CN102829476A

CN102829476A - 燃油可控燃烧的恒定温差源装置及产生恒定温差的方法

Info

Publication number: CN102829476A
Application number: CN2011101580547A
Authority: CN
Inventors: 陈光宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-13
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明涉及一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，该装置包括进气装置（1）、进油装置（2）和燃烧装置（3），所述的燃烧装置（3）连接有进气装置（1）和进油装置（2）。本发明可以提供一种持续、可靠的温差源。

Description

燃油可控燃烧的恒定温差源装置及产生恒定温差的方法

技术领域

本发明涉及一种温差源装置，特别是涉及一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置及产生恒定温差的方法。

背景技术

根据半导体温差发电原理，以半导体温差发电模块制造的半导体发电机，可直接将热能转变为电能，只要存在温差即能发电。这种发电装置工作时无噪音、无污染、结构简单、免维护，使用寿命超过10年，因而是一种应用广泛的便携电源。而半导体温差发电装置最关键的问题就是选择可靠的温差源。实验表明，对目前通常的半导体温差发电模块每提供摄氏1度的温差可相应产生约0.03V电压，温差小就没有实际利用价值。

事实上，生活中和自然界的温差源十分有限。一是烧天然气、石油液化气、煤炭、沼气等等产生高温；二是空调、暖气温差；三是地温温差，庭院井水、溪水与地表的温差；四是太阳能温差，用太阳能热水器、太阳灶获得热量；五是冬季冰雪与室内、地下的温差等等。但如果想使半导体温差发电装置真正具有实用价值，以上所述的温差源均不理想。因为如果利用天然气、石油液化气、煤炭、沼气、地温温差、庭院井水、溪水与地表的温差等作为温差源，设计的温差发电装置的体积、重量势必很庞大，不便于携带，对于野外工作的环境根本无法适用；而对于利用空调、暖气温差、太阳能温差，太阳能热水器、太阳灶获得的温差和冬季冰雪与室内、地下的温差作为温差源，除了不便于携带之外，还存在不可持续和不稳定的因素。因此寻找一种可靠、实用的温差源对温差发电领域来说意义重大。

目前国内外温差发电领域的研究仅停留在实验性层面，充其量只能验证温半导体差发电的原理，毫无实用价值，远不能达到实用性阶段。原因就是找不到一种可靠、恒定、可行、便于携带的热源。

通常，一般燃油可作为发动机的能源使用，其原理是通过活塞式发动机将汽油和柴油的热能转换成机械能，该发动机内必定具有运动机械。汽油和柴油在活塞缸中被压缩爆燃推动活塞运动，经曲柄连杆将直线运动变成旋转运动带动发电机发出电来。但众所周知燃油，无论是柴油还是汽油的燃点都很低，汽油燃点为427℃；柴油的燃点为220℃。如果用明火点燃，其能量将在瞬间释放。如想使其缓慢做功，必需象汽车发动机那样有运动部分，按照：吸气-压缩-爆发-排气这样程序才能实现。如此却不是我们想要的输出机械功，我们要达到的目的是利用燃油燃烧后释放的热量。如何能使燃油能量不瞬间释放而受控的燃烧，来获得我们想要的持续温度则是我们要解决的问题。

发明内容

为了解决以上现有技术的不足，本发明提出一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置及产生恒定温差的方法，以提供一种持续、可靠的温差源装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，该装置包括进气装置、进油装置和燃烧装置，所述的燃烧装置连接有进气装置和进油装置。

