CN1185171A - 内燃气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在一简单燃烧器中用一部分或全部燃料制得的氢气进行混合而减少发动机的氧化氮的排放量的设备。该设备包括一绝热燃烧器(10),该燃烧器有一供一部分或全部燃气或燃油在其中与空气混合后由一火花塞(27)点火的内燃室(17,40)。该室位于一供油预热组件内。一混合室(17,40)中有一连串档壁(22,23,32,37)供喷入的空气和燃料蒸汽碰撞其上而使空气/燃料充分混合后才点火燃烧,然后排入发动机的燃烧室中。该预热组件(15,31)用从燃烧室中流出的经燃烧气体的热交换过程提高所供应的空气/燃料混合物的温度。由于该设备对整个燃烧器进行绝热而保持能量、把燃烧部置于空气/燃料预热组件中、使预热器的空气/燃料混合物靠近外绝热层(12),用由主反应生成的一氧化碳与水之间的反应提高氢气输出或单独加入氢气,因此操作性和性能提高。

Description

内燃气体发生器

本发明背景

1、发明领域

本发明涉及减少内燃发动机和涡轮机的氧化氮的排放量，特别涉及把空气/燃料混合物从一预热组件传送到一完全绝热的燃烧器的新颖装置和方法，该燃烧器包括一把一部分主燃料的气体供应给一绝热外燃烧器的绝热内燃烧器。

2、现有技术概述

众所周知，燃烧过程中通常在高温下会生成氧化氮(NO_x)，而若发动机工作在过量空气和贫油状态下，温度就会降低，从而NO_x减少。几十年来对发动机和涡轮机的研究表明，贫油燃烧限度超过了NO_x排放量低于规定目标所需大小。天然气和汽油是贫油燃烧已达到其极限的两个例子，人们发现，添加氢可提高这一极限从而使NO_x的排放量低到可接受的大小。但是，氢生成装置本身又带来了问题。

在另用一又重、又需要加压的罐中的材料提供氢时就会碰到问题和困难。例如，在发动机燃烧器中加入甲醇、硝酸或硝酸铵可生成氢。但它们会占用燃料的空间而减小存储体积从而降低整体性能并因辅助材料的使用而复杂化。也可使用存储在其中盛有甲烷的加压容器中的氢(氢气和甲烷的混合物)，但每使用1％的氢，发动机的范围降低约.75％，因为氢的单位体积中的含能量很低，此外还需要安全存储氢的专用装置。

本发明的目的是提供一种可使用主燃料获得氢的欠氧化燃烧器。

本申请人的原先两个专利申请已努力对欠氧化燃烧器作出改进，为此，预先混合燃料和空气、用燃烧器的生成物与燃料-空气混合物进行热交换而预热燃料-空气混合物以及影响燃烧生成物的循环。这些现有努力可成功地减少氧化氮的排放量。因此，上述第一个专利所述两级燃烧器所使用的技术用含有过量燃料的空气-燃料组成实现化学平衡，而在该现有专利的第二级中，使用有关技术努力在第一级的生成物与过量空气之间取得平衡。

现有燃烧器使用过量空气而大致分两级进行反应。第一级包括空气-燃料比接近理想配比的反应区，从而出现高温而造成与燃料不希望有的化学反应。该高温使NO_x的浓度提高。第二级在过量空气下工作而达到最终的整个空气-燃料比。其温度降低，但并非低到不生成NO_x的程度，而且这一级一般并不除去在第一级生成的NO_x。总的结果是这两级中所生成的NO_x都出现在燃烧器废气中。

在上述第二个专利申请中，所公开的技术是在一欠氧化燃烧器中通过一过程在空气与过量燃料之间取得化学平衡，在此过程中，空气-燃料混合物的流动方向经过若干次快速反向。这一技术可在较高温度下实现平衡而不形成NO_x，因为过量的燃料有利地造成在空气和燃料之间进行反应，而不是在空气与N₃之间进行反应而生成NO₂。

