CN103266951A - 动力***用非气液燃料工质发生器 - Google Patents

动力***用非气液燃料工质发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN103266951A
CN103266951A CN2013101684244A CN201310168424A CN103266951A CN 103266951 A CN103266951 A CN 103266951A CN 2013101684244 A CN2013101684244 A CN 2013101684244A CN 201310168424 A CN201310168424 A CN 201310168424A CN 103266951 A CN103266951 A CN 103266951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
liquid fuels
working medium
power system
medium generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101684244A
Other languages
English (en)
Inventor
靳北彪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Molecule Power Beijing Technology Co Ltd
Original Assignee
Molecule Power Beijing Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Molecule Power Beijing Technology Co Ltd filed Critical Molecule Power Beijing Technology Co Ltd
Priority to CN2013101684244A priority Critical patent/CN103266951A/zh
Publication of CN103266951A publication Critical patent/CN103266951A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种动力***用非气液燃料工质发生器，包括燃烧室，在所述燃烧室上设氧化剂入口、非气液燃料入口和工质出口，所述燃烧室的承压能力大于2MPa。本发明采用内燃方式来燃烧非气液燃料，这样就可产生大量的高温高压工质，并利用旁通口回流的方式使燃料充分燃烧，从而可以大大节约成本、降低热损耗，同时可提高燃料的利用率。

Description

动力***用非气液燃料工质发生器
 
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种工质发生器。
背景技术
通常情况下，非气液燃料（如煤炭、石蜡等）都是作为外燃加热的原料使用的，但是，外燃加热的热损失太大；而作为内燃常用的燃料，无论是气体燃料（如H2、CH4等）还是液体燃料（如汽油、酒精等）的价格都非常高，所以，需要发明一种可以利用价格低廉的非气液燃料的工质发生器。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种动力***用非气液燃料工质发生器，包括燃烧室，在所述燃烧室上设氧化剂入口、非气液燃料入口和工质出口，所述燃烧室的承压能力大于2MPa。
所述燃烧室设为连续燃烧室。
所述工质出口与气体做功机构连通。
所述工质出口与储罐连通。
在所述工质出口处的通道上设旁通口，所述旁通口与所述燃烧室连通。
所述动力***用非气液燃料工质发生器还包括射流泵，所述射流泵的工质出口与所述氧化剂入口连通，所述射流泵的高压流体入口与氧化剂源连通，所述射流泵的低压流体入口与所述旁通口连通。
所述非气液燃料入口与非气液燃料输送装置连通。
所述非气液燃料输送装置设为正位移泵、射流泵或设为高压流体输送循环泵。
所述非气液燃料输送装置包括一个以上的隔离仓。
在所述氧化剂入口处和/或所述非气液燃料入口处和/或所述工质出口处设置控制阀。
本发明的上述所有方案中，都可以增设除灰装置，所述除灰装置与所述燃烧室连通。
本发明中，所谓的氧化剂可以是液氧、高压纯氧、高压空气和高压含氧气体混合物等。
本发明中，所谓的非气液燃料是指除气体燃料和液体燃料之外的其他状态的可燃烧物质，例如，固体燃料或粘稠状燃料。其中，常见的固体燃料有煤、石蜡等；而所谓的粘稠状燃料是固体燃料与少量液体燃料的混合物，例如，煤与少量油的混合物。可以将所述非气液燃料预先装入所述燃烧室中，也可以利用正位移泵或射流泵或高压流体输送循环泵等将所述非气液燃料供送到所述燃烧室中，从而与所述氧化剂发生燃烧化学反应。
本发明中，所谓的气体做功机构是指一切可以利用气体工质膨胀和/或流动产生动力的机构，例如活塞式气体做功机构、涡轮动力机构、罗茨马达等，其作用是利用所述燃烧室的处于高能状态下的工质进行做功，所谓的高能状态是指气体工质处于温度最高、压力最大的状态。
本发明中，所谓的非气液燃料输送装置是一切能将非气液燃料供送给高压燃烧室的装置。例如，正位移泵、射流泵和隔离仓等。