进一步，所述的进气装置包括空气泵、电控阀和储气罐，所述的空气泵通过储气罐与电控阀连接。

进一步，所述的电控阀连接有喷气嘴。

进一步，所述的喷气嘴的一端为缩颈结构。

进一步，所述的进油装置包括储油罐、吸油管、逆止阀和吸油嘴，该储油罐的出油口设置有吸油管，该吸油管的上方设置有逆止阀与吸油嘴。

进一步，所述逆止阀为钢珠。

进一步，所述的燃烧装置包括燃烧室和被加热面，所述的燃烧室外设有被加热面、点火器与排气口。

进一步，所述的排气口连接有消声器。

进一步，所述的燃烧室设置有油气混合通道，该油气混合通道与所述的喷气嘴和吸油嘴连接相通。

进一步，所述的燃烧室上设有温度传感器，用于控制燃烧室是否开始下一个燃烧。

一种利用上述装置产生恒定温差的方法，包括如下步骤：

1）空气泵将压缩空气压入储气罐中；

2）当储气罐中压力达到额定值后，此时开启电控阀；

3）在电控阀开启的瞬间储气罐内的压缩空气经喷气嘴向燃烧室喷入，同时压缩空气掠过吸油嘴，吸油管内将产生负压并经吸油管将燃油吸出；

4）被吸出的燃油遇压缩空气吹扫后形成雾化混合气体在油气混合通道气化后进入燃烧室；

5）点火器点火，气化混合气体在燃烧室内点燃，点燃后产生的热量传给被加热面；

6）燃烧后的气体通过被加热面上的排气口排出。

本发明的优点在于：

1.本发明的创新点是在无长明火、无运动部件的条件下使燃油可控燃烧，缓慢释放热量。

2.本发明工作时无噪音、无污染，耗油低，结构简单，免维护，使用寿命长，便于携带。

3.本发明应用领域广泛。

附图说明

图1：本发明结构示意图；

图2：本发明燃油气化装置和逆止阀结构图；

图3：本发明燃烧室、被加热面和排气通道结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，该装置包括进气装置1、进油装置2和燃烧装置3，所述的燃烧装置3连接有进气装置1和进油装置2。所述的进气装置1包括空气泵11、电控阀12和储气罐13，所述的空气泵11通过储气罐13与电控阀12连接。所述的电控阀12连接有喷气嘴14，该喷气嘴14的一端15为缩颈结构。所述的进油装置2包括储油罐21、吸油管22、逆止阀23和吸油嘴24，该储油罐21的出油口设置有吸油管22，该吸油管22的上方设置有逆止阀23与吸油嘴24。所述逆止阀23可为一钢珠。所述的燃烧装置3包括燃烧室31和被加热面32，所述的燃烧室31外设有被加热面32 [杨舒1] 、点火器33与排气口34。所述的排气口34连接有消声器35。所述的燃烧室31设置有油气混合通道36，该油气混合通道36与所述的喷气嘴14和吸油嘴24连接相通。

该装置工作时，空气泵11将压缩空气压入储气罐13中，使储气罐13中始终保持一定压力。当电控阀12打开时，储气罐13内的压缩空气通过电控阀12、喷气嘴14冲向燃烧室31。当压缩空气经喷气嘴14时，由于喷气嘴14的一端（15）口径为缩颈结构，口径突然变小，压缩空气流速急剧增大，当增大速度的气体流经吸油嘴24上方时，在吸油管22内形成一定负压，利用大气压力将储油罐21中的燃油压出吸油嘴24，和高速压缩空气一道喷入燃烧室31。此处的高速压缩空气有两个用处：一是将储油罐21中的燃油吸出，二是使得燃油急剧雾化。当被气化的油气混合物冲向燃烧室31后，点火器33发出明火，使油气混合物在燃烧室31内爆燃产生高温，使被加热面32受热。燃烧后的气体经排气口34、消声器35后从大气排出。燃油在燃烧室31内爆燃时，会产生较大压力，为安全起见，在吸油嘴24之前装设一只逆止阀23，防止燃烧室31内的爆燃气体通过吸油嘴24返入储油罐21中。要使得燃油充分燃烧，油气的混合比非常重要。该混合比通过电控阀12的开度、时间和吸油管22管径的配合便可满足。

燃油爆燃的条件之一是燃油必须完全气化。雾化的燃油是液态物质，液态燃油无法燃烧，被燃烧的一定是气态燃油，也就是说是气化燃油。燃油发动机中燃油之所以能够爆燃是雾化的燃油经活塞压缩产生高温后达到气化。本装置由于没有运动部件，不可能在爆燃前产生高温。因此能否使燃油在进入燃烧室前就被气化是关键所在。如图2所示为本发明燃油气化装置和逆止阀结构图，本装置中压缩空气20的压力达到1kg/m²以上时，通过狭小喷气嘴14将油气混合气体送入燃烧室31的瞬间，油气混合气体的体积将骤然变大，同时使得夹在混合气体中的雾化燃油完全气化。这种气化方式与发动机中的气化方式完全不同。

燃油在燃烧室31内爆燃时，会产生较大压力，为了防止高温高压的气体经吸油管22进入储油罐21，在吸油嘴24之前装设一只逆止阀23。如果采用普通逆止阀，最小开启压力要大于0.05kg/m²时逆止阀才能导通。而此装置正常工作时，压缩空气掠过吸油嘴24时产生的负压只有0.03 kg/m²，根本无法将使普通逆止阀导通，自然无法将储油罐中燃油吸出。因此采用普通逆止阀不能满足要求。本装置中的逆止阀采用了一种特殊结构，如图2所示。该逆止阀23可为一直径为1-3mm的钢珠，电控阀12开启时，有气流掠过吸油嘴24时，产生的负压可将钢珠吸起，同时开启了吸油管22，并将燃油吸上。只要电控阀12关闭，该钢珠就落下，将吸油管22关闭。当燃油在燃烧室31内爆燃时，高温高压的气体到达吸油管22时，吸油管22是处于关闭状态的，气体无法进入吸油管22，保证了储油罐21内燃油的安全。

