專利名稱：等離子態(tài)水燃發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用水大比例代替燃料的發(fā)動機(簡稱水燃機)，屬于內(nèi)燃機領(lǐng)域。
二、本實用新型的背景技術(shù)用水作為燃料是人們夢寐以求的理想，于是就出現(xiàn)了許多電解、熱解等分解水的方法和裝置，但是所耗能量太大，以致只能在一些特定領(lǐng)域使用；又有人采用油水結(jié)合的方法(如皂化混合、油道噴霧等)用于發(fā)動機，但在燃燒室內(nèi)水的吸熱分解率很低，效果不甚理想。同時，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動機，大量熱能隨廢氣排放，既浪費能源又污染環(huán)境。
三、本實用新型的目的提供一種發(fā)動機，它能電離水蒸汽，使氫氧離子直接參與燃燒室內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，并利用本機廢熱產(chǎn)生所需蒸汽，從而大比例節(jié)約現(xiàn)有能源，減少污染。四、本實用新型的技術(shù)方案等離子態(tài)水燃發(fā)動機主要由燃燒室，能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)構(gòu)成，本機于燃燒室安置一只或多只水蒸汽等離子弧噴咀，其出口指向活塞式發(fā)動機燃燒室中心或葉輪式發(fā)動機混合燃?xì)饩鶞貐^(qū)，使水蒸氣電離后的氫氧離子直接介入混合燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)。為避免高溫灼傷，活塞式發(fā)動機的缸蓋與活塞表面相對凹陷，活塞到達(dá)上止點時燃燒室呈橢圓形；葉輪式發(fā)動機的噴咀置于燃燒室進(jìn)氣通道之中。機體外部有保溫層，除必須裸露的部位外，整機包括排氣管消聲器均用適合機身外形的巖棉定型輕質(zhì)保溫材料包裹，以防止廢熱散失；發(fā)動機受熱部件背后有冷卻水道或套，在冷卻的同時吸收廢熱產(chǎn)生水蒸汽，通過管道經(jīng)蒸汽加壓泵加壓送入各等離子弧噴咀實行電離。五、本實用新型的有益效果
1、本實用新型采用水來替代一部分燃料，其最重要的效果是節(jié)約不可再生的現(xiàn)有能源。據(jù)有關(guān)專家估計至2010年我國進(jìn)口石油及其制品將達(dá)1億噸，采用本實用新型將有可能避免這一局面的出現(xiàn)，不但節(jié)約寶貴的外匯，還會使我國的能源戰(zhàn)略處于十分有利的地位。
2、水與油相比，其來源豐富價格低廉，并可以使用處理后的廢水。
3、發(fā)動機廢熱產(chǎn)生蒸汽，大量回收了熱能。
4、由于燃料和吸入空氣的相對減少，發(fā)動機廢氣構(gòu)成中，水蒸汽成為主要成份，于環(huán)保十分有利。
5、水燃機毫無疑問地有利于國防事業(yè)。
六

圖1是活塞式等離子態(tài)水燃發(fā)動機燃燒室示意圖。
圖2是水蒸氣等離子弧噴咀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是葉輪式等離子態(tài)水燃發(fā)動機簡單示意圖(航空發(fā)動機)。圖中1、水蒸氣等離子弧噴咀。2、橢圓形燃燒室。 3、凹面活塞。
4、水蒸氣入口。5、耐高溫瓷管。
6、噴咀正極。
7、鎢負(fù)極。8、冷卻管道。 9、壓縮冷氣。
10、混合均溫區(qū)。
11、壓氣機。
12、燃?xì)鉁u輪。
七、本實用新型的實施方式為便于理解和掌握，本部分首先說明(一)等離子態(tài)水的形成；(二)水燃燒及水燃機熱源構(gòu)成；然后描述(三)本實用新型的最佳實施方式及(四)其它應(yīng)注意的問題。
