專利名稱：厭氧爆燃內(nèi)活塞式發(fā)動機(jī)、厭氧燃料以及包括所述發(fā)動機(jī)和厭氧燃料的運(yùn)載工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉;5i^氧爆燃內(nèi)活塞式發(fā)動機(jī)、厭氧燃料、包括所述發(fā)動 機(jī)和厭氧燃料的運(yùn)載工具、及其方法。
背景技術(shù)：
商用內(nèi)活塞式發(fā)動機(jī)是一種熱力發(fā)動機(jī)，其中燃料在封閉空間中發(fā)生 燃燒并產(chǎn)生可膨脹的高溫/高壓氣體。膨脹氣體用來直接移動活塞、渦輪葉 片、轉(zhuǎn)子或者發(fā)動機(jī)本身從而做有用功。
參照圖1，圖1示出商用四沖程發(fā)動機(jī)的部件。該發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部 件包括曲軸、 一個(gè)或更多凸輪軸以及氣門。圖l除其他外主要示出活塞
(181)、活塞桿(182)、十字頭(183)、連桿(184)和曲柄(185)。 對二沖程發(fā)動機(jī)而言，可能只設(shè)有排氣出口和燃料進(jìn)口而沒有氣門系 統(tǒng)。在兩類發(fā)動機(jī)中，設(shè)有一個(gè)或更多氣缸并且為每個(gè)氣缸設(shè)有火花塞、 活塞和曲柄?；钊谙蛏匣蛳蛳碌倪\(yùn)動中對氣缸的單次掃掠叫做沖程并 且在氣缸中的空燃混合物被點(diǎn)燃后立即發(fā)生的向下沖程叫作做功沖程。
所有內(nèi)燃發(fā)動機(jī)都依賴于發(fā)熱的化學(xué)燃燒過程燃料的反應(yīng)，通常 為與空氣的反應(yīng)，盡管有時(shí)也采用諸如一氧化二氮之類的其他氧化劑。 當(dāng)今最為普遍使用的燃料由碳?xì)寤衔锝M成并源于石油。這些燃料包括 公知為汽油、液化石油氣、氣化石油氣、壓縮天然氣、石油天然氣、氬、 柴油、JP18(噴氣燃料)、填埋氣、生物柴油、花生油、乙醇和甲醇(曱 基或木精)。這些碳?xì)浠衔锏娜紵a(chǎn)生作為全球變暖的主要原因的二 氧化碳以及產(chǎn)生由不完全燃燒引起的一氧化碳。
燃料方面的其他局限性在于燃料必須易于通過燃料系統(tǒng)而可傳輸 至燃燒室，并且在于燃料在燃燒后以熱量和加壓氣體的形式釋放充分的 能量以利用可做功的發(fā)動機(jī)。商用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的最大效率通常不會超過51%。
氧化劑通常是空氣，但可以是純氧、 一氧化二氮、過氧化氫或者它 們的混合物。已見過諸如氯或氟之類的其他化學(xué)品作為實(shí)驗(yàn)用途。
柴油發(fā)動機(jī)通常比汽油發(fā)動機(jī)更重、噪音更大并且在較低轉(zhuǎn)速時(shí)功 率更大。它們還在大多數(shù)情況下更節(jié)省燃料并且用在重型公路運(yùn)載工 具、部分汽車(由于它們比汽油發(fā)動機(jī)更節(jié)省燃料而日益增多)、船舶 和部分火車頭以及輕型飛行器。汽油發(fā)動機(jī)用在大多數(shù)其他公路運(yùn)載工 具，包括大多數(shù)小汽車、摩托車和機(jī)動腳踏兩用車。柴油發(fā)動機(jī)和汽油 發(fā)動機(jī)均產(chǎn)生顯著的排放。也有除其他外主要依靠氫、曱醇、乙醇、液 化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)以及生物柴油運(yùn)行的發(fā)動機(jī)。
已采取多種方法來產(chǎn)生更多功率，即增加排量、增加壓縮比、使用 渦輪增壓器、冷卻進(jìn)氣、讓空氣更容易進(jìn)入并且在壓力下讓排氣更容易 排出、使移動組件更輕、以霧化形式噴射燃料等。然而，所有這些方法 都承受這樣的基本局限性，即它們需要與燃料分開提供的外部氧化劑 源?；始覍＠f明書德國專利305,967涉及燃燒室中過剩彈藥原料的燃 燒或著火。類似地，美國專利3,527,050公開了一種供水下使用的固體 燃料和氧化劑，但是該專利利用了分開的燃料流和氧化劑流。因此，AIP (厭氧內(nèi)活塞)和厭氧爆燃驅(qū)動往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以及用于所述發(fā)
要。 ，
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是公開一種借助于厭氧燃料致動的往復(fù)式發(fā)動 機(jī)，其包括至少一個(gè)在N沖程運(yùn)轉(zhuǎn)中在氣缸內(nèi)以可逆方式被致動的活 塞。所述活塞與曲柄相連。該往復(fù)式發(fā)動機(jī)還包括適于在每個(gè)所述N沖 程的至少一個(gè)事件中將所述厭氧燃料引到容納至少一個(gè)活塞和氣缸的 氣缸蓋的輸送裝置。還^:有點(diǎn)火裝置，其點(diǎn)燃位于所述氣缸蓋中或緊鄰 所述氣缸蓋的所述厭氧燃料，在點(diǎn)燃時(shí)，所述活塞隨著每個(gè)所述沖程在 所述氣缸中處于至少一個(gè)預(yù)定位置，使得在每個(gè)沖程中，所述厭氧燃料 的預(yù)定爆燃致動所述曲柄。
8也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)還包括適于控制點(diǎn)火時(shí)
間的控制裝置。該控制裝置選自電子裝置；機(jī)械裝置；液壓裝置；氣 動裝置；傳感器，例如光傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、化學(xué)傳感 器、電子傳感器；閥；計(jì)量器；螺線管；事件；煙感器；處理裝置；基 于實(shí)時(shí)的CPU;顯示裝置；警報(bào)器；反饋裝置；記錄裝置；發(fā)射機(jī)； 或者它們的任意組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)是2沖程往復(fù)式發(fā)動機(jī)。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)是4沖程往復(fù)式發(fā)動機(jī)。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)選自旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)；臥 式發(fā)動機(jī)；V形、線形、星形或者具有"H"、 "U"、 "X"或"W"構(gòu)形的發(fā) 動機(jī)。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述點(diǎn)火裝置選自電束，加熱塞，插塞， 火花，電子束，激光，激光束，UV光發(fā)射器，近UV發(fā)射器，IR光發(fā) 射器，尤其約275nm至約740nm的范圍內(nèi)，白色或單色光發(fā)射器，聲 發(fā)射器，振動發(fā)射器，輻射發(fā)射器，機(jī)械撞針或擊鐵，壓力感應(yīng)裝置， 沖擊波感應(yīng)器，雷管，火，加熱裝置或熱波發(fā)射器，氧化劑，酸，油， 礦物鹽，氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)點(diǎn)火裝置，用于發(fā)射磁場的裝置，墊板感應(yīng) 器，或者它們的任意組合。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其包括氣缸蓋，所 述氣缸蓋包括M個(gè)爆燃腔，其中M是等于或大于1的任意整數(shù)，所述 爆燃腔適于容納至少 一部分所述厭氧燃料。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的爆燃腔呈多邊形、圓 孔狀、噴嘴狀、錐形或錐狀、火箭狀、加農(nóng)炮狀、迫擊炮狀或者它們的 任意組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述爆燃腔位于所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述爆燃腔緊鄰所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸蓋 定位或成為其一體部分。也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述爆燃腔位于所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸蓋 的外部或旁邊，并通過管道與其連通，從而在所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi) 提供了至少一部分熱氣體團(tuán)的壓力并且致動所述活塞。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火裝置提供一連串
N次爆燃或受控的預(yù)定的適度爆炸或受控的預(yù)定的適度爆破，其中N是 等于或大于2的整數(shù)。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)還包括適于在致動所述 往復(fù)式發(fā)動機(jī)活塞后導(dǎo)引排出的熱氣體團(tuán)以致動附件的連通裝置。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)中的活塞的外表面至少 部分地由以下材料制成陶瓷材料；金屬合金；硬碳；復(fù)合材料；陶瓷 塑料；帶有鈹基體或塑料基體的燒結(jié)陶瓷；粒徑例如為0.1至ljim的陶 瓷精細(xì)或納米顆粒物；金屬，例如灰口鑄鐵、鋁；或者它們的組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的氣缸的外表面，特別 是"缸套，，，至少部分地由以下材料制成陶瓷材料；金屬合金；復(fù)合材 料；硬碳；陶瓷塑料；帶有鈹基體或塑料基體的燒結(jié)陶瓷；粒徑約為0.1 至lnm的陶瓷精細(xì)或納米顆粒物；金屬，例如灰口鑄鐵、鋁；或者它 們的組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述活塞氣缸包括多個(gè)環(huán)，特別是壓力環(huán)、 潤滑環(huán)、活塞定位導(dǎo)向環(huán)，其中至少一個(gè)環(huán)至少部分地由以下材料制成 陶瓷材料，金屬合金，復(fù)合材料，陶瓷塑料，帶有鈹基體或塑料基體的 燒結(jié)陶瓷，商用Okolon TM組合材料，粒徑尤其為0.1至ljun的陶乾 精細(xì)或納米顆粒物，金屬，尤其是灰口鑄鐵，碳復(fù)合材料，鋁，或者它 們的組合。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開一種用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的厭氧燃料；所 述燃料選自以下合成物硫磺；硝酸銨；苦味酸銨；鋁粉；氯酸鉀；硝 酸鉀(硝石)；硝化纖維；硝化甘油季戊四醇四硝酸酯(PETN); CGDN; 2，4，6-三硝基苯甲硝胺(特屈兒)和任意其他增爆推進(jìn)劑和/或其他任意 類型的爆炸物；約97.5%的RDX、約1.5%的硬脂酸鉤、約0.5%的聚 異丁烯和約0.5。/o的石墨(CH-6)的混合物；約98.5%的RDX和約1.5%
10的硬脂酸(A-5)的混合物；環(huán)四亞甲基四硝胺(HMX);奧克托今-八 氫-l,3，5,7-四硝基-l,3,5，7-四氮雜環(huán)辛烷；環(huán)硝胺-2，4,6，8,10,12-六硝基 -2，4,6,8，10，12-六氮雜異伍茲烷；2，4，6，8,10，12-六硝基六氮雜異伍茲烷 (HNIW); 5-氰基四唑-五氨-鈷(III)高氯酸鹽(CP);環(huán)三亞甲基三硝 胺(RDX);三疊氨三硝基苯(TATNB);四氮烯；無煙火藥；黑火藥； 方硼石；三氨基三硝基苯(TATB); TATB/DATB混合物；二苯胺；三 甘醇二硝酸酯(TEGDN);特屈兒；乙基中定劑；三亞甲基乙烷；二乙 基鄰苯二曱酸三硝酸酯(TMETM);三硝基氮雜環(huán)丁烷(TNAZ);疊 氮化鈉；氮?dú)?；氧化鉀；氧化鈉；二氧化硅；堿性硅酸鹽；鹽；鹽水； 海水；死海水；堿；顏料涂料；墨水；或者它們的任意組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料的特征在于其形狀選自薄 片；顆粒；粉末；凝膠體；液體；漿狀物；塑料；柔性或硬質(zhì)材料；實(shí) 心棒材；棒材；錠坯；球狀材料；角度成形膠嚢；安瓿；丸狀物；塑料
