一種固體燃料內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種內(nèi)燃機(jī)，特別是涉及到一種固體燃料內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般內(nèi)燃機(jī)的燃料在做功氣缸內(nèi)燃燒，推動活塞對外做功，內(nèi)燃機(jī)的燃料只能是液體燃料或氣體燃料，不能使用固體燃料。主要原因是固體燃料燃燒通常產(chǎn)生固體廢渣，固體廢渣導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)損壞不能正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可以使用固體燃料的內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明由燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、做功系統(tǒng)及排渣系統(tǒng)組成。進(jìn)氣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送壓縮空氣。進(jìn)料系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送固體燃料。燃燒室體積固定，固體燃料在燃燒室持續(xù)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體與固體廢渣，燃料實(shí)現(xiàn)將自身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為可以對外做功的高溫高壓氣體的內(nèi)能。做功系統(tǒng)與燃燒室相連，做功系統(tǒng)將高溫高壓氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外輸出。排渣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)將燃燒室產(chǎn)生的廢渣排出內(nèi)燃機(jī)。
[0004]燃燒室由耐高溫高壓材料制造，所述耐高溫高壓材料既可以是耐高溫特種鋼、耐高溫陶瓷，也可以是耐高溫復(fù)合材料，特別是碳纖維陶瓷復(fù)合材料，燃燒室在工作時一直處于高溫高壓狀態(tài)。燃燒室內(nèi)有氣固分離裝置，分離固體燃料在燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體與固體廢渣。進(jìn)一步的，燃燒室可以在外壁包覆保溫材料，還可以在內(nèi)壁涂覆耐火隔熱材料，避免熱量流失。
[0005]進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣壓縮系統(tǒng)、進(jìn)氣管道及進(jìn)氣閥門組成。空氣壓縮系統(tǒng)可以是與做功系統(tǒng)聯(lián)動的空氣壓縮系統(tǒng)也可以是獨(dú)立工作的空氣壓縮系統(tǒng)，可以是單級壓縮也可以是多級壓縮，可以是活塞式空氣壓縮系統(tǒng)也可以是離心式空氣壓縮系統(tǒng)。與做功系統(tǒng)聯(lián)動的空氣壓縮系統(tǒng)，可以與做功系統(tǒng)共軸也可以不共軸。獨(dú)立工作的空氣壓縮系統(tǒng)可以是電動空氣壓縮系統(tǒng)，也可以是獨(dú)立內(nèi)燃機(jī)空氣壓縮系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)還可以在空氣壓縮系統(tǒng)與進(jìn)氣閥之間設(shè)置壓縮空氣緩沖裝置，緩沖裝置還可以具有加熱裝置，加熱裝置對緩沖裝置的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的壓縮空氣通過進(jìn)氣閥進(jìn)入燃燒室。加熱裝置的熱量來源于做功系統(tǒng)排放的尾氣。
[0006]進(jìn)料系統(tǒng)主要由燃料儲存裝置及進(jìn)料泵組成。固體燃料可以是水煤漿也可以是有機(jī)溶劑煤漿，還可以是生物質(zhì)燃料。進(jìn)料泵可以是連續(xù)進(jìn)料泵也可以是脈沖式進(jìn)料泵，可以是獨(dú)立進(jìn)料泵也可以是與做功系統(tǒng)聯(lián)動的進(jìn)料泵。獨(dú)立進(jìn)料泵可以是電動進(jìn)料泵也可以是氣動進(jìn)料泵。進(jìn)料泵與燃燒室可以通過進(jìn)料閥直接相連，也可以是進(jìn)料泵連接緩沖加熱裝置再通過進(jìn)料閥與燃燒室相連。具有緩沖加熱裝置的進(jìn)料系統(tǒng)，燃料通過進(jìn)料泵進(jìn)入緩沖加熱裝置，緩沖加熱裝置對進(jìn)入緩沖裝置的燃料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的燃料通過進(jìn)料閥進(jìn)入燃燒室。緩沖加熱裝置的熱量來源于做功系統(tǒng)排放的尾氣。
[0007]做功系統(tǒng)將高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外輸出，做功系統(tǒng)可以是往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)或者是轉(zhuǎn)子式活塞做功系統(tǒng)，也可以是流平機(jī)做功系統(tǒng)。
[0008]排渣系統(tǒng)將燃燒室產(chǎn)生的廢渣排出內(nèi)燃機(jī)，排渣系統(tǒng)可以有獨(dú)立的排渣室，也可以是排渣室與燃燒室連為一體排渣?？梢允沁B續(xù)排渣也可以是間歇排渣?？梢允菑U渣自重排渣，也可以是機(jī)械動力排渣。
[0009]本發(fā)明的工作原理是:進(jìn)氣系統(tǒng)將壓縮空氣送入燃燒室，進(jìn)料系統(tǒng)將固體燃料送入燃燒室，固體燃料在燃燒室燃燒，燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體同時產(chǎn)生固體廢渣，燃料的化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為高溫高壓氣體的內(nèi)能，做功系統(tǒng)做功將高溫高壓氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外輸出，廢渣由排渣系統(tǒng)排出。內(nèi)燃機(jī)持續(xù)工作，進(jìn)氣系統(tǒng)持續(xù)提供大于燃燒室壓強(qiáng)的壓縮空氣，進(jìn)料系統(tǒng)持續(xù)提供壓強(qiáng)大于燃燒室的燃料。
