燃煤發動機裝置的製作方法

2023-04-27 12:11:51

專利名稱：燃煤發動機裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發動機裝置，尤其涉及一種利用燃燒煤粉做功的燃煤發動機裝置。

背景技術：
目前，交通運輸工具大部分是以內燃機作為動力，內燃機以石油和天然氣作為燃料，在各個領域得到廣泛應用，這是一種成熟的動力機械。但隨著石油、天然氣資源的日益緊張，燃油、燃氣的成本逐漸提高，讓越來越多的消費者難以承受。同時，燃油、燃氣內燃機存在結構複雜，體積大，機械效率低，噪音大，製造成本高，使用壽命短等問題。

發明內容
本實用新型旨在針對現有燃油、燃氣內燃機存在的上述問題，提供一種燃煤發動機等動力裝置。本實用新型的燃煤發動機結構簡單、運行成本低、體積小、功率強勁。
為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案如下 一種燃煤發動機裝置，包括機架和位於機架內的燃料輸送裝置、燃燒室、轉子，其特徵在於燃料輸送裝置經管道與燃燒室進料口連接，燃燒室內設置電熱絲；轉子包括轉動盤和與轉動盤固定連接並伸出機架的轉子軸；燃燒室上部進料口與機架轉動式活動連接，下部與轉動盤連為一體；燃燒室氣體出口經單向限壓閥與轉動盤內的徑向設置的氣體通道連通，氣體通道出口設置有推動轉子轉動的噴嘴。
所述燃料輸送裝置包括固定在機架上的輸煤電機、煤粉箱、設置在輸煤轉子下端與燃燒室進料口連通的原料混合室、存氣筒；輸煤轉子設置在呈半空心的煤粉箱輸煤管內，存氣筒輸氣管伸入輸煤管內位於輸煤轉子上端，輸煤轉子上下半空心的輸煤管通道交錯，輸煤轉子上設有縱向通煤孔。
所述燃燒室內還設置有消碳球。
所述氣體通道包括與燃燒室連通的主氣道，與主氣道分別連通的低速正向氣道、高速正向氣道和反向氣道。
所述低速正向氣道、高速正向氣道和反向氣道上設置有由換向電機控制的氣道控制棒。
所述低速正向氣道、高速正向氣道和反向氣道出口對應機架圓周上設置有與噴嘴配合工作的導氣葉片。
所述機架上設置有淨化水槽、與水槽配合的煙氣淨化器、電瓶；轉子軸上設置有給存氣筒加氣的氣泵、給電瓶充電的發電機。
本實用新型與現有燃油內燃機發動機相比，具有以下優點 一、燃煤發動機結構簡單，製造成本低，易於推廣，適合於裝配載重車船。
二、燃料成本低，煤的價格是燃油價格的20％，機動車的運行成本下降80％。
三、燃煤發動機的易損件少，發動機工作時，反衝轉子旋轉，只有轉子軸兩端有滾動運動，其他均無摩擦現象，發動機使用壽命長。
四、降低輔材消耗，如機油、防凍液、變速箱油等。
五、降低發動機噪音幹擾。
六、體積小，重量輕。

圖1為本實用新型燃煤發動機結構截面示意圖 圖2為本實用新型燃煤發動機俯視結構示意圖 圖3為本實用新型燃煤發動機轉子示意圖 圖中標記1、機架，2、轉子軸，3、燃燒室，4、轉動盤，5、發電機，6、氣泵，7、存氣筒，8、煙氣淨化器，9、煤粉箱，10、正向低速導氣葉片，11、正向高速導氣葉片，12、反嚮導氣葉片，13、換向電機，14、輸煤電機，15、電瓶，16、電熱絲，17、消炭球，18、火花塞，19、單向限壓閥，20、主氣道，21、低速正向氣道，22、高速正向氣道，23、反向氣道，24、氣道控制棒，25、閥槽，26、控制閥連杆，27、安全閥，28、彈簧底座，29、電極，30、軸蓋板，31、單向閥，32、輸煤管，33、輸煤轉子，34、輸煤軸，35、原料混合室，36、壓縮空氣控制閥，37、密封槽，38、淨化水糟，39、煙氣淨化器，40、低速正向噴嘴，41、高速正向噴嘴，42、反向噴嘴，43、螺孔。
