驅動滾輪422受該驅動馬達421驅動而旋轉並夾緊該第一活性金屬線411以驅動該第一活性金屬線411前進。所述輔助滾輪423用以輔助 所述驅動滾輪422使該第一活性金屬線411可以順利餵入該燃燒室210。較佳下，該驅動馬達421為一步進馬達，以準確控制該第一活性金屬線411的進料長度。該驅動馬達421可通過一齒輪組合424與該驅動滾輪422結合。該驅動馬達421、該驅動滾輪422及該輔助滾輪423均為熟知的技術裝置，因此，不在此詳細描述其結構。本實施例還包括由引擎帶動的發電機作為電源供應器5以供應電弧所需的電壓電流。參閱圖2，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一第二較佳實施例。第二較佳實施例與第一較佳實施例不同的地方在於該第二電極62是由一第二活性金屬線711所構成，該第二活性金屬線711通過一第二金屬線供應器8所供應且被餵入該汽缸2的燃燒室210內。該第二金屬線供應器8的構造與該第一金屬線供應器4相同。該第二活性金屬線711的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及其等的合金(如304不鏽鋼及鋁-矽合金)。更佳下，該第二活性金屬線711的材料是鋁。藉此，該第一電極61與該第二電極62產生電弧時，該第一活性金屬線411的線頭4115與該第二活性金屬線711的線頭7115同時氣化產生金屬氣體而與燃燒室210內的空氣進行氧化反應而產生熱能以推動該活塞24。參閱圖3，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一第三較佳實施例與第一較佳實施例不同的地方在於該汽缸2設有兩個相間隔的耐火材料所做成的擋壁261，所述擋壁261自該汽缸本體21往內延伸入該燃燒室210內，且該第一電極61及第二電極62設在所述擋壁261之間，所述擋壁261能阻擋第一電極61與第二電極62之間產生電弧的熱輻射而產生保溫作用，此可使第一活性金屬線411更能受熱產生更多金屬氣體，進而釋放更多的氧化熱能以推動該活塞24。參閱圖4，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一第四較佳實施例與第三較佳實施例不同的地方在於該汽缸2設有一個耐火材料所做成的套管262，該套管262自該汽缸本體21往內延伸入該燃燒室210內，該第一電極61與第二電極62設在該套管262內，該套管262內壁可阻擋第一電極61與第二電極62之間產生電弧的熱輻射而產生保溫作用，此可使第一活性金屬線411更能受熱產生更多金屬氣體，進而釋放更多的氧化熱能以推動該活塞24。參閱圖5，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一第五較佳實施例與第一較佳實施例不同的地方在於該汽缸本體21還形成一往外延伸的熱能集中凸部28。該熱能集中凸部28界定一電極容室281。該第一電極61與第二電極62設在該電極容室281內，以保留燃燒室210的最大空間。參閱圖6，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一第六較佳實施例與第五較佳實施例不同的地方在於本實施例中還包括一套管262設在該電極容室281內，且該第一電極61與第二電極62設在該套管262內，以保留燃燒室210的最大空間。參閱圖7，本發明的一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統的一第七較佳實施例與第一較佳實施例較佳實施例不同的地方在於該汽缸2設有兩個相間隔的電極連接座27，所述電極連接座27自汽缸2外部穿過該汽缸本體21往內延伸入該燃燒室210內，該第二電極62具有分別固設於所述電極連接座27內且穿入該汽缸本體21內的兩個耐火條棒621，所述耐火條棒621分別位於第一活性金屬線411的線頭4115的兩相對側，以便對第一活性金屬線411的線頭4115產生電弧。此可使第一活性金屬線411更能均勻受熱產生更多金屬氣體，進而釋放更多的氧化熱能以推動該活塞24。參閱圖8，並結合圖I或2，本發明一種使用上述系統以活性金屬線411的氧化熱 推進的方法包括下列步驟將一第一活性金屬線411適量前進餵入該汽缸2的燃燒室內210作為一第一電極61 ;將一第二電極62置入該汽缸2的燃燒室210內，藉此使該第二電極62與該第一電極61共同形成一電弧發生裝置6 ;吸氣階段將一外部空氣引入該汽缸2的燃燒室210內；壓縮階段由活塞將吸入的空氣壓縮使體積變小，壓力增加；爆炸燃燒及膨脹階段施加一電壓於該電弧發生裝置6,以在該第一電極61與第二電極62間產生電弧而將該第一活性金屬線411的線頭4115汽化生成金屬氣體，使得該金屬氣體立即與燃燒室210內的空氣進行氧化反應而產生熱能以推動該汽缸2內的活塞24 ;以及排氣階段由活塞24將該汽缸2的燃燒室210內氧化反應所產生的廢氣排出燃燒室210外，經由排氣管(未顯示)以及過濾器(未顯示)過濾該排出的廢氣並收集廢氣中的氧化金屬粉粒。如此周而復始，活塞24動力經由曲柄26帶動曲柄軸而旋轉。如第一與第二較佳實施例所描述的，該第二電極62可由固設於該汽缸本體21的耐火條棒621或是由被餵入該汽缸2的燃燒室210的第二活性金屬線711所構成。較佳下，本發明的方法還包括使該空氣在進入進氣閥22之前，經一增壓器(未顯示)增壓，以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。較佳下，本發明的方法還包括使該空氣在進入進氣閥22之前，經一臭氧發生器(未顯示)提高臭氧濃度、以及一增壓器(未顯示)增壓，以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。