燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)及包括該系統(tǒng)的溫差發(fā)電裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)及包括該系統(tǒng)的溫差發(fā)電裝置及方法，其中燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，包括空氣泵、燃油箱、氣化室、預(yù)熱加熱器、預(yù)混噴嘴、進(jìn)氣引導(dǎo)裝置、點(diǎn)火裝置和全預(yù)混燃燒器；所述空氣泵通過第一管道與燃油箱連接相通，所述燃油箱上設(shè)有燃油進(jìn)口和出油管；所述出油管通過第二管道與氣化室的燃油進(jìn)口連接相通，所述氣化室上設(shè)有為氣化室加熱的預(yù)熱加熱器；所述預(yù)混噴嘴的出氣口與全預(yù)混燃燒器之間設(shè)有進(jìn)氣引導(dǎo)裝置；本裝置工作時(shí)燃燒徹底，沒有黑煙，不排出有害氣體，而且速度可控?zé)o噪音；且結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命超過十年。本裝置輸出功率50W時(shí)，耗油量70g/h以下，經(jīng)濟(jì)效益好。
【專利說明】燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)及包括該系統(tǒng)的溫差發(fā)電裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒系統(tǒng)及包括該系統(tǒng)的發(fā)電裝置及方法；尤其是涉及一種燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)及包括該系統(tǒng)的溫差發(fā)電裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生產(chǎn)和生活中，我們所用到的電力均來自電網(wǎng)的電源。在遠(yuǎn)離電網(wǎng)電源的情況下，獲取持續(xù)穩(wěn)定電力的途徑通常只有依賴燃油發(fā)電機(jī)。以汽油或柴油為燃料的燃油發(fā)電機(jī)為人類在沒有電源的情況下的工作學(xué)習(xí)生活提供了極大的便利。
[0003]但燃油發(fā)電機(jī)存在著嚴(yán)重的不足。燃油發(fā)電機(jī)是一種將燃油的能量轉(zhuǎn)變成熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。由于在發(fā)電的過程中需要一系列的能量轉(zhuǎn)換，因此其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。其中活塞、連桿、凸輪、進(jìn)排氣閥、變速齒輪、發(fā)電機(jī)等部件均為高速運(yùn)動(dòng)部件。這樣就不可避免地導(dǎo)致該裝置在整個(gè)發(fā)電過程中產(chǎn)生令人頭疼的噪聲。此外，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還導(dǎo)致其故障率高和維護(hù)費(fèi)用較大。
[0004]燃油發(fā)電機(jī)還有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，即在需要輸出小功率時(shí)，其耗油量不會(huì)因輸出功率的減小而下降。目前國內(nèi)外燃油發(fā)電機(jī)最小的功率為300瓦，即使在空載的情況下其耗油量也在300g/h左右。如用戶的負(fù)荷僅有幾十瓦的情況下，無疑是很大的浪費(fèi)。
[0005]綜上所述燃油發(fā)電機(jī)有以下的缺點(diǎn):
[0006]I)噪聲大(80分貝以上)；
[0007]2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜故障率高；
[0008]3)維護(hù)成本高；
[0009]4)在輸出小功率的工況下相對耗油量大。
