CN100439656C

CN100439656C - 弧光放电式燃水发动机

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Publication number: CN100439656C
Application number: CNB2006100314536A
Authority: CN
Inventors: 王小龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: CN1851238A

Abstract

本发明公开了一种弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体、气缸盖和气缸体内的活塞，连杆、曲轴和惯性轮，气缸盖上的进气孔、排气孔以及与它们联动的气门塞，还设有弧光放电装置和燃水供给装置，弧光放电装置包括有弧光放电正极、弧光放电负极和连接件组成，弧光放电正极、弧光放电负极分别与高压高频发生器的正极和负极相连，燃水供给装置喷水器连接在气缸盖上。本发明是由喷洒到气缸内的雾化水在高温高压下，吸收压缩空气和由弧光放电发生的爆炸燃烧蒸发产生的巨大热量，使雾化水迅速蒸发，由此产生最大热量值的高温高压蒸汽来推动活塞作功，完成热能向机械能的转化，且作功效率高，利用水作为燃料，使用成本低，不产生废气，不污染环境。

Description

弧光放电式燃水发动机

技术领域

本发明涉及一种动力机械发动机，尤其是一种利用水作为燃料把热能转化为机械能的弧光放电式燃水发动机。

背景技术

目前人类使用的动力装置有蒸汽机、内燃机、电动机，均是将电能、水能、风能和由煤、油、汽产生的热能转化为机械能的动力装置，但这些动力装置在不同程度上受到资源和环保方面的种种局限。针对这种现实情况，出现了利用磁能和光能作为发动机的动力来源，但这些磁能和光能发动机由于设计结构的原因，磁能衰减后难以补偿和更换，光能又难以控制，很难以付诸于实际运用。在中国专利上也公开了多种利用水作为燃料的燃水发动机，如专利号为01225081的《燃水发动机》是气缸体、气缸盖和在气缸体内的活塞及曲轴连杆机构组成，气缸盖上有排气装置、电热缸帽和喷水孔，电热缸帽在靠近气缸内腔的部分是高热帽面，紧靠高热帽面后面是电炉盘，电路盘连接电源接线柱，在气缸盖内面上喷水孔的喷水口对着电热缸帽上的高热帽面，在气缸盖外面的喷水孔连接喷水管，当起动机转动带动活塞向上滑动到上止点，此时高压水泵转动，水经连接的喷水管、喷水孔、喷水口，对着电热缸帽上的高热帽面喷洒，使喷洒在上面的水气化，同时气化分解为氢和氧，在高温高压条件下，氢和氧燃烧膨胀，推动活塞向下运动作功。但这种依靠使雾化水在高温帽面加热使水分解为氢和氧的情况难以实现，即使能够实现，氢和氧燃烧的效果也不理想，作功效率也十分低下，难以达到现实要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以水为燃料，使喷洒到气缸内的雾化水在高温高压下，吸收压缩空气和弧光放电产生的巨大热量，使雾化水迅速蒸发，产生高温高压蒸汽推动活塞作功，实现热能转化为机械能的弧光放电式燃水发动机，且作功效率高，使用成本低，无环境污染。

为了实现发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明的弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体、气缸盖和气缸体内的活塞、与活塞依次连接的连杆、曲轴和惯性轮，气缸盖上的进气孔、排气孔以及与它们联动的气门塞，还设有弧光放电装置和燃水供给装置，弧光放电装置包括有弧光放电正极、弧光放电负极和连接件组成，弧光放电正极、弧光放电负极分别与高压高频发生器的正极和负极相连，燃水供给装置由水箱、滤清器、输水泵、供水角度提前器、喷水泵和喷水器组成，喷水器连接在气缸盖上，在活塞的顶面上设有绝缘陶瓷层。