(一)、等離子態(tài)水的形成水蒸汽電離成等離子體是現(xiàn)有技術(shù)，目前主要應(yīng)用于金屬切割焊接，稱為等離子弧技術(shù)(水蒸汽是離子氣源的一種但應(yīng)用不廣)，水變成等離子體的原理，過程及特點應(yīng)當(dāng)這樣來理解1、氣體自激放電高等物理告訴我們，處于電場中的氣體，由于端電壓達(dá)到點燃電壓(擊穿電壓)就會產(chǎn)生自激放電，導(dǎo)致兩極間密集的電子流動形成高溫電弧，氣體電離成等子體。等離子弧技術(shù)正是這一理論的應(yīng)用，它是采用特殊噴咀壓縮電弧取得超高溫的等離子氣流。水由液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)，正符合做為離子氣源的條件。(理論上水在2000℃時已經(jīng)有1.8％左右熱解成為氫氣和氧氣了)。
2、水蒸汽的電離我們常用的水并不是純凈的，它總含有一些離子(自由電子)因此它成為導(dǎo)體。當(dāng)它以汽態(tài)被電場控制，電場電壓達(dá)到點燃電壓時，受到電場力作用的電子被加速飛向電場正極；電子沿途撞擊其它原子，激發(fā)出欲掙脫束縛的電子，形成電子群一同向正極運動；由于它們總是被電場力加速，因而不能被俘獲，電子群一路撞擊又激發(fā)出更多的電子，從而構(gòu)成兩極之間強烈的電子流動形成高溫電弧。毫無疑問，外來電能的參與使兩極之間的電弧變得更加強大。而等離子弧噴咀又具有獨特作用，管壁產(chǎn)生向內(nèi)的冷壓縮離子又向弧心產(chǎn)生熱壓縮；弧心又產(chǎn)生電磁收縮，終于使等離子水中心產(chǎn)生5×104℃的超高溫，約為太陽表面溫度的8倍。
顯然，水在電磁力與超高溫的共同作用下，被徹底地電離了。
3、幾個特點這是超高溫的氫氧等離子混合氣體；水電離的能耗大大低于單純電解和熱解；由于水是極性分子，在電場中分子兩極對準(zhǔn)電場兩極的馳豫時間約為10-15秒，而電場的形成是光速，當(dāng)然，熱電子是撞擊而來，水的全電離也需要時間，但在宏觀上，水蒸汽電離成弧只是極短的瞬間。這些特點正是我們所需要的。
(二)水燃燒及水燃機熱源構(gòu)成1、水燃燒水燃機決不是完全用水做燃料，而是以已經(jīng)“燃燒”的超高溫等離子態(tài)水參與混合氣的燃燒對其自身來說是一個從萬度級高溫度變成千度級相對低溫的降溫過程，由此，水成為熱源的極重要的組成部分。當(dāng)然，追根朔源，等離子態(tài)水的熱源來自氣體自激放電的“電子雪崩”形成的強大的電弧。等離子態(tài)水在混合氣中擴(kuò)散后，自然會降低溫度，增加體積，占據(jù)燃燒室內(nèi)相當(dāng)?shù)谋壤?，所以在燃燒室容積一定的情況下，入室燃料與空氣就應(yīng)相應(yīng)減少；從極端的角度來看，可以近似地認(rèn)為燃料的功能主要是提供所需電能，在熱機耗電極小、無用作功極少熱量回收極佳的情況下，比照現(xiàn)有技術(shù)，水替代燃料的比例達(dá)到90％都是可能的(每只針型微束等離子弧噴咀的最低功率消耗0.5瓦)，但絕不是可靠的，穩(wěn)定的。因此，堅持水主燃或是助燃規(guī)定替代比例沒有必要，應(yīng)根據(jù)具體型號發(fā)動機自身的電耗及外送和蓄存來具體計算設(shè)計，替代比例可以是30～90％之間的任何數(shù)值，當(dāng)然是越高越好。