處置性彈藥筒；特殊組合材料彈藥筒；金屬彈藥筒；鋁箔；銅箔；硬紙 箔；羊皮紙箔；圓盤；或者它們的任意組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，公開了一種用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的厭氧燃 料，其優(yōu)選地適用于擴(kuò)散爆燃、受控的迅速燃燒、爆破、爆炸，并且接 收到的熱壓力氣體團(tuán)在氣缸內(nèi)所述活塞的每個(gè)沖程中產(chǎn)生沖擊波，從而 致動所述曲柄。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是^^開一種運(yùn)栽工具，其以厭氧燃料由往復(fù)式 發(fā)動機(jī)提供動力。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，由往復(fù)式發(fā)動機(jī)提供動力的運(yùn)載工具可選 自小汽車；卡車；貨車；船舶；海船；潛艇；制造成用于在海上或海 底航行的貨輪；飛行器或太空船。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開一種由往復(fù)式發(fā)動機(jī)提供動力的耗能 機(jī)構(gòu)，其中，該機(jī)構(gòu)選自發(fā)電站；泵；發(fā)電機(jī)；渦輪；水凈化站；小 型、中型和大型機(jī)械發(fā)動機(jī)；或任意種類和類型的熱交換器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開一種用于厭氧燃料的容器，其與熱、靜 電、火花、雷電、火、沖擊、水、潮濕和沖擊波隔離，具有抵擋輕兵器
ii的裝甲層，其特征在于容器套容器的設(shè)置。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器可在真空中貯藏和使用。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器包括自冷卻和干空氣系
統(tǒng)，其適于將內(nèi)部貯藏的厭氧燃料保持在不超過35'C和不低于-20'C的 溫度。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器裝備有自動C02系統(tǒng)，
該系統(tǒng)可在檢測到任何煙或火的跡象或痕跡時(shí)立即運(yùn)轉(zhuǎn)，從而充分防止 了不會在所述雙殼貯藏容器內(nèi)發(fā)生任何類型的爆燃或著火。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器裝備有計(jì)算機(jī)化的條形 碼系統(tǒng)以能夠控制所述厭氧燃料容器至全球任何地方的運(yùn)輸、移動和移 位。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器裝備有計(jì)算機(jī)化的GPS 系統(tǒng)，從而能夠控制所述厭氧燃料容器至全球任何地方的運(yùn)輸、移動和 移位。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器優(yōu)選地是商用或者特別 設(shè)計(jì)及構(gòu)造的ISO20ft和40ft集裝箱，具有尺寸為20ft-40ft的ISO集 裝箱的自裝卸性能，并且能夠通過用于快速裝卸系統(tǒng)的"框架"系統(tǒng)運(yùn) 輸。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器優(yōu)選地是商用或者特別 設(shè)計(jì)及構(gòu)造的ISO20ft和40ft集裝箱，具有尺寸為20ft-40ft的ISO集 裝箱的自裝卸性能，所述厭氧燃料容器完全與熱、低溫、潮濕、水、靜 電、火花、雷電、火、沖擊、沖擊波隔離并且被裝甲以抵擋輕兵器。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器優(yōu)選地是商用或者特別 設(shè)計(jì)及構(gòu)造的ISO20ft和40ft集裝箱，其完全被保護(hù)以抵抗外部爆炸沖 擊波，具有特別高的保護(hù)級別并且由高度安全和鈍感的材料制成。所述 厭氧燃料容器在它們的外壁、頂蓬和門上被鈍感裝曱完全保護(hù)和完全覆 蓋從而被完全保護(hù)以抵擋輕兵器(子彈、RPG等)。也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器的特征在于其是一種容 器套容器設(shè)置的雙殼容器。所述容器優(yōu)選地被冷卻并處于空氣調(diào)節(jié)狀
態(tài)，從而將所述容器內(nèi)的溫度保持在30。C以下，冷卻空氣將干冷(供給) 空氣吹入位于所述厭氧燃料貯藏處下方的格柵內(nèi)，冷卻空氣然后穿過容 器底板并在所述厭氧燃料容器周圍飄動。最后其在所述雙殼隔離容器的 頂部被提取至制冷單元(回風(fēng))，干"暖，，回風(fēng)然后在所述制冷單元的空 氣冷卻單元被冷卻并被吹回至所述容器。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器裝備有煙感器，所述煙 感器與最先進(jìn)的自動C02滅火器系統(tǒng)連接，可發(fā)現(xiàn)和照亮任何煙和/或 火源并在幾亳秒內(nèi)滅火。所述厭氧燃料容器完全符合國際安全和環(huán)境要 求。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器的真空和空氣干燥、冷 卻及除濕使得可在不對貯藏在內(nèi)的厭氧燃料進(jìn)行任何處理或維護(hù)的情 況下安全可靠地貯藏所述厭氧燃料達(dá)15-20年。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器是任何類型燃料的目前 僅有的貯藏方法，其中運(yùn)輸完全由國際條形碼系統(tǒng)控制，所述國際條形 碼系統(tǒng)能夠控制其在全球的調(diào)動。每個(gè)容器具有GPS衛(wèi)星系統(tǒng)，所述 GPS衛(wèi)星系統(tǒng)能夠完全保證集中分配以控制要運(yùn)輸?shù)拿恳粋€(gè)容器的出 售和購買并且為全球使用者提供全球范圍的防盜保護(hù)。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器可以是層疊的系列容器 或者其2D/3D排列，包括多個(gè)作為貯藏裝置設(shè)置的互連容器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開一種厭氧燃料容器輸送-貯藏系統(tǒng)，其具 有與裝/卸裝置相連的電子控制自動貯藏裝置。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，所述厭氧燃料容器輸送-j^藏系統(tǒng)中，所述 相連由軌道、傳送帶、鏈條、任意類型的儲料匣、由抗爆燃材料制成的 儲料匣-尤其是圓形儲料匣、螺旋式輸送器、管道、導(dǎo)管或者它們的任 意組合提供。
本發(fā)明的另 一個(gè)目的是公開一種借助于厭氧燃料致動往復(fù)式發(fā)動 機(jī)的方法，該方法包括在N沖程運(yùn)轉(zhuǎn)中在氣缸內(nèi)以可逆方式致動至少一個(gè)活塞，所述活塞與曲柄相連；在每個(gè)所述N沖程的至少一個(gè)事件中 借助于輸送系統(tǒng)將所述厭氧燃料引到容納至少所述至少一個(gè)活塞和氣 缸的氣缸蓋；通過點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃位于所述氣缸蓋內(nèi)或緊鄰所述氣缸蓋的 所述厭氧性燃料，在點(diǎn)燃時(shí)，活塞隨著每個(gè)所述N沖程在所述氣缸中處 于一個(gè)預(yù)定位置，使得在每個(gè)沖程中，所述厭氧燃料的預(yù)定爆燃致動所 述曲柄。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，公開一種方法，該方法還包括使所述點(diǎn)火 步驟與所述輸送步驟同步以便在所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的壓縮沖程執(zhí)行點(diǎn) 火。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，公開一種所述厭氧燃料爆燃和/或快速控制 燃燒以及接收到的加壓熱氣體團(tuán)驅(qū)動二沖程發(fā)動機(jī)的方法，其中，提供 所述厭氧燃料的輸送。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，公開一種通過厭氧燃料致動往復(fù)式發(fā)動機(jī) 的方法，其中所述點(diǎn)火步驟由一個(gè)或更多點(diǎn)火裝置提供，所述點(diǎn)火裝置 主要選自電束；火花；電子束；激光；激光束；UV光發(fā)射器；近UV 發(fā)射器；IR光發(fā)射器，約275nm至約740nm;白色或單色光發(fā)射器； 聲發(fā)射器；振動發(fā)射器；輻射發(fā)射器；機(jī)械撞針或擊鐵；壓力感應(yīng)裝置； 沖擊波感應(yīng)器；雷管；火；加熱裝置或熱波發(fā)射器；氧化劑；酸；油； 礦物鹽；氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)點(diǎn)火裝置；用于發(fā)射磁場的裝置；墊板感應(yīng) 器；或者它們的任意組合。
也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，公開一種致動所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的方法， 該方法還包括使所述點(diǎn)火步驟與所述輸送步驟同步以便在所述活塞的 致動沖程、在所述活塞的精確TDC (上止點(diǎn))位置執(zhí)行點(diǎn)火。


為了理解本發(fā)明并了解如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖 僅借助于非限制性的實(shí)施例說明多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，其中
圖1A-B以側(cè)剖面示意性地圖示了現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的四沖程發(fā) 動機(jī)；圖2示意性地示出新式發(fā)動機(jī)的側(cè)剖面；
圖3示意性地示出新式發(fā)動機(jī)的側(cè)剖面，圖中沒有活塞；
圖4示意性地示出活塞由高等級金屬合金和任選的陶瓷涂層制成的 新式發(fā)動機(jī)的側(cè)剖面；
圖5示意性地示出具有用于厭氧燃料的冷卻液缸套的新式發(fā)動機(jī)的 側(cè)剖面；
圖6A-C示意性地示出用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的新式氣缸蓋結(jié)構(gòu)的側(cè)剖
面；
圖7A-E示意性地示出用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的新式氣缸蓋結(jié)構(gòu)的側(cè)剖
面；
圖8A-C示意性地示出用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的更新的氣缸蓋結(jié)構(gòu)的側(cè)
剖面；
圖9A-C示意性地示出用于厭氧燃料的容器類型的側(cè)剖面；
圖10示意性地示出用于厭氧燃料容器的電子控制輸送系統(tǒng)的側(cè)剖
面；
圖11示意性地示出具有用于厭氧燃料的輸送系統(tǒng)的裝甲容器的正
視圖12示意性地示出具有用于厭氧燃料的輸送系統(tǒng)的裝曱容器的后
視圖，所述輸送系統(tǒng)具有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和C02自動滅火系統(tǒng)。