【附圖說明】
[0010]圖1是固體燃料內(nèi)燃機(jī)的示意圖。
[0011]其中I一燃燒室、2—進(jìn)氣系統(tǒng)、3—進(jìn)料系統(tǒng)、4一做功系統(tǒng)、5—排渣系統(tǒng)、6—進(jìn)氣閥、7 一進(jìn)料閥、8 一做功閥、9 一排澄閥。
[0012]圖2是固體燃料內(nèi)燃機(jī)自重排渣的排渣室的示意圖。
[0013]其中21—排渣室、22—進(jìn)渣閥門、23—排渣閥門。
[0014]圖3是固體燃料內(nèi)燃機(jī)機(jī)械排渣的排渣室的示意圖。
[0015]其中31—排渣室、32—進(jìn)渣閥門、33—排渣閥門、34—排渣泵。
[0016]圖4是固體燃料內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的示意圖。
[0017]其中41 一進(jìn)氣系統(tǒng)、42—發(fā)電機(jī)、43—做功系統(tǒng)、44一主軸、45—進(jìn)料系統(tǒng)、46—燃燒室、47—排渣系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例一
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4、排渣系統(tǒng)5組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點(diǎn)火器及固氣分離裝置。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥6與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥7與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥8與燃燒室I相連。排渣系統(tǒng)5通過排渣閥9與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為多級流平做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)共軸聯(lián)動的軸流空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨(dú)立的電動漿料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。排渣系統(tǒng)5為利用固體廢渣自重排渣的排渣系統(tǒng)，其具有獨(dú)立排渣室，且有二道閥門隔開燃燒室與排渣口。內(nèi)燃機(jī)正常工作時，二道閥門關(guān)閉。開始排渣時，連接燃燒室的進(jìn)渣閥門22 (圖2的22即圖1的9)打開，固體廢渣由燃燒室通過進(jìn)渣閥門22進(jìn)入排渣室，關(guān)閉進(jìn)渣閥門22，打開連接排渣口的排渣閥門23，固體廢渣由排渣室通過排渣閥門23排出。
[0019]實(shí)施例二
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4、排渣系統(tǒng)5組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點(diǎn)火器及固氣分離裝置。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥6與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥7與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥8與燃燒室I相連。排渣系統(tǒng)5通過排渣閥9與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為多級流平做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)共軸聯(lián)動的多級軸流空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨(dú)立的電動漿料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。排渣系統(tǒng)5為具有獨(dú)立排渣室的機(jī)械排渣系統(tǒng)，且有二道閥門隔開燃燒室與排渣口。內(nèi)燃機(jī)正常工作時，二道閥門關(guān)閉。開始排渣時，連接燃燒室的進(jìn)渣閥門32 (圖3的32即圖1的9)打開，固體廢渣由燃燒室通過進(jìn)渣閥門32進(jìn)入排渣室31，關(guān)閉進(jìn)渣閥門32，打開連接排渣口的排渣閥門33，啟動排渣泵34，排渣泵將固體廢渣從排渣室經(jīng)排渣閥門33排出。
[0020]實(shí)施例三
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4、排渣系統(tǒng)5組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點(diǎn)火器及固氣分離裝置。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥6與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥7與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥8與燃燒室I相連。排渣系統(tǒng)5通過排渣閥9與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為多級流平做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)共軸聯(lián)動的多級軸流空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨(dú)立的電動漿料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。排渣系統(tǒng)5為沒有獨(dú)立排渣室的機(jī)械排渣系統(tǒng)，燃燒室與排渣口只有一道閥門隔開。內(nèi)燃機(jī)正常工作時，閥門關(guān)閉。開始排渣時，啟動排渣泵，排渣閥門打開，排渣泵將固體廢渣排出內(nèi)燃機(jī)。