可以由弧光放电正极、绝缘陶瓷、弧光放电负极、连接件依次从内到外连接组成弧光放电装置，由连接件连接在气缸盖上。

又可以由金属正极、绝缘陶瓷、连接件从内到外依次连接组成弧光放电正极，由连接件连接在气缸盖上，弧光放电负极设置在活塞上。

还可以由金属正极、绝缘陶瓷、连接件从内到外依次连接组成弧光放电正极，由连接件连接在气缸盖上，活塞直接作为弧光放电负极。

采用这样的结构后，弧光放电装置的正极和负极都设置在发动机的气缸内，弧光放电直接在气缸内发生，所采用的高压高频发生器频率为90-120KHZ，产生的电压为100万伏以上，极易穿透压缩空气，使得放电产生的热量有利于压缩空气的吸收，协同燃水供给装置的喷水泵和喷水器喷发出的高压雾化水发生爆炸蒸发效应，因而热量的吸收利用得到极大提高，作功效率随之有效提高，直接以水为燃料，使用成本低，不产生任何废气，不污染环境。

附图说明

图1为本发明弧光放电式燃水发动机第一个实施例的主视图；

图2为本发明弧光放电式燃水发动机第二个实施例的主视图；

图3为本发明弧光放电式燃水发动机第三个实施例的主视图；

图4为本发明弧光放电式燃水发动机第四个实施例的主视图；

图5为本发明弧光放电式燃水发动机第五个实施例的主视图；

图6为本发明弧光放电式燃水发动机第六个实施例的主视图；

图7为图1、图2中所示的弧光放电装置的主视图；

图8为图3、图4、图5、图6所示的弧光放电正极的主视图；

图9为燃水供给装置的结构示意视图；

图10为本发明处于进气行程开始点状态的结构示意图；

图11为本发明处于压缩行程开始点状态的结构示意图；

图12为本发明处于工作行程开始点状态的结构示意图；

图13为本发明处于排气行程开始点状态的结构示意图。

以上图中所示：1、气缸盖，2、排气孔，3、绝缘陶瓷层，4、气缸体，5、活塞，6、惯性轮，7、曲轴，8、连杆，9、进气孔，10、气门塞，11、弧光放电装置，12、燃水供给装置，13、弧光放电正极，14、弧光放电负极15、金属正极，16、绝缘陶瓷，17、金属负极，18、连接件，19、喷水器，20、喷水泵，21、供水角度提前器，22、输水泵，24、滤清器，25、水箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

第一个实施例：

如图1所示的弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体4、气缸盖1和气缸体内的活塞4、与活塞依次连接的连杆8、曲轴7和惯性轮6，气缸盖上的进气孔9、排气孔2以及与它们联动的气门塞10，在气缸盖上一个弧光放电装置11，弧光放电装置如图7所示由金属正极15、绝缘陶瓷16、金属负极17和连接件18依次从内到外连接组成，金属正极15、金属负极16分别与高压高频发生器的正极和负极相连。在气缸盖的中心位置设有燃水供给装置，燃水供给装置如图8所示由水箱25、滤清器24、汽水分离器23、输水泵22、供水角度提前器21、喷水泵20和喷水器19依次连接组成，喷水器连接在气缸盖上。

第二个实施例：

如图2所示的弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体4、气缸盖1和气缸体内的活塞4、与活塞依次连接的连杆8、曲轴7和惯性轮6，气缸盖上的进气孔9、排气孔2以及与它们联动的气门塞10，在气缸盖上四个弧光放电装置11，弧光放电装置以气缸盖中心为圆心均匀布置，弧光放电装置如图7所示由金属正极15、绝缘陶瓷16、金属负极17和连接件18依次从内到外连接组成，金属正极15、金属负极16分别与高压高频发生器的正极和负极相连。在气缸盖的中心位置设有燃水供给装置，燃水供给装置如图8所示由水箱25、滤清器24、汽水分离器23、输水泵22、供水角度提前器21、喷水泵20和喷水器19依次连接组成，喷水器连接在气缸盖上。