較佳下，本發明的方法還包括使該空氣在進入進氣閥22之前，噴入水氣以增加溼氣、以及經一增壓器(未顯示)增壓，以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。較佳下，本發明的方法還包括使該空氣在進入進氣閥22之前，先噴入水氣以增加溼氣、經一臭氧發生器(未顯示)提高臭氧濃度、以及一增壓器(未顯示)增壓，以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。較佳下，本發明的方法還包括使該第二電極62曝露在一保護性氣體環境下，以防止第二電極62氧化。本發明的一項優點是可以使用現有的活塞式引擎為基礎，以活性金屬線如鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及其等的合金(如304不鏽鋼及鋁-矽合金)的高氧化熱來替代汽油，其燃燒爆炸後的產物為氧化物，不會產生有毒氣體或溫室氣體的發生。而其所產生的氧化物可經由過濾及收集系統回收，作為副產品的原料或返回提煉廠還原為金屬態。本發明利用電壓在活性金屬線的線頭上產生電弧作用使活性金屬線的線頭氣化產生金屬氣體作為氧化所需的燃料，如此可以排除以往所使用的金屬粉末或顆粒、金屬粉末熔融加熱裝置，另外，以活性金屬線作為原料可以使用簡單的輸送裝置如滾輪與馬達的組合即可達成餵入汽缸內的效果，因此，可以排除以往所使用的較為複雜結構的粉末輸送
>J-U ρ α裝直。本發明的另一項優點是結合發電機或電池帶動馬達的動力系統作為汽車等運輸工具提升能源效率的混合系統，即利用活性金屬線氧化的動力及馬達的動力在行進間加以適當的調配，而達節能及增加裡程數的效果，此鋁電混合動力汽車的操作及節能原理如同 油電混合汽車的操作及節能原理。本發明的另一項優點是可製作雙燃料引擎系統，也就是說汽缸內設有一活性金屬線及一汽油(或柴油、生質油、瓦斯、石油氣)的爆炸裝置，分別以活性金屬線及汽油(或柴油、生質油、瓦斯、石油氣)作為汽缸爆炸膨脹所需的燃料，以便依需要，分別供應燃料推動活塞或同時供應雙燃料來爆炸膨脹推動活塞。以上所述僅為本發明較佳實施例，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發明的保護範圍當以本申請的權利要求書所界定的範圍為準。
權利要求
1.一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統，包括一汽缸及一活塞；其特徵在於，該汽缸具有一汽缸本體、一進氣閥及一排氣閥，該汽缸本體界定出一燃燒室，該進氣閥用以在汽缸吸氣階段時將外部空氣引入該燃燒室內，該排氣閥用以在汽缸排氣階段時使廢氣排出該燃燒室，該活塞設於該汽缸本體內；該以活性金屬線的氧化熱推進的系統還包括一電弧發生裝置、一第一活性金屬線供應器及一電源供應器，該電弧發生裝置具有穿入該汽缸本體內的一第一電極與一第二電極，該第一電極與該第二電極之間存在一足以產生電弧的小間隙，該第一活性金屬線供應器供應一第一活性金屬線，並將該第一活性金屬線餵入該燃燒室內作為該第一電極，該電源供應器電連接至該第一電極與該第二電極，藉此，使該第一電極與該第二電極共同產生電弧而將該第一活性金屬線的線頭汽化以產生金屬氣體，該金屬氣體立即與該燃燒室內的空氣進行氧化反應而產生熱能以推動該活塞。
2.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該第二電極具有一固設於該汽缸本體的耐火條棒。
3.根據權利要求2所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該耐火條棒的材料選自鉿、鈮、鑰、鋨、鉭、錸、鎢及上述材料的耐火合金以及石墨及石墨為主的複合材料。
4.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該系統還包括一第二活性金屬線供應器，該第二活性金屬線供應器用以供應一第二活性金屬線並將該第二活性金屬線餵入該燃燒室內作為該第二電極。
5.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該第一活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。
6.根據權利要求4所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該第二活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。
7.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該第一金屬線供應器具有一用以卷繞該第一活性金屬線的金屬線卷線輪與一金屬線驅動單元，該金屬線驅動單元包括一驅動馬達及一對與該驅動馬達相配合的驅動滾輪，所述驅動滾輪受該驅動馬達驅動而旋轉並夾緊該第一活性金屬線以驅動該第一活性金屬線前進。
8.根據權利要求7所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該驅動馬達為一步進馬達。
9.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該系統還包括一具有一保護性氣體的氣體供應源，該汽缸設有一連接至該氣體供應源的電極連接座，該電極連接座自該汽缸外部穿過該汽缸本體往內延伸入該燃燒室內並界定出一能通入該保護性氣體的氣體通道，該第二電極穿入該氣體通道，以使該第二電極曝露在該保護性氣體環境下。
