CN107846130B - 一种基于脉冲喷气发动机的发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于脉冲喷气发动机的发电系统，脉冲喷气发动机包括壳体、实现燃料和空气单向喷射的喷射点火系统及尾气排放系统，脉冲喷气发动机的内壁上还设置有分离的正极、负极，部分或全部的正极、负极处于磁场中，所述正极、负极在发动机外部具有电极输出端。本发明的基于脉冲喷气发动机的发电系统将燃烧时的等离子态置于垂直于离子运动方向以及垂直于两电极平面的磁场中，通过正离子和负离子的喷射有向运动切割磁力线或受洛伦兹力产生电流，通过正负电极导出。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机发电系统，具体涉及一种基于脉冲喷气发动机的发电系统。
背景技术
随着国家节能环保的要求不断提高，新能源汽车得到了极大的重视和发展。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车，包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。目前中国市场上在售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车。新能源汽车虽然环保，但是其单次充电续航里程短是影响民众购买电动车的最重要因素，充电时间长充电设备少，使许多电动车使用者患有“充电焦虑症”。为解决这一问题，有一种技术是采用发动机带动发电机运行发电为动力电池进行充电，现有这种技术的发电效率比较低、体积大、重量重不利于真正的普及应用。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于脉冲喷气发动机的发电系统，解决现有“增程式电动汽车”效率低、体积大、重量重的问题。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于脉冲喷气发动机的发电系统，所述脉冲喷气发动机包括壳体、实现燃料和空气单向喷射的喷射点火系统及尾气排放系统，所述脉冲喷气发动机的内壁上还设置有分离的正、负电极，部分或全部的正、负电极处于磁场中，所述正、负电极在脉冲喷气发动机外部具有电极输出端。
本发明的基于脉冲喷气发动机的发电系统将燃烧时的等离子态置于磁场中(优选垂直于离子运动方向以及垂直于两电极平面的的磁场中)，通过正离子和负离子的喷射有向运动切割磁力线或受洛伦兹力产生电流，通过正负电极导出。
在本发明的一种优选实施方式中，该基于脉冲喷气发动机的发电系统包括一个本发明的脉冲喷气发动机，所述喷射点火系统包括至少一个单向进气阀，燃料和/或空气通过所述单向进气阀喷射入燃烧腔室内。保证气体单向喷射且不会使燃烧能量回流。
在本发明的一种优选实施方式中，在所述发动机内部设置有紫外线发生装置，或者在所述发动机外部设置有紫外线发生装置并通过发动机管壁上的通孔使紫外线照射入发动机内部。通过紫外线辐射提高等离子体的导电率,降低燃料电池的内阻，提高发电效率。
在本发明的另一种优选实施方式中，所述紫外线发生装置与尾气排放口的距离小于或等于紫外线发生装置与燃料喷射点火系统的距离。在燃气温度较低的末端加紫外光照射，强化燃气电离。
在本发明的另一种优选实施方式中，所述正极的材料为涂有氧化钡的金属，或碳化钍钨，或表面具有碳化钍钨的金属；所述负极材料为钨。保证正极和负极材料能够承受住燃烧室内的高温，正极热电子放射有效提高高温燃气导电率，降低燃料电池的内阻，提高发电效率。
在本发明的一种优选实施方式中，包括交替喷射燃料工作的两个本发明的所述脉冲喷气发动机。通过两个脉冲喷气发动机交替工作，由变压器输出交流电。
在本发明的一种优选实施方式中，包括交替喷射燃料工作的两个本发明的所述脉冲喷气发动机。通过两个脉冲喷气发动机交替工作，通过整流二极管输出连续脉动直流电。
在本发明的另一种优选实施方式中，两个脉冲喷气发动机并列对称设置且处于同一磁场中。保证两个脉冲喷气发动机发出的电流大小一致。
在本发明的另一种优选实施方式中，所述发动机为脉冲发动机。发动机结构简单且效率高。
在本发明的另一种优选实施方式中，在两个脉冲喷气脉冲发动机的进气口之间的管壁上铰接有进气阀门，所述进气阀门在两个进气口内均设置有进气挡板，当一个脉冲喷气脉冲发动机进气工作时其进气挡板打开，另一个脉冲喷气脉冲发动机的进气挡板被联动使相应的进气口闭合。通过近期阀门实现两个两个脉冲发动机的交替工作。
在本发明的另一种优选实施方式中，所述脉冲发动机的长度大于发动机内燃料燃烧时传播的长度。保证没有喷射而出的燃料，提高了效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明第一种优选实施方式中基于脉冲喷气发动机的发电系统的结构示意图；
图2是本发明第二种优选实施方式中基于脉冲喷气发动机的发电系统的结构示意图；
图3是本发明第三种优选实施方式中基于脉冲喷气发动机的发电系统的结构示意图及其输出电流图，其中，(a)为基于脉冲喷气发动机的发电系统的结构示意图，(b)为输出电流图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明提供了一种基于脉冲喷气发动机的发电系统，如图1至图3所示，所述脉冲喷气发动机包括壳体、实现燃料和空气单向喷射的喷射点火系统及尾气排放系统，所述脉冲喷气发动机的内壁上(优选为燃烧腔室内壁上)还设置有分离的正、负电极，部分或全部的正、负电极处于磁场中，所述正、负电极在发动机外部具有电极输出端。