圖13示意性地示出具有內(nèi)部空氣分配系統(tǒng)的厭氧燃料容器的俯視
圖14示意性地示出在運(yùn)載工具例如船舶中厭氧燃料容器的貯藏布
置；
圖15示意性地示出排氣再分配和再循環(huán)系統(tǒng)； 圖16示意性地示出厭氧燃料固體顆粒尺寸；圖17圖示了使用W.J-IOOTM燃料驅(qū)動活塞的往復(fù)式發(fā)動機(jī)的氣缸 內(nèi)的壓力和加熱量的曲線圖18圖示了使用W,J-200TM燃料驅(qū)動活塞的往復(fù)式發(fā)動機(jī)的氣缸 內(nèi)的壓力和加熱的曲線圖；并且
圖19示意性地示出W.J燃料顆粒的通常形狀。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下說明闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然應(yīng) 當(dāng)理解可在本發(fā)明的參數(shù)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種修改，但是本發(fā)明在此公開的實(shí) 施方式是發(fā)明者所認(rèn)為的在商業(yè)環(huán)境中執(zhí)行他們的發(fā)明的最佳模式。
術(shù)語"往復(fù)式發(fā)動機(jī)"此后是以非限制性方式指利用厭氧燃料，而不 需要氧或其他氧化劑促進(jìn)其爆燃，將熱氣體團(tuán)轉(zhuǎn)換為壓力并隨后轉(zhuǎn)換為 一個(gè)或更多活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的任何發(fā)動機(jī)。所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)可以是任 何可利用的結(jié)構(gòu)，例如除其他外主要包括直線或直列式結(jié)構(gòu)在內(nèi)的普通 結(jié)構(gòu)，更緊湊的V形結(jié)構(gòu)，更寬但是更平直或更似箱子的結(jié)構(gòu)，飛行器 結(jié)構(gòu)，例如還可采用徑向結(jié)構(gòu)以及較不通常的結(jié)構(gòu)諸如"H"、 "U"、 "X" 或"W"之類的構(gòu)形、"汪克爾，，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)等。該術(shù)語也表示多曲軸結(jié)構(gòu)， 其根本不必需要?dú)飧咨w，但是反而可在氣缸的每一端具有活塞，以下稱 "對置活塞設(shè)計(jì)"，例如Gnome旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，其特征在于靜止的曲軸和 繞其旋轉(zhuǎn)的徑向布置的氣缸列等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了 四沖程發(fā)動機(jī)，這些發(fā)動機(jī)是實(shí)用并且節(jié)省成本的發(fā)動機(jī)，它們的特征 在于點(diǎn)火/爆燃、壓縮、做功沖程和排氣這四個(gè)循環(huán)。上述"往復(fù)式發(fā)動 機(jī)"也叫做術(shù)語W. J. EngineTM。
所述發(fā)動機(jī)的特征可在于分開和獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)由諸 如商用冷卻劑、水等適當(dāng)?shù)牧鲃游镔|(zhì)構(gòu)成。替代地或附加地，所述發(fā)動 機(jī)由例如尤其適于在高溫和高壓下運(yùn)轉(zhuǎn)的金屬合金、陶瓷或復(fù)合材料制 成，因而不需要額外的冷卻系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中，可通過將選自活塞、爆 燃室(腔)、氣缸、氣缸蓋或者它們的組合的構(gòu)件和機(jī)構(gòu)替換而將商用 發(fā)動機(jī)升級以構(gòu)成上述往復(fù)式發(fā)動機(jī)。因此，通過升級所述往復(fù)式發(fā)動 機(jī)的發(fā)動機(jī)容量、通過利用厭氧燃料，所述發(fā)動機(jī)的每個(gè)氣缸可具有更少的活塞或具有更小的氣缸，其中保持相同的容量。也在本發(fā)明范圍中
的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)適于接收例如處在140巴或更小至155巴或更 大的范圍中的熱氣團(tuán)。
在本發(fā)明范圍中的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)包括多個(gè)噴嘴(例如見機(jī) 構(gòu)719)、具有成形開孔、鉆孔或孔的圓盤，例如，其中所述鉆孔的至少 一部分與活塞橫剖面垂直并且/或者所述鉆孔的至少一部分以預(yù)定角度 相對于活塞主縱向軸線傾斜，致使熱空氣團(tuán)被導(dǎo)向所述氣缸蓋中的預(yù)定 位置，從而獲得例如最大壓力和最大發(fā)動機(jī)容量。
在本發(fā)明范圍中的是，活塞密封件由選自聚四氟乙烯、聚氨酯或硅 基聚合物的材料制成。襯套和磨損環(huán)可由商用Viton TM材料、Dlarin TM或聚酰胺基聚合物制成。環(huán)可由石墨、金屬或金屬合金、復(fù)合材料、 陶瓷或者它們的組合制成。
術(shù)語"氣門"此后是以非限制性方式指用在大多數(shù)活塞式發(fā)動機(jī)中 以打開和關(guān)閉進(jìn)氣口和排氣口的提升閥。如需要，可單獨(dú)設(shè)置進(jìn)氣門， 將定義于本發(fā)明中的厭氧燃料輸送給所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的活塞缸。例 如，所述氣門設(shè)計(jì)為具有長形桿(氣門桿)的金屬扁平圓盤。
術(shù)語"氣缸"此后是以非限制性方式指一種筒體，亦即，如上述定義 的往復(fù)式發(fā)動機(jī)中活塞在其內(nèi)移行的空間。該術(shù)語也指在共用缸體中通 常并排布置的多個(gè)氣缸。氣缸體可由例如鋁或鑄鐵鑄造而成。所述氣缸 可襯有更硬的金屬或復(fù)合材料的套筒，或賦予諸如商用Nikasil TM之 類的抗磨涂層。所述氣缸可具有濕襯墊。所述氣缸體可位于例如發(fā)動機(jī) 曲軸箱與氣缸蓋之間，經(jīng)由附連于所述活塞和曲柄的連桿將所述活塞的 往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樗銮S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。所述活塞可通過一系列金屬環(huán)而 密封于每個(gè)上述氣缸，所述金屬環(huán)繞所述活塞的圓周配合于機(jī)加工槽
中。所述氣缸的排量此后定義為所述氣缸的橫剖面(亦即缸膛)的面積 乘以所述活塞在所述氣缸內(nèi)移行的直線距離(亦即沖程)。這稱作氣缸 的"掃掠體積"。所述氣缸體至少部分地由陶乾塑料，具有鈹或塑料的燒 結(jié)陶瓷，粒徑為例如O.l至10jim的陶瓷精細(xì)或納米顆粒物，金屬，例 如灰口鑄鐵，鋁，碳，銅或銅合金，或者它們的組合制成，或者，由高 質(zhì)量合金制成。所述氣缸可包括至少一個(gè)陶瓷套筒和/或內(nèi)涂層，它們 適于保持所述氣缸內(nèi)的高壓，并適于抵抗提供于其中的熱量和/或氣體
17團(tuán)壓力。
術(shù)語"活塞，，此后是以非限制性方式指緊密配合于氣缸的缸膛內(nèi)的 滑動構(gòu)件，其目的是改變所述氣缸所封閉的體積，或者在所述氣缸內(nèi)的 流體上施加力。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式，所述活塞由陶瓷材料、復(fù)合 材料制成或者涂敷以這些材料，或者由特殊硬質(zhì)合金制成，或者由它們 的組合制成。本發(fā)明的活塞設(shè)計(jì)成支承由所述厭氧燃料的爆燃、快速燃 燒，所述燃料的適度爆破和爆炸等形成的熱氣體壓力團(tuán)的強(qiáng)波。用在部 分如上述定義的往復(fù)式發(fā)動機(jī)中的陶瓷活塞重量輕、使用壽命長、抗腐 蝕、抗溫度、抗震動并且其特征在于強(qiáng)度和抗磨擦性能增加。由于活塞 組成的耐火性能和低熱膨脹系數(shù)，其適于在很強(qiáng)的熱氣體團(tuán)的壓力下保 持其結(jié)構(gòu)，其尺寸-例如直徑或橫剖面-的膨脹幾乎為零。
術(shù)語"發(fā)動機(jī)排量，，以氣缸的掃掠體積乘以所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)中的 氣缸數(shù)量來定義。
術(shù)語"曲軸，，此后是以非限制性方式指上述發(fā)動機(jī)中將往復(fù)直線活 塞運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的部件。它通常與飛輪連接，以減少所述四沖程循環(huán) 的脈動特性，或者減少其在兩沖程循環(huán)中的類似特性，并且有時(shí)在相對 端與扭轉(zhuǎn)阻尼器或振動阻尼器連接，以減少作用于金屬的扭轉(zhuǎn)彈性的扭
轉(zhuǎn)振動，所述扭轉(zhuǎn)振動通常由距輸出端最遠(yuǎn)的氣缸沿著所述曲軸的長度 產(chǎn)生?？赡艿?，所述曲軸適于在兩個(gè)方向或任一方向上工作，亦即順時(shí) 針方向或逆時(shí)針方向。
術(shù)語"內(nèi)活塞式發(fā)動機(jī)"此后是以非限制性方式指如上述定義的往
復(fù)式發(fā)動機(jī)，其包含N多個(gè)氣缸，其中N是等于或大于1的任意整數(shù)， 例如4、 8、 12等。
術(shù)語"點(diǎn)火系統(tǒng)"此后是以非限制性方式指任何用于點(diǎn)火的電或壓 縮加熱系統(tǒng)、外部火苗和熱管系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，通過 機(jī)械裝置將厭氧燃料輸送至所述氣缸內(nèi)或緊鄰所述氣缸。因此，例如， 多個(gè)(例如一個(gè)或更多)爆燃腔和/或燃燒腔或適度爆破腔被設(shè)置在與 基于厭氧燃料的往復(fù)式發(fā)動機(jī)連通的管道中。預(yù)定度量的厭氧燃料以粉 末、彈藥筒、小球、膠嚢、漿狀物等形式輸送至該發(fā)動機(jī)，并且由上述 點(diǎn)火系統(tǒng)通過一個(gè)或更多不同機(jī)構(gòu)一例如熱量、電波、火花、電子束、激光束、離子束或者它們的組合一點(diǎn)燃。所以，所述厭氧燃料在點(diǎn)火后 立即爆燃并且在所述氣缸內(nèi)提供了預(yù)定度量的氣體壓力團(tuán)。
術(shù)語"發(fā)動機(jī)容量"此后是以非限制性方式指借助所述往復(fù)式發(fā)動 機(jī)的活塞而形成的排量或掃掠體積。對較大的往復(fù)式發(fā)動機(jī)而言，所述 容量通常以公升或立方英寸計(jì)量，而對較小的發(fā)動機(jī)而言，則通常以立 方厘米計(jì)量。在本發(fā)明范圍中的是，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)可用于例如約
100、 2500-60000、 80000、 150000HP或更高的低轉(zhuǎn)速高容量發(fā)動機(jī)。
術(shù)語"厭氧燃料，，此后是以非限制性方式指以化學(xué)方式或其他高能 方式提供往復(fù)式發(fā)動機(jī)的爆燃驅(qū)動的化學(xué)合成物，"厭氧燃料，，也以商業(yè) 術(shù)語W.J.Fuel TM、 W.J.Chimofuel TM和/或W.J.Explofuel TM 7>知和 使用。本發(fā)明的厭氧燃料不需要氧或其他氧化劑來促進(jìn)其爆燃。本發(fā)明 的厭氧燃料在實(shí)踐中適于用在真空中。因此，在本發(fā)明范圍中的是，本 發(fā)明的厭氧燃料尤其但非排他性地適于被任何類型的船只、水下船只、 水下發(fā)電站、位于氧氣稀薄的山頂?shù)陌l(fā)電站、對流層或平流層之外且在 太空中的發(fā)電站等所利用.所述厭氧燃料在操作和貯藏中是安全的，并 且可能地，如需要的話，不包含絲毫TNT或其衍生物。
術(shù)語"容器，，此后是以非限制性方式指商用W.J Container TM。