[0010]設(shè)計(jì)一種無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，充分利用燃油燃燒時(shí)釋放出來的熱能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置是本發(fā)明的主要內(nèi)容。目前現(xiàn)有的燃油燃燒器均為大氣燃燒，如汽油噴燈和汽油爐的燃燒無一例外是在燃油被送出后，在出口處與大氣中氧氣進(jìn)行燃燒。燃油燃燒時(shí)燃油氣體與助燃氧氣的最佳比例約為1:15，在該比例下燃油才能完全燃燒。燃油在遇高溫氣化時(shí)其體積要膨脹數(shù)百倍；燃油在瞬間汽化燃燒時(shí)大氣在單位時(shí)間內(nèi)無法提供足夠的氧氣助其燃燒，因此通常燃油在大氣燃燒時(shí)象脫韁的野馬無法控制，必然會(huì)有一部分可燃?xì)怏w不能燃燒而伴隨著黑煙直接排入大氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)。本燃燒系統(tǒng)的燃燒器為全預(yù)混燃燒，當(dāng)燃油被汽化和調(diào)壓之后進(jìn)入燃燒器時(shí)，同時(shí)空氣也按合適比例進(jìn)入燃燒器，燃燒將在燃燒器內(nèi)部進(jìn)行；從燃燒器排除排出的是充分燃燒后的廢氣；由于燃油氣體在燃燒器內(nèi)部燃燒，燃燒非常徹底，沒有任何黑煙，不排出有害氣體。[0012]本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種包括上述燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)的燃油溫差發(fā)電機(jī)。該溫差發(fā)電機(jī)是將燃油產(chǎn)生的熱量直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定、持續(xù)的電力。本溫差發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，幾乎不需要維護(hù)。由于沒有運(yùn)動(dòng)部件，本溫差發(fā)電機(jī)在整個(gè)發(fā)電過程中始終處于安靜狀態(tài)。本溫差發(fā)電機(jī)能持續(xù)輸出功率從10瓦至150瓦的電力，耗油量為20-200g/h ;在用戶只需小功率電力的情況下和常規(guī)燃油發(fā)電機(jī)相比，具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和性能優(yōu)勢。本溫差發(fā)電機(jī)適用于在脫離了電網(wǎng)在野外工作和生活的用戶，常需要的用電負(fù)荷為幾十瓦的電力，如通信設(shè)備用電、筆記本電腦等用電。
[0013]本溫差發(fā)電機(jī)在發(fā)電時(shí)沒有噪聲，給用戶以安靜的環(huán)境，在軍事上也具有十分重要的意義。
[0014]本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種利用燃油溫差發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的方法。
[0015]為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明一種燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，包括空氣泵、燃油箱、氣化室、預(yù)熱加熱器、預(yù)混噴嘴、進(jìn)氣引導(dǎo)裝置、點(diǎn)火裝置和全預(yù)混燃燒器；
[0016]所述空氣泵通過第一管道與燃油箱連接相通，所述燃油箱上設(shè)有燃油進(jìn)口和出油管；所述出油管通過第二管道與氣化室的燃油進(jìn)口連接相通，所述氣化室上設(shè)有為氣化室加熱的預(yù)熱加熱器；所述氣化室的燃油出口通過第三管道與預(yù)混噴嘴的進(jìn)氣口連接相通，該預(yù)混噴嘴的出氣口與全預(yù)混燃燒器連接相通，所述全預(yù)混燃燒器上設(shè)有點(diǎn)火裝置；
[0017]所述預(yù)混噴嘴的出氣口與全預(yù)混燃燒器之間設(shè)進(jìn)氣引導(dǎo)裝置；
[0018]所述預(yù)混噴嘴的壁上設(shè)有空氣進(jìn)氣孔，通過該預(yù)混噴嘴的氣化后燃油與通過空氣進(jìn)氣孔進(jìn)入的空氣和進(jìn)氣引導(dǎo)裝置進(jìn)入的空氣的總和的體積比為1:14-16。
[0019]優(yōu)選地，所述第一管道上設(shè)有第一單向閥；所述第二管道上依次設(shè)有電控閥和第二單向閥；所述第三管道上設(shè)有高溫調(diào)壓閥。
[0020]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣引導(dǎo)裝置上設(shè)有喇叭形通孔，在氣化后燃油高速進(jìn)入全預(yù)混燃燒器時(shí)，進(jìn)一步將空氣從預(yù)混噴嘴與喇叭形通孔之間帶入全預(yù)混燃燒器。