在本实施方式中，采用的脉冲喷气发动机是指具有燃料喷射系统、点火系统，但是没有活塞等对外做功需要的硬件系统。
在本发明的一种优选实施方式中，该基于脉冲喷气发动机的发电系统包括一个本发明的脉冲喷气发动机，所述喷射点火系统包括至少一个单向进气阀，燃料通过所述单向进气阀喷射入燃烧腔室内。保证气体单向喷射且不会使燃烧能量回流。在本实施方式中，燃料和空气可以混合好后一起通过一个单向进气阀喷射入燃烧腔室内，也可以通过不同的单向进气阀将燃料、空气分别喷射入燃烧腔室内。如图1所示，在本实施方式中，只设置一个本发明所述的脉冲喷气发动机，脉冲喷气发动机的燃料通过单向进气阀输入燃烧腔室内，该发电系统的电机输出端输出直流电。
本发明的基于脉冲喷气发动机的发电系统将燃耗时的等离子态设置于磁场中，优选的设置于垂直于离子运动方向以及垂直于两电极平面的磁场中，等离子体在磁场中受到洛伦兹力发生偏转或切割磁力线，产生电流，电能通过正、负电极导出。
在本实施方式中，如图2所示，该基于脉冲喷气发动机的发电系统包括交替喷射燃料工作的两个本发明的所述脉冲喷气发动机。通过两个脉冲喷气发动机交替工作由变压器实现交流电输出。在本发明的更加优选的实施方式中，两个脉冲喷气发动机并列对称设置且处于同一磁场中。保证两个脉冲喷气发动机发出的电流大小一致。本发明采用脉冲喷气发动机。发动机结构简单，重量轻，体积小且效率高。
在本发明的另一种优选实施方式中，如图2所示，在两个脉冲喷气脉冲发动机的进气口之间的管壁上铰接有进气阀门，所述进气阀门在两个进气口内均设置有进气挡板，当一个脉冲喷气发动机进气工作时其进气挡板打开，另一个脉冲喷气发动机的进气挡板被联动使相应的进气口闭合。通过进气阀门实现两个脉冲喷气发动机的交替工作。
在本发明的另一种优选实施方式中，在所述脉冲喷气发动机内部设置有紫外线发生装置，或者在所述脉冲喷气发动机外部设置有紫外线发生装置并通过发动机管壁上的通孔使紫外线照射入发动机内部。紫外线发生装置的发光窗口可选择为耐高温且透紫外光的材料(根据其位置决定具体选择的材料，具体的要求是材料熔点高于其所在位置的温度)，具体可以为但不限于蓝宝石，石英玻璃或透光气凝胶。
在本发明的更加优选的实施方式中，紫外线发生装置与尾气排放口的距离小于或等于紫外线发生装置与燃料喷射点火系统的距离。在燃气温度较低的末端加紫外光照射，强化燃气电离。
在本发明的另一种优选实施方式中，正极输出正电，负极输出负电，具体可以选择任意的熔点高于发动机内壁温度的金属材料或无机物材料，正极的材料可以为但不限于由涂有氧化钡的金属，或碳化钍钨，或表面具有碳化钍钨的金属；所述负极材料为钨。保证正极和负极材料能够承受住燃烧室内的高温。
如图1所示，只设置一个本发明所述的脉冲喷气发动机，正负电极可以直接将脉动直流电输出。在本发明的另一种优选实施方式中，如图2所示，设置有两个交替工作的本发明的脉冲喷气发动机，通过在正负电极输出端设置变压器，所述电极输出端与变压器的初级相连，次极输出交流电。在本发明的另一种优选实施方式中，如图3(a)所示，设置有两个交替工作的本发明的脉冲喷气发动机，通过在两个脉冲喷气发动机的正、负电极之间串接整流二极管，输出脉动直流电，如图3(b)所示。从而保证该发电系统按需要输出直流电和交流电。
在本发明的另一种优选实施方式中，所述脉冲发动机的长度大于发动机内燃料燃烧时传播的长度。保证没有喷射而出的燃料，提高了效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于脉冲喷气发动机的发电系统，其特征在于，所述脉冲喷气发动机包括壳体、实现燃料和空气单向喷射的喷射点火系统及尾气排放系统，所述脉冲喷气发动机的内壁上还设置有分离的正、负电极，部分或全部的正、负电极处于磁场中，所述正、负电极在脉冲喷气发动机外部具有电极输出端；
包括交替喷射燃料工作的两个脉冲喷气发动机，两个脉冲喷气发动机并列对称设置且处于同一磁场中；
在两个脉冲喷气发动机的进气口之间的管壁上铰接有进气阀门，所述进气阀门在两个进气口内均设置有进气挡板，当一个脉冲喷气发动机进气工作时其进气挡板打开，另一个脉冲喷气发动机的进气挡板被联动使相应的进气口闭合。
2.根据权利要求1所述的基于脉冲喷气发动机的发电系统，其特征在于，在所述脉冲喷气发动机内部设置有紫外线发生装置，或者在所述脉冲喷气发动机外部设置有紫外线发生装置并通过脉冲喷气发动机管壁上的通孔使紫外线照射入脉冲喷气发动机内部。
3.根据权利要求2所述的基于脉冲喷气发动机的发电系统，其特征在于，所述紫外线发生装置与尾气排放口的距离小于或等于紫外线发生装置与燃料喷射点火系统的距离。
4.根据权利要求1所述的基于脉冲喷气发动机的发电系统，其特征在于，所述正电极的材料为涂有氧化钡的金属，或碳化钍钨，或表面具有碳化钍钨的金属；所述负电极材料为钨。
5.根据权利要求1所述的基于脉冲喷气发动机的发电系统，其特征在于，还包括变压器，所述电极输出端与变压器的一次侧相连。
6.根据上述权利要求之一所述的基于脉冲喷气发动机的发电系统，其特征在于，所述脉冲喷气发动机的长度大于脉冲喷气发动机内燃料燃烧时传播的长度。
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