我们发现，共同专利nos.07-858,840和07-997,450的技术所得到的生成物容易进一步与空气燃烧。因此使用相关的两级过程可获得发动机以过量空气工作而实际上不生成NO_x的燃烧器。第一级包括这两个共同专利所述的那种过量燃料的燃烧器。第二级使用同样的技术，但工作在过量空气下。获得最终空气-燃料混合物所需的第一级的生成物和过量空气引入到第二级中。在第二级中，该空气和该生成物同样进行这两个共同专利的技术所述的快速反向，从而迅速实现化学平衡。由于在欠氧化燃烧器获得的燃料生成物的反应性提高、所获得的燃料流数次反向以及氢的浓度较高，因此可在第二级中以比通常所使用的空气-燃料比更高的空气-燃料比造成平衡。从而温度大大降低、NO_x大大减少。

这两个共同专利的技术使用一欠氧化燃烧器，它不工作在一燃烧器的第一级的常见的接近理想配比的反应区中。尽管上述燃烧器生成最终出现在废气中的NO_x，但燃料大大过量的欠氧化燃烧器中不会生成NO_x。相反，它使容易燃烧的CO和H₂以及极少量的未分解的燃料平衡。因此，若把获得所需整个空气-燃料比所需的这类生成物和空气的混合物注入其中同样具有上述共同专利所述的使混合流快速反向的装置的第二级燃烧器中，就可获得快速的化学平衡。这些因素加上较高浓度的H₂，就可在空气/燃料比极低的情况下以较低温度稳定燃烧而不生成NO_x。

因此，早就需要提供新颖装置和方法实现技术突破以便获得一种在简单的完全绝热的燃烧器中从燃料中生成氢的简单方法.在这里，与通常认为的不同，无需使用催化剂，也无需专用高压氢气存储装置，从而使用实际上不生成NO_x的第一和第二级而如同在整个燃烧器中那样获得良好结果.从而获得一无NO_x燃烧器。

本发明概述

因此，为了克服上述问题和困难，本发明提供一种新颖装置和方法，该新颖装置和方法使用一完全绝热的燃烧器在空气/燃料配比为0.3-1的过量燃料下燃烧空气和碳氢化合物，该燃烧器包括第一级燃烧器，该第一级燃烧器包括一与一主燃料源合适连通的燃烧室，该燃烧室包括把一部分主燃料与一部分或所有主空气一起引入该燃烧器中而使该燃料部分和空气部分碰撞第一挡板装置的装置，从而使有待在燃烧室中点火的燃料/空气混合物充分混合。还包括把经燃烧的气体从第一级燃烧器中经第二挡板装置排入第二级燃烧器的燃烧室后排出到外部的装置。由所述碰撞造成的充分混合使得过量燃料的反应接近理论平衡，尽管过量的原有燃料的反应性很低。

因此，本发明的主要目的是提供一种具有充分预先混合燃料和不足量空气的装置的完全绝热的新颖装置，为此，空气和燃料混合物在从第一室流入第二室的过程中用一连串挡板组件使之来回流动后才进入对混合物进行点火的燃烧室。

本发明的另一个目的是提供一种非常简单的新颖燃烧装置和方法，该燃烧装置不使用催化剂，该方法用喷入发动机主燃烧室中的一部分或全部发动机主燃料生成氢，而余下的燃料或全部燃料流以很高的空气/燃料比燃烧从而不生成氧化氮或减少氧化氮的生成量。

本发明的另一个目的是提供一种用来减少发动机的氧化氮排放量的氢气发生器，它无需使用会降低燃料性能的添加剂，而该燃烧器并不增加发动机的复杂性。

本发明的另一个目的是提供一种使用两级全绝热燃烧器减少内燃发动机或涡轮机的氧化氮排放量的新颖装置和方法，为此，使用一把一小部分或全部的发动机主燃料送入其中的简单的氢气发生器，从而所生成的氢气在发动机中与余下的主燃料一起或作为燃料共同点火或流动。