2、水燃機熱源構(gòu)成既然水是以超高溫等離子態(tài)進(jìn)入燃燒室，那么它在單位時間內(nèi)的入室量(體積、流量)必須合適，過小失去意義，過大燒壞機器，應(yīng)視具體機型及具體燃料(汽油、柴油、天燃?xì)?、煤氣、煤油?來具體設(shè)計控制。其把握基準(zhǔn)是燃燒室能夠承受的最高工作溫度(冷卻保護(hù)后)。按照充分燃盡的原則，首先確定等離子態(tài)水最大允許入室量(擴(kuò)散后的溫度、體積、壓力，顯然，入室溫度過高就必須減少入室量，反之則應(yīng)加大)，再考慮滿足發(fā)電量的所需燃料(爆燃后溫度、體積、壓力)還要計算散熱量等其它因素，如等離子體所含氫氧化合熱量，靠多因素的綜合確定最佳參數(shù)。這里，等離子態(tài)水未充分?jǐn)U散溫度就成為一個關(guān)鍵，必須由它才能算出擴(kuò)散后狀態(tài)。
事實上，等離子弧噴咀射出的等離子體并非均溫體，而是分為三層，最外層冷壓縮區(qū)域約0.1～1.4萬度，中間層熱壓縮區(qū)域1.4～2.5萬度，核心層弧心區(qū)域5萬度。射出等離子體為圓柱形，我們?nèi)∑淙我鈾M截面可以看出，這是層層相套的兩層圓環(huán)與一個中心圓柱，當(dāng)然各層之間的界限無法明確界定。我們?nèi)?nèi)徑1mm的針型微束噴咀為例，設(shè)各層圓環(huán)的厚度和核心直徑均為0.2mm，則可以分別算出外環(huán)面積為0.534(mm)2，中環(huán)面積為0.251(mm)2，核心面積為0.0314(mm)2，總面積為0.785(mm)2，現(xiàn)在以各層面積為權(quán)數(shù)，可以概略算出截面的加權(quán)平均溫度，見下式 射出的等離子體圓柱可以視為一定長度的無數(shù)個1.3萬度截面的集合。
當(dāng)然，這并是精確計算，但我們已經(jīng)可以概略判定等離子體入室溫度，然后據(jù)氣態(tài)方程可以算出其擴(kuò)容到一定容積，壓力的溫度，疊加燃?xì)怏w積、溫度等，熱源的構(gòu)成就可以確定。這些方法不屬權(quán)利要求，這里無需多加討論。
我們應(yīng)當(dāng)?shù)贸龅慕Y(jié)論是，等離子態(tài)水無論是否起主燃作用，但確實起到主導(dǎo)作用，應(yīng)當(dāng)是新一代發(fā)動機考慮的主要因素。水燃機的熱源構(gòu)成應(yīng)分為三個部分(1)一定體積的等離子態(tài)水?dāng)y帶的平均1.3萬度超高溫的熱能；(2)氫與氧化合生成水所釋放的熱能；(3)氧與碳化合生成二氧化碳所釋放的熱能。
應(yīng)當(dāng)指出，我并非刻意追求1.3萬度的等離子態(tài)水，事實上3千度就可以達(dá)到相當(dāng)程度的等離子化，但別忘記，萬度高溫是蒸汽自激放電最大化的徹底結(jié)果，僅對燃?xì)獾脑鰷嘏蛎泚碚f就不可多得，何況它所消耗的電功率才有多少呢？我們應(yīng)該也可以充分吸納這個溫度。當(dāng)然，生產(chǎn)廠家為穩(wěn)妥起見，降低等離子態(tài)水溫度(放寬噴咀直徑即可)，那是合理的，也是可行的。
(三)本實用新型的最佳實施方式將等離子態(tài)水成功地引入燃燒室，需要對現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動機進(jìn)行多項改造。這里將發(fā)動機分為兩類，即活塞式發(fā)動機和葉輪式發(fā)動機(包括渦輪發(fā)動機、噴氣發(fā)動機、燃?xì)廨啓C)，不考慮燃料區(qū)別?，F(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