[0021]更優(yōu)選地，所述空氣引導(dǎo)裝置80的喇叭形通孔一端內(nèi)直徑為22-25cm，另一端內(nèi)直徑為12_16cm。
[0022]優(yōu)選地，所述預(yù)混噴嘴為中空的管道，該預(yù)混噴嘴包括左端空腔、右端空腔和縮徑孔；所述左端空腔為進(jìn)氣口，右端空腔為出氣口，所述左端空腔和右端空腔之間通過縮徑孔連接相通；所述右端空腔的壁上均勻地設(shè)有4-6個(gè)空氣進(jìn)氣孔。
[0023]優(yōu)選地，所述左端空腔的直徑為4-6mm;所述右端空腔的直徑為6-8mm;所述縮聚孔的直徑為0.1-0.5mm;所述空氣進(jìn)氣孔的直徑為3_6mm。
[0024]優(yōu)選地，所述全預(yù)混燃燒器包括燃燒器本體和兩側(cè)的兩個(gè)燃燒空腔；燃燒器本體位于中間，用兩片金屬孔板相隔而成；在金屬孔板外側(cè)，設(shè)有耐高溫金屬纖維織物;在金屬孔板和金屬纖維織物之間，即為燃燒空腔。
[0025]氣化室工作時(shí)實(shí)測壓力為約0.1MPa,根據(jù)伯努利方程:
[0026]1.氣化室出口燃?xì)饬魉?[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:包括空氣泵、燃油箱、氣化室、預(yù)熱加熱器、預(yù)混噴嘴、進(jìn)氣引導(dǎo)裝置、點(diǎn)火裝置和全預(yù)混燃燒器； 所述空氣泵通過第一管道與燃油箱連接相通，所述燃油箱上設(shè)有燃油進(jìn)口和出油管；所述出油管通過第二管道與氣化室的燃油進(jìn)口連接相通，所述氣化室上設(shè)有為氣化室加熱的預(yù)熱加熱器；所述氣化室的燃油出口通過第三管道與預(yù)混噴嘴的進(jìn)氣口連接相通，該預(yù)混噴嘴的出氣口與全預(yù)混燃燒器連接相通，所述全預(yù)混燃燒器上設(shè)有點(diǎn)火裝置； 所述預(yù)混噴嘴的出氣口與全預(yù)混燃燒器之間設(shè)進(jìn)氣引導(dǎo)裝置； 所述預(yù)混噴嘴的壁上設(shè)有空氣進(jìn)氣孔，通過該預(yù)混噴嘴的氣化后燃油與通過空氣進(jìn)氣孔進(jìn)入的空氣和從進(jìn)氣引導(dǎo)裝置進(jìn)入的空氣的總和的體積比為1:14-16。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:優(yōu)選地，所述進(jìn)氣引導(dǎo)裝置上設(shè)有喇叭形通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:優(yōu)選地，所述空氣引導(dǎo)裝置的喇叭形通孔一端內(nèi)直徑為22-25cm，另一端內(nèi)直徑為12-16cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:優(yōu)選地，所述預(yù)混噴嘴為中空的管道，該預(yù)混噴嘴包括左端空腔、右端空腔和縮徑孔；所述左端空腔為進(jìn)氣口，右端空腔為出氣口，所述左端空腔和右端空腔之間通過縮徑孔連接相通；所述右端空腔的壁上均勻地設(shè)有4-6個(gè)空氣進(jìn)氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:優(yōu)選地，所述左端空腔的直徑為4-6_;所述右端空腔的直徑為6-8_;所述縮聚孔的直徑為0.1-0.5mm;所述空氣進(jìn)氣孔的直徑為3_6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:優(yōu)選地，所述全預(yù)混燃燒器包括燃燒器本體和兩側(cè)的兩個(gè)燃燒空腔；燃燒器本體位于中間，用兩片金屬孔板相隔而成；在金屬孔板外側(cè)，設(shè)有耐高溫金屬纖維織物；在金屬孔板和金屬纖維織物之間，即為燃燒空腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)，其特征在于:優(yōu)選地，所述第一管道上設(shè)有第一單向閥；所述第二管道上依次設(shè)有電控閥和第二單向閥；所述第三管道上設(shè)有高溫調(diào)壓閥。
