專利名稱：弧光放電式燃水發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力機械發動機，尤其是一種利用水作為燃料把熱能轉化為機械能的弧光放電式燃水發動機。
背景技術：
目前人類使用的動力裝置有蒸汽機、內燃機、電動機，均是將電能、水能、風能和由煤、油、汽產生的熱能轉化為機械能的動力裝置，但這些動力裝置在不同程度上受到資源和環保方面的種種局限。針對這種現實情況，出現了利用磁能和光能作為發動機的動力來源，但這些磁能和光能發動機由于設計結構的原因，磁能衰減后難以補償和更換，光能又難以控制，很難以付諸于實際運用。在中國專利上也公開了多種利用水作為燃料的燃水發動機，如專利號為01225081的《燃水發動機》是氣缸體、氣缸蓋和在氣缸體內的活塞及曲軸連桿機構組成，氣缸蓋上有排氣裝置、電熱缸帽和噴水孔，電熱缸帽在靠近氣缸內腔的部分是高熱帽面，緊靠高熱帽面后面是電爐盤，電路盤連接電源接線柱，在氣缸蓋內面上噴水孔的噴水口對著電熱缸帽上的高熱帽面，在氣缸蓋外面的噴水孔連接噴水管，當起動機轉動帶動活塞向上滑動到上止點，此時高壓水泵轉動，水經連接的噴水管、噴水孔、噴水口，對著電熱缸帽上的高熱帽面噴灑，使噴灑在上面的水氣化，同時氣化分解為氫和氧，在高溫高壓條件下，氫和氧燃燒膨脹，推動活塞向下運動作功。但這種依靠使霧化水在高溫帽面加熱使水分解為氫和氧的情況難以實現，即使能夠實現，氫和氧燃燒的效果也不理想，作功效率也十分低下，難以達到現實要求。
發明內容
本發明的目的在于提供一種以水為燃料，使噴灑到氣缸內的霧化水在高溫高壓下，吸收壓縮空氣和弧光放電產生的巨大熱量，使霧化水迅速蒸發，產生高溫高壓蒸汽推動活塞作功，實現熱能轉化為機械能的弧光放電式燃水發動機，且作功效率高，使用成本低，無環境污染。
為了實現發明目的，本發明的技術方案如下本發明的弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體、氣缸蓋和氣缸體內的活塞、與活塞依次連接的連桿、曲軸和慣性輪，氣缸蓋上的進氣孔、排氣孔以及與它們聯動的氣門塞，還設有弧光放電裝置和燃水供給裝置，弧光放電裝置包括有弧光放電正極、弧光放電負極和連接件組成，弧光放電正極、弧光放電負極分別與高壓高頻發生器的正極和負極相連，燃水供給裝置由水箱、濾清器、輸水泵、供水角度提前器、噴水泵和噴水器組成，噴水器連接在氣缸蓋上，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層。
可以由弧光放電正極、絕緣陶瓷、弧光放電負極、連接件依次從內到外連接組成弧光放電裝置，由連接件連接在氣缸蓋上。
又可以由金屬正極、絕緣陶瓷、連接件從內到外依次連接組成弧光放電正極，由連接件連接在氣缸蓋上，弧光放電負極設置在活塞上。
還可以由金屬正極、絕緣陶瓷、連接件從內到外依次連接組成弧光放電正極，由連接件連接在氣缸蓋上，活塞直接作為弧光放電負極。
采用這樣的結構后，弧光放電裝置的正極和負極都設置在發動機的氣缸內，弧光放電直接在氣缸內發生，所采用的高壓高頻發生器頻率為90-120KHZ，產生的電壓為100萬伏以上，極易穿透壓縮空氣，使得放電產生的熱量有利于壓縮空氣的吸收，協同燃水供給裝置的噴水泵和噴水器噴發出的高壓霧化水發生爆炸蒸發效應，因而熱量的吸收利用得到極大提高，作功效率隨之有效提高，直接以水為燃料，使用成本低，不產生任何廢氣，不污染環境。
圖1為本發明弧光放電式燃水發動機第一個實施例的主視圖；圖2為本發明弧光放電式燃水發動機第二個實施例的主視圖；圖3為本發明弧光放電式燃水發動機第三個實施例的主視圖；圖4為本發明弧光放電式燃水發動機第四個實施例的主視圖；圖5為本發明弧光放電式燃水發動機第五個實施例的主視圖；圖6為本發明弧光放電式燃水發動機第六個實施例的主視圖；圖7為圖1、圖2中所示的弧光放電裝置的主視圖；圖8為圖3、圖4、圖5、圖6所示的弧光放電正極的主視圖；圖9為燃水供給裝置的結構示意視圖；圖10為本發明處于進氣行程開始點狀態的結構示意圖；圖11為本發明處于壓縮行程開始點狀態的結構示意圖；圖12為本發明處于工作行程開始點狀態的結構示意圖；圖13為本發明處于排氣行程開始點狀態的結構示意圖。
