Trang chủ Bằng phát minh, sáng chế • Liên hệ     • Giới thiệu     • Tài liệu hướng dẫn

Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp Syngas được khí hóa từ chất thải rắn

Cập nhật Thứ sáu - 09/06/2017 10:05 In bài viết

1. Tên sáng chế, phát minh, giải pháp:
Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp Syngas được khí hóa từ chất thải rắn
2. Số bằng,ký hiệu: 1-0016210
3. Thuộc lĩnh vực KH&CN Công nghệ khác (Sáng chế)
4. Ngày công bố 26/12/2026
5. Ngày cấp 26/12/2026
6. Chủ sở hữu chính Nguyễn Gia Long, Nguyễn Thành Nam
7. Tác giả Nguyễn Gia Long, Nguyễn Thành Nam
8. Điểm nổi bật
Sáng chế đề cập đến động cơ đốt của máy phát điện sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp syngas mà được khí hóa từ chất thải rắn, trong đó động cơ đốt này được chuyển hóa từ động cơ đốt trong đời cũ sử dụng nhiên liệu dầu cặn mà hiện giờ đã trở thành phế liệu. Động cơ đốt trong của sáng chế bao gồm hệ thống trộn khí (10) và hệ thong đốt trong (20). Hệ thống trộn khí (10) được tạo kết cấu bao gồm tuabin trộn khí (11); đường khí syngas vào (12) có một đầu được nối với tuabin trộn khí (11) và đầu còn lại được nối với nguồn cấp khí syngas; đường không khí vào (13) có một đầu được nối vào tuabin trộn khí (11) và đầu còn lại được nối với nguồn cấp không khí; đường dẫn hỗn hợp khí ra (14) có một đầu được nối với tuabin trộn khí (11) và đầu còn lại nối với hệ thống động cơ đốt trong (20); cơ cấu trộn khí (15) được bố trí nằm bên trong tuabin trộn khí (11); và động cơ điện (16) được nối với và để dẫn động cơ cấu trộn khí (15) thông qua bộ khớp ly hợp siêu vít (161). Hệ thống đốt trong (20) được tạo kết cấu bao gồm hệ thống cấp và xả khí (21), nhiều cặp xi lanh-pittông (22) được nối với hệ thống cấp và xả khí (21), và bộ phận đánh lửa (23). Trong đó, xi lanh (221) được tạo kết cấu bao gồm cửa nạp (221a) và cửa xả (221b) ở mặt đỉnh, các xupap nạp (221c) và xả (221d) được bố trí tương ứng tại cửa nạp (221a) và cửa xả (221b); và pittông (222) có đỉnh (222a) được cấu tạo dạng chiếc cốc có phần nhô lên (222b) được tạo ra tại tâm của lòng cốc (222a) để chia đáy lòng cốc thành hai phần.
9. Mô tả về sáng chế, phát minh, giải pháp

Lĩnh vực kỹ thuật được đề cập

Sáng chế đề cập đến công nghệ phát điện bằng nhiên liệu khí, cụ thể hơn là đề cập đến động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp syngas mà được khí hóa từ chất thải rắn, động cơ này được sử dụng để dẫn động máy phát điện, trong đỏ động cơ đốt trong của sáng chế được chuyển hóa từ động cơ đốt trong đời cũ sử dụng nhiên liệu dầu điêzen (dầu cặn), dầu FO, dầu BO mà hiện giờ đa số đã trở thành phế liệu. Tình trạng kỹ thuật của sáng chế

Hiện nay, công nghệ khí hóa và công nghệ nhiệt phân đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt gần đây công nghệ khí hóa đã được ứng dụng trong việc phát điện.

Tuy nhiên, các máy phát điện chạy bằng khí ga có giá thành rất cao và yêu cầu chất lượng của nhiên liệu khí ga cửa vào, vì vậy giá thành của điện thương phẩm theo công nghệ này rất cao.

Mặt khác, khí tổng hợp syngas được tạo ra từ quá trình khí hóa các chất thải rắn không thể sử dụng trực tiếp mà phải qua quá trình làm sạch. Trên thực tế, chưa có hệ thông làm sạch khí syngas nào có thê đáp ứng vê hiệu quả xử lý và công suất trong công nghiệp phát điện bằng khí.