所述厭氧燃料易于操縱和貯藏，尤其是在其特殊容器內(nèi)。所述厭氧 燃料重量輕并且體積緊湊。作為一種高發(fā)熱燃料，只需要少量的厭氧燃 料來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)爆燃和/或適度度量的爆破和/或適度度量的爆炸。其相對便 宜，尤其是將每HP或瓦和瓦-小時(shí)的燃料成本與基于油的燃料相比時(shí)。 所述厭氧燃料是無煙并且是利于環(huán)境的燃料。其可用于使用往復(fù)式發(fā)動 機(jī)的任何用途，諸如發(fā)電廠；重工業(yè)；輕工業(yè)；任何類型的推進(jìn)機(jī)； 渦輪；運(yùn)載工具，諸如小汽車和卡車、火車、任何類型的船舶、潛艇、 水下單元、商業(yè)海船和水下船只、飛機(jī)等；泵；發(fā)電機(jī)；發(fā)電廠；所有 類型的泵；熱交換器，例如水凈化站、冷卻器、加熱器、熱交換器和空 氣調(diào)節(jié)站等。
該厭氧燃料是無灰合成物，在實(shí)踐中在處理酸、Nox及其有毒衍生 物后不留下或留下很少的痕量。此外，所述厭氧燃料符合IMO的 MARPOL73/78 />約的附則VI的NOx排放規(guī)定。本發(fā)明的厭氧燃料是高發(fā)熱合成物，并且以純狀態(tài)商品化，供即時(shí) 使用，其中在利用所述厭氧燃料之前無需進(jìn)行預(yù)清洗、預(yù)加熱或其他凈 化步驟。
在本發(fā)明范圍中的是，所述厭氧燃料選自這樣的組，所述組除其他
外主要包括以下材料的一或多種合成物硫磺；硝酸銨；苦味酸銨；鋁 粉；氯酸鉀；硝酸鉀(硝石)；硝化纖維；硝化甘油季戊四醇四硝酸酯 (PETN); CGDN; 2,4,6-三硝基苯甲硝胺(特屈兒)和任何其他增爆 推進(jìn)劑和/或其他任何類型的爆炸物；約97.5。/。的RDX、約1.5%的硬脂 酸釣、約0.5%的聚異丁烯和約0.5。/。的石墨(CH-6)的混合物；約98.5% 的RDX和約1.5%的硬脂酸(A-5 )的混合物；環(huán)四亞甲基四硝胺(HMX); 奧克托今-八氫-1,3,5,7-四硝基-1，3，5，7-四氮雜環(huán)辛烷；環(huán)硝胺 -2，4，6，8,10，12-六硝基-2，4，6,8，10,12-六氮雜異伍茲烷(CL-20 ); 2,4,6，8,10，12-六硝基六氮雜異伍茲烷(HNIW); 5-氰基四唑-五氨-鈷(111) 高氯酸鹽(CP );環(huán)三亞甲基三硝胺(RDX);三疊氨三硝基苯(TATNB ); 四氮烯；無煙火藥；黑火藥；方硼石；三氨基三硝基苯(TATB); TATB/DATB混合物；二苯胺；三甘醇二硝酸酯(TEGDN);特屈兒； 乙基中定劑；三亞甲基乙烷；二乙基鄰苯二甲酸三硝酸酯(TMETM); 三硝基氮雜環(huán)丁烷(TNAZ);疊氮化鈉；氮?dú)?；氧化鉀；氧化鈉；二氧 化硅；堿性硅酸鹽；鹽；鹽水；海水；死海水；堿；顏料涂料；墨水； 或者它們的任意組合。
才艮據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式(W. J. FuellOOATM)，厭氧燃料包含 98.8%的硝化纖維；1%的二苯胺；以及可選地，高達(dá)0.2%的顏料。粒 4圣為大約1.1 mmxl.2 mmx0.13 mm。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式(W. J. Fuel 100B TM )，厭氧燃料包含 97.8%的硝化纖維；1%的二苯胺；可選地1%的硫酸鉀；以及可選地， 高達(dá)0.2%的顏料。粒徑為大約1.1 mmxl.2 mmx0.13 mm。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式(W. J. Fuel 200A TM),厭氧燃料包含 52.66%的硝化纖維；42.47%的硝化甘油；2.02。/。的乙基中定劑；2.65% 的鄰苯二曱酸二乙酯；以及可選地，高達(dá)0.2。/。的顏料。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式(W. J. Fuel 200B TM )，厭氧燃料包含
2052.71%的硝化纖維；42.52%的硝化甘油；2.02%的乙基中定劑；2.65% 的鄰苯二曱酸二乙酯；以及可選地，高達(dá)0.1%的顏料。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，所述厭氧燃料的特征在于氮含量 13.15%+/-0.005%; 132DGC穩(wěn)定性最大3.0Noml/g;最大堿度(以 CaC03計(jì))0.25%;細(xì)度最大85ml;灰分最大0.4%; E/A(l:2) 溶解度最小30%;酒精溶解度最大4.0%;粘度(2%丙酮溶液) 26.2-118mm2/s;濕度20%-30%;包裝金屬鐵桶凈重100-105KG。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，所述厭氧燃料的特征在于二苯胺含 量為99.50%;低沸點(diǎn)0.5%;高沸點(diǎn)0.5%;苯胺0.1%;凝固點(diǎn)52.60
與水反應(yīng)的濃縮物中性；濕度0.2%;以及酒精不溶性物質(zhì) 0.005%。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，所述厭氧燃料以各種重量、能量功率 比和類型、形狀、顏色和尺寸提供，以非限制性方式選自薄片、粉末、 凝膠體、液體、漿狀物、塑料、柔性或硬質(zhì)材料、實(shí)心棒材、圓盤、棒 材、錠坯、球狀材料、蛋狀體、拋物線或雙曲線形狀、或者它們的任意 組合。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)清楚，可使用角度成形膠嚢、安瓿、 丸狀物、塑料處置性彈藥筒、特殊組合材料彈藥筒、金屬彈藥筒、鋁箔、 銅箔、硬紙板、羊皮紙或者它們的任意組合。
本發(fā)明中定義的厭氧燃料，又稱作W.J. Fuels TM，是賦予高能材 料族的品名，所述高能材料在同一合成物中具有還原和氧化組分。更具 體地，所述厭氧燃料是在同 一分子中具有碳架和釋氧基團(tuán)的有機(jī)分子。 當(dāng)通過火花或通過加熱起爆時(shí)所述分子經(jīng)歷內(nèi)氧化還原過程(爆燃)， 產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物類似于當(dāng)有機(jī)材料在室外空氣中燃燒所產(chǎn)生的燃燒產(chǎn) 物。大多數(shù)制劑中，硝基(-N02)是釋氧基團(tuán)。此類制劑可在封閉空 間中完全燃燒而不需要大氣中的氧。軍事工業(yè)中此類化合物叫做推進(jìn) 劑，并且作為導(dǎo)火索廣泛用在槍排射和火箭中。
示意性地，所述反應(yīng)可描述如下
A
燃料—-(N02)n— CO + C02 + H20 +N2 厭氧燃料W.J.Fuel-lOOTM是新式高能材料族的最簡單的成員的商
21標(biāo)名。
W.J.Fuel-100TM是由1%的二苯胺穩(wěn)定的99%純硝化纖維?？蓪⒉?同的高能或非高能的添加劑添加至所述制劑，形成產(chǎn)品族。曾經(jīng)選擇 W.J.fuel IOOTM進(jìn)行熱動力學(xué)分析。大多數(shù)與該燃料有關(guān)的結(jié)論將與其他 厭氧燃料合成物相關(guān)。
基于硝化纖維的厭氧燃料是軍用推進(jìn)劑以及各類清漆和大漆的主 要成分。它是厭氧燃料的主要成分和基干。其在全球許多地方通過纖維 素與硝酸之間簡單、直接的反應(yīng)量產(chǎn)。纖維素是聚葡萄糖，其中每個(gè)葡 萄糖單元具有三個(gè)可被硝化的自由羥基。根據(jù)反應(yīng)條件，可硝化一個(gè)、 兩個(gè)或更多羥基，從而增加所述燃料的能含量。能量級別、硝化程度被 指定為氮含量的百分比。完全硝化的硝化纖維的單元鏈(14.14%N)。 W.J.Fuel-100 TM是氮含量為13.15%的塑化硝化纖維。W.J.Fuel-100TM (M.W-547.7)的單元鏈的燃燒方程式由以下分子配置表示
C12H148N5150198—10CO+2CO2+5.5H2O+1.9H2+2.57N2+痕量(NO + CH4)
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)該方程式中的兩個(gè)要點(diǎn)(i)燃燒過程不需要外部氧；(ii) 雖然所述燃料包含氮，但是相對地在燃燒中產(chǎn)生很少的NOx氣體。原 因是硝基的氧被用來使碳和氫氧化并且大部分氮以N2釋放。 W.J.Fuel-lOOTM的絕熱火焰溫度是30340K并且反應(yīng)熱量(燃燒熱量) 是1034cal/g。所述燃燒氣體的平均分子量是24.3并且"CP/CV=1.235。 所述燃燒產(chǎn)物的相對百分比和W.J.Fuel-100TM的部分熱化學(xué)數(shù)據(jù)在表1 中匯總。為了進(jìn)一步進(jìn)行比較，用于辛烷(作為粗柴油的代表)的燃燒 方程式的相關(guān)數(shù)據(jù)也包括在表1中。
表l: W.J.Fuel-lOOTM和辛烷的燃燒產(chǎn)物和熱化學(xué)
特性_硝化纖維_n-辛烷+02
反應(yīng)焓 1034 cal/g 2542 cal/g
力 1034焦耳/g 626焦耳/g
燃燒溫度 30340K 22770K
CO 51,12% 痕量co216.12%68.48%
18.07%31.52%
N213.13%
H20.69%
NO痕量
CH4痕量
氣體平均MW24.3830.32
CP/CV1.2351.133
每100g摩爾數(shù)4.073.30
從材料的燃燒反應(yīng)提取有用功的能力通常用該材料的"力常數(shù)，，表 示。理論上它是封閉在一立方厘米的體積內(nèi)的一克推進(jìn)劑或燃料和氧的 混合物在大氣壓下推動無重量、無摩擦的活塞直到達(dá)到壓力平衡為止的
能力。將通用的氣體方程式PV=nRT應(yīng)用于n=l/MW的特殊情況，我 們得到F=RxTv/Mw。將所述公式應(yīng)用于W.J fuel-100TM我們得到 Fw.j=8.313x3034/24.38=1034.5焦耳/g。
該力值遠(yuǎn)大于辛烷與氧反應(yīng)的力值，意味著每單位重量可從 W.J.FuelTM提取的功比辛烷和氧的混合物多。
熱力學(xué)第一定律規(guī)定化學(xué)反應(yīng)中釋放的能量等于該反應(yīng)釋放的熱 量+系統(tǒng)所做的功dE=dQ-dW。如果系統(tǒng)沒有做功，則dW=0且AE=AQ。 所有能量都轉(zhuǎn)換為熱量。
如果所述反應(yīng)發(fā)生在活塞內(nèi)，并且活塞在恒定壓力下移動，則做功 并且所述方程式采取的形式是dE=dQ-dW=dQ-PexdV。積分法將產(chǎn)生 以下關(guān)系A(chǔ)E=Q-P*lnV2/Vl。該方程式的物理含義是v2/vl的比值越 大，則可從系統(tǒng)提取的功就越大。
為了使功最大化，P*lnV2/Vl項(xiàng)必須最大化。更具體而言，需要使 V2/V1最大化，這在活塞術(shù)語中意味著使壓縮比最大化。返回到 W.J.Fuel-100TM的燃燒方禾呈式
C12H148N515019.8—10CO+2CO2+5.5H2O+1.9H2+2.57N2+痕量(NO + CH4)五百四十八克固體W.J.fuel-100TM，其體積為548/1.6=0.3425公升， 在燃燒后產(chǎn)生22摩爾氣體，所述氣體在室溫和大氣壓下的體積將是 22x22.4=492.8公升。
由于我們不需要任何空氣或任何絕熱壓縮來點(diǎn)燃所述燃料，我們可 以將活塞設(shè)計(jì)成理論上可被壓縮成體積是從493公升到0.342公升，從 而得出壓縮比為493/0.342=1442。活塞(或發(fā)動機(jī))效率定義為活塞在 壓縮之前的體積與在燃點(diǎn)的體積的比值。高辛烷值小汽車發(fā)動機(jī)中該比 值約為8:1。該比值稱為壓縮比。
熱力學(xué)中活塞效率定義為1- (l/壓縮比)，1， (Y=Cp/Cv)。如果我 們假i殳活塞被壓縮至其原始體積的1/1000,則對于1000的壓縮比而言 所述效率將是l畫(1/1000 ) 1.235-1=1國0.197=0.803。 W.J.Fuel-10(FM的功 效可以是80.3%。由于不同于常規(guī)粗柴油發(fā)動機(jī)，這樣的壓縮比可用于 新設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)中，在以厭氧燃料來運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)中不需要對空氣絕熱 壓縮并且在壓縮期間不產(chǎn)生熱量。