另一个目的是提供空气/燃料混合物预热装置和方法，从而提高燃烧温度而有助于平衡过程。

另一个目的是使用一最好具有两个燃料-空气混合室的绝热燃烧器以便确保液态燃料的气化而提高氢气输出。

附图的简要说明

后附权利要求书特别限定了本发明的新颖特征。从结合附图的下述说明中可清楚看出本发明的结构、工作情况以及其他目的和优点，附图中：

图1为甲烷-空气混合物的理论平衡计算图；

图2为在一发动机中用来生成氢气的新颖两级无NO_x燃烧装置的局部剖视的放大纵向简示图；

图3为使用燃料/空气的氢气发生器在用一应用热交换原理的预热装置加热到1000°F之前(表为“正常”)和之后(表为VOB)的理论温度图；

图4为现有单级燃烧器的纵向剖面图；

图5为具有独立绝热热交换燃烧器的两级燃烧器的另一实施例的剖面图；

图6同图5，但示出一修正的热交换器；

图7为沿图5中7-7线剖取的图5所示燃烧器的横截面图；

图8为沿图6中8-8线剖取的横截面图；以及

图9同图6，但示出一修正的热交换器和一位于热交换器与燃烧器后部之间的陶瓷或水泥隔离环；

图10为从图9所示燃烧器上取下的该陶瓷环的正视图。

对优选实施例的详细说明

在图1所示现有燃烧器中，空气(结构式，O₂+3.76N₂)与燃料之比设定成以大量氧气(O₂)与所有碳(C)原子反应生成二氧化碳(CO₂)以及与所有氢(H)反应生成水(H₂O)。在用甲烷(CH₄)作为燃料时，这可用下述方程表示，

(1) ，

其中，空气/燃料的“理想配比”S在氧原子正好与所有燃料原子反应时为1。比方说用于发动机的现有燃烧器通常工作在S大于1的情况下，从而空气分子(O₂和N₂)仍过量，只是在高温下生成很难分解成元素的高浓度NO_x。从而生成污染物。

图1示出甲烷-空气混合物在一个大气压、供油温度为78°F、空气/燃料比S为0.1-3.0下进行反应时的理论平衡计算结果。该图示出在不同S下每摩尔甲烷生成的各种生成物的摩尔数，只是NO_x为体积百分比乘10。温度为°F除以1000。这些计算几乎包括所有可能生成物。但是不包括N₂，因为它在纵座标之外；它可从S×2×3.76算出。

如图所示，NO_x在温度很高的S＝1处为0.19-0.34％。这一百分比过高。由于过量空气使温度降低，因此NO_x在S＝2处为0.08％，而在S＝3处只有0.01％。在后面这种情况下，氮气与氧气之间的反应很慢，从而实际的NO_x浓度更低。但是，现有燃烧器在这类非常贫油的条件下的工作不稳定。

上述两个共同专利的技术使用一欠氧化燃烧器，它不工作在一燃烧器的第一级的常见的接近理想配比的反应区中。尽管上述燃烧器生成最终出现在废气中的NO_x，但燃料大大过量的欠氧化燃烧器中不会生成NO_x。相反它使容易燃烧的CO和H₂以及极少量的未分解的燃料平衡。因此，若把获得所需整个空气-燃料比所需的这类生成物和空气的混合物喷入其中同样具有上述共同专利所述的使混合流快速反向的装置的第二级燃烧器中，就可获得快速的化学平衡。这些因素加上较高浓度的H₂，就可在空气/燃料比极低的情况下以较低温度稳定燃烧而不生成NO_x。

其结果是如同整个燃烧器那样的实际上不生成NO_x的第一和第二级，从而获得一不生成NO_x的燃烧器。

图2例示出本发明一无NO_x燃烧器10。一燃烧器外壳11中填满绝热材料12。空气从一进口13流入，其流量由一阀14控制。由阀14A控制的一部分空气流入一热交换器15中与第一级燃烧器17中的高热气体16进行热交换。燃料从一进口18经一阀19流入热交换器15中。经预热的空气/燃料混合物从一孔20流出该热交换器后进入一由一管22围成的环形空间21。该混合气体流过环形空间后碰撞在一套筒23的盖上从而转一90°的弯，最终从一孔24流出套筒9。该混合气体然后碰撞在绝热后壁25上从而又转一90°的弯。混合气体在外壁26又转一90°的弯后由一火花塞27点火。燃烧混合气体流过第一级燃烧器17到达防火壁30并从一管21流出第一级燃烧室。从阀14流入的其余空气流入一扁平形热交换器31中与气体24进行热交换后从热交换器31经进口33流入管32。该热交换器也可是一个与管21连通的直形管。燃烧生成物与空气混合物从管32经一孔34流入第二环形空间35。该混合气体碰撞在一套筒37的封闭端上从而转过90°后经一出口38后碰撞在防火壁上从而又转过90°。该混合气体然后流到第二室或第二级燃烧器40的圆筒壁26。该混合气体最终从一孔41流出。

