专利名称：一种以可燃粉为原料的动力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力机，特别是以可燃粉如煤粉、植物屑(秸秆屑、木屑)为原料 的动力机。
背景技术：
传统以原煤作为燃料的动力机，大多是釆用以下方案燃烧煤产生热能加热水， 使水变成具有一定温度和压力的水蒸汽，再以水蒸汽作为介质，进入涡轮机内膨胀 作功，从而将热能转换为机械能。由于釆用水蒸汽作为中间工作介质，就不可避免 地需要设置大量的蒸汽换热设备，如锅炉、力口热器、冷凝器、水处理设备、汽循环 系统(各种附助泵、阀)，以及繁杂的管道系统等等，此外还需要大量的维护水。 因此，这种动力设备，不但体积庞大、制造成本高、维护费用高、安装周期长，而 且热效率低，尤其是需要消耗大量的水资源。
与此同时，目前秸秆的利用包括有以下方法秸秆造纸、秸秆粉碎还田、秸秆 过腹还田、秸秆燃烧发电、秸秆制板等等，但由于存在不同的缺陷，秸秆利用率仍 不高，大量的秸秆特别是玉米秸秆还是被直接燃烧，造成了资源的浪费与环境的污 染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以可燃粉为原料的动力机，其结构紧凑，制造成本 低，做功效率较高，可充分利用煤粉和植物屑。
本发明的目的是通过以下方案实现的 一种以可燃粉为原料的动力机，包括进 气室、燃爆室，其特征在于进气室设有进气孔、进料孔，进气孔与大气相通，进 料孔连通料箱，进气室设有气料控制器，进气室与燃爆室相通，进气室与燃爆室间 设有逆止阀，燃爆室后部设有涡轮，涡轮轴的后端延伸至机壳外。
在燃烧室的机壳壁上，设有喷气嘴和火花塞，燃爆室前部还设置气化室。 气化室设置于进气室前时，气化室为环状筒结构，并包围着燃爆室，气化室的 始端连接料箱，末端连通进料孔；涡轮后部的乏气孔通向乏气室，乏气室为环状简 结构，并包围着气化室。
气化室设置于进气室后时，气化室直接通向燃爆室，涡轮后部的乏气孔通向乏 气室，乏气室为环状简结构，并包围着燃爆室。
本发明具有的优点是1、本发明由于没有磨擦部件，对燃气的清洁度没有太 高的要求，所以可以粉状可燃物为原料。2、结构紧凑，可以制成体积较小的动力 机，可利用范围较大；3、可充分利用植物屑(秸秆屑、木屑)资源，从而减少环 境的污染。
图l为本发明结构示意图；图2为本发明实施例2结构示意图。
具体实施方式
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以下结合实施例对发明作进一步描述
实施例1:如图1所示，进气室(1)为圆简状结构，其壁为钢材制作，在进 气室的两侧壁上分别设有进气孔(2)、进料孔(3),进气孔可用带有通风孔的盖子 封盖，使进气室与周围大气相通，进气室通过进气孔可以进入空气；通过进料孔可 以进入可燃粉；在进气室前端部设有控制塞(4)，用于控制进气与进料量的多少， 控制塞的结构是活塞(4-1)的外圆周紧贴于进气室圆筒状的内壁上，活塞可釆 用耐高温材料，并可在进气室内前后(本实施例所述的前后方向，以燃料由前向后 运动方向为准)移动，活塞的前面连接连杆(4-2)，连杆上套有连接弹簧(4 - 3 ), 连杆的前端部穿过进气室的边壁，延伸于进气室前边壁外的连杆上设置有阻挡螺 丝，用于控制连杆在进气室内的长度，并且可以通过旋转螺丝，改变连杆在进气室 内的长度，从而使活塞位置向前或向后移动，进而改变活塞对进气孔、进料孔的控 制程度。当连杆在进气室内的长度较短时，进气与进料量增大，燃爆的频率增大， 从而做功的功率增大；反之，动力机的功率减少。通过连接线操作连杆，可以起到 油门的作用。
进气孔与进料孔的孔径大小比例为7-14: 1，从而可控制空气与可燃粉的进入 比例。