以上圖中所示1、氣缸蓋，2、排氣孔，3、絕緣陶瓷層，4、氣缸體，5、活塞，6、慣性輪，7、曲軸，8、連桿，9、進氣孔，10、氣門塞，11、弧光放電裝置，12、燃水供給裝置，13、弧光放電正極，14、弧光放電負極15、金屬正極，16、絕緣陶瓷，17、金屬負極，18、連接件，19、噴水器，20、噴水泵，21、供水角度提前器，22、輸水泵，24、濾清器，25、水箱。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
第一個實施例如圖1所示的弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體4、氣缸蓋1和氣缸體內的活塞4、與活塞依次連接的連桿8、曲軸7和慣性輪6，氣缸蓋上的進氣孔9、排氣孔2以及與它們聯動的氣門塞10，在氣缸蓋上一個弧光放電裝置11，弧光放電裝置如圖7所示由金屬正極15、絕緣陶瓷16、金屬負極17和連接件18依次從內到外連接組成，金屬正極15、金屬負極16分別與高壓高頻發生器的正極和負極相連。在氣缸蓋的中心位置設有燃水供給裝置，燃水供給裝置如圖8所示由水箱25、濾清器24、汽水分離器23、輸水泵22、供水角度提前器21、噴水泵20和噴水器19依次連接組成，噴水器連接在氣缸蓋上。
第二個實施例如圖2所示的弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體4、氣缸蓋1和氣缸體內的活塞4、與活塞依次連接的連桿8、曲軸7和慣性輪6，氣缸蓋上的進氣孔9、排氣孔2以及與它們聯動的氣門塞10，在氣缸蓋上四個弧光放電裝置11，弧光放電裝置以氣缸蓋中心為圓心均勻布置，弧光放電裝置如圖7所示由金屬正極15、絕緣陶瓷16、金屬負極17和連接件18依次從內到外連接組成，金屬正極15、金屬負極16分別與高壓高頻發生器的正極和負極相連。在氣缸蓋的中心位置設有燃水供給裝置，燃水供給裝置如圖8所示由水箱25、濾清器24、汽水分離器23、輸水泵22、供水角度提前器21、噴水泵20和噴水器19依次連接組成，噴水器連接在氣缸蓋上。
第三個實施例如圖3所示的弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體4、氣缸蓋1和氣缸體內的活塞4、與活塞依次連接的連桿8、曲軸7和慣性輪6，氣缸蓋上的進氣孔9、排氣孔2以及與它們聯動的氣門塞10，在氣缸蓋上一個弧光放電正極13，弧光放電正極如圖8所示由金屬正極15、絕緣陶瓷16和連接件18依次從內到外連接組成，金屬正極15與高壓高頻發生器的正極相連，在活塞上設置弧光放電負極14，弧光放電負極的連接線通過連桿上的通孔與高壓高頻發生器的負極相連。在氣缸蓋的中心位置設有燃水供給裝置，燃水供給裝置如圖8所示由水箱25、濾清器24、汽水分離器23、輸水泵22、供水角度提前器21、噴水泵20和噴水器19依次連接組成，噴水器連接在氣缸蓋上，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層3。
第四個實施例如圖4所示的弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體4、氣缸蓋1和氣缸體內的活塞4、與活塞依次連接的連桿8、曲軸7和慣性輪6，氣缸蓋上的進氣孔9、排氣孔2以及與它們聯動的氣門塞10，在氣缸蓋上四個弧光放電正極13，弧光放電正極以氣缸蓋中心為圓心均勻布置，弧光放電正極如圖8所示由金屬正極15、絕緣陶瓷16和連接件18依次從內到外連接組成，金屬正極15與高壓高頻發生器的正極相連，對應在活塞上也設置有四個弧光放電負極14，弧光放電負極的連接線通過連桿上的通孔與高壓高頻發生器的負極相連。在氣缸蓋的中心位置設有燃水供給裝置，燃水供給裝置如圖8所示由水箱25、濾清器24、汽水分離器23、輸水泵22、供水角度提前器21、噴水泵20和噴水器19依次連接組成，噴水器連接在氣缸蓋上，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層3。