从图1可推出第一和第二级燃烧器中混合物的可接受的组成。因此，对第一级欠氧化燃烧器来说，S应大于0.3以防止固态碳妨碍该燃烧器的工作或防止甲烷难于在第二级中燃烧；但为防止生成NO_x应小于0.6。对第二级来说，为防止生成NO_x，S应达到3，最好为3。后一理想配比包括供应给这两级燃烧器的总的空气和燃料。

还公开了提高欠氧化燃烧器的操作性和性能的方法，为此，整个燃烧器绝热以保存能量、把燃烧部置于空气/燃料预热组件中、使预热器的空气/燃料混合流靠近外绝热层、用由主反应生成的一氧化碳和水之间的反应提高氢气输出或另外加入氢气。上述共同专利通过预先混合燃料和空气、与燃烧生成物进行热交换而预热燃料/空气流以及循环燃烧生成物而对欠氧化燃烧器作出改进。下面说明作出改进的进一步装置。

图3包括燃料-空气流在加热到1000°F之前和之后的理论温度，在后面这一情况下提高了600°-800°F。如上述申请所述，温度的提高大大提高了达成生成氢气所需的理论平衡的可能性。但为了达到这些温度，必须降低热能损耗。

工作在理想配比大于1、主要生成物为二氧化碳和水的甲烷燃烧器每磅甲烷生成约22,000Btu的热量，热能损耗可为1000Btu/lb或更多，因此其燃烧温度可接近很可能取得化学平衡的理论值3300°F。另一方面，欠氧化燃烧器的反应所释放的能量少得多，因为其理想生成物为氢气和一氧化碳。因此，图3中的“Btu/lb”曲线指欠氧化理想配比为.25-.75、甲烷与空气反应时的理论热量输出。从图中可看出，能量输出在约0.3的最低实际比时低到约500Btu，在约.5的高比例时约为7500。在如此低的能量输出下少量热能损耗也是不容许的。

图3中的“正常”曲线指欠氧化燃烧器的空气/燃料流为78°F、理想配比为.25-.75时的理论温度。在0.3的低实际比下，热量损耗在热量输出中所占比例会很高，从而实际上无法达到理论温度。即使在0.5的高实际比例下，除非大大降低热量损耗，也很难达到2300°F的理论温度。

降低热量损耗的一种方法是绝热。如共同申请所述和图4所示，燃烧器的壁45总是用具有一定绝热性的材料制成，但是该燃烧器的壁仍有热量损耗，因为导热率与温差成正比，而该绝热层的一边是燃烧器从而温度最高，另一边为最低的外部温度。此外，如取自Carborundnm for Fibrefax Felt的下表所示，大多数绝热材料的导热率随温度的提高而提高。

温度    导热率

°F    Btu-in/hr-ft₂-°F

500     .394

1000    .643

1500    1.041

2000    1.504

2500    2.572

3000    6.300

图3还示出各理想配比下所生成的氢气理论值。由于在较低比例下生成水，氢气随着配比的增大从约2摩尔/摩尔甲烷的最大值减小。图3还示出每摩尔甲烷还生成大致不变的1摩尔一氧化碳。在低温下，一氧化碳很容易在下游转移反应中与水反应重新生成氢气即 ，直到理想配比为0.5时所有CO都转换从而总氢气量保持每摩尔甲烷约2摩尔氢气。在理想配比很低时，如该图所示，可加入过量水而形成氢气。此类“转移”反应需要冷却，这可以在燃烧器下游的一圆筒中用一螺旋形热交换器与流过其中的空气进行冷却。