Ở một khía cạnh khác, trên thế giới hiện nay có rất nhiều động cơ đốt trong đời cũ sử dụng nhiên liệu dầu cặn, dầu FO hoặc dầu BO được sản xuất từ 20 đến 30 năm trước, và chúng hiện trở thành những phế thải công nghiệp vì không đáp ứng cho các công nghệ mới và các điều kiện về môi trường. Tuy nhiên, với kết cấu của các động cơ đốt trong này lại rất phù hợp để sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp syngas.

Cụ thể là, Fig.1A và Fig.1B là các hình vẽ minh họa xi lanh và pittông của động cơ đốt trong đời cũ sử dụng nhiên liệu dầu cặn ở trạng thái nạp và trang thái nén.

Như được thể hiện trên Fig.1A và Fig.1B, xi lanh 1 bao gồm thân xi lanh 1a, vòi phun nhiên liệu dầu cặn 1b được bố trí tại tâm mặt đỉnh và hai xupap nạp-xả 1c được bố trí trên mặt đỉnh và ở hai bên vòi phun nhiên liệu dầu cặn 1b; pittông 2 có đỉnh pittông 2a được cấu tạo lõm xuống một chút.

Trong chu kỳ nạp-xả, pittông 2 di chuyển đến điểm chết dưới và hai xupap nạp-xả 1c được mở để xả khí thải và động thời vòi phun nhiên liệu dầu cặn 1b sẽ phun 16210 nhiên liệu dầu cặn vào trong buồng đốt được tạo ra bởi xi lanh 1 và pittông 2.

Trong chu kỳ nén, pittông 2 di chuyển lên trên sẽ tạo ra ma sát giữa các phân tử dầu cặn sinh ra sự cháy, vì đặc tính và trọng lượng riêng của dầu cặn lớn nên khi pittông 2 di chuyển đến nửa chu kỳ nén (chưa đến điểm chết trên) thì ma sát đã sinh ra sự cháy mà không cần đến hệ thống đánh lửa.

Ngược lại, khí ga nói chung hay khí tổng hợp syngas có trọng lượng riêng nhỏ nên không thể tạo ra sự cháy bằng ma sát và thể tích khí yêu cầu nhiều hơn (tỷ số nén bé).

Vì vậy, để tận dụng các động cơ đốt trong đời cũ thông thường nói trên dùng với nhiên liệu là khí tổng họp syngas mà được khí hóa từ chất thải rắn, thì một số giải pháp kỹ thuật được yêu cầu để bổ sung, thay thế và sửa đổi các động cơ đốt trong đời cũ thông thường này. Bản chất kỹ thuật của sáng chế

Mục đích của sáng chế là chế tạo ra động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp syngas mà được khí hóa từ chất thải rắn, trong đó động cơ đốt trong này được chuyển hóa từ động cơ đốt trong đời cũ mà sử dụng nhiên liệu dầu cặn của máy phát điện và đã trở thành phê thải.

Để đạt được mục đích nêu trên, tức là, mục đích chuyển hóa động cơ đốt trong đời cũ thông thường mà sử dụng nhiên liệu dầu cặn thành động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp syngas, till các giải pháp kỹ thuật gồm thiết kế hệ thống trộn khí, thiết kế hệ thống đánh lửa, tính toán thay đổi tỷ số nén và thiết kế bộ điều tốc điều khiển số hoàn chỉnh để đảm bảo dòng điện.

Theo phương án ưu tiên của sáng chế, động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí syngas từ chất thải rắn bao gồm tuabin trộn khí (11), nguồn cấp khí syngas, nguồn cấp không khí, đường dẫn hỗn hợp khí ra (14), hệ thống đốt trong (20), trong đó:

tuabin trộn khí (11) được tạo kết cấu bao gồm thân chính (111), cơ cấu trộn khí (15) được bố trí bên trong thân chính (111); và động cơ điện (16) được nối với và để dẫn động quay cơ cấu trộn khí (15) thông qua bộ khớp ly hợp siêu vít (161), trong đó:

thân chính (111) gồm khoang trộn thứ nhất (111a), khoang trộn thứ hai (111b) đối xứng với khoang trộn thứ ba (111c) qua và nối thông với khoang trộn thứ nhất (111a), cửa vào khí syngas (111d) được bố trí tại mặt đầu của khoang trộn thứ hai (111b), cửa vào không khí (111e) được bố trí tại mặt đầu của khoang trộn thứ ba 16210