使用厭氧燃料往復(fù)式發(fā)動機(jī)的另一主要優(yōu)點(diǎn)是在移動的活塞后面 控制升壓的速率和時(shí)間的能力。通過知道所述厭氧燃料的燃燒速率我們 能夠以適當(dāng)?shù)膸缀涡螤钤O(shè)計(jì)推進(jìn)劑顆粒使得所述移動的活塞后面的壓 力將以預(yù)設(shè)的速率升高以使所述活塞的功最大化。
傳統(tǒng)燃料發(fā)動機(jī)中空燃混合物被壓縮至其最小體積。點(diǎn)火后，混合 物幾乎立刻反應(yīng)從而在被壓縮的活塞中產(chǎn)生最大壓力?；钊缓蠼^熱膨 脹至其最終的最大體積，同時(shí)燃燒后的熱氣體被排出。從熱力學(xué)的角度 看，活塞可做的不可逆功或許是最不經(jīng)濟(jì)的?；钊睦碚撟畲蠊κ强赡?過程，其中膨脹期間所述活塞內(nèi)部的力(壓力x面積)總是無限小地大 于施加于所述活塞外部上的力(質(zhì)量，摩擦力，外部壓力)。這種理論 過程是無法實(shí)現(xiàn)的，但是對于厭氧燃料而言，可以盡可能接近地提取最 大功。這可通過設(shè)計(jì)燃料顆粒的形狀和大小實(shí)現(xiàn)。固體燃料顆粒只能夠 在每個(gè)顆粒的外露區(qū)域上被點(diǎn)燃。如果顆粒的燃燒速度被限定為所述顆 粒的垂直后傾表面(RBmm/sec)，則每秒燃料的燃燒量可計(jì)算為Am = A(RBxSxp)，其中S—卜表面，p-密度。通過保持所述燃燒速率和密 度恒定得出Am = (RBp)AS。這意味著通過設(shè)計(jì)顆粒正確的形狀和大小 可控制這種速率，所述燃料的質(zhì)量(Am )以該速率轉(zhuǎn)化為氣體(壓力)。
24活塞內(nèi)這種預(yù)設(shè)升壓的能力可使移動所述活塞所需的燃料量最小
化。圖20示出WJfuelTM顆粒的可能的形狀。
選擇辛烷作為粗柴油的代表以將其做功的熱力學(xué)和做功能力與 W.J.Fuel-100 TM進(jìn)行比較。在空氣中n-辛烷的燃燒反應(yīng)的方程式是
(:81118+12.502(空氣)—8C02+9H20 AHc=-1307千卡/摩爾
辛烷的絕熱火焰溫度(在空氣中燃燒時(shí))是22770K。燃燒的熱量 是2542卡/g (對于辛烷+氧的組合系統(tǒng))。產(chǎn)物的平均分子量是30.23并 且CP/CV-1.05 (見表1 )。用公式F=RxTv/Mw計(jì)算辛烷的"力常數(shù)"， 得出F辛烷=8.313乂2277/30.23=626.1焦耳/g。與WJ.fuel-10(FM的力相 比這是相當(dāng)?shù)偷闹?。用W.J.Fuel-100的力除辛烷的力得出 1034.5/626.1=1.6523。其含義是對于相等的燃料量，W.J.Fuel-10(FM比辛 烷可多做65.23%的有用功(未考慮可壓縮性的差異)。
要完全消耗l摩爾(114g)辛烷，必須壓縮12.5摩爾氧。結(jié)果形成 17摩爾產(chǎn)物。這不是很好的氣體產(chǎn)物與氣體反應(yīng)物的比值。如果使用空 氣，與所有粗柴油發(fā)動機(jī)的情況一樣，則除了 12.5摩爾氧之外必須另外 增加50摩爾氮?dú)夂蜌鍤?。目前的活塞中我們壓縮63.5摩爾反應(yīng)物并在 點(diǎn)燃后得到67摩爾產(chǎn)物。67/63.5=0.055是很低的比值。如果我們假設(shè) 反應(yīng)前后溫度無變化，則燃燒后所述活塞壓力的增加將僅僅為5.5%。 在此類過程中提取的功是加熱產(chǎn)物氣體的結(jié)果而不是增加反應(yīng)中氣體 摩爾數(shù)的結(jié)果。計(jì)算壓縮比是8時(shí)的辛烷的功效我們得出 l一(l/8)u"-、l-0.758-0.242。辛烷的功效是24.2%。這種比較的結(jié)論是厭 氧燃料例如W.J.Fuel-100 TM相對于粗柴油的主要優(yōu)點(diǎn)是其沒有"呼吸" 空氣而燃燒和做功并且達(dá)到了使用粗柴油時(shí)不可能達(dá)到的活塞壓縮比 的能力。如果將這兩種燃燒的功效的比值乘以所述力的比值我們得出 -(80.3/24.2)1.65=5.48,該值可用作對做與給定辛烷量相同的功所需的厭 氧燃料可少多少的一種指標(biāo)。
基于硝化纖維的材料的危害等級是1.3C。這意味著所述燃料是易燃 的但不會集中爆炸。基于硝化纖維的材料在貯藏不當(dāng)時(shí)能夠自燃。必須 小心謹(jǐn)慎以防發(fā)生此類事情。然而當(dāng)以適當(dāng)方式貯藏和包裝時(shí)，能夠安 全地將它們航運(yùn)或者通過火車或卡車運(yùn)輸而不會發(fā)生危險(xiǎn)。厭氧燃料應(yīng)
25在環(huán)境溫度和干燥環(huán)境下貯藏于圓桶內(nèi)。在這種條件下所述燃料可貯藏
超過15年。
纖維素是高等植物細(xì)胞的主要組分并且是地球上最豐富的有機(jī)化 合物之一。造紙和服裝工業(yè)每年要使用數(shù)十億噸的纖維素。纖維素的主 要來源是棉花、木漿和醋酸菌。用濃硝酸和硫酸的混合物使所述纖維素 硝化并產(chǎn)生硝化纖維的硝酸酯。所述酸再循環(huán)并再利用以用于進(jìn)一步的 硝化工藝。二苯胺是硝化纖維的穩(wěn)定劑并且在厭氧燃料的生產(chǎn)過程中以 0.7-1.0%的濃度被添加至硝化纖維。它是一種普通、易于獲得并且廉價(jià) 的化學(xué)品。普通酒精、乙醚和乙酸乙酯是很普通并且廣泛使用的有機(jī)溶 劑。它們用于許多有機(jī)反應(yīng)中。它們在WJ生產(chǎn)的捏合和擠出步驟中被 用作使硝化纖維塑化的介質(zhì)。在某些高能制劑中，將諸如二甘醇二硝酸 酯、三甘醇二硝酸酯或RDX之類的附加高能材料添加至硝化纖維以增 加能量。
通過在清洗干凈的棉絨或由木漿制備的優(yōu)質(zhì)纖維素上將硝酸和硫 酸的混合物硝化來制備硝化纖維。所述硝化混合物的濃度和組成確定所 形成的酯化度，通過確定產(chǎn)物的氮含量測量所述酯化度。因此，可通過 改變氮含量來制備厭氧燃料族。粗硝化產(chǎn)品首先被離心以除去大量的 酸，之后通過初步和最終煮沸操作使其穩(wěn)定。通過添加濃硝酸和無7jOS克 酸對用過的酸進(jìn)行調(diào)整并將其再循環(huán)以用于進(jìn)一步的硝化操作。所述纖 維素的原始結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)在硝化過程中保持不變。隨后在壓力下煮沸 所述硝化纖維最終生產(chǎn)出粘度級別符合要求的產(chǎn)品。在打漿機(jī)或精煉機(jī) 中將所述經(jīng)過硝化的纖維切割至規(guī)定長度。硝化纖維在防水防潮的密閉 圓桶中或在內(nèi)置有塑料袋的硬紙板圓桶中運(yùn)輸。
浸潤了 20%的酒精的硝化奸維被輸送至捏合機(jī)內(nèi)。最普遍使用的 是Werner Pfleiderer型捏合機(jī)。它們由銅制槽構(gòu)成(由冷卻套管包圍)， 其中兩個(gè)有力的采用S形狀葉片形式的銅攪拌器在相反的方向旋轉(zhuǎn)，攪 拌器之一的轉(zhuǎn)速是另 一個(gè)攪拌器轉(zhuǎn)速的兩倍。所使用的捏合機(jī)有各種容 量，并且能裝盛范圍為60至240kg的脫水硝化纖維(干重量)的裝載 量。所述捏合機(jī)被裝載后將其蓋子封閉并使所述蓋子盡可能緊密地向下 擰緊于所述槽。然后開動所述攪拌器；與附加的酒精量一樣，將乙醚或 乙酸乙酯通過所述蓋子中的管路輸送。同時(shí)將所述穩(wěn)定劑引入所述捏合機(jī)內(nèi)。捏合需要2.5-3小時(shí)，盡管例外情況下1-1.5小時(shí)就足夠。由于所 述物料在捏合過程中由于摩擦而變熱，在整個(gè)捏合期間將冷水輸入捏合 機(jī)的冷卻套管內(nèi)使得溫度不會超過30。C，否則所述乙醚或乙酸乙酯將開 始蒸發(fā)。
已研究了上述厭氧燃料的排放氣體的環(huán)境影響，其中將13.25%的 硝化纖維的燃燒作為示例來討論。對聚合物單體(MW=547.7)與辛烷 分子的對比研究表明兩種情況中最終排放的C02的量將取決于每次輸 送的重量。由于對于相同的活塞功輸出而言所消耗的硝化纖維量僅是相 當(dāng)常規(guī)燃料的65.23%,所述厭氧燃料的操作將產(chǎn)生更少的C02。這將 適用于受到處理以借助于CO的燃燒產(chǎn)生能量或通過工藝過程將其轉(zhuǎn)化 為氫的氣體。大量的氮?dú)庾鳛镹2惰性氣體排放，未被處理而釋放的NOx 最高估計(jì)為0.19%.計(jì)劃在釋放至大氣或水之前進(jìn)行處理的氣體將具有 約200ppm的NOx，該值遠(yuǎn)低于常規(guī)發(fā)動機(jī)排放的允許級別。CO和 NOx處理單元都是商用的并且是可應(yīng)用于任意給定輸出大小的成熟技 術(shù)。
捏合結(jié)束后，蓋子被擰開并提升。所述攪拌器被設(shè)定為反向旋轉(zhuǎn)， 并且所述槽通過手動或機(jī)械驅(qū)動的特殊機(jī)構(gòu)而傾斜。團(tuán)狀物從所述槽落 到預(yù)先置于下方的容器內(nèi)。裝有團(tuán)狀物的容器被密閉并移動到壓力區(qū) 內(nèi)。此階段的團(tuán)狀物包含相當(dāng)量但是不易燃易爆的溶劑。只有在空氣進(jìn) 入的情況下所述溶劑才會易于燃燒。捏合后，所述團(tuán)狀物通過預(yù)設(shè)的模 具擠出并在閘刀式切割機(jī)上切割成型。最后階段是在爐子中干燥以除去 最后的揮發(fā)物質(zhì)痕量。
用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的厭氧燃料的特征在于(i)厭氧燃料合成物 的力常數(shù)高；(ii)功效^f艮高；(iii)每個(gè)活塞沖程所需的燃料量小；(iv) 無需空氣呼吸系統(tǒng)來燃燒燃料；(v)燃燒產(chǎn)物的排放更低，污染更??； (vi)無絕熱空氣壓縮；(vii)壓縮階段的發(fā)動機(jī)預(yù)熱減少；(vm)發(fā)動 機(jī)設(shè)計(jì)更筒單；(ix)原材料的獲取無政治制約；以及(x)生產(chǎn)技術(shù)是 公知的，無需發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，例如通過更換氣缸蓋、將現(xiàn)有需氧 燃料系統(tǒng)、增壓器系統(tǒng)等取出及拆下并且用自動厭氧燃料輸送系統(tǒng)取代 它而可將所有尺寸和類型的現(xiàn)有的和工作中的發(fā)動機(jī)升級以容納厭氧燃料及其爆燃機(jī)構(gòu)。
在點(diǎn)火和/或加熱以及隨后的爆燃后，熱氣體壓力團(tuán)通過所述氣缸 蓋被導(dǎo)入出口歧管，然后任選地通過催化式排氣管或催化式轉(zhuǎn)化器以及 可通過消音器、消聲器釋放，并且可通過設(shè)計(jì)用以提取排氣中的余熱能 量的另一熱力發(fā)動機(jī)釋放。
才艮據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式，所述熱氣體壓力團(tuán)將所述活塞迫壓至
其如圖4所示的較低位置，并且通過排氣門和/或用于致動機(jī)構(gòu)、附加 的輔助引擎的閥將高壓氣體團(tuán)導(dǎo)出，所述輔助引擎例如是緊鄰高壓管定 位或位于其內(nèi)的相對更小的渦輪、熱交換器或發(fā)電機(jī)，所述高壓管與主 往復(fù)式發(fā)動機(jī)連通。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，提供一種二沖程循環(huán)的內(nèi)活塞往復(fù) 式發(fā)動機(jī)。這些往復(fù)式發(fā)動機(jī)可在i更置為在任意方向-例如順時(shí)針方向 或逆時(shí)針方向-起動和運(yùn)行的設(shè)計(jì)中提供。更具體而言，這種二沖程低 轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)可用于發(fā)電站、船只和工業(yè)。這種二沖程往復(fù)式發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu) 和維護(hù)簡單，它們的重量輕30%，移動部件更少，不再需要最昂貴的增 壓器系統(tǒng)，不需要預(yù)先準(zhǔn)備并且不需要成本很高的重質(zhì)燃料油的加熱鍋 爐，不需要使用很昂貴的燃料系統(tǒng)，不需要控制室中長期成本高的燃料 管、閥和計(jì)量器，本創(chuàng)新發(fā)明節(jié)省了大量人力和維護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，二沖程循環(huán)的內(nèi)活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī) 提供了最可靠的動力學(xué)。這種二沖程發(fā)動機(jī)的最佳模式包括高等級金屬 和/或陶瓷合成物和/或材料的任意其他組合，合金，聚合物和碳合成物， 例如使用壽命很長并且對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的材料。