1、主要零部件及其整體結(jié)構(gòu)關(guān)系很明顯，本實用新型主要涉及現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動機的燃燒室和冷卻系統(tǒng)。位于燃燒室的水蒸氣等離子弧噴咀(見圖2，以下簡稱噴咀)是最核心的部件。噴咀內(nèi)鎢棒7為電場負(fù)極，其根部環(huán)包絕緣體；噴咀出口內(nèi)側(cè)環(huán)狀嵌入金屬正極6，其背后有冷卻水道8，以保護(hù)正極避免受高溫灼傷。正負(fù)電極均與發(fā)動機電源正負(fù)極電連接。噴咀兩極之間為電離區(qū)，水蒸氣由蒸汽加壓泵過控制閥壓入噴咀蒸汽入口4后，即在此區(qū)間電離成弧。噴咀外殼采用耐高溫瓷管5，也允許采用金屬管并直接作為正極，但應(yīng)注意與機體絕緣。噴咀口徑大小及在燃燒室安置只數(shù)多少，均按前述計算合理入室量之后選擇確定，在活塞式發(fā)動機中(見圖1)，噴咀1于缸頭部位取代現(xiàn)有技術(shù)的火花塞，無論一只或多只其出口均向心指向燃燒室中心；在葉輪式發(fā)動機中(見圖3)，噴咀1位于燃燒室冷空氣進(jìn)氣通道一側(cè)，取代現(xiàn)有技術(shù)的點火裝置或火焰筒，其出口均指向混合燃?xì)饩鶞貐^(qū)(屬環(huán)管型燃燒室的取代部分火焰筒；屬環(huán)型燃燒室的取代點火裝置，將多只噴咀出口探入環(huán)室進(jìn)氣孔道安置)。噴咀與燃燒室的結(jié)合，采用與現(xiàn)有技術(shù)相同的固定方式，允許根據(jù)需要適當(dāng)進(jìn)行修改；多只噴咀的分布排列方式自行確定。
冷卻系統(tǒng)又是蒸汽系統(tǒng)，其管道、閥門、冷卻水道或水套、蒸汽加壓泵等均為常見的現(xiàn)有成熟技術(shù)，無需仔細(xì)描述；由于各種發(fā)動機大小不一，外形各異，所處空間不同(如燃?xì)廨啓C與航空發(fā)動機所處空間就不大一樣；同是活塞式發(fā)動機V型與直列外型就大不相同)，因此，管、閥、泵的布置作同樣要求是不可能的，也是不必要的，應(yīng)按具體型號條件具體設(shè)計。其整體結(jié)構(gòu)的共同特征是噴咀的蒸汽進(jìn)口4均通過蒸汽控制閥及管道與蒸汽加壓泵出口相連；蒸汽加壓泵進(jìn)口有抽氣功能，通過匯集蒸汽的供氣總管與各受熱面背后的冷卻水道或套相溝通，泵的動力可以是電動也可以是軸動力驅(qū)動，或廢氣渦輪驅(qū)動，可自行選擇，各部位的連接均采用現(xiàn)有技術(shù)，此處不再過多描述。2、活塞式發(fā)動機的改造(見圖1)(1)、取消火花塞代之以一只或多只微束等離子弧噴咀，噴咀的主要作用是提供超高溫等離子態(tài)水，并依靠高溫膨脹壓力射入壓縮完畢的混合氣中，噴咀1應(yīng)垂直于活塞平面安置在缸頭正中心部位。缸頭、活塞3均做出相對凹陷2，以使壓縮后的混合氣成為一個相對低溫的氣團(tuán)，有效地包裹射入的等離子體，避免燃燒室的灼傷。不要求較高的壓縮比。
(2)、可參照火花塞工藝，噴咀改為陶瓷制成其正極6環(huán)狀嵌入管口內(nèi)側(cè)，其背后有冷卻管道8，通過冷卻水或蒸汽帶走熱量，送入蒸發(fā)系統(tǒng)，其導(dǎo)線經(jīng)管壁內(nèi)引出。
(3)、取消散熱水箱及風(fēng)扇、電機縮小發(fā)動機體積。
(4)、整機除必要部位，包括排氣管消聲器全部用保溫材料(適合機身外形的巖棉等定型產(chǎn)品)包裹，必要部位是指空氣、燃料、水的入口、廢氣出口、電路接頭、油底殼、軸頭及其它應(yīng)當(dāng)裸露的部位。凡受熱面背部均用水套或水道水冷，整機廢熱所產(chǎn)蒸汽，通過管道集中于供氣總管；原冷卻水泵等供應(yīng)系統(tǒng)不動，增設(shè)一蒸汽加壓泵，過控制閥向噴咀供汽，蒸汽管道及加壓泵的具體位置，視不同型號發(fā)動機外型和空間具體確定。發(fā)動機工作時，保溫層外部溫度＜40℃。