第三个实施例：

如图3所示的弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体4、气缸盖1和气缸体内的活塞4、与活塞依次连接的连杆8、曲轴7和惯性轮6，气缸盖上的进气孔9、排气孔2以及与它们联动的气门塞10，在气缸盖上一个弧光放电正极13，弧光放电正极如图8所示由金属正极15、绝缘陶瓷16和连接件18依次从内到外连接组成，金属正极15与高压高频发生器的正极相连，在活塞上设置弧光放电负极14，弧光放电负极的连接线通过连杆上的通孔与高压高频发生器的负极相连。在气缸盖的中心位置设有燃水供给装置，燃水供给装置如图8所示由水箱25、滤清器24、汽水分离器23、输水泵22、供水角度提前器21、喷水泵20和喷水器19依次连接组成，喷水器连接在气缸盖上，在活塞的顶面上设有绝缘陶瓷层3。

第四个实施例：

如图4所示的弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体4、气缸盖1和气缸体内的活塞4、与活塞依次连接的连杆8、曲轴7和惯性轮6，气缸盖上的进气孔9、排气孔2以及与它们联动的气门塞10，在气缸盖上四个弧光放电正极13，弧光放电正极以气缸盖中心为圆心均匀布置，弧光放电正极如图8所示由金属正极15、绝缘陶瓷16和连接件18依次从内到外连接组成，金属正极15与高压高频发生器的正极相连，对应在活塞上也设置有四个弧光放电负极14，弧光放电负极的连接线通过连杆上的通孔与高压高频发生器的负极相连。在气缸盖的中心位置设有燃水供给装置，燃水供给装置如图8所示由水箱25、滤清器24、汽水分离器23、输水泵22、供水角度提前器21、喷水泵20和喷水器19依次连接组成，喷水器连接在气缸盖上，在活塞的顶面上设有绝缘陶瓷层3。

第五个实施例：

如图5所示弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体4、气缸盖1和气缸体内的活塞4、与活塞依次连接的连杆8、曲轴7和惯性轮6，气缸盖上的进气孔9、排气孔2以及与它们联动的气门塞10，在气缸盖上一个弧光放电正极13，弧光放电正极如图8所示由金属正极15、绝缘陶瓷16和连接件18依次从内到外连接组成，金属正极15与高压高频发生器的正极相连，活塞直接作为弧光放电负极，弧连接线通过连杆上的通孔与高压高频发生器的负极相连。在气缸盖的中心位置设有燃水供给装置，燃水供给装置如图8所示由水箱25、滤清器24、汽水分离器23、输水泵22、供水角度提前器21、喷水泵20和喷水器19依次连接组成，喷水器连接在气缸盖上，在活塞的顶面上设有绝缘陶瓷层3。

第六个实施例：

如图6所示弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体4、气缸盖1和气缸体内的活塞4、与活塞依次连接的连杆8、曲轴7和惯性轮6，气缸盖上的进气孔9、排气孔2以及与它们联动的气门塞10，在气缸盖上四个弧光放电正极13，弧光放电正极以气缸盖中心为圆心均匀布置，弧光放电正极如图8所示由金属正极15、绝缘陶瓷16和连接件18依次从内到外连接组成，金属正极15与高压高频发生器的正极相连，活塞直接作为弧光放电负极，弧光放电负极的连接线通过连杆上的通孔与高压高频发生器的负极相连。在气缸盖的中心位置设有燃水供给装置，燃水供给装置如图8所示由水箱25、滤清器24、汽水分离器23、输水泵22、供水角度提前器21、喷水泵20和喷水器19依次连接组成，喷水器连接在气缸盖上，在活塞的顶面上设有绝缘陶瓷层3。

下面对本发明的工作原理进行说明，它包括进气行程、压缩行程、工作行程、排气行程四个行程。

进气行程：

如图10为发动机进气行程开始点状态，也是发动机排气行程的终止点状态。当活塞从上止点向下止点移动时，气缸的容积增大，使气缸内产生真空度。此时，进气门开启，排气门关闭，外界的空气经空气滤清器、进气管及气缸盖上的进气孔进入气缸内。