(111c), và cửa ra hỗn hợp khí syngas (111f) được bố trí tại phần giữa của khoang trộn thứ nhất (111a); và cơ cấu trộn khí (15) được cấu tạo bao gồm: trục quay (151) được bố trí quay được dọc tâm ở bên trong tuabin trộn khí (11); quạt đẩy nén (152) được lắp cố định vào trục quay (151) tại vị trí thẳng hàng với cửa ra hỗn họp khí (111f), được cấu tạo gồm hai tấm bên (152a), lỗ tâm (152b) và nhiều lá cánh ngang (152c) được làm nghiêng để đẩy nén hỗn hợp khí syngas di chuyển về phía cửa ra hỗn hợp khí (111f); và hai bộ trộn thứ nhất (153) và bộ trộn thứ hai (154);

nguồn cấp khí syngas bao gồm đường vào khi syngas (12) được cấu tạo bao gồm ống dẫn khí syngas (121) có một đầu được nối vào cửa vào khí syngas (111d) của tuabin trộn khí (11) và đầu còn lại được nối với nguồn cấp khí syngas; van một chiều thứ nhất (122) được bố trí trên ống-dẫn khí syngas (121) theo chiều chỉ cho phép khí syngas di chuyển vào tuabin trộn khí (11); và van điều tiết khí syngas (123) được bố trí trên ống dẫn khí syngas (121) và nằm giữa van một chiều thứ nhất (122) và cửa vào khí syngas (111d) để điều tiết lưu lượng khí syngas vào trong tuabin trộn khí (11);

nguồn cấp không khí bao gồm đường không khí vào (13) được cấu tạo bao gồm ống dẫn không khí (131) có một đầu được nối vào cửa vào không khí (111e) của tuabin trộn khí (11) và đầu còn lại được nối với bộ lọc không khí (132); van một chiều thứ hai (133) được bố trí trên ống dẫn không khí 131 theo chiều chỉ cho phép không khí di chuyển vào tuabin trộn khí (11); và van điều tiết không khí (134) được bố trí nằm giữa van một chiều thứ hai (133) và cửa vào không khí (111e) để điều tiết lưu lượng không khí vào trong tuabin trộn khí (11);

đường dẫn hỗn hợp khí ra (14) được cấu tạo gồm bộ điều tốc (141) có đầu vào được nối với cửa ra (111f) của tuabin trộn (11) và một đầu ra (142), và hai đường ống dẫn nhánh thứ nhất (143) và thứ hai (144) tương ứng có hai đầu được nối tương ứng với đầu ra của bộ điều tốc (141) và đầu ra (142) và có bộ tăng áp thứ nhất (143a) và bộ tăng áp thứ hai (144a); và hệ thống đốt trong (20) được tạo kết cấu bao gồm hệ thống cấp và xả khí (21), nhiều cặp xi lanh-pittông (22) được nối với hệ thống cấp và xả khí (21), và bộ phận đánh lửa (23), trong đó:

hệ thống cấp và xả khí (21) được tạo kết cấu bao gồm: ít nhất một đường ống cấp hỗn họp khí trộn chính (211) có một đầu được nối với cửa ra của bộ điều tốc 16210

(12) và đầu còn lại được bịt kín, nhiều cửa ra hỗn hợp khí trộn (211a) được bố trí dọc theo chiều dài của đường ống cấp chính (211), và nhiều đường ống cấp hỗn hợp khí trộn phụ (211b); và ít nhất ống xả khí thải chính (212) có nhiều cửa vào khí thải (212a) được bố trí dọc theo chiều dài của ống xả chính, và nhiều đường ống xả khí thải phụ (212b); và mỗi cặp xi lanh-pittông (22) bao gồm: xi lanh (221) được tạo kết cấu bao gồm cửa nạp hỗn khí (221a) và cửa xả khí thải (221b) được bố trí đối xứng và ở mặt đỉnh của xi lanh (221), xupap nạp (221c) được bố trí tại cửa nạp hỗn hợp khí trộn (221a), xupap xả (221d) được bố trí tại cửa xả khí thải (221b); và pittông (222) có đỉnh (222a) được cấu tạo dạng chiếc cốc có phần nhô lên (222b) được tạo ra tại tâm của lòng cốc (222a) để chia đáy lòng cốc thành hai phần và tay biên (223) có một đầu được nối với pittông (222) và đầu còn lại được nối hệ thống truyền lực.