本发明中，所谓的射流泵是指通过动力流体引射非动力流体，两流体相互作用从一个出口排出的装置，所谓的射流泵可以是气体射流泵（即喷射泵），也可以是液体射流泵；所谓的射流泵可以是传统射流泵，也可以是非传统射流泵。
本发明中，所述射流泵包括多级射流泵，多股射流泵和脉冲射流泵等。
本发明中，所谓的传统射流泵，是指由两个套装设置的管构成的，其中内管的一端设在外管中；向内管提供高压动力流体，内管高压动力流体在外管内喷射，在内管高压动力流体喷射和外管的共同作用下使内外管之间的其他流体（从外管进入的流体）沿内管高压动力流体的喷射方向产生运动的装置；所谓射流泵的外管可以有缩扩区，外管可以设为文丘里管，内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指外管内截面面积发生变化的区域；所述射流泵至少有三个接口或称通道，即高压流体入口（高压动力流体的入口）、低压流体入口（两管之间的空隙）和工质出口。
本发明中，所谓的非传统射流泵是指由两个或两个以上相互套装设置或相互并列设置的管构成的，其中至少一个管与动力流体源连通，并且动力流体源中的动力流体的流动能够引起其他管中的流体产生定向流动的装置；所谓射流泵的外管可以有缩扩区，可以设为文丘里管，管的喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指管内截面面积发生变化的区域；所述射流泵至少有三个接口或称通道，即高压流体入口、低压流体入口和工质出口；所述射流泵可以包括多个高压流体入口，在包括多个高压流体入口的结构中，所述高压流体入口可以布置在所述低压流体入口的管道中心区，也可以布置在所述低压流体入口的管道壁附近，所述高压流体入口也可以是环绕所述低压流体入口管道壁的环形喷射口。
本发明中，所述燃烧室内的工质需要经过加热升温升压的过程，这就要求所述燃烧室能够承受一定压力，选择性地，所述燃烧室的承压能力可设为大于2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa、31MPa、32MPa、33MPa、34MPa、35MPa、36MPa、37MPa、38MPa、39MPa或大于40MPa。
本发明中，所述燃烧室内的工质压力与其承压能力相匹配，即所述燃烧室内的最高工质压力达到其承压能力。
本发明的原理是：将非气液燃料在所述燃烧室内与氧化剂发生燃烧化学反应，产生高压高温工质，经由所述工质出口排出而推动所述气体做功机构对外输出动力。
本发明中，根据发动机领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或***。
本发明的有益效果如下:
本发明所述动力***用非气液燃料工质发生器是采用内燃方式来燃烧非气液燃料，这样就可产生大量的高温高压工质，并利用所述旁通口回流的方式使该燃料充分燃烧，从而可以大大节约成本、降低热损耗，同时可提高燃料的利用率。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；
图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；
图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；
图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；
图中：
1燃烧室、2氧化剂入口、3非气液燃料入口、4工质出口、41旁通口、50正位移泵、51隔离仓、6气体做功机构、7射流泵、8储罐、9除灰装置。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的动力***用非气液燃料工质发生器，包括燃烧室1，在所述燃烧室1上设氧化剂入口2、非气液燃料入口3和工质出口4，所述燃烧室1的承压能力大于2MPa。
氧化剂经所述氧化剂入口2进入所述燃烧室1，非气液燃料经所述非气液燃料入口3进入所述燃烧室1，所述氧化剂和所述非气液燃料在所述燃烧室1内发生燃烧化学反应，产生高温高压工质，所述高温高压工质经所述工质出口4 排出可驱动气体做功机构对外输出动力。
当所述非气液燃料为固体块状燃料时，氧化剂与块状燃料的表面接触进行燃烧，块状燃料内部不能及时接触氧化剂，所以采用连续燃烧方式能使燃料充分利用；当所述非气液燃料为粉末状燃料时，喷入燃烧室中，可立即与氧化剂混匀，进行充分燃烧，此时燃烧室可为间歇式燃烧方式进行工作。
本实施例中，所述非气液燃料为粉末状碳，所述氧化剂为纯氧，在所述燃烧室1中，粉末状碳和纯氧充分燃烧后的产物为二氧化碳，此时的二氧化碳具有很高的能量，可经所述工质出口4排出可驱动气体做功机构对外输出动力。
作为可以变换的实施方式，所述非气液燃料可以改为石蜡，也可以改为纯化过的煤，以保证充分燃烧后的产物为具有大量能量的气体。
作为可以变换的实施方式，所述氧化剂可以改为液氧，也可以改为液化空气。
实施例2
如图2所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其在实施例1的的基础上，进一步将所述非气液燃料入口3与非气液燃料输送装置连通，所述非气液燃料输送装置设为正位移泵50，所述正位移泵50可将所述非气液燃料送到所述燃烧室1中，从而使非气液燃料与氧化剂发生燃烧化学反应。