10.根據權利要求9所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該保護性氣體選自氫氣、氮氣、氦氣、氖氣、IS氣、氪氣、氣氣、氡氣及上述氣體的混合氣。
11.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該汽缸設有兩個相間隔的耐火材料所做成的擋壁，所述擋壁自該汽缸本體往內延伸入該燃燒室內，且該第一電極及該第二電極設在所述擋壁之間。
12.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該汽缸設有一個耐火材料所做成的套管，該第一電極與該第二電極設在該套管內。
13.根據權利要求I所述的以活性金屬線的氧化熱推進的系統，其特徵在於，該汽缸設有兩個電極連接座，該第二電極具有兩個分別固設於所述電極連接座的耐火條棒，所述耐火條棒分別位於該第一活性金屬線的線頭的兩相對側。
14.一種以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法包括將一第一活性金屬線餵入一汽缸的燃燒室內作為一第一電極；將一第二電極置入該汽缸的燃燒室內，以使該第二電極與該第一電極共同形成一電弧發生裝置；將一外部空氣引入該汽缸的燃燒室內；以及施加一電壓於該電弧發生裝置，以在該第一電極與該第二電極間產生電弧而將該第一活性金屬線的線頭汽化以生成金屬氣體，使得該金屬氣體立即與該燃燒室內的空氣進行氧化反應而產生熱能以推動該汽缸內的活塞。
15.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該第二電極由一固設於該汽缸且穿入該燃燒室的耐火條棒所構成。
16.根據權利要求15所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該耐火條棒的材料選自鉿、鈮、鑰、鋨、鉭、錸、鎢及上述材料的耐火合金以及石墨及石墨為主的複合材料。
17.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該第二電極由一第二活性金屬線所構成，該第二活性金屬線以一金屬線供應器被餵入該汽缸的燃燒室內。
18.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該第一活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。
19.根據權利要求18所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該第一活性金屬線的材料是鋁。
20.根據權利要求17所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該第二活性金屬線的材料選自鋁、鎂、鈣、鈦、鋯、鐵、鉻及上述材料的合金。
21.根據權利要求17所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該第二活性金屬線的材料是鋁。
22.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，經增壓以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。
23.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，加入臭氧提高臭氧濃度以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。
24.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，先噴入水氣以增加溼氣以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。
25.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法還包括在該外部空氣進入進氣閥之前，先噴入水氣增加溼氣、加入臭氧提高臭氧濃度以促進爆炸燃燒及膨脹階段金屬氣體的完全氧化及爆炸推力。
26.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法還包括使該第二電極曝露在一保護性氣體環境下，以降低該第二電極氧化。
27.根據權利要求26所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該保護性氣體選自氫氣、氮氣、氦氣、氖氣、IS氣、氪氣、氣氣、氡氣及上述氣體的混合氣。
28.根據權利要求14所述的以活性金屬線的氧化熱推進的方法，其特徵在於，該方法還包括將該汽缸的燃燒室內氧化反應所產生的廢氣排出該燃燒室外；以及過濾所排出的廢氣並收集廢氣中的氧化金屬粉粒。
全文摘要
一種以活性金屬線的氧化熱推進的系統及方法，該以活性金屬線的氧化熱推進的系統包括一汽缸，具有一汽缸本體，一進氣閥及一排氣閥，該汽缸本體界定出一燃燒室；一活塞，設於該汽缸本體內；一電弧發生裝置，具有穿入該汽缸本體內的一第一電極與一第二電極，該第一電極與該第二電極之間存在一足以產生電弧的小間隙；一第一活性金屬線供應器，供應一第一活性金屬線，並將該第一活性金屬線餵入該燃燒室內作為該第一電極；以及一電源供應器，電連接至該第一電極與該第二電極以產生電弧使該第一活性金屬氣化。
文檔編號F24J1/00GK102788430SQ20111013089
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年5月19日
發明者葉均蔚, 謝光前 申請人:葉均蔚