Với việc thiết kế hệ thống trộn khí, cụm đánh lửa, thiết kế đỉnh pittông để thay đổi tỷ số nén và bố trí bộ điều tốc cho động cơ đốt trong thế hệ cũ thông thường sử dụng nhiên liệu dầu cặn, nhờ đó đã tận dụng được động cơ đốt trong thế hệ cũ mà tưởng chừng chỉ là phế liệu, và đặc biệt đã cấu thành nên hệ thống phát điện bằng khí tổng hợp syngas được khí hóa tò chất thải rắn, từ đó hình thành nên hệ thống xử lý chất thải rắn hoàn chỉnh đáp ứng yêu cầu thời đại đối với công nghệ xử lý chất thải rắn.

Cụ thể, với việc thiết kế bộ ly hợp siêu vít đạt được các chức năng quan trọng là: kích hoạt cho khởi động ban đầu cho các bộ tăng áp chạy ổn đỉnh; tránh rò rỉ khí syngas chảy ngược ra đường dẫn không khí vào khi các bộ tăng áp chưa đủ vòng quay/đủ áp; luôn đảm bảo tỷ số nén ở buồng đốt. Mô tả vắn tắt các hình vẽ

Fig.1A và Fig.1B là các hình vẽ minh họa xi lanh và pittông của động cơ đốt trong đời cũ thông thường sử dụng nhiên liệu dầu cặn ở trạng thái nạp-xả và trạng thái nén;

Fig.2 là hình vẽ minh họa động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí tổng hợp syngas theo phương án ưu tiên của sáng chế;

Fig.3 là hình vẽ minh họa hệ thống trộn khí theo sáng chế;

Fig.4 là các hình vẽ minh họa đường dẫn hỗn hợp khí ra của hệ thống trộn khí theo sáng chế; 16210

Fig.5 là hình vẽ mặt cắt ngang của quạt đẩy nén của cơ cấu trộn khí theo sáng chế;

Fig.6 là hình vẽ phóng to một phần của cụm xi lanh-pittông ở trạng thái nạp-xả theo sáng chế; và

Fig.7 là hình vẽ phóng to một phần của cụm xi lanh-pittông ở trạng thái nén theo sáng chế. Mô tả chi tiết sáng chế

Dưới đây, sáng chế sẽ được mô tả chi tiết thông qua phương án ưu tiên có dựa vào các hình vẽ kèm theo. Tuy nhiên, nên được hiểu rằng, sáng chế không bị giới hạn theo phương án ưu tiên mà có thể được sửa đổi, cải biên và thay thế tương đương bởi những người có hiểu biết trung bình về lĩnh vực kỹ thuật liên quan mà không vượt quá phạm vi và ý tưởng cùa sáng chế. Vì vậy, phạm vi của sáng chế được định rõ bởi các điểm yêu cầu bảo hộ gắn kèm.

Giải thích các thuật ngữ được sử dụng trong bản mô tả sáng chế này:

"Syngas" được hiểu là khí ga tổng hợp được tạo ra từ quá trình khí hóa chất thài rắn bằng hệ thống lò nhiệt hóa đa nhiêu liệu của sáng chế;

"Khí hóa" là quá tình chuyên đôi nguyên liệu răn hoặc lỏng thành nhiên liệu khí;

"Hỗn hợp khỉ trộn" là hỗn hợp gồm không khí và khí syngas theo tỷ lệ định trước.

"Bộ tăng áp" là thiết bị nạp nhiên liệu cưỡng bức để tạo ra nhiều công suất lớn chỉ với kích thước nhất định.

Ngoài ra, để thuận lợi cho việc mô tả sáng chế và tránh hiểu nhầm giữa các dấu hiệu kỹ thuật đã biết và dấu hiệu kỹ thuật của sáng chế: các cấu kết liên kết, nối ghép, các kết cấu đỡ, lắp ghép, và các cơ cấu, bộ phận hay thiết bị thông thường chỉ được đề cập, còn việc mô tả chi tiết sẽ được bỏ qua vì là các kỹ thuật thông thường đối với những người có hiểu biết trung bình về lĩnh vực kỹ thuật này.