本实施例中，所述非气液燃料为块状固体燃料，所述块状固体燃料为被去除灰分的燃料，这样燃烧时产生的污染物和废弃物就会大大减少；所述氧化剂可为液氧。
作为可以变换的实施方式，所述燃料可改设为煤与少量油的混合物、石蜡或固体碳；所述氧化剂可改设为纯氧、液体空气或空气。 
当所述非气液燃料为粉末状燃料时，所述非气液燃料输送装置可采用射流泵，此时，所述氧化剂源为所述射流泵的动力流体，所述粉末状燃料可被吸进所述燃烧室1中，进行间歇式燃烧。
作为可以变换的实施方式，所述非气液燃料输送装置还可以改设为高压流体输送循环泵。
实施例3
如图3所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其在实施例2的基础上，进一步将所述工质出口4与储罐8连通，所述储罐8用来存储从所述工质出口4排出的有压气体。
具体实施时，可以设置一个有压气体的压力设定值，当从所述工质出口4排出的所述有压气体的压力没有达到该设定值时，可以先存储在所述储罐8中，待达到所述压力设定值后经所述储罐8排出使用。
实施例4
如图4所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其与实施例2的区别在于：所述非气液燃料输送装置包括一个隔离仓51，在动力***用非气液燃料工质发生器启动时，打开隔离仓51的阀门，所述非气液燃料输送装置将所述隔离仓51中的所述非气液燃料推入所述燃烧室1与所述氧化剂发生燃烧化学反应。为了方便表示，所述非气液燃料输送装置在图中并未示出。
作为可以变换的实施方式，所述非气液燃料输送装置包括多个，比如两个，所述隔离仓51，多个所述隔离仓51轮流向所述燃烧室1中供送燃料，以实现连续燃烧。
作为可以变换的实施方式，本发明的所有设有所述非气液燃料输送装置的实施方式中，都可以参照本实施例使所述非气液燃料输送装置包括一个或多个所述隔离仓51。
实施例5
如图5所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其在实施例2的基础上进一步包括除灰装置9，所述除灰装置9与所述燃烧室1连通。
本实施例中，所述除灰装置9经所述工质出口4与所述燃烧室1连通，当所述燃料采用未经纯化的煤等时，在所述燃烧室1燃烧后的产物含有大量的灰质，经过所述除灰装置9处理后排出为高温高压的气体，不再含有灰质，不会对做功机构有损伤。
作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式都可以按照本实施例中的方案设置所述除灰装置9。
实施例6
如图6所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其在实施例2的基础上，进一步将所述工质出口4与气体做功机构6连通。
本实施例中，所述气体做功机构6设为涡轮动力机构，所述氧化剂和所述燃料在所述燃烧室1中发生燃烧化学反应，产生的高温高压工质经所述工质出口4排出驱动所述涡轮动力机构做功。
作为可以变换的实施方式，所述气体做功机构6改设为活塞式气体做功机构或罗茨马达等。
作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式中都可以按照本实施例中的方案设置所述气体做功机构6。
实施例7
如图7所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其在实施例2的基础上，进一步在所述工质出口4处的通道上设旁通口41，所述旁通口41与所述燃烧室1连通。
经燃烧化学反应产生的高温高压工质，一部分通过所述旁通口41返回到所述燃烧室1中，以在启动阶段对所述燃烧室1进行预热；或在所述燃料没有燃烧充分时返回到所述燃烧室1中，重新进行燃烧，以提高所述燃料的利用率。
作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式中都可以按照本实施例中的方案设置所述旁通口41。
实施例8
如图8所示的动力***用非气液燃料工质发生器，其在实施例7的基础上，进一步还包括射流泵7，所述射流泵7的工质出口与所述氧化剂入口2连通，所述射流泵7的高压流体入口与氧化剂源连通，所述射流泵7的低压流体入口与所述旁通口41连通。
所述氧化剂源作为所述射流泵7的动力流体，带动由所述旁通口41流出的部分工质一起进入所述燃烧室1，调整工质的回流量，可相应控制对外输出的工质温度和流量。
作为可以变换的实施方式，本发明的所有设置有所述旁通口41的实施方式中都可以按照本实施例中的方案设置所述射流泵7。
本发明的所有实施方式中，都可以选择性的在所述氧化剂入口2处、所述非气液燃料入口3处和所述工质出口4处同时设置控制阀，以实现所述燃烧室1中的燃烧产生的气体在达到设定值时，将所述工质出口4处的控制阀打开，高压工质从所述工质出口4排出；还可以改为在所述氧化剂入口2处、所述非气液燃料入口3处和所述工质出口4处三处中任择一处或两处设置所述控制阀。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种动力***用非气液燃料工质发生器，包括燃烧室（1），其特征在于：在所述燃烧室（1）上设氧化剂入口（2）、非气液燃料入口（3）和工质出口（4），所述燃烧室（1）的承压能力大于2MPa。