8.一種包括上述權(quán)利要1-7中任一所述燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:還包括發(fā)電裝置；所述發(fā)電裝置包括燃燒室、溫差發(fā)電模塊和熱管散熱器；所述熱管散熱器包括蒸發(fā)器、熱管和冷卻器；所述溫差發(fā)電模塊設(shè)置在燃燒室和蒸發(fā)器之間，所述蒸發(fā)器通過熱管與冷卻器連接相通；所述溫差發(fā)電模塊通過導(dǎo)線連接負(fù)載；所述燃燒室內(nèi)設(shè)置燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)的全預(yù)混燃燒器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:優(yōu)選地，所述燃油溫差發(fā)電機(jī)還包括中央處理器，所述燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)的燃油箱上設(shè)有第一壓力傳感器和液位傳感器，所述燃油供油-汽化-調(diào)壓-全預(yù)混燃燒系統(tǒng)氣化室上設(shè)第一溫度傳感器和第二壓力傳感器；所述溫差發(fā)電模塊與燃燒室連接的端面為受熱端面，所述溫差發(fā)電模塊與蒸發(fā)器連接的端面為冷卻端面，所述受熱端面上設(shè)有第二溫度傳感器，所述冷卻端面上設(shè)有第三溫度傳感器；所述中央處理器分別通過數(shù)據(jù)傳輸線與第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、液位傳感器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、空氣泵、電控閥、預(yù)熱加熱器和點(diǎn)火裝置相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:優(yōu)選地，連接溫差發(fā)電模塊和負(fù)載的導(dǎo)線上設(shè)有電源穩(wěn)壓裝置；在電源穩(wěn)壓裝置和負(fù)載之間的導(dǎo)線上連接有蓄電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:優(yōu)選地，所述蓄電池通過導(dǎo)線與空氣泵、電控閥、點(diǎn)火裝置、預(yù)熱加熱器以及中央處理器相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:優(yōu)選地，所述燃燒室的受熱面為凹凸結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:所述燃燒室的材料為傳熱系數(shù)較高的金屬材料；優(yōu)選地，為紫銅、黃銅、鋁或鋁合金。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃油溫差發(fā)電裝置，其特征在于:優(yōu)選地，所述氣化室、高溫調(diào)壓閥與燃燒室為緊密接觸結(jié)構(gòu)。
15.一種利用權(quán)利要求8-14中任一所述燃油溫差發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)由中央處理器發(fā)出指令，使用預(yù)熱加熱器對氣化室和高溫調(diào)壓閥進(jìn)行預(yù)熱； 2)當(dāng)氣化室和高溫調(diào)壓閥溫度達(dá)到130~270°C時(shí)，啟動(dòng)空氣泵，使燃油箱保持.0.06-0.1OMPa 壓 力； 3)開啟第二管道上的電控閥，燃油箱內(nèi)壓力使燃油每次以0.35-0.4ml的量進(jìn)入氣化室；在氣化室內(nèi)變成高壓燃油氣化氣； 4)氣化室內(nèi)的高壓燃油氣化氣通過高溫調(diào)壓閥，變成恒定壓力為0.08-0.12MPa的燃油氣化氣，進(jìn)入預(yù)混噴嘴；空氣通過預(yù)混噴嘴的空氣進(jìn)氣孔隨燃油氣化氣經(jīng)進(jìn)氣引導(dǎo)裝置一道進(jìn)入全預(yù)混燃燒器；通過預(yù)混噴嘴的燃油氣化氣與通過空氣進(jìn)氣孔進(jìn)入的空氣和從進(jìn)氣引導(dǎo)裝置進(jìn)入的空氣的總和的體積比為1:14-16 ； 5)高速燃油氣化氣與空氣一道進(jìn)入全預(yù)混燃燒器內(nèi)后，點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，混合氣體在燃燒室內(nèi)充分燃燒； 6)溫差發(fā)電模塊持續(xù)向外輸出電能。
【文檔編號】F23D11/38GK103939895SQ201310398351
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】陳光寧 申請人:陳光寧