(5)、高級發(fā)動機電控系統(tǒng)增設(shè)分缸蒸汽電磁閥，普通發(fā)動機增各缸凸輪及微型活門以控制蒸汽進(jìn)入噴咀的開閉。
(6)、其它部位的適當(dāng)改造，如原點火系統(tǒng)高壓部分、油門與汽泵控制聯(lián)動等。3、改造的原理及要求由于等離子弧噴咀1產(chǎn)生的等離子態(tài)水是以萬度級高溫進(jìn)入燃燒室，所以燃燒室必須在其前進(jìn)方向上設(shè)置過程，使其前鋒尚未到達(dá)活塞表面就被包裹擴(kuò)容，繼而被爆燃的混合氣擾動解散，此時各種反應(yīng)已全面展開，活塞3開始下移。因此，缸頭與活塞相對凹陷結(jié)構(gòu)2是必須的，但如果其縱軸過長成為O型，則勢必影響缸頭結(jié)構(gòu)及活塞銷位置，所以相對凹陷應(yīng)設(shè)計成扁橢圓型。
全機保溫的目的是利用廢熱產(chǎn)生蒸汽，這里采用的是負(fù)壓蒸發(fā)的原理在絕熱條件下抽取蒸汽使壓力降至6毫米汞柱時水溫應(yīng)降至5℃，而負(fù)壓又迫使水繼續(xù)蒸發(fā)，其汽化熱只有從設(shè)備各受熱部位奪??；現(xiàn)有技術(shù)中這種廢熱是很大的(約占燃料總熱能的35％左右)，因此冷卻水溫不可能降至5℃，不過，既便是達(dá)到100℃也無損害；我們需要的就是蒸汽用以電離，總之它是帶著熱量進(jìn)入燃燒室參與作功，而不是原來的浪費。但過量抽取蒸汽是有害的，這會增加水耗，無法全部使用又只能用管道輸回水箱，徒增消耗，因此，蒸汽抽取量應(yīng)按熱構(gòu)成中的需要量準(zhǔn)確計算。保溫后應(yīng)特別注意采用耐高溫的潤滑油，保證各部位的正常運轉(zhuǎn)。
電磁閥或凸輪彈簧活門控制蒸汽，其開閉時間的準(zhǔn)確性要求極高，閥門應(yīng)在吸氣沖程開啟，于壓縮完畢時關(guān)閉，以保證噴咀內(nèi)蒸汽充足，并防止點弧后高溫氣倒流；開啟時會一部分蒸汽進(jìn)入汽缸之內(nèi)，這反而會起到濕潤氣缸作用，其最終要參與化學(xué)反應(yīng)作功，因而是有益無害的。凸輪彈簧活門，其原理結(jié)構(gòu)與燃燒室氣門閥是相同的，只是體積充分縮小。
現(xiàn)在假定一臺四沖程立式布局一定功率的汽油發(fā)動機開始運行(1)、啟動接通電源后，啟動機扭轉(zhuǎn)曲軸推動活塞，開始往復(fù)運動。
(2)、運行當(dāng)活塞從上止點下移時，吸氣行程開始，燃油與空氣經(jīng)活門進(jìn)入氣缸；活塞下移1/2行程時，噴咀蒸汽控制閥門開啟，部分蒸汽推出咀內(nèi)殘氣進(jìn)入氣缸(正常工作時該蒸汽濕潤氣缸起冷卻作用)，于下止點上移壓縮混合氣至上止點時，此時控汽閥關(guān)閉，防止等離子體倒流，橢圓形燃燒室成立。等離子弧噴咀通電，瞬間形成電弧(高速電子打擊原子放電)蒸汽被電離成等離子態(tài)水，攜萬度高溫射入壓縮氣團(tuán)，混合氣被點燃各種化學(xué)反應(yīng)全面展開；活塞由上止點下移噴咀深處蒸汽陸續(xù)電離噴出，至1/2行程時噴咀斷電，等離子態(tài)水停止入缸；活塞移至下止點作功完畢，排氣過程開始，廢氣進(jìn)入排氣管與冷卻水換熱產(chǎn)生蒸汽，并與缸頭、缸套、噴咀冷卻水所產(chǎn)蒸汽匯合于供汽總管，而廢氣外排。
(3)、停車關(guān)閉發(fā)動機電源開關(guān)。長時間停車應(yīng)適當(dāng)放松水箱蓋，防止冷卻負(fù)壓吸癟部件。
這是一個完整的奧托循環(huán)，具有典型意義，兩沖程或旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機可以進(jìn)行此類改造，實行水燃以節(jié)約燃料。