第五個實施例如圖5所示弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體4、氣缸蓋1和氣缸體內的活塞4、與活塞依次連接的連桿8、曲軸7和慣性輪6，氣缸蓋上的進氣孔9、排氣孔2以及與它們聯動的氣門塞10，在氣缸蓋上一個弧光放電正極13，弧光放電正極如圖8所示由金屬正極15、絕緣陶瓷16和連接件18依次從內到外連接組成，金屬正極15與高壓高頻發生器的正極相連，活塞直接作為弧光放電負極，弧連接線通過連桿上的通孔與高壓高頻發生器的負極相連。在氣缸蓋的中心位置設有燃水供給裝置，燃水供給裝置如圖8所示由水箱25、濾清器24、汽水分離器23、輸水泵22、供水角度提前器21、噴水泵20和噴水器19依次連接組成，噴水器連接在氣缸蓋上，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層3。
第六個實施例如圖6所示弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體4、氣缸蓋1和氣缸體內的活塞4、與活塞依次連接的連桿8、曲軸7和慣性輪6，氣缸蓋上的進氣孔9、排氣孔2以及與它們聯動的氣門塞10，在氣缸蓋上四個弧光放電正極13，弧光放電正極以氣缸蓋中心為圓心均勻布置，弧光放電正極如圖8所示由金屬正極15、絕緣陶瓷16和連接件18依次從內到外連接組成，金屬正極15與高壓高頻發生器的正極相連，活塞直接作為弧光放電負極，弧光放電負極的連接線通過連桿上的通孔與高壓高頻發生器的負極相連。在氣缸蓋的中心位置設有燃水供給裝置，燃水供給裝置如圖8所示由水箱25、濾清器24、汽水分離器23、輸水泵22、供水角度提前器21、噴水泵20和噴水器19依次連接組成，噴水器連接在氣缸蓋上，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層3。
下面對本發明的工作原理進行說明，它包括進氣行程、壓縮行程、工作行程、排氣行程四個行程。
進氣行程如圖10為發動機進氣行程開始點狀態，也是發動機排氣行程的終止點狀態。當活塞從上止點向下止點移動時，氣缸的容積增大，使氣缸內產生真空度。此時，進氣門開啟，排氣門關閉，外界的空氣經空氣濾清器、進氣管及氣缸蓋上的進氣孔進入氣缸內。
壓縮行程如圖11為發動機壓縮行程開始點狀態，也是發動機進氣行程的終止點狀態。第一種情況為當活塞從下止點向上止點移動時，進氣門、排氣門均處于關閉狀態，氣缸內的空氣被壓縮，被壓縮空氣的溫度和壓力隨著升高的同時，此時弧光放電裝置在控制程序的控制下開始放電工作，把氣缸內壓縮空氣的溫度再次升高到頂峰值。在活塞即將達到上止點時，弧光放電裝置在控制程序的控制下停止放電。
第二種情況為弧光放電裝置在控制程序的控制下開始放電工作，同時由燃水供給裝置的噴水器向氣缸內噴入高壓霧化水，在弧光放電的作用下發生爆炸蒸發效應，霧化水吸收先前壓縮空氣和弧光發電所產生的熱量，使霧化水迅速轉化為高溫高壓蒸汽，蒸氣達到最大熱量值，氣缸內的混合氣達到最大壓力值，把氣缸內壓縮空氣的溫度再次升高到頂峰值。在活塞即將達到上止點時，弧光放電裝置在控制程序的控制下停止放電。
工作行程如圖12為發動機工作行程開始點狀態，也是發動機壓縮行程的終止點狀態。對應壓縮行程的第一種情況當活塞從上止點向下止點移動時，進氣門、排氣門仍然處于關閉狀態，當活塞即將從上止點向下止點移動時，由燃水供給裝置的噴水器向氣缸內噴入高壓霧化水，霧化水吸收先前壓縮空氣和弧光發電所產生的熱量，使霧化水迅速轉化為高溫高壓蒸汽，蒸氣達到最大熱量值，氣缸內的混合氣達到最大壓力值，推動活塞向下運動而帶動曲軸旋轉作功。
對應壓縮行程的第二種情況當活塞從上止點向下止點移動時，直接由霧化水吸收先前壓縮空氣和弧光發電所產生的熱量產生的高溫高壓蒸汽，推動活塞向下運動而帶動曲軸旋轉作功。
排氣行程如圖13為發動機排氣行程開始點狀態，也是發動機工作行程的終止點狀態。曲軸旋轉使活塞從下止點向上止點移動，進氣門關閉，排氣門開啟，蒸發的尾氣從氣缸內通過氣缸蓋上的排氣孔和排氣管向外界排出，當活塞達到上止點，如圖10所示狀態時，燃水發動機完成一個循環動作，接下來再連接下個循環，周而復始。