活塞套于燃爆室(5)的前壁的分隔板(5-1)上，进气室与燃爆室容量的比 例约为1: 4~6;分隔板可分隔进气孔进入的空气与进料孔进入的燃料；燃爆室的 前壁设有两个或多个通孔(5-2);从而沟通进气室与燃爆室，紧贴前壁的后面通 过螺丝固接弹簧片(6),弹簧片由于中央被固定，只能周边向后弯曲，从而可使空 气与燃料从进气室向燃爆室进入，而燃烧气体不能向进气室逆向流动，起到单向逆
在燃爆室内设有隔板(7)，将燃爆室半分隔，从而将燃爆室大体上分为前后两 部分，前后两部分容量的比例大约是1: 2-3,使燃气进入燃爆室前部分后放慢 速度，并产生涡流，这样可以保持较高的燃气浓度，使之更容易点火，也可使燃烧 爆炸更充分。
燃爆室的一侧的机壳(8 )壁上设有喷气(油)嘴(9 )和火花塞(10 )，以用 于第一次向燃爆室内喷入液化气或燃油并点燃；喷气(油)嘴通过管道与燃气(或 燃油)容器连接，设立喷气嘴时，可由液化气控制阀控制其开关。
在燃爆室的后部设有涡轮(11)，涡轮轴(12)通过轴承活动固定于燃爆室后 壁(13)与机壳后壁(14)，并延伸于机壳外，延伸于机壳外的涡轮轴可以通过皮 带或齿轮等，连接相应的动力机械，如发电机等，从而向外输出动力。
涡轮的叶片可以为若干层，以充分利用燃气的能量。
在涡轮后部的机壳侧壁上，设有乏气孔(15)，涡轮做功后的乏气通过乏气孔 进入乏气室(16),最终通过排气孔(17)向外排放，排气口与进气口的口径相同。 乏气室为环状简结构，在其内包围着气化室(18)，气化室的存在可使燃粉(特别 是植物燃粉)进入后被迅速转化为可然气体及炭粉，便于下步燃爆，气化室也为环 状简结构，气化室包围着燃爆室，气化室的容量与燃爆室容量的比例约为2 4: 1, 气化室的始端连接料箱(19)，料箱设于整机的上方，料箱下部出口处设置调节阀， 用于控制出料的多少，以适应不同的燃粉的不同需要；料箱的出口连通进料孔，通
过进料孔向燃爆室输送燃料。
在乏气室的外围，设有环状简结构的蒸发室(20)，蒸发室内充有水或其它可 蒸发液体，以下以水为例叙述。水在吸收乏气的热量后，温度上升并最终形成汽体， 蒸发室连接蒸汽机(21)，水形成汽体后，进入蒸汽机并推动蒸汽机做功，这样便
完成了对乏气热量的再利用；蒸汽机乏汽的出口连接凝结器(22)，水蒸汽由上至 下通过凝结器，凝结器的下方设有水泵(23)，通过水泵，可将流过凝结器的还原 水导入蒸发室下部,并且在水泵压力的作用下，从而进入下一个循环。
本发明做功原理是起动时首先启动液化气电控阀，使液化气喷入燃爆室，然 后接通点火器电源，使火花塞点燃燃爆室的燃气，随之发生微型爆炸，产生较大的 冲击力，气体高速冲击涡轮叶片，使其转动，当燃爆室下降到常压时，涡轮在其惯 性作用下，并不会马上停下来，反而会像真空吸尘器一样抽吸室内的残余气体，这 样便会在其室内形成一个负压区，这时，逆止阀会在压差作用下自动打开，来自气 化室可燃气体与外界空气进入进气室，燃粉被吸入气化室，由于气化室温度较高(一 般温度可达800度以上)，燃粉(特别是植物燃粉)进入后被迅速转化为可然气体 及炭粉，然后一同被吸入进气室、燃爆室，并被火花塞点燃，(此时逆止闽自动关 闭)，生成的高压高温气体冲击涡轮叶片做功，通过涡轮轴将动力输出，做功后的 高温气体被排入乏气室并与周围的蒸发室内的液体进行热交换，将热量传导给蒸发 室内的液体，吸收了热量的液体便开始气化蒸发，形成高压蒸汽，推动蒸汽机做功， 做功后的乏汽被吸入凝结器(凝结器事前被抽成真空，由于压差增大，可提高蒸汽 机的功率)。在凝结器的低温环境下，蒸汽被还原为液体后，经高压泵被重新送回 蒸发室循环使用。
实施例2:如图2所示，进气室(30)为圆简状结构，在进气室的两侧壁上分 别设有进气孔(31)、进料孔(32)，进气孔可用带有空气过滤器的盖子封盖，使进 气室与周围大气相通，进气室通过进气孔可以进入空气；进料孔通过管道连通设置 于上方的料箱(33)，通过进料孔可以进入可燃粉，在进气室的前端部设有控制塞 (34),控制塞的结构是活塞(34-1)的外圆周紧贴于进气室圆简状的内壁上， 并可在进气室内前后(本实施例所述的前后方向，以燃料由前向后运动方向为准)