压缩行程：

如图11为发动机压缩行程开始点状态，也是发动机进气行程的终止点状态。第一种情况为当活塞从下止点向上止点移动时，进气门、排气门均处于关闭状态，气缸内的空气被压缩，被压缩空气的温度和压力随着升高的同时，此时弧光放电装置在控制程序的控制下开始放电工作，把气缸内压缩空气的温度再次升高到顶峰值。在活塞即将达到上止点时，弧光放电装置在控制程序的控制下停止放电。

第二种情况为弧光放电装置在控制程序的控制下开始放电工作，同时由燃水供给装置的喷水器向气缸内喷入高压雾化水，在弧光放电的作用下发生爆炸蒸发效应，雾化水吸收先前压缩空气和弧光发电所产生的热量，使雾化水迅速转化为高温高压蒸汽，蒸气达到最大热量值，气缸内的混合气达到最大压力值，把气缸内压缩空气的温度再次升高到顶峰值。在活塞即将达到上止点时，弧光放电装置在控制程序的控制下停止放电。

工作行程：

如图12为发动机工作行程开始点状态，也是发动机压缩行程的终止点状态。对应压缩行程的第一种情况当活塞从上止点向下止点移动时，进气门、排气门仍然处于关闭状态，当活塞即将从上止点向下止点移动时，由燃水供给装置的喷水器向气缸内喷入高压雾化水，雾化水吸收先前压缩空气和弧光发电所产生的热量，使雾化水迅速转化为高温高压蒸汽，蒸气达到最大热量值，气缸内的混合气达到最大压力值，推动活塞向下运动而带动曲轴旋转作功。

对应压缩行程的第二种情况当活塞从上止点向下止点移动时，直接由雾化水吸收先前压缩空气和弧光发电所产生的热量产生的高温高压蒸汽，推动活塞向下运动而带动曲轴旋转作功。

排气行程：

如图13为发动机排气行程开始点状态，也是发动机工作行程的终止点状态。曲轴旋转使活塞从下止点向上止点移动，进气门关闭，排气门开启，蒸发的尾气从气缸内通过气缸盖上的排气孔和排气管向外界排出，当活塞达到上止点，如图10所示状态时，燃水发动机完成一个循环动作，接下来再连接下个循环，周而复始。

当需要加大发动机的功率时，通过控制系统的控制加大燃水供给装置的喷水量，协同提高高频高压发生器提供给弧光放电装置的功率，增加气缸蒸气的产生量，从而达到加快对活塞的推动速度，提高输出功率。反之，当需要减小发动机的功率时，通过控制系统的控制减小燃水供给装置的喷水量，协同降低高频高压发生器提供给弧光放电装置的功率，减少气缸蒸气的产生量，从而达到减低对活塞的推动速度，降低输出功率。

Claims

1、一种弧光放电式燃水发动机，包括有气缸体、气缸盖和气缸体内的活塞、与活塞依次连接的连杆、曲轴和惯性轮，气缸盖上的进气孔、排气孔以及与它们联动的气门塞，还设有弧光放电装置和燃水供给装置，弧光放电装置包括有弧光放电正极、弧光放电负极和连接件组成，弧光放电正极、弧光放电负极分别与高压高频发生器的正极和负极相连，高压高频发生器的频率为90-120KHZ，电压为100万伏以上；燃水供给装置由水箱、滤清器、输水泵、供水角度提前器、喷水泵和喷水器组成，喷水器连接在气缸盖上，其特征在于：弧光放电正极由金属正极、绝缘陶瓷、连接件从内到外依次连接组成，由连接件连接在气缸盖上，活塞直接作为弧光放电负极，在活塞的顶面上设有绝缘陶瓷层。

2、按照权利要求1所述的弧光放电式燃水发动机，其特征在于：弧光放电正极为一个。

3、按照权利要求1所述的弧光放电式燃水发动机，其特征在于：弧光放电正极为两个或两个以上。