此外，热量损耗与表面积成正比，图4燃烧器的表面积并未最小化。现有燃烧器45包括一具有一内燃室47的外壳46。热交换器48用进口48’接受燃料、用进口50接受空气，一部分燃料经进口51流入。燃料/空气先在端部开口的管52中混合，从而混合的燃料/空气以箭头所示方向流向一挡板53，从而自动转向而流经一杯53内的管52而碰撞挡板53。流动方向沿径向向外转过90°然后在一板55上转过90°经一开口54流入燃烧室47，然后经导管56排出。其他内容可见上述共同申请。

如图5所示把一燃烧部与空气/燃料热交换器放置在一起可减小热量损耗，该热交换器“卷绕”在燃烧器上而更接近球形。尽管图2所示实施例使用比现有燃烧器更厚、更有效的绝缘层，但图5和7所示实施例60更有效。燃烧器60包括一套住一内件63、具有良好绝热层62的外件61，该内件63呈空心，一端64开口、另一端用一壁65封闭。绝热良好的内件63与外件61之间形成第一室66，而标号67表示内件63中的第二室。供燃料/空气混合物在其中流动的螺旋形热交换器68位于第一室66中而包括一进口70和一与第二室64连通的出口71。空气/燃料混合物经一进口线圈72流入热交换器68后经一环绕在内件63上的中间线圈74流到出口线圈73。第二室中的火花塞73对从出口71排出后碰撞壁65而反向的经预热的空气/燃料混合物点火。气体然后从第二室67经开口64流入第一室66后从出口75排出。

因此，供空气/燃料混合物在其中流动的螺旋形热交换器68的四周充满从燃烧室67排出的高热气体。这些高热气体接触外件61的绝热壁的内表面，而外表面与低温外部接触。因此绝热层上的温差很大而造成热通量的很大波动。

图6和8所示实施例公开了一种可大大降低热通量波动的热交换器。用箭头80表示的该燃烧装置包括一外件81和一内件82，它们都由绝热壁构成，互相同轴并互相间距地套在一起而形成第一室83和在端部85开口的燃烧室84。空气/燃料从进口86流入一由许多相间距、平行、与燃烧器同轴的、其两端与环形管88和89连接的管构成的热交换器87。辐条管90-94连接热交换器的各平行管与进口86，而同样的辐条管103连接平行管的另一端与一送料管95。管95的端部支撑一具有一端壁的挡板或杯96，从而空气/燃料混合物碰撞该端壁而反向流动后流入燃烧室84。该空气/燃料流碰撞端壁98而再次反向。火花塞100进行点火，废气从开口85流入其一部分为热交换器87占据的第一室83。气体流过热交换器后经与第一室连通的出口102排出。该热交换器形成一外部环形空间和一内部环形空间。该外部环形空间包含冷的空气/燃料混合物而靠近绝热层的外壁。从而，一燃烧器的整个热量损耗与送入的空气/燃料混合物与环境之间的温差成正比，而不再与燃烧器的输出气体与环境之间大得多的温差成正比。此外，如上所述，高温绝热层的导热率通常随着温度的提高而提高，因此传给环境的热量损耗比燃烧器的高温气体靠近外壁绝热层时小。

如使用导热率如上表所示、内径为7英寸、外径为10英寸、高度为7英寸的一套在燃烧器上的圆筒形绝热层，在燃烧器气体的平均温度为2100°F、所供应气体的温度为900°F、环境温度为78°F的情况下，现有热交换器的热通量为790Btu/hr，而本发明燃烧器的热通量只有136，从而降低到30％。

图9示出另一燃烧器实施例110，如上所述，它包括一套在一内件112上的绝热外壁111，该内件112有一与一封闭内室114连通的开口113。一外室115由一“罐”形金属分隔器116与该内室隔开。该外室与一进口117连通而把空气/燃料混合物送到一全绝热喷射-混合器118，该喷射-混合器包括一挡板或杯120从而如上所述使空气/燃料混合物反向。内件112的一壁121使空气/燃料混合物再次反向。火花塞122点燃燃烧室123中的气体，然后气体经内室114流到出口124。