移动，活塞连接连杆(34 - 2 )，连杆上套有连接弹簧(34 - 3 )，延伸于进气室前边
壁外的连杆上设置有阻挡螺丝，用于控制连杆在进气室内的长度，并且可以通过旋 转螺丝，改变连杆在进气室内的长度，从而使活塞位置向前或向后移动，进而改变 活塞对进气孔、进料孔的控制程度。
进气孔与进料孔的孔径大小比例为7-14: 1。
进气室向后与燃爆室(35)相通，进气室与燃爆室容量的比例约为1: 4-6; 在进气室与燃爆室之间，设有气化室，.气化室呈蜂窝煤球状，设有若干通孔，气化 室的中间设置有逆止阀(36)，逆止阀的结构是 一个箭头形状的控制柱(36-1) 后面连接一个弹簧U6-2)，控制柱的后部与弹簧置于滑行道(36-3)内，滑行 道设置于气化室的中央，后部密封，滑行道的周围为通孔(37)，通孔形成气化室， 通孔在燃爆室内的纵向(与前后方向平行)长度约为燃爆室的2/3 4/5，通孔与燃 爆室相通，燃爆室内设置有隔板(38)，隔板为有一定厚度的圆周板，其前部开口， 后部固定于将燃爆室后壁(39)上；隔板将燃爆室分为内外两部分，内外两部分的 横向(指垂直于前后方向)面积的比例大约是1: 1~1.5，隔板的纵向长度约为 燃爆室的2/3~4/5，隔板内部在气体燃爆前为辅助气化室，可使可燃粉与空气充分 气化、混合，从而可充分燃烧，在燃烧室的机壳(40)壁上，设有喷油嘴(41)和 火花塞(42)，以用于第一次向内喷油并点燃。
在隔板外的燃爆室后壁上设置有通孔(43),用于通过燃烧后的高压气体；在 燃爆室后壁与机壳后壁(44)之间通过轴承活动固定涡轮轴(45)，涡轮轴上设有 涡轮(46)，高压气体通过通孔喷向涡轮，从而带动涡轮的旋转，涡轮轴的后端延 伸至机壳外，用于向外输出动力。
在涡轮后部的机壳侧壁上，设有乏气孔(47)，涡轮做功后的乏气通过乏气孔 进入乏气室(48)，最终通过排气孔(49)向外排放。乏气室为环状简结构，在其 内包围着燃爆室，在乏气室外设有环状简结构的蒸发室(50)，蒸发室内充有水或 其它可蒸发液体，蒸发液体在吸收乏气的热量后，温度上升并最终形成汽体，蒸发
室连接蒸汽机(51)，蒸发液体形成汽体后，进入蒸汽机并推动蒸汽机做功，这样 便完成了对乏气热量的再利用，蒸汽机乏汽的出口连接凝结器(52),蒸汽由上至 下通过凝结器，凝结器的下方设有水泵(53)，在水泵压力的作用下，可将流过凝 结器的还原液体导入蒸发室下部，从而进入下一个循环。
实施例2的做功原理与实施例1相似。
本发明燃料以煤粉、植物粉(如木屑、秸秆屑)为主。
植物中的碳元素质量分数约为40%，植物的有机成分以纤维素、半纤维素为主, 这些生物原料被磨成直径为0. 75亳米左右的细小颗粒，在缺氧的条件下加热至700 'C左右，经反应变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体。试验证明每公斤植物粉 可产生0.6 0.9立方米的可燃气体(通常也称为生物质气)；在一定比例下，与不 低于含量17%的氧气混合后，便可被明火或电火花塞点燃，燃烧爆炸。由于空气中 的氧气含量为23.2%，因此在空气中可以被点燃。
按比例每公斤植物粉以1: 7~14公斤的空气范围内都可以燃烧爆炸，爆炸时 温度可达2000 ~ 250(TC,压力可达每平方厘米30 ~ 40公斤，废气余热在800 ~ 1200 。C左右，压力每平方厘米2公斤左右。
做功后的高温废气与蒸发室内的液体进行热交换，使废气余热再次得到利用。 试验证明每燃烧一公斤燃粉的余热，可使蒸发室内的水产生5~7立方米的蒸汽。 如动力机设定每小时燃烧10公斤燃粉，废气余热可带动一个10马力的汽轮机。