4、葉輪式發(fā)動機的改造(見圖3)相比之下，葉輪發(fā)動機的改造就比較簡單，最重要的就是于燃燒室合適位置布置多只等離子弧噴咀1，使等離子態(tài)水直接射入燃?xì)鈭F(tuán)，在擴(kuò)容換熱中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其原理與前述相同(包括機殼保溫、冷卻制汽、汽泵、閥門)，不同之處是噴咀是連續(xù)工作的沒有沖程間歇；蒸汽泵或壓汽機出口壓力高于混合氣壓力。
另一項重要改造是葉片背部增設(shè)配重加強筋，此筋始于葉座沿葉片脊背到達(dá)葉片頂端橫向展開呈T型。要特別注意橫向展開部分的重量，實際上這是一個產(chǎn)生離心力的重錘，用于蓄集能量具有飛輪作用，以改進(jìn)發(fā)動機的低速性能，但錘頭過重則離心力太大，就會撕毀葉片，切穿機殼，必須精確計算，縱向延伸至葉座部分，起系留錘頭加強葉片作用，它同葉座的結(jié)合十分重要，最好是嵌入葉座焊牢，否則只能加強離心力的破壞作用。
采取這一結(jié)構(gòu)的目的是穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以確保電能供應(yīng)質(zhì)量，如發(fā)動機低速性能不穩(wěn)，就會造成電壓、電流減弱，從而削弱電場，無法加速電子，電子動能降低必被俘獲，氣體自激放電的條件被破壞，電弧減弱，直至熄滅(如用蓄電池補充，則勢必造成電池大量放電迅速枯竭)，尤其對飛行器來說將是災(zāi)難，困此必須增加T形結(jié)構(gòu)，這是一條原則。本實用新型是將飛輪分散到每個葉片，以減少機件數(shù)量，節(jié)約能耗。
最后一項重要改造對燃燒室的改造，從某種意義上說是取消現(xiàn)有概念的燃燒室，采用非現(xiàn)有概念的燃燒結(jié)構(gòu)(這項改造適用于部分葉輪式發(fā)動機，如高速殲擊機、發(fā)動機、民用噴氣式發(fā)動機等)，其原理是在原燃燒室位置設(shè)多只等離子弧噴咀直接向噴咀內(nèi)高壓噴入空氣，燃料、水蒸汽，將其混合氣直接電離成高溫混合等離子體燃?xì)?，由噴?射出后，與前置壓氣機11壓送的冷空氣9在均溫區(qū)10混合均溫，氣流經(jīng)渦輪12后，大流量射出發(fā)動機產(chǎn)生推力作功。其所處空間如過于狹小可不設(shè)保溫層。
在這種結(jié)構(gòu)中，冷空氣9對噴咀1外壁有制冷作用，對發(fā)動機殼又有隔熱保護(hù)作用。整個結(jié)構(gòu)十分簡單，可以縮小發(fā)動機體積又提高推力。當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)軸作功的其它葉輪式發(fā)動機，如燃?xì)廨啓C，無需壓氣機，主要是增加燃?xì)馊~片級數(shù)，令燃?xì)馀蛎浿磷畹凸ぷ鲏毫τ膳艢夤芘懦觯皇窍蚝髧娚洹?br> 葉輪式水燃機的運行與現(xiàn)有技術(shù)沒有太大的區(qū)別，主要是等離子態(tài)水成為重要熱源，這對燃?xì)獍l(fā)電、機車、汽車、大型容機、直升機、氣墊船等等有重要意義，畢竟水比油便宜太多了，尤其是船還會在水中行。實際上水就是沒有分解的液態(tài)的氫和氧，這里是被很低的能耗電離了。
現(xiàn)假定一臺航空發(fā)動機開始運行1、啟動接通電源后壓氣機11燃?xì)鉁u輪12開始轉(zhuǎn)動；2、運行等離子弧噴咀1射出超高溫等離子體無間歇進(jìn)入混合氣，混合氣爆燃，等離子體與燃?xì)馔蚯靶兄粱旌暇鶞貐^(qū)10換熱均溫，這一過程主要依靠爆燃?xì)饬鞯南鄬ξ蓙y實現(xiàn)換熱，高溫燃?xì)馀尤細(xì)鉁u輪12進(jìn)入排氣管。運行時壓氣機11將冷空氣9壓入燃燒室的程中，從噴咀1的周圍流過，對噴咀外壁制冷，并對燃燒室壁隔熱保護(hù)。