當需要加大發動機的功率時，通過控制系統的控制加大燃水供給裝置的噴水量，協同提高高頻高壓發生器提供給弧光放電裝置的功率，增加氣缸蒸氣的產生量，從而達到加快對活塞的推動速度，提高輸出功率。反之，當需要減小發動機的功率時，通過控制系統的控制減小燃水供給裝置的噴水量，協同降低高頻高壓發生器提供給弧光放電裝置的功率，減少氣缸蒸氣的產生量，從而達到減低對活塞的推動速度，降低輸出功率。
權利要求
1.一種弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體、氣缸蓋和氣缸體內的活塞、與活塞依次連接的連桿、曲軸和慣性輪，氣缸蓋上的進氣孔、排氣孔以及與它們聯動的氣門塞，其特征在于還設有弧光放電裝置和燃水供給裝置，弧光放電裝置包括有弧光放電正極、弧光放電負極和連接件組成，弧光放電正極、弧光放電負極分別與高壓高頻發生器的正極和負極相連，高壓高頻發生器的頻率為90-120KHZ，電壓為100萬伏以上；燃水供給裝置由水箱、濾清器、輸水泵、供水角度提前器、噴水泵和噴水器組成，噴水器連接在氣缸蓋上。
2.按照權利要求1所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電裝置由弧光放電正極、絕緣陶瓷、弧光放電負極、連接件依次從內到外連接組成，由連接件連接在氣缸蓋上。
3.按照權利要求1所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電正極由金屬正極、絕緣陶瓷、連接件從內到外依次連接組成，由連接件連接在氣缸蓋上，弧光放電負極設置在活塞上，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層。
4.按照權利要求1所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電正極由金屬正極、絕緣陶瓷、連接件從內到外依次連接組成，由連接件連接在氣缸蓋上，活塞直接作為弧光放電負極，在活塞的頂面上設有絕緣陶瓷層。
5.按照權利要求2所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電裝置為一個。
6.按照權利要求2所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電裝置為兩個或兩個以上。
7.按照權利要求3所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電正極為一個，弧光放電負極對應為一個。
8.按照權利要求3所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電正極為兩個或兩個以上，弧光放電負極對應兩個或兩個以上。
9.按照權利要求4所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電正極為一個。
10.按照權利要求4所述的弧光放電式燃水發動機，其特征在于弧光放電正極為兩個或兩個以上。
全文摘要
本發明公開了一種弧光放電式燃水發動機，包括有氣缸體、氣缸蓋和氣缸體內的活塞，連桿、曲軸和慣性輪，氣缸蓋上的進氣孔、排氣孔以及與它們聯動的氣門塞，還設有弧光放電裝置和燃水供給裝置，弧光放電裝置包括有弧光放電正極、弧光放電負極和連接件組成，弧光放電正極、弧光放電負極分別與高壓高頻發生器的正極和負極相連，燃水供給裝置噴水器連接在氣缸蓋上。本發明是由噴灑到氣缸內的霧化水在高溫高壓下，吸收壓縮空氣和由弧光放電發生的爆炸燃燒蒸發產生的巨大熱量，使霧化水迅速蒸發，由此產生最大熱量值的高溫高壓蒸汽來推動活塞作功，完成熱能向機械能的轉化，且作功效率高，利用水作為燃料，使用成本低，不產生廢氣，不污染環境。
文檔編號F01B29/10GK1851238SQ20061003145
公開日2006年10月25日 申請日期2006年3月31日 優先權日2006年3月31日
發明者王小龍 申請人:王小龍