散热器可选择与汽车空调散热器大致相同的结构。
权利要求
1、一种以可燃粉为原料的动力机，包括进气室、燃爆室，其特征在于进气室设有进气孔、进料孔，进气孔与大气相通，进料孔连通料箱，进气室设有气料控制器，进气室与燃爆室相通，进气室与燃爆室间设有逆止阀，燃爆室后部设有涡轮，涡轮轴的后端延伸至机壳外。
2、 根据权利要求1所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于在燃 烧室的机壳壁上，设有喷气嘴和火花塞，燃爆室前部还设置气化室。
3、 根据权利要求2所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于气化 室设置于进气室前时，气化室为环状简结构，并包围着燃爆室，气化室的始端连接 料箱，末端连通进料孔；涡轮后部的乏气孔通向乏气室，乏气室为环状筒结构，并 包围着气化室。
4、 根据权利要求2所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于气化 室设置于进气室后时，气化室直接通向燃爆室，涡轮后部的乏气孔通向乏气室，乏 气室为环状简结构，并包围着燃爆室。
5、 根据权利要求3或4所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于 在乏气室的外围，设有环状简结构的蒸发室，蒸发室连接蒸汽机，蒸汽机乏汽的出 口连接凝结器，凝结器的下方设有水泵，水泵的出口连接蒸发室。
6、 根据权利要求3或4所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于 控制器是一种控制塞，其结构是活塞连接连杆，连杆上套有弹簧，连杆的端部穿 过进气室的前壁，延伸于进气室前边壁外的连杆上设置有阻挡螺丝，用于控制连杆 在进气室内的长度。
7、 根据权利要求3或4所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于 逆止阀的结构是箭头状的控制柱后面连接弹簧，控制柱的后部与弹簧置于滑行道 内，滑行道的周围的设置为通孔，通孔与燃爆室直接相通。
8、 根据权利要求3或4所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于 逆止阀的结构是活塞内圆周套于燃爆室前壁的分隔板上，燃爆室的前壁上设有通 孔；紧贴前壁的后面设有弹簧片。
9、 根据权利要求3或4所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于在燃爆室内设有隔板。
10、 根据权利要求9所述的一种以可燃粉为原料的动力机，其特征在于隔板 为有一定厚度的圆周板，其前部开口，后部固定于将燃爆室后壁上；圆周板包围着 气化室，气化室呈蜂窝煤球状。
全文摘要
一种以可燃粉为原料的动力机，涉及动力机，包括进气室、燃爆室，进气室设有进气孔、进料孔，进气孔与大气相通，进料孔连通料箱，进气室设有气料控制器，进气室与燃爆室相通，进气室与燃爆室间设有逆止阀，燃爆室后部设有涡轮，涡轮轴的后端延伸至机壳外。在燃烧室的机壳壁上，设有喷气嘴和火花塞，燃爆室前部还设置气化室。气化室可设置于进气室前或进气室后，涡轮后部的乏气孔通向乏气室，乏气室为环状筒结构，包围着气化室或燃爆室。优点是无明显磨擦部件，对燃气的清洁度要求低，可以有粉状可燃物为原料。可充分利用植物屑(秸秆屑、木屑)资源，从而减少环境的污染。结构紧凑，可以制成体积较小的动力机。
文档编号F23R5/00GK101100959SQ20071005481
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者靳永军 申请人:靳永军