所供应气体从进口117流入燃烧器110后沿外室115的径向流动。气体沿绝热壁111在该环形空间中流动，然后沿径向向里流到喷射-混合器118。在燃烧室123中生成的高热气体碰撞隔离器116的内表面，然后沿径向向外流到一以该隔离器和绝热内件112为界的环形空间。最后气体从出口124流出。

该隔离器用作燃烧器气体与所供应气体之间的热交换面。其面积足够大，从而无需任何“扩展”面。两气流的流动方向相同而不是相反，以便限制热交换、防止由常见“靴袢”过程造成的不受控制的温度。但这并非必要，两气流的流动方向也可相反。

本发明燃烧器可应用于柴油发动机。

柴油机的一个主要问题是尾管排出的粒子(烟)，其中含有有害物质，造成滚滚黑烟和噪声。这类粒子可使用本发明燃烧器的第一部件在柴油喷入发动机之前全部汽化、然后加入获得最终空气燃料比所需空气而消除掉。这样柴油就无法生成粒子。该过程还使发动机的燃烧器工作在不会生成NO_x的低空气/燃料比下。

由于空气/燃料混合物经过多次碰撞，因此充分混合而容易点火并在一定体积中完全燃烧。如图9所示，在燃气离开该混合器位置的下方设置一最好用陶瓷制成的环125可把这一体积减小25％。该环显然使得燃烧气体从燃烧器的壁向其中心流动，然后一部分气体自发流回壁，从而更充分使用燃烧器体积。

尽管以上示出并说明了本发明的特殊实施例，但本领域普通技术人员不难看出，可在本发明的更广泛的各方面之内作出种种改动和修正，因此，后附权利要求的目的是包括本发明真正精神和范围内的所有这些改动和修正。

Claims (24)