3、停機按現(xiàn)有技術(shù)順序，切斷油，電供應(yīng)，但冷卻系統(tǒng)要適當(dāng)延遲關(guān)閉。
(四)、應(yīng)注意的其它問題1、不得使用硬水，噴咀冷卻水道級細(xì)，一但結(jié)垢無法清除將整個廢棄，勉強使用將被燒融。并應(yīng)濾掉一切雜質(zhì)、異物。
2、噴咀可以采用火花塞的制作方法，以陶瓷為噴管，以求與機體絕緣(正極導(dǎo)電金屬應(yīng)做入管壁之內(nèi))。兩極間距離電極端頭形狀，均應(yīng)參照現(xiàn)有技術(shù)具體設(shè)計。
3、噴口正級金屬板后必順溝通冷卻水或蒸汽。
4、參照火花塞工藝制造噴咀絕不能簡單照搬，應(yīng)十分注意處理好絕緣問題，之所以選用陶瓷正是由于這一點，其連接鋼件縲紋部位，應(yīng)與陶瓷一同制作，然后車出絲扣；陶瓷導(dǎo)熱慢但融點高強度高。因而可以做得較薄以利于傳熱，并且等離子水靠管壁部分僅千余度，而管壁有水冷保護(hù)采用瓷管是可取的。當(dāng)然如果處理好絕緣問題，仍采用金屬管是允許的。
等離子態(tài)水燃發(fā)動機的應(yīng)用將無可爭議地使我國在發(fā)動機領(lǐng)域處于暫時領(lǐng)先的地位。讓我們干起來吧，還有許多針對具體機型的二次開發(fā)工作。
權(quán)利要求1.一種等離子態(tài)水燃發(fā)動機，由燃燒室、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)聯(lián)系構(gòu)成，其特征是于燃燒室安置一只或多只水蒸汽等離子弧噴咀，其出口指向活塞式發(fā)動機的燃燒室中心或葉輪式發(fā)動機的混合燃?xì)饩鶞貐^(qū)；機體外部有保溫層，除必須裸露的部位外，整機包括排氣管消聲器均用適合機身外形的巖棉定型輕質(zhì)保溫材料包裹；受熱部件背后有冷卻水道或套，通過管道經(jīng)蒸汽加壓泵與水蒸氣等離子弧噴咀蒸汽控制閥相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子態(tài)水燃發(fā)動機，其特征是活塞式發(fā)動機的缸蓋與活塞表面相對凹陷，活塞到達(dá)上止點時燃燒室呈橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子態(tài)水燃發(fā)動機，其特征是葉輪式發(fā)動機的葉片背后頂部至葉片座有T字型配重加強筋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子態(tài)水燃發(fā)動機，其特征是飛機發(fā)動機，不采用外保溫層，壓氣機后置水蒸氣等離子弧噴咀與混合均溫區(qū)；噴咀周圍為冷空氣通道。
專利摘要等離子態(tài)水燃發(fā)動機，屬內(nèi)燃機領(lǐng)域，其燃燒室安置一只或多只水蒸汽等離子弧噴嘴，將水蒸汽電離成超高溫氫氧離子直接參與混合氣的化學(xué)反應(yīng)，從而用水大比例代替燃料；其機體外部除必須裸露的部位外全部用定型保溫材料包裹，并與各受熱面背后設(shè)置冷卻水道或套，利用本機廢熱產(chǎn)生水蒸汽抽送于噴嘴電離；它分為活塞式和葉輪式兩種機型，可廣泛用于民用及國防領(lǐng)域各種車輛、船艇、飛行器、動力機械及發(fā)電廠站，以節(jié)省能源并利于環(huán)保。
文檔編號F02C3/30GK2602173SQ0122114
公開日2004年2月4日 申請日期2001年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月9日
發(fā)明者羅五來 申請人:羅五來