具體實施方式
本實用新型提出的是一種燃煤發動機，包括機架1和位於機架1內的原料混合室35、燃燒室3、轉子，原料混合室35經管道與燃燒室3進料口連接，燃燒室3內設置電熱絲16；轉子包括轉動盤4和與轉動盤4固定連接並伸出機架的轉子軸2；燃燒室3上部進料口與機架1轉動式活動連接，下部與轉動盤4連為一體；燃燒室3氣體出口經單向限壓閥19與轉動盤4內的徑向設置的氣體通道連通，氣體通道出口設置有推動轉子轉動的噴嘴。原料混合室35為煤氣混合室，包括固定在機架1上的進料裝置和環形存氣筒7。環形存氣筒與氣泵6配合工作。進料裝置包括輸煤電機14、與環形存氣筒7配合的煤粉箱9；輸煤轉子33設置在呈半空心的煤粉箱輸煤管32內，環形存氣筒7輸氣管伸入輸煤管32內位於輸煤轉子33上端，輸煤轉子33上下半空心的輸煤管通道交錯，輸煤轉子33上設有縱向通煤孔。機架1上部圓周上設置有還設置有淨化水槽38和與淨化水槽38配套的煙氣淨化器39。燃燒室3上端設置電極29、端面設置有環型密封槽。
燃燒室3為空心球體，上端與機架1活動連接，下端與轉動盤4連接，燃燒室3內上部設置有電熱絲16，電熱絲16電源從轉子軸導入，下部設置有開口，開口處設置有火花塞18，腔內放置有金屬消炭球17。
轉動盤4分別與燃燒室3和轉子軸2連接成一個整體，轉子下端設置有發電機5，轉動盤4內設置有排氣主道20、氣道控制棒24和安全閥27，氣道控制棒24上有閥槽25；轉子上設置有換向電機13和控制閥連杆26。氣體通道出口圓周上分別設置三對對稱的轉子噴嘴，一對為正向旋轉的低速正向噴嘴40，另一對為正向旋轉的高速正向噴嘴41，還有一對是與前兩對反方向旋轉的反向噴嘴42。
導氣葉片包括與正向低速旋轉的燃氣噴嘴，正向高速旋轉的燃氣噴嘴和反方向旋轉的燃氣噴嘴相對應的正向低速導氣葉片10、正向高速導氣葉片11和反嚮導氣葉片12，設置在氣道出口對應機架的圓周上。
煤粉箱9設置在機架1上圓周上部，橫向環型狀，縱向錐型狀，上大下小，煤粉箱9下端設置有輸煤管32，輸煤管32內設置有輸煤轉子33，輸煤轉子33上下管子為半空心和半實心結構，輸煤轉子33上實心半圓與壓縮空氣管連接。輸煤管32內壁為正圓，輸煤轉子33為正圓體與其旋轉緊配合，輸煤轉子33正圓柱體圓周上設置有縱向通孔，圓心與輸煤軸34連接並經煤粉箱9與輸煤電機14連接。軸蓋板30內設置有單向閥31，軸蓋板30上設有密封槽37。
下面結合示附圖對本實用新型進行詳細闡述。
燃煤發動機是根據反衝原理設計的，其工作原理是先在環形存氣筒7中加入壓縮空氣，接通燃燒室3內電阻絲16和輸煤電機14電源，同時啟動輸煤電機14和接通壓縮空氣控制閥36，煤粉和壓縮空氣混合氣體進入燃燒室3，經電熱絲16加熱後，煤粉迅速分解成混合燃氣，煤粉從固態升華為氣態，體積迅速膨脹，燃燒室3的溫度和壓強瞬間提高，當達到設計的壓強和溫度時，火花塞18點燃混合燃氣，使燃燒室爆炸燃燒。燃氣經單向限壓閥19通過主管道20，單向限壓閥19與安裝在彈簧底座28上的彈簧連接。控制由換向電機13控制氣道控制棒24將燃氣分配到支道中，燃氣從支道噴嘴口噴出，推動轉子旋轉，實現反衝做功。