1、一种内燃设备，其特征在于包括：

一由一对燃烧室构成的燃烧装置，从而以0.3-1.0的过量燃料的空气/燃料理想配比燃烧空气和碳氢化合物而提供空气/燃料蒸汽；

每一燃烧室包括一充分混合所述空气/燃料蒸汽、以便喷入所述内燃设备的混合装置；

所述燃烧装置有一进口装置与该对燃烧室的每一燃烧室连通从而供所供应的燃料和空气流入；

一与每一个所述进口装置连通、用来加热所供应的燃料和空气的预热装置；

每一个所述燃烧装置的燃烧室中的所述混合装置包括一位于所述燃烧室中、供从所述进口装置流入的所述经预热的空气/燃料混合物碰撞其上从而生成混合蒸汽的档壁；以及

所述档壁使所述经预热的空气/燃料混合物在所述燃烧室中改变方向而进一步混合所述空气/燃料混合物。

2、按权利要求1所述的设备，其特征在于：

每一个所述混合装置包括一接受和混合所述空气/燃料的管状线圈；以及

所述预热装置构成一使用所述燃烧室中的经燃烧气体在每一个燃烧室中在所述管状线圈旁进行热交换、从而提高有待进入该内燃设备的所述空气/燃料混合物的温度的热交换器。

3、按权利要求2所述的设备，其特征在于：

每一线圈终止于一在所述档壁紧旁开口的出口管。

4、按权利要求3所述的设备，其特征在于：

每一线圈足够长，从而内部的空气/燃料混合物被加热到500°-1000°F。

5、按权利要求4所述的设备，其特征在于：

该对燃烧室位于同一纵向轴线上而头尾相接。

6、按权利要求1所述的设备，其特征在于包括：

每一所述燃烧室由一把所述燃烧室与周围大气隔开的绝热层围住。

7、按权利要求6所述的设备，其特征在于：

所述两燃烧室头尾相接而由一防火壁隔开。

8、按权利要求1所述的设备，其特征在于：

该对燃烧室布置成第一室套在第二室中，二者同轴并相互间距；

与所述第二室相联的所述预热器位于所述第二室与所述第一室之间，而与所述第一室相联的所述预热器位于所述第一室中。

9、按权利要求8所述的设备，其特征在于：

每一所述燃烧室由一加厚绝热壁构成。

10、按权利要求9所述的设备，其特征在于：

所述第一室的端部开口而与所述第二室连通。

11、一种内燃设备，其特征在于包括：

一以理想配比的0.3-1.0倍的过量燃料比燃烧空气和碳氢化合物而提供空气/燃料蒸汽的燃烧装置；

所述燃烧装置包括一对燃烧室，其第一室中有一混合装置充分混合所述空气/燃料蒸汽以便喷入所述内燃设备中；

所述燃烧装置在第二室中有一进口装置接受所供应的空气和燃料；以及

所述第二室中用来加热所供应的空气和燃料的一预热器，该预热器构成一使用在所述第一室中经燃烧的气体在所述第二室中所述管形线圈旁进行热交换而提高所述有待流入所述第一室中的所述空气/燃料混合物的温度的热交换器。

12、按权利要求11所述的设备，其特征在于：

每一个所述燃烧室由一绝热层围住而把热量保持在所述室中。

13、按权利要求12所述的设备，其特征在于：

所述两室互相同轴套叠；

所述第一室构成套在作为一外室的所述第二室中的内室；以及

所述第一室的端部开口而与所述第二室连通。

14、按权利要求13所述的设备，其特征在于，包括：

一位于所述第一室与所述第二室之间的所述空间中、形成一通向所述第一室的所述混合装置的进气通道以及一从所述第一室通向所述内燃设备的出气通道的隔板。

15、按权利要求11所述的设备，其特征在于，包括：

一位于所述第一室中、用来点燃所述空气/燃料蒸汽的点火装置。

16、一种内燃设备，其特征在于包括：

一燃烧空气和碳氢化合物而提供空气/燃料蒸汽的燃烧装置；

所述燃烧装置有一套在一第二室中的第一室；

所述每一室由一绝热壁界定；

装在所述燃烧装置上而围住所述第二室的预热装置；以及

位于所述第二室中、用来点燃所述空气/燃料蒸汽的点火装置。

17、按权利要求16所述的设备，其特征在于包括：

所述第二室中、用来充分混合所述第二室中的所述空气/燃料蒸汽的一混合装置。

18、按权利要求17所述的设备，其特征在于包括：

一位于所述第一室与所述第二室之间的热交换线圈。

19、按权利要求18所述的设备，其特征在于：

所述热交换器为一螺旋形线圈。

20、按权利要求18所述的设备，其特征在于：

所述热交换器为一螺旋管。

21、按权利要求18所述的设备，其特征在于包括：

位于所述第一室中、形成一对流路的一隔板，所述流路之一与所述第二室连通，另一流路与该内燃设备连通。

22、按权利要求21所述的设备，其特征在于：

所述第一室与一空气/燃料进口和所述混合装置连接，所述流路之一与所述内燃设备连通。

23、按权利要求22所述的设备，其特征在于包括：

一与所述混合装置同轴地设置在所述第二室中、使高热气流流向该室中心的陶瓷环。

24、一种内燃设备，其特征在于包括：

一以理想配比的0.3-1.0倍的过量燃料比燃烧空气和碳氢化合物而提供空气/燃料蒸汽的燃烧装置；

所述燃烧装置包括一对全绝热室，其中第一室中有一混合装置充分混合所述空气/燃料蒸汽以便喷入所述内燃设备中；

所述燃烧装置在该对全绝热室的第二室中有一进口装置，接受所供应的空气和燃料；

所述第二室中用来加热所供应的燃料和空气的预热装置；

所述混合装置在所述第一室中有一档壁，供经预热的空气/燃料混合物碰撞其上而生成一混合蒸汽；

所述档壁使所述经加热的空气/燃料混合物在所述第一室中改变方向而进一步混合；

所述混合装置包括一接受和混合所供应的空气/燃料的管状线圈；以及预热装置构成一使用在所述第一室中经燃烧的气体在所述第二室中所述管形线圈旁进行热交换而提高所述有待流入所述第一室中的所述空气/燃料混合物的温度的热交换器。

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