在燃油在燃烧室内爆燃后，此时高温高压气体若从燃烧室31直接排出，传递到被加热面上的热量很小，大部分能量将没有被利用。为了充分利用燃油爆燃后的热量，燃烧室31、被加热面32和排气通道30设计成特殊的结构，如图3所示。本装置的燃烧室31为圆柱形结构，被加热面32为方柱型结构，被加热面32套在燃烧室31外，燃烧室31和被加热面32之间的空间作为排气通道30。当燃油在燃烧室31内爆燃后，高温高压气体沿排气通道30经排气口34迅速排出，与此同时将大部分能量传递给被加热面32。排气通道30的加长和加宽，大大提高了热能的利用。

利用上述装置产生恒定温差的方法，包括如下步骤：

1）空气泵将压缩空气压入储气罐中；

2）当储气罐中压力达到额定值后，此时开启电控阀；

4）被吸出的燃油遇压缩空气猛烈吹扫后形成雾化混合气体气化后进入燃烧室；

6）燃烧后的气体通过被加热面上的排气口排出。

为了充分利用燃油在燃烧后释放的热量，燃烧后排气的路径设计成经过被加热面。在燃烧和排气的过程中，燃油燃烧后的热量传递给被加热面。在排气管出口处设有消声器，可大大减小燃油在燃烧室内爆燃时产生的噪音。在被加热面上设置有温度传感器，排气完成后，根据被加热面上的温度决定是否进行下一个燃烧过程,即：电控阀自动开启-气化混合气体进入燃烧室-点火-排气-消声，整个过程由处理器进行自动控制。燃烧室的材料为传热系数较高的铝合金，当气化混合气体在其中燃烧和排气时，能快速将燃烧产生的热量传递到被加热面上。

本装置可带有一定安时数容量的碱性蓄电池，供启动时使用。一旦装置的被加热面达到设定的温度，半导体温差发电机发出电后，即持续不间断地向上述负荷稳压供电，同时向蓄电池进行浮充电。

Claims

1.一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，该装置包括进气装置（1）、进油装置（2）和燃烧装置（3），所述的燃烧装置（3）连接有进气装置（1）和进油装置（2）。

2.根据权利要求1所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的进气装置（1）包括空气泵（11）、电控阀（12）和储气罐（13），所述的空气泵（11）通过储气罐（13）与电控阀（12）连接。

3.根据权利要求2所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的电控阀（12）连接有喷气嘴（14）。

4.根据权利要求3所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的喷气嘴（14）的一端（15）为缩颈结构。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的进油装置（2）包括储油罐（21）、吸油管（22）、逆止阀（23）和吸油嘴（24），该储油罐（21）的出油口设置有吸油管（22），该吸油管（22）的上方设置有逆止阀（23）与吸油嘴（24）。

6.根据权利要求5所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述逆止阀（23）为钢珠。

7.根据权利要求6所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的燃烧装置（3）包括燃烧室（31）和被加热面（32），所述的燃烧室（31）外设有被加热面（32）、点火器（33）与排气口（34）。

8.根据权利要求7所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的排气口（34）连接有消声器（35）。

9.根据权利要求8所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的燃烧室（31）设置有油气混合通道（36），该油气混合通道（36）与所述的喷气嘴（14）和吸油嘴（24）连接相通。

10.根据权利要求9所述的一种燃油可控燃烧的恒定温差源装置，其特征在于，所述的燃烧室（31）上设有温度传感器，用于控制燃烧室是否开始下一个燃烧。

11.如权利要求1所述装置产生恒定温差的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）空气泵（11）将压缩空气压入储气罐（13）中；

2）当储气罐（13）中压力达到额定值后，此时开启电控阀（12）；

3）在电控阀（12）开启的瞬间储气罐（13）内的压缩空气经喷气嘴（14）向燃烧室（31）喷入，同时压缩空气掠过吸油嘴（24），吸油管（22）内将产生负压并经吸油管（22）将燃油吸出；

4）被吸出的燃油遇压缩空气吹扫后形成雾化混合气体在油气混合通道（36）气化后进入燃烧室（31）；

5）点火器（33）点火，气化混合气体在燃烧室（31）内点燃，点燃后产生的热量传给被加热面（32）；

6）燃烧后的气体通过被加热面上的排气口（34）排出。