2. 如权利要求1所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述燃烧室（1）设为连续燃烧室。
3. 如权利要求1所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述工质出口（4）与气体做功机构（6）连通。
4. 如权利要求1所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述工质出口（4）与储罐（8）连通。
5. 如权利要求1所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：在所述工质出口（4）处的通道上设旁通口（41），所述旁通口（41）与所述燃烧室（1）连通。
6. 如权利要求5所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述动力***用非气液燃料工质发生器还包括射流泵（7），所述射流泵（7）的工质出口与所述氧化剂入口（2）连通，所述射流泵（7）的高压流体入口与氧化剂源连通，所述射流泵（7）的低压流体入口与所述旁通口（41）连通。
7. 如权利要求1至6中任一项所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述非气液燃料入口（3）与非气液燃料输送装置连通。
8. 如权利要求7所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述非气液燃料输送装置设为正位移泵（50）、射流泵或设为高压流体输送循环泵。
9. 如权利要求7所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：所述非气液燃料输送装置包括一个以上的隔离仓（51）。
10. 如权利要求1至6中任一项或8或9所述动力***用非气液燃料工质发生器，其特征在于：在所述氧化剂入口（2）处和/或所述非气液燃料入口（3）处和/或所述工质出口（4）处设置控制阀。
CN2013101684244A 2012-05-22 2013-05-09 动力***用非气液燃料工质发生器 Pending CN103266951A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101684244A CN103266951A (zh) 2012-05-22 2013-05-09 动力***用非气液燃料工质发生器

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210160770.3 2012-05-22
CN201210160770 2012-05-22
CN2013101684244A CN103266951A (zh) 2012-05-22 2013-05-09 动力***用非气液燃料工质发生器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103266951A true CN103266951A (zh) 2013-08-28

Family

ID=49010603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101684244A Pending CN103266951A (zh) 2012-05-22 2013-05-09 动力***用非气液燃料工质发生器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103266951A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762216A (zh) * 2013-06-01 2017-05-31 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 速度型做功机构发动机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785145A (en) * 1971-11-10 1974-01-15 Gen Motors Corp Gas turbine power plant
US4335684A (en) * 1979-04-16 1982-06-22 Thermo Electron Corporation Micronized coal-water fuel slurry for reciprocating internal-combustion engines
CN1035172A (zh) * 1988-02-17 1989-08-30 国际壳牌研究有限公司 带旋流冷却面的部分燃烧式燃烧器
CN2066896U (zh) * 1990-03-28 1990-12-05 王章万 粉末燃料活塞式内燃机
CN200964896Y (zh) * 2006-10-16 2007-10-24 曹虎林 固体燃料内燃发动机
WO2010023902A1 (ja) * 2008-08-26 2010-03-04 株式会社ブイエスディー ガス化燃焼装置