所述活塞到達(dá)其上止點(diǎn)位置(TDC)后通過厭氧燃料制劑的點(diǎn)燃 被致動，所述厭氧燃料制劑爆燃從而提供了預(yù)定度量的加壓氣體團(tuán)，該 氣體團(tuán)將致動所述活塞并因此致動所述推桿和曲軸以根據(jù)發(fā)動機(jī)具體 設(shè)計(jì)而對角地、旋轉(zhuǎn)地或水平地移動。
所述活塞向下移動至其最低位置(下止點(diǎn)位置，BDC)，允許所述 氣體團(tuán)壓力的大部分在轉(zhuǎn)而移動至其向上位置的活塞的幫助下選擇性 地排出。所述活塞的這種可逆移動和所述加壓氣體的排出可由電子控制
28及電子同步點(diǎn)火系統(tǒng)啟動、監(jiān)測和控制，或可選地可由機(jī)械裝置控制和 定時(shí)。
當(dāng)所述活塞幾乎到達(dá)其上止點(diǎn)TDC時(shí)，所述輸送/噴射系統(tǒng)以一 定距離將所述厭氧燃料噴射/輸送至所述氣缸蓋空間與活塞上止點(diǎn)位置 之間的特殊合金槽中。因此所述厭氧燃料適于在所述活塞的向下沖程中 隨時(shí)燃燒和/或加熱。所述厭氧燃料然后通過除其他外主要選自以下手 段的手段點(diǎn)燃高壓，高溫，沖擊波，爆燃，防爆破的火花塞或者其他 例如通過有效檸緊于其中并且在同步電子控制系統(tǒng)和/或機(jī)械控制系統(tǒng) 的監(jiān)測下運(yùn)轉(zhuǎn)的電子裝置。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，所述厭氧燃料通過以下手段點(diǎn)燃 電束，火花，電子束，激光，激光束，UV光發(fā)射器，近UV發(fā)射器， IR光發(fā)射器，例如約275nm至740nm，白色或單色光發(fā)射器，聲發(fā)射 器，振動發(fā)射器，輻射發(fā)射器，或者它們的任意組合。所述發(fā)射器可與 活塞位置和輸送系統(tǒng)同步。
所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的活塞從BDC移動至TDC。當(dāng)所述活塞的位 置鄰近TDC時(shí)，高壓線團(tuán)將高壓電束、火花、激光束或其他點(diǎn)火裝置 釋放到所述厭氧燃料內(nèi)。該點(diǎn)火步驟通過計(jì)算機(jī)電子點(diǎn)火系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)同 步，或者在緊急情況下通過機(jī)械點(diǎn)火系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)同步。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方 式，所述曲軸到達(dá)預(yù)定位置-例如120° -并且排氣口打開而4吏得加壓氣 體排出到氣缸外部。所述活塞在到達(dá)所述BDC時(shí)再次上升，所述排氣 口關(guān)閉并且開始另一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，所述曲軸和氣缸 獨(dú)立潤滑，并且在厭氧燃料輸送時(shí)不發(fā)生上氣缸蓋中的潤滑油混合。該 新式發(fā)動機(jī)在此及以下是作為對諸如傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)之類的其他柴油 發(fā)動機(jī)的實(shí)施例而提供的。根據(jù)該實(shí)施例，所述活塞在預(yù)定比值的厭氧 燃料被輸送、裝載或被推入到在所述氣缸蓋與活塞頭之間的特別設(shè)置的 體積空間內(nèi)時(shí)其位置鄰近所述TDC，所述厭氧燃料在該點(diǎn)時(shí)被點(diǎn)燃并 且實(shí)現(xiàn)爆燃、和/或預(yù)先受控的有規(guī)則的適度爆破、和/或預(yù)先受控的適 度爆炸。所述活塞因而被向下致動至所述BDC，然后例如通過所述曲 軸的動作從BDC到TDC。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)進(jìn)一步使用十字 頭軸承，該十字頭軸承與特殊的滑動壓力和所述活塞桿上的油封一起允許空氣通路與所述曲軸分離同時(shí)仍然使用所述活塞移動作為氣泵。
因此可理解在完全往復(fù)式發(fā)動機(jī)的氣門的二沖程循環(huán)中，所述排 氣門在爆燃壓縮循環(huán)期間關(guān)閉并且所述活塞在壓縮沖程時(shí)向下移動。當(dāng)
所述活塞鄰近所述BDC時(shí)，所述排氣門返回至它們的打開構(gòu)形，并且 高壓氣體從所述氣缸沖出。在此階段，所述排氣門關(guān)閉。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，其中，由于形成放熱反應(yīng)的所述爆 燃不需要氧化劑，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)不需要進(jìn)氣門。
往復(fù)式發(fā)動機(jī)可用于例如Sulzer RTA48-B、 RTflex50、 RTA50、 RTA52U 、 RT-flex58T畫B 、 RTA58T國B 、 RT-flex60C 、 RTA62U畫B 、 RT-flex96C、 RTA96C等商用發(fā)動機(jī)的改型，其中，例如，Sulzer RT-flex96C和RTA96C約為24000至80080KW。類似地，二沖程發(fā)動 機(jī)從商用發(fā)動機(jī)改造，例如MAN B&W，即S60MC、 S60MC-C、 K80MC-S 、 L80MC 、 S80MC 、 K98MC-C Mk6 、 K98MC-C Mk7和K98MC Mk6發(fā)動機(jī)等。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)由于沒有 產(chǎn)生未燃燒的燃料，因此克服了基于汽油的二沖程發(fā)動機(jī)的效率不足和 污染的問題。所述輸送和貯藏系統(tǒng)利于環(huán)境和臭氧層并且避免了對大氣 釋放危險(xiǎn)氣體。
本發(fā)明的具有更少的活動機(jī)械部件的往復(fù)式發(fā)動機(jī)的特征在于與 本領(lǐng)域公知的噪聲大的柴油機(jī)相比改進(jìn)了無聲運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)消除了潤滑劑與燃料的混合，從而減少 了污染。所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)可靠、重量輕，并且其特征在于可靠的起動 和點(diǎn)火，尤其是與重型柴油類發(fā)動機(jī)相比。
商用重型柴油發(fā)動機(jī)中，所述點(diǎn)火亦即柴油燃料的最初壓縮易于 出現(xiàn)經(jīng)常性故障，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)由于不需要初始壓縮或熱量(其他 發(fā)動機(jī)需要類似于電熱塞的外部裝置)而不會無法起動。因此，所述往 復(fù)式發(fā)動機(jī)中，電氣起動器和其他點(diǎn)火附件以及例如電池等的附加電源 是不必要的，并且可立刻開始運(yùn)行。
30因此，例如，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)不需要進(jìn)行任何特殊的、費(fèi)時(shí)的、 昂貴和繁雜的準(zhǔn)備即可開始運(yùn)轉(zhuǎn)，所述準(zhǔn)備例如通過昂貴的離心系統(tǒng)
(例如商用Alfa Laval產(chǎn)品)清潔受水污染的燃料。此外，不需要用昂 貴的燃油鍋爐預(yù)熱機(jī)油或燃料。
因此，例如，往復(fù)式發(fā)動機(jī)利用厭氧燃料，從而在期日常運(yùn)轉(zhuǎn)中 不需要氧或氧化劑并因此不需要用整套氣門和連桿機(jī)構(gòu)、昂貴的渦輪系 統(tǒng)、濾清器、空氣濾清器、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)以將新鮮空氣恒定地推送至發(fā) 動機(jī)室，減少了維護(hù)上述復(fù)雜、昂貴的系統(tǒng)所需的人力，避免了主發(fā)動 機(jī)的潛在損壞。
因此，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，其中，不需要適于預(yù)熱用于 所述柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)氣的柴油加熱器或重質(zhì)燃料加熱器。
根據(jù)本發(fā)明，如果使用往復(fù)式發(fā)動機(jī)，則不需要用工業(yè)壓縮機(jī)來 獲得用于柴油發(fā)動機(jī)或其他大容量活塞式燃機(jī)的初次起動的充足的空 氣壓力。
類似地，如果其中使用了所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)，則不需要維修昂貴 的噴射系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以及一系列相關(guān)的燃料管道和空氣管道、氣門、 計(jì)量器等，這將節(jié)省大量人力。
所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)和相關(guān)技術(shù)減少了油源和氣源的依賴性并且提 供了廉價(jià)得多的能源替代品。因此可顯著地減少燃油產(chǎn)品進(jìn)口。電氣成 本得到了進(jìn)一步顯著的降低。
所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)和新組合的技術(shù)的可靠性提供了大約三年或更 長的大修間隔，特別是活塞大修。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，其中，有效減少了液體燃油產(chǎn)品和 碳水化合物氣體的高成本貯藏。由此消除了重質(zhì)燃料的使用。因此往復(fù) 式發(fā)動機(jī)尤其有益于用在需要輕質(zhì)高效燃料以及輕質(zhì)高效燃料對其有 利的運(yùn)載工具中。
因此，例如，利用所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)則可顯著地節(jié)省空間量-當(dāng) 前需要用所述空間量以在諸如飛機(jī)、船舶和潛艇之類的機(jī)搶底部貯藏成千上萬個(gè)燃料罐-以裝栽另外有益的貨物。
根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述基于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的氣 缸蓋的特征在于具有各種例如以非限制性方式選自迫擊炮狀、加農(nóng)炮狀 或火箭狀構(gòu)形的形狀和尺寸。
所述厭氧燃料貯藏在安全容器內(nèi)，所述容器良好地與熱、靜電、
火花、雷電、火、沖擊和沖擊波隔離并具有抵擋輕兵器、RPG等的裝 曱防護(hù)層。以容器套容器方式設(shè)置的雙殼ISO容器是優(yōu)選的。標(biāo)準(zhǔn) ISO20"和40"以及ISO高集裝箱是優(yōu)選的，但是不排除20ft和40ft。
所述容器可處于C02環(huán)境中并且/或者將與滅火系統(tǒng)相連。所述厭氧燃