如圖1所示，燃煤發動機的燃料供給由輸煤電機14和壓縮空氣控制閥36完成的。輸煤轉子33在輸煤管32中，上端面有半圓部分與煤粉接觸，下端面的半圓與半圓密封柱接觸，與煤粉接觸的通孔中盛滿煤粉，當輸煤電機14帶動輸煤軸34和輸煤轉子33轉動時，盛滿煤粉通管的上部與輸煤管32中的煤粉隔離，同時與壓縮空氣控制閥36接通，盛滿煤粉通管的下部與燃燒室連通，在壓縮空氣的作用下，煤粉和空氣混合併迅速進入燃燒室3。
混合煤氣進入燃燒室3後，先經過電熱絲16，在電熱絲16環型通道內加熱並分解，加熱後的燃氣和顆粒物質進入燃燒室大腔內，在離心力的作用下，顆粒物質沿燃燒室最遠圓周運動，而消炭球17已處於相同的軌跡並與燃燒室3作相對運動，這時，消炭球17對燃燒室內壁積炭和煤粉顆粒進行粉碎和研磨，以此解決燃燒積炭和煤粉顆粒的問題。
在燃燒室3內設置有兩個單向閥，上部有單向閥31，防止混合燃氣流向煤粉箱，下部有單向限壓閥19，主要作用是保證燃燒室內始終有足夠的壓力和溫度，加速煤粉分解，同時保持穩定的工作壓力。燃燒室壓力達到設計的要求時，火花塞18放電，點燃燃燒室3內的混合氣體，然氣從單向限壓閥19噴出，經主道管20達到氣道控制棒24，根據的轉速和動力需要，由換向電機13將燃氣分配到需要的氣道。
燃煤發動機轉子為鑄鐵件圓盤，轉動盤4上設置有三個支氣道，其中，低速正向氣道21和反向氣道23設置在同一圓盤上，兩個氣道各處一面，氣道噴嘴方向相反，兩個氣道分別由兩個轉子蓋板密封，蓋板上設有螺孔43；高速正向氣道22位於低速正向氣道21蓋板上面，正向高、低速噴嘴和氣道的方向一致，高速噴嘴的氣道22上有一蓋板密封。正向高、低氣道和反向氣道23經氣道控制棒24與主氣道20連接。
燃煤發動機和噴嘴設置是根據汽車實際行駛需要設置的，在圓盤上分別有三組噴嘴，一組為低速正向噴嘴40，該噴嘴的力矩長，扭矩大，主要用車輛起步或低速行駛；另一組噴嘴為高速正向噴嘴41，該噴嘴力矩短，扭矩小，但轉速快，主要用於車輛高速行駛；還有一組為反向噴嘴42，該噴嘴的力矩長，扭矩大，主要用於車輛倒車使用。
燃煤發動機的噴嘴和氣道可以根據實際需要設計，如作為座機使用，其噴嘴和氣道設置一組即可。
燃煤發動機設置了燃氣淨化裝置，由淨化水糟38和煙氣淨化器8組成。發動機廢氣從煙氣淨化器8進入，淨化水管道埋置於淨化水槽38中，廢氣從水中分解通過，使其到底淨化。
燃煤發動機的工作循環過程是電瓶15對燃燒室的電熱絲16加熱，輸煤電機14帶動輸煤轉子33將煤粉輸送到燃燒室3入口處與壓縮空氣混合，壓縮空氣將混合氣體送入電熱絲16加熱使其分解，當溫度達到煤粉燃點，壓力達到限壓閥的壓力時，火花塞18點燃燃燒室混合氣，燃氣衝開限壓閥19進入主氣道20，換向電機13帶動氣道控制棒24，使燃氣進入支道噴嘴噴出，推動轉子旋轉。當車輛起步時，換向電機13將主氣道20燃氣切換到低速正向氣道21，兩個低速正向噴嘴40反衝做功；當車輛需要加速時，換向電機13將主氣道20的燃氣切換到高速正向氣道22上，燃氣從高速正向噴嘴41噴出；當車輛需要倒車時，換向電機13將主氣道20的燃氣切換到反向氣道23上，燃氣從反向噴嘴42噴出，使轉子反方向旋轉，實現倒車的目的。