[0021]實(shí)施例四
一種固體燃料內(nèi)燃發(fā)電機(jī)，由燃燒室46、進(jìn)氣系統(tǒng)41、進(jìn)料系統(tǒng)45、做功系統(tǒng)43、排澄系統(tǒng)47及發(fā)電機(jī)42組成，燃燒室46體積固定，內(nèi)有點(diǎn)火器及固氣分離裝置。進(jìn)氣系統(tǒng)41通過進(jìn)氣閥與燃燒室46相連。進(jìn)料系統(tǒng)45通過進(jìn)料閥與燃燒室46相連。做功系統(tǒng)43通過做功閥與燃燒室46相連。排渣系統(tǒng)47通過排渣閥與燃燒室46相連。發(fā)電機(jī)42通過傳動軸與做功系統(tǒng)43相連。其中做功系統(tǒng)43為多級流平做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)41為與做功系統(tǒng)共軸聯(lián)動的多級軸流空氣壓縮系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)42與做功系統(tǒng)43共軸聯(lián)動，進(jìn)料系統(tǒng)45為獨(dú)立的電動漿料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室46為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0022]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的部分應(yīng)用，不同的燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、做功系統(tǒng)有更多的組合，都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明所述的內(nèi)燃機(jī)以漿料煤為燃料，可以通過控制做功閥門更好地調(diào)節(jié)輸出功率，與可以更加節(jié)能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可以使用固體燃料的內(nèi)燃機(jī)，主要由燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、做功系統(tǒng)及排渣系統(tǒng)組成，其特征在于進(jìn)氣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送壓縮空氣；進(jìn)料系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送固體燃料；燃燒室體積固定，固體燃料在燃燒室持續(xù)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體與固體廢渣；做功系統(tǒng)與燃燒室相連，做功系統(tǒng)負(fù)責(zé)將高溫高壓氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；排渣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)將燃燒室產(chǎn)生的廢渣排出內(nèi)燃機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于排渣系統(tǒng)有二道閥門隔開燃燒室與排渣□ O3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于做功系統(tǒng)是流平做功系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于進(jìn)氣系統(tǒng)是與做功系統(tǒng)共軸的軸流壓氣機(jī)。5.一種固體燃料內(nèi)燃發(fā)電機(jī)，其特征在于將固體燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置是權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于做功系統(tǒng)是流平做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)是與做功系統(tǒng)共軸的軸流壓氣機(jī)，發(fā)電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)共軸。
【專利摘要】本發(fā)明由燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、做功系統(tǒng)及排渣系統(tǒng)組成。進(jìn)氣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送壓縮空氣。進(jìn)料系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送固體燃料。燃燒室體積固定，固體燃料在燃燒室持續(xù)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體與固體廢渣。做功系統(tǒng)與燃燒室相連，做功系統(tǒng)將高溫高壓氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外輸出。排渣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)將燃燒室產(chǎn)生的廢渣排出內(nèi)燃機(jī)。
【IPC分類】F02B45/02
【公開號】CN104929761
【申請?zhí)枴緾N201510261963
【發(fā)明人】周虎, 周思齊
【申請人】周虎
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月21日