CN201486659U (zh) * 2009-07-02 2010-05-26 王志强 固体燃料燃气轮机
EP2317228A2 (en) * 2009-10-30 2011-05-04 Mr Tsung-Hsien Kuo Method and device for feeding powdered fuel into the combustor of an open cycle gas turbine
CN102121434A (zh) * 2010-01-22 2011-07-13 靳北彪 低熵混燃循环热动力***

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785145A (en) * 1971-11-10 1974-01-15 Gen Motors Corp Gas turbine power plant
US4335684A (en) * 1979-04-16 1982-06-22 Thermo Electron Corporation Micronized coal-water fuel slurry for reciprocating internal-combustion engines
CN1035172A (zh) * 1988-02-17 1989-08-30 国际壳牌研究有限公司 带旋流冷却面的部分燃烧式燃烧器
CN2066896U (zh) * 1990-03-28 1990-12-05 王章万 粉末燃料活塞式内燃机
CN200964896Y (zh) * 2006-10-16 2007-10-24 曹虎林 固体燃料内燃发动机
WO2010023902A1 (ja) * 2008-08-26 2010-03-04 株式会社ブイエスディー ガス化燃焼装置
CN201486659U (zh) * 2009-07-02 2010-05-26 王志强 固体燃料燃气轮机
EP2317228A2 (en) * 2009-10-30 2011-05-04 Mr Tsung-Hsien Kuo Method and device for feeding powdered fuel into the combustor of an open cycle gas turbine
CN102121434A (zh) * 2010-01-22 2011-07-13 靳北彪 低熵混燃循环热动力***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106762216A (zh) * 2013-06-01 2017-05-31 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 速度型做功机构发动机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1022454B1 (en) Liquid propellant rocket engine
CN105822459B (zh) 火箭发动机
CN202745952U (zh) 低熵混燃气体液化物引射充气发动机
JP6852070B2 (ja) 船舶推進システムおよび船舶推進システムの操作方法
CN103711610B (zh) 一种基于液氧的rbcc燃气发生器一体化供应与调节***
CN103696883B (zh) 一种基于过氧化氢的rbcc发动机泵压和挤压一体化燃油***
CN207393322U (zh) 一种用于车辆的发动机
CN105156231A (zh) 一种燃气自增压式混合火箭发动机
CN103590905A (zh) 一种实现高效热功转换的方法及应用其的发动机
CN102121434B (zh) 低熵混燃循环热动力***
CA2859958A1 (en) Multistage method for producing hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas-generator unit
JP2018031067A (ja) 「加圧された水蒸気とｈｈｏガスを含む混合気体」の発生装置とその利用方法
CN103266951A (zh) 动力***用非气液燃料工质发生器
CN102072049A (zh) 混燃工质发生器
CN104454169A (zh) 外置内燃发动机
CN202811058U (zh) 连续燃烧活塞式内燃机
CN204436628U (zh) 一种燃烧效率高的发动机
CN102536442A (zh) 高效热动力***
US20130167532A1 (en) Power generator and related engine systems
CN102705080A (zh) 高效复合动力叶轮机构
CN202641483U (zh) 燃气型多功能超导清蜡车
CN206831555U (zh) 利用低压饱和蒸汽进行发电的发电设备及焦化***
CN101858205B (zh) 一种气体热载体清蜡洗井装置
CN103089482A (zh) 压气单元热气机
CN214580995U (zh) 用于火力发电的低温高压混合气发生装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130828