料可以以例如自動裝卸系統(tǒng)的自動方式容納于其容器中。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式，所述容器層疊或排列布置，其中一個(gè) 容器與至少另一個(gè)位于例如其旁邊、上方或下方等的容器相連。所述排 列以串接或平行的方式設(shè)置，并且是2D或3D或它們的任意組合。
以本領(lǐng)域公知的任何商用裝置提供所述輸送，例如軌道、傳送帶、 儲料匣-例如圓形儲料匣、管道、導(dǎo)管、渦形裝置或螺旋形裝置等，它 們可被連續(xù)冷卻。
所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)是一種很緊湊并且有效的爆燃擴(kuò)散器，因而它 只需要有限的貯藏體積。因此，只需要分別在長的期間補(bǔ)給燃料，例如 達(dá)15-20年或更長。
已測試?yán)脜捬跞剂系耐鶑?fù)式發(fā)動機(jī)的效率。首先，檢查以 140-150巴的壓力推進(jìn)發(fā)動機(jī)活塞(具有以下特性)所需的推進(jìn)材料的 最小量。在該實(shí)驗(yàn)中利用的材料如下活塞數(shù)據(jù)重量10000kg,直徑 860mm，行程2000mm。該調(diào)查由Ammunition Group IMI LTD (IL ) 使用能夠處理固體燃燒的兩相流體動力學(xué)軟件借助于數(shù)值模擬來進(jìn)行。 所述模擬基于內(nèi)彈道學(xué)計(jì)算工具完成。這些工具預(yù)測的精確度能夠達(dá)到 2-5%。所述計(jì)算基于瞬時(shí)2相流動所述相是顆粒-固相和熱氣體-氣相。所述軟件以數(shù)值解出用于每相的動量、質(zhì)量和能量守恒。特殊模 型用于顆粒點(diǎn)火、燃燒和回歸、熱傳遞/所述相之間的摩擦/狀態(tài)方程式。 圖16圖示了固體顆粒尺寸(單位mm)。在一次計(jì)算中，使用了 W.J.Fuel 100ATM的樣品。幾何參數(shù)如下 圓盤直徑為1.14mm并且寬度為0.34mm?；鹧鏈囟?036K;封閉體 積235cc;活塞初始距離6.9mm;總體積4035cc;壓力145巴時(shí)的 燃料重量160[gr；壓力155巴時(shí)的燃料重量170gr。
燃燒產(chǎn)物的主要成分CO: 46.0 %; C02: 21.5 %; H20: 16.9 %; N2: 12.9 %; H2: 0.7 %;其他約2.0 %。
圖18A圖示了所述活塞后面的壓力；并且圖18B圖示了氣體在峰 值壓力時(shí)(時(shí)間-6mS)的溫度。
利用W. J. Fuel 200A TM做了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)。幾何參數(shù)薄片 1.2xl.2x0.13mm。火焰溫度3300K。封閉體積235cc。活塞初始5巨離 6.9mm?？傮w積4035cc。壓力145巴時(shí)的燃料重量105gr。壓力155 巴時(shí)的燃料重量115gr。燃燒產(chǎn)物的主要成分CO: 37.6%; C02: 27.2%; H20: 19.2%; N2: 14.9%;其他約1.1%。圖19A示出了所 述活塞后面的壓力；并且圖19B示出氣體在峰值壓力時(shí)(時(shí)間-7mS) 的溫度。
已證實(shí)了借助于固體高能材料推進(jìn)活塞的可行性。數(shù)值計(jì)算結(jié)果 在表2中示出
表2:用于通過固體高能材料推進(jìn)活塞的可行性的數(shù)值計(jì)算結(jié)果
壓力 燃料 重量(gr，)
(巴)_
145 W.JFUEL100A 160
145 W.JFUEL200A 105
155 W.JFUEL100A 170
155 W.JFUEL200A 115現(xiàn)在參照圖1A-B，圖1A-B示出現(xiàn)有技術(shù)中典型四沖程發(fā)動機(jī)的 側(cè)剖面，圖中示意性地圖示了活塞(181)、活塞桿(182)、十字頭(183)、 連桿(184)和曲柄(185)。
現(xiàn)在參照圖2，圖2示出往復(fù)式發(fā)動機(jī)的側(cè)剖面，圖中示意性地 示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù)式發(fā)動機(jī)的安全閥(200)、加熱塞 /電火花(201)、排氣門系統(tǒng)(202)、氣缸蓋(203)、帶有特殊氣體團(tuán)壓 力環(huán)的高強(qiáng)活塞(204)、維護(hù)平臺(205)、防止余氣下行泄漏至曲柄箱 (208)的特殊密封件(206)、曲軸(207)、主發(fā)動機(jī)(209)、推桿(210)、 活塞氣缸(211)、冷卻活塞筒體(212)、爆燃室(213)、用于厭氧燃料 的電子控制和自動輸送/噴射系統(tǒng)(214)、輸送軌道(215)、厭氧燃料 容器(216)。
現(xiàn)在參照圖3，圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù)式發(fā) 動機(jī)中的缸套(31)、冷卻液(32)、氣缸(33)、活塞桿軸承(34)、活 塞推桿(35 )、發(fā)動機(jī)機(jī)體(36 )。
現(xiàn)在參照圖4，圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù)式發(fā) 動機(jī)的具有任選的陶瓷涂層的高等級金屬合金加強(qiáng)型往復(fù)式發(fā)動機(jī)的 活塞(41)、高等級金屬活塞推桿(42)、十字頭軸承(43)、活塞桿軸 承(44 )、發(fā)動機(jī)機(jī)殼(45 )、活塞桿引導(dǎo)器(46 )、帶涂層的氣缸套(47 )、 輸送電子控制系統(tǒng)(48)、活塞環(huán)(49)。
現(xiàn)在參照圖5，圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù)式 發(fā)動機(jī)的冷卻液(51 )、缸套(52 )。
現(xiàn)在參照圖6A-C，圖6A-C示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù) 式發(fā)動機(jī)的側(cè)剖面，圖中示意性地圖示了高壓火花塞(1)、加固型爆燃 室(2)，其中所述厭氧燃料以可控制方式從容器(12)經(jīng)由收集和輸送 管(11)或軌道(13 )輸送。爆燃室(2 )是加農(nóng)炮狀設(shè)置。圖6還示 意性地示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中的排氣門(3)、排氣管(4)、往 復(fù)式發(fā)動機(jī)水冷卻套管(5)、發(fā)動機(jī)套筒式氣缸(6)、活塞(7)、發(fā)動 機(jī)外殼(8)、電子液壓系統(tǒng)(9)、輸送裝載和噴射系統(tǒng)(10)、引自貯 藏容器的直接式輸送管(11)、貯藏容器(12)、輸送軌道(13)、安全 閥輸送控制裝置(14 )和各種氣體噴嘴導(dǎo)向件(15 ) (16 )、可更換的爆
34燃室(137)?？衫斫庠谶@一方面中在所述氣缸中或緊鄰所述氣缸處可有 多個(gè)爆破腔。
現(xiàn)在參照圖7A-E，圖7A-E示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的往 復(fù)式發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火組件(71)、爆燃腔(72)、排氣門組件(73)、排氣 管(74)、冷卻液(75)、氣缸(76)、活塞(77)、缸套(78)、電子控 制輸送系統(tǒng)(79)、輸送組件(710)、收集器(711)、容器(712)、輸 送軌道(713)、發(fā)動機(jī)外殼(715)、各種氣體噴嘴導(dǎo)向件(716)、用于 氣體團(tuán)壓力的直接式噴嘴(717)、用于雙動力的雙爆燃室(718)、用來 導(dǎo)引用于雙爆燃室的氣體壓力團(tuán)的雙噴嘴(719)。
現(xiàn)在參照圖8A-C，圖8A-C示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的爆 燃室，其中設(shè)置了往復(fù)式發(fā)動機(jī)的高電壓火花塞(81)、加固型爆炸室
(82)、用于將氣體團(tuán)壓力導(dǎo)引至活塞頂部的噴嘴(821)、用于導(dǎo)引氣 體團(tuán)壓力的噴嘴(822)、高等級金屬強(qiáng)度的排氣門系統(tǒng)(83)、排氣管
(84)、發(fā)動機(jī)水冷卻套管(85)、發(fā)動機(jī)套筒式氣缸(86)、帶有特殊 整體環(huán)的加強(qiáng)型活塞(87)、發(fā)動機(jī)缸套(88)、電子液壓系統(tǒng)(89)、 輸送裝載和噴射系統(tǒng)(810)、引自貯藏容器的直接式輸送管(811)、貯 藏容器(812)、輸送軌道(813)、安全閥控制系統(tǒng)(814)、發(fā)動機(jī)外殼
(815)。
現(xiàn)在參照圖9A-C，圖9A-C以側(cè)剖面圖示了才艮據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí) 施方式的抗沖擊和閃電的陶瓷電子絕緣體(91)、木質(zhì)帶涂層的殼層 (92)、外部金屬容器(93)、安全鎖定錨固裝置(94)。
現(xiàn)在參照圖10，圖10示出才艮據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù)式 發(fā)動機(jī)的往復(fù)式發(fā)動機(jī)電子控制裝置(101 )、燃料體積控制(裝置102 )、 燃料輸送和裝栽系統(tǒng)(103 )、氣缸頭(104 )、活塞(105 )、活塞桿(106 )、 曲軸(107 )、供應(yīng)控制系統(tǒng)(108 )、活塞位置(109 )、電子控制系統(tǒng)(110 )。
現(xiàn)在參照圖11，圖11示意性地圖示了才艮據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方 式的厭氧燃料容器的正視圖，該容器具有用于定位容器的衛(wèi)星單元 (111 )、抵擋輕兵器的裝甲層(112 )、用于控制運(yùn)輸?shù)臈l形碼(113 )和 輸送出口 (114)?，F(xiàn)在參照圖12，圖12示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方 式的厭氧燃料容器的后視圖，該容器具有裝曱層(112)、 C02煙火探測 及滅火單元(115)、用于干、冷空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制中心(116)。
現(xiàn)在參照圖13,圖13圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的厭氧 燃料容器的頂視圖，該容器具有裝甲層(112)、空氣流動方向(117)、 減濕器(118)、風(fēng)扇(119)、空氣真空泵(120)。
現(xiàn)在參照圖14，圖14圖示了在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中在船 舶上裝栽和布置厭氧燃料容器(121)的情形。
最后參照圖15，圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的往復(fù) 式發(fā)動機(jī)的排氣接收器(61)、高壓氣管(62)、排氣煙窗(63)、發(fā)電 機(jī)組和/或渦輪組(64 )、選擇性的催化反應(yīng)器、催化劑和/或消音器(65 )、 主發(fā)動機(jī)(66 )。
權(quán)利要求
1. 一種借助于厭氧燃料致動的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，包括至少一個(gè)活塞，其在N沖程運(yùn)轉(zhuǎn)中在氣缸內(nèi)以可逆方式被致動，所述活塞與曲柄相連；輸送裝置，其適于在每個(gè)所述N沖程的至少一個(gè)事件中將所述厭氧燃料引到容納所述至少一個(gè)活塞和氣缸的氣缸蓋；點(diǎn)火裝置，其點(diǎn)燃位于所述氣缸蓋中或緊鄰所述氣缸蓋的所述厭氧燃料，在點(diǎn)燃時(shí)，所述活塞隨著每個(gè)所述N沖程在所述氣缸中處于至少一個(gè)預(yù)定位置，使得在每個(gè)沖程中，所述厭氧燃料的預(yù)定爆燃致動所述曲柄。
2. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，還包括適于控制點(diǎn)火時(shí)間 的控制裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述控制裝置選自 以下裝置電子裝置；機(jī)械裝置；液壓裝置；氣動裝置；傳感器，例如 光傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、化學(xué)傳感器、電子傳感器；閥； 計(jì)量器；螺線管；檢測器；煙感器；處理裝置；基于實(shí)時(shí)的CPU;顯 示裝置；警報(bào)器；反饋裝置；記錄裝置；發(fā)射機(jī)；或者它們的任意組合。
4. 如權(quán)利要求l所述的2沖程往復(fù)式發(fā)動機(jī)。
5. 如權(quán)利要求i所述的4沖程往復(fù)式發(fā)動機(jī)。
6. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述點(diǎn)火裝置選自 電束；加熱塞；插塞；火花；電子束；激光；激光束；uv (紫外)光 發(fā)射器；近UV發(fā)射器；IR(紅外)光發(fā)射器，尤其約275nm至約740nm 的范圍內(nèi)；白色或單色光發(fā)射器；聲發(fā)射器；振動發(fā)射器；輻射發(fā)射器； 機(jī)械撞針或擊鐵；壓力感應(yīng)裝置；沖擊波感應(yīng)器；雷管；火；加熱裝置 或熱波發(fā)射器；氧化劑；酸；油；礦物鹽；氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)點(diǎn)火裝置; 用于發(fā)射磁場的裝置；墊板感應(yīng)器；或者它們的任意組合。
7. 如權(quán)利要求l所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述往復(fù)式發(fā)動機(jī) 選自旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)；臥式發(fā)動機(jī)；V形、線形、星形或者具有"H"、 "U"、"x"或"w"構(gòu)形的發(fā)動機(jī)。
8. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，氣缸蓋包括M個(gè)適 于容納至少一部分所述厭氧燃料的爆燃腔，所述M是等于或大于1的 任意整數(shù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述爆燃腔呈多邊 形、圓孔狀、噴嘴狀、錐形或錐狀、火箭形、加農(nóng)炮形、迫擊炮形或者 它們的任意組合。
10. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述爆燃腔位于所 述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述爆燃腔緊鄰所 述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸蓋定位或成為其一體部分。
12. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述爆燃腔位于所 述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸蓋的外部或旁邊，并通過管道與其連通，從而在所 述往復(fù)式發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)提供至少一部分熱氣體壓力團(tuán)并且致了所述活 塞。
13. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述點(diǎn)火裝置提供 一連串N次爆燃，其中N是等于或大于2的整數(shù)。
14. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述點(diǎn)火裝置提供 一連串P次受控的預(yù)定的適度爆炸，其中P是等于或大于2的整數(shù)。
15. 如權(quán)利要求8所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述點(diǎn)火裝置提供 一連串Q次受控的預(yù)定的適度爆破，其中Q是等于或大于2的整數(shù)。
16. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，還包括連通裝置，其適于 在致動所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)活塞后導(dǎo)引包含至少25%的高百分比CO氣 體的排氣團(tuán)以致動附件。
17. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述活塞的外表面 至少部分地由選自以下材料的材料制成陶瓷材料；金屬合金；硬碳； 復(fù)合材料；陶瓷塑料；帶有鈹基體或塑料基體的燒結(jié)陶瓷；粒徑尤其為 O.l至lnm的陶瓷精細(xì)或納米顆粒物；金屬，尤其是灰口鑄鐵、硬碳、 鋁；或者它們的組合。
18. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述氣缸的外表面， 尤其是"缸套"，至少部分地由以下材料制成陶瓷材料；金屬合金； 復(fù)合材料；硬碳；陶瓷塑料；帶有鈹基體或塑料基體的燒結(jié)陶瓷；粒徑 約為0.1至lnm的陶瓷精細(xì)或納米顆粒物；金屬，尤其是灰口鑄鐵、鋁； 或者它們的組合。
19. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其中，所述活塞氣缸包括 多個(gè)環(huán)，尤其是壓力環(huán)、潤滑環(huán)、活塞定位導(dǎo)向環(huán)，其中，至少一個(gè)環(huán) 至少部分地由選自以下材料的材料制成陶瓷材料；金屬合金；復(fù)合材 料；陶瓷塑料；帶有鈹基體或塑料基體的燒結(jié)陶瓷；商用OkolonTM 組合材料；粒徑尤其為0.1至ljim的陶瓷精細(xì)或納米顆粒物；金屬，尤 其是灰口鑄鐵、碳復(fù)合材料、鋁；或者它們的組合。
20. —種用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的厭氧燃料，所述燃料選自以下合成 物硫磺；硝酸銨；苦味酸銨；鋁粉；氯酸鉀；硝酸鉀(硝石)；硝化 纖維；硝化甘油季戊四醇四硝酸酯(PETN); CGDN; 2，4,6-三硝基苯 甲硝胺(特屈兒)和任意其他增爆推進(jìn)劑和/或其他任意類型的爆炸物； 約97.5。/。的RDX、約1.5%的硬脂酸鋦、約0.5%的聚異丁烯和約0.5% 的石墨(CH-6)的混合物；約98.5%的RDX和約1.5%的硬脂酸(A-5 ) 的混合物；環(huán)四亞曱基四硝胺(HMX);奧克托今-八氫-l，3，5，7-四硝基 國l,3，5,7-四氮雜環(huán)辛烷；環(huán)硝胺-2,4，6,8，10，12-六硝基-2，4，6,8，10,12-六氮 雜異伍茲烷(CL-20); 2,4,6,8,10,12-六硝基六氮雜異伍茲烷(HNIW); 5-氰基四唑-五氨-鈷(III)高氯酸鹽(CP);環(huán)三亞曱基三硝胺(RDX); 三疊氨三硝基苯(TATNB);四氮烯；無煙火藥；黑火藥；方硼石；三 氨基三硝基苯(TATB ); TATB/DATB混合物；二苯胺；三甘醇二硝酸 酯(TEGDN);特屈兒；乙基中定劑；三亞甲基乙烷；二乙基鄰苯二甲 酸三硝酸酯(TMETM);三硝基氮雜環(huán)丁烷(TNAZ);疊氮化鈉；氮 氣；氧化鉀；氧化鈉；二氧化硅；堿性硅酸鹽；鹽；鹽水；海水；死海水；堿；顏料涂料；墨水；或者它們的任意組合。
21. 如權(quán)利要求20所述的厭氧燃料，其特征在于其形狀選自薄片；顆粒；粉末；凝膠體；液體；漿狀物；塑料；柔性或硬質(zhì)材料；實(shí)心棒材；棒材；錠坯；球狀材料；角度成形膠嚢；安瓿；丸狀物；塑料處置 性彈藥筒；特殊組合材料彈藥筒；金屬彈藥筒；鋁箔；銅箔；硬紙箔； 羊皮紙箔；圓盤；或者它們的任意組合。
22. —種由使用厭氧燃料的往復(fù)式發(fā)動機(jī)提供動力的運(yùn)載工具。
23. 由在權(quán)利要求1或其從屬權(quán)利要求的任一項(xiàng)中所限定的往復(fù)式 發(fā)動機(jī)來提供動力的運(yùn)載工具。
24. 如權(quán)利要求23所述的運(yùn)載工具，所述運(yùn)載工具選自小汽車；卡車；貨車；船舶；海船；潛艇；制造成用于在海上或海底航行或任意類型的在水下載貨的貨輪；鉆機(jī)；水下鉆探設(shè)備；飛行器或太空船。
25. —種由在權(quán)利要求1或其從屬權(quán)利要求的任一項(xiàng)中所限定的往 復(fù)式發(fā)動機(jī)來提供動力的耗能機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)選自發(fā)電站；泵；發(fā)電 機(jī)；渦輪；水凈化站；小型、中型和大型機(jī)械發(fā)動機(jī)；或任意種類和類 型的熱交換器。
26. —種用于厭氧燃料的容器，其與熱、靜電、火花、雷電、火、 沖擊、水、潮濕和沖擊波隔離，被完全裝甲保護(hù)以抵擋包括RPG在內(nèi) 的輕兵器，其特征在于其具有容器套容器的結(jié)構(gòu)。
27. 如權(quán)利要求26所述的厭氧燃料容器，包括自冷卻和干空氣系 統(tǒng)，其適于將內(nèi)部貯藏的厭氧燃料保持在不超過35'C和不低于-20。C的 溫度。
28. 如權(quán)利要求28所述的厭氧燃料容器，其中，所述容器可貯藏于 全真空條件中，使得所述厭氧燃料能夠長期貯藏達(dá)20年。
29. —種借助于厭氧燃料致動往復(fù)式發(fā)動機(jī)的方法，包括在N沖程運(yùn)轉(zhuǎn)中在氣缸內(nèi)以可逆方式致動至少一個(gè)活塞，所述活塞與曲柄相連；在每個(gè)所述N沖程的至少一個(gè)事件中借助于輸送系統(tǒng)將所述厭氣燃 料引到容納所述至少一個(gè)活塞和氣缸的氣缸蓋；通過點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃位于 所述氣缸蓋中或緊鄰所述氣缸蓋的所述厭氧燃料，在點(diǎn)燃時(shí)，所述活塞 隨著每個(gè)所述N沖程在所述氣缸中處于一個(gè)預(yù)定位置，使得在每個(gè)沖程 中，所述厭氧燃料的預(yù)定爆燃致動所述曲柄。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括使所述點(diǎn)火和/或加熱步驟 與所述輸送步驟同步，使得在所述往復(fù)式發(fā)動機(jī)的壓縮沖程時(shí)提供所述 點(diǎn)火和/或加熱。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種借助于厭氧燃料致動的往復(fù)式發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)包括至少一個(gè)活塞，其在N沖程運(yùn)轉(zhuǎn)中在氣缸內(nèi)以可逆方式被致動，所述活塞與曲柄相連；輸送裝置，其適于在每個(gè)所述N沖程的至少一個(gè)事件中將厭氧燃料引到容納所述至少一個(gè)活塞和氣缸的氣缸蓋；點(diǎn)火裝置，其點(diǎn)燃位于氣缸蓋中或緊鄰氣缸蓋的厭氧燃料，在點(diǎn)燃時(shí)，所述活塞隨著每個(gè)N沖程在所述氣缸中處于至少一個(gè)預(yù)定位置，使得在每個(gè)沖程中，厭氧燃料的預(yù)定爆燃致動所述曲柄。本發(fā)明還教示了一種以厭氧燃料由往復(fù)式發(fā)動機(jī)提供動力的運(yùn)載工具。還介紹了一種用于厭氧燃料的容器，其與熱、靜電、火花、雷電、火、沖擊、水、潮濕和沖擊波隔離并且被裝甲以抵擋輕兵器，其特征在于容器套容器的設(shè)置。最后，提出了一種用于借助于厭氧燃料致動往復(fù)式發(fā)動機(jī)的方法。
文檔編號F01C9/00GK101490367SQ200780012823
公開日2009年7月22日 申請日期2007年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者約舒亞·沃爾德霍恩 申請人:約舒亞·沃爾德霍恩