燃煤發動機的控制系統由輸煤電機14、換向電機13和壓縮空氣控制閥36組成，轉子的轉速由煤粉輸入量和壓縮空氣的輸入量決定的，兩者的功能相當於燃油汽車的油門，而換向電機13的功能就相當於燃油汽車的變速箱，只要三者協調配合併合理補充壓縮空氣、蓄電池電能，燃煤發動機就能保持穩定運行。
權利要求1、一種燃煤發動機裝置，包括機架(1)和位於機架(1)內的燃料輸送裝置、燃燒室(3)、轉子，其特徵在於燃料輸送裝置經管道與燃燒室(3)進料口連接，燃燒室(3)內設置電熱絲(16)；轉子包括轉動盤(4)和與轉動盤(4)固定連接並伸出機架(1)的轉子軸(2)；燃燒室(3)上部進料口與機架(1)轉動式活動連接，下部與轉動盤(4)連為一體；燃燒室(3)氣體出口經單向限壓閥(19)與轉動盤(4)內的徑向設置的氣體通道連通，氣體通道出口設置有推動轉子轉動的噴嘴。
2、根據權利要求1所述的一種燃煤發動機裝置，其特徵在於所述燃料輸送裝置包括固定在機架(1)上的輸煤電機(14)、煤粉箱(9)、設置在輸煤轉子(33)下端與燃燒室(3)進料口連通的原料混合室(35)、存氣筒(7)；輸煤轉子(33)設置在呈半空心的煤粉箱輸煤管(32)內，存氣筒(7)輸氣管伸入輸煤管內位於輸煤轉子(33)上端，輸煤轉子(33)上下半空心的輸煤管通道交錯，輸煤轉子(33)上設有縱向通煤孔。
3、根據權利要求1所述的一種燃煤發動機裝置，其特徵在於所述燃燒室(3)內還設置有消碳球(17)。
4、根據權利要求1所述的一種燃煤發動機裝置，其特徵在於所述氣體通道包括與燃燒室連通的主氣道(20)，與主氣道(20)分別連通的低速正向氣道(21)、高速正向氣道(22)和反向氣道(23)。
5、根據權利要求4所述的一種燃煤發動機裝置，其特徵在於所述低速正向氣道(21)、高速正向氣道(22)和反向氣道(23)上設置有由換向電機(13)控制的氣道控制棒(24)。
6、根據權利要求4或5所述的一種燃煤發動機裝置，其特徵在於所述低速正向氣道(21)、高速正向氣道(22)和反向氣道(23)出口對應機架圓周上設置有與噴嘴配合工作的導氣葉片。
7、根據權利要求1所述的一種燃煤發動機裝置，其特徵在於所述機架(1)上設置有淨化水槽(38)、與淨化水槽(38)配合的煙氣淨化器(8)、電瓶(15)；轉子軸(2)上設置有給存氣筒(7)加氣的氣泵(6)、給電瓶(15)充電的發電機(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種燃煤發動機裝置。本實用新型包括機架和位於機架內的原料混合室、燃燒室、轉子，原料混合室經管道與燃燒窒進料口連接，燃燒室內設置電熱絲；轉子包括轉動盤和與轉動盤固定連接並伸出機架的轉子軸；燃燒室上部進料口與機架轉動式活動連接，下部與轉動盤連為一體；燃燒室氣體出口經單向限壓閥與轉動盤內的徑向設置的氣體通道連通，氣體通道出口設置有推動轉子轉動的噴嘴。本實用新型燃煤發動機結構簡單，製造成本低，易於推廣，適合於裝配載重車船；燃料成本低，燃煤發動機的易損件少，發動機工作時，反衝轉子旋轉，只有轉子軸兩端有滾動運動，其他均無摩擦現象，發動機使用壽命長。
文檔編號F02B45/02GK2878688SQ200620032948
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月25日 優先權日2006年1月25日
發明者王明祥 申請人:王明祥