Như đã đề cập ở trên, mục đích của sáng chế là chuyển đổi các hệ thống phát điện bằng nhiên liệu dầu đời cũ đã trờ thành phế liệu thành các hệ thống phát điện chạy bằng nhiên liệu khí tổng hợp syngas. Để đạt được mục đích trên, các giải pháp kỹ thuật được đặt ra, bao gồm thiết kế hệ thống trộn khí, thiết kế hệ thống đánh lửa, tính toán thay đổi tỷ số nén và thiết kế bộ điều tốc điều khiển số hoàn chỉnh để đảm bảo 16210 dòng điện.

Các giải pháp kỹ thuật trên sẽ được sáng chế cụ thể hóa bằng hệ thống trộn khí và hệ thống đốt bằng cách thiết kế và thay đổi khối động cơ đốt trong của hệ thống phát điện để phù hợp với nhiên liệu khí syngas. Như vậy, các khối/phần khác của hệ thống phát điện được giữ nguyên.

Ngoài ra, các hình vẽ ở đây chỉ minh họa dấu hiệu kỹ thuật của sáng chế, do đó không nên hiểu là bản vẽ thiết kế hay bản vẽ chế tạo.

Như được thể hiện trên Fig.2, động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khí syngas từ chất thải rắn bao gồm hệ thống trộn khí 10 và hệ thống đốt trong 20.

Như được thể hiện trên Fig.2 và Fig.3, hệ thống trộn khí 10 được tạo kết cấu bao gồm: tuabin trộn khí 11 được tạo kết cấu bao gồm thân chính 111 gồm khoang trộn thứ nhất 111a, khoang trộn thứ hai 111b đối xứng với khoang trộn thứ ba 111c qua và nối thông với khoang trộn thứ nhất 111a, cửa vào khí syngas 111d được bố trí tại mặt đầu của khoang trộn thứ hai 111b, cửa vào không khí 111e được bố trí tại mặt đầu của khoang trộn thứ ba 111e, và cửa ra hỗn hợp khí syngas 111f được bố trí tại phần giữa của khoang trộn thứ nhất 111a; đường khí syngas vào 12 có một đầu được nối vào cửa vào khí syngas 111d của tuabin trộn khí 11 và đầu còn lại được nối với nguồn cấp khí syngas; đường không khí vào 13 có một đầu được nối vào cửa vào không khí 111e của tuabin trộn khí 11 và đầu còn lại được nối với nguồn cấp không khí; đường dẫn hỗn hợp khí ra 14 có một đầu được nối với cửa ra hỗn khí 111f của tuabin trộn khí 11 và đầu còn lại nối với hệ thống động cơ đốt trong 20; cơ cấu trộn khí 15 được bố trí bên trong tuabin trộn khí 11; và động cơ điện 16 được nổi với và để dẫn động cơ cấu trộn khí 15.

Theo một phương án ưu tiên của sáng chế và trên Fig.3, đường vào khi syngas 12 được cấu tạo bao gồm ống dẫn khí syngas 121 có một đầu được nối vào cửa vào khí syngas 111d của tuabin trộn khí 11 và đầu còn lại được nối với nguồn cấp khí syngas;

van một chiều thứ nhất 122 được bố trí trên ống dẫn khí syngas 121 theo chiều chi cho phép khí syngas chỉ di chuyển một chiều từ nguồn cấp khí syngas vào tuabin trộn khí 11; và van điều tiết khí syngas 123 được bố trí trên ống dẫn khí syngas 121 và nằm giữa van một chiều thứ nhất 122 và cửa vào khí syngas 111d của tuabin trộn khí 11 để điều tiết lưu lượng (thể tích) khí syngas vào trong tuabin trộn khí 11.

Theo một phương án một phương án ưu tiên của sáng chế và trên Fig.3, đường 16210 vào không khí 13 được cấu tạo bao gồm ống dẫn không khí 131 có một đầu được nối vào cửa vào không khí 111e của tuabin trộn khí 11 và đầu còn lại được nối với bộ lọc không khí 132; van một chiều thứ hai 133 được bố trí trên ống dẫn không khí 131 theo chiều chỉ cho phép không khí/khí syngas chỉ di chuyển một chiều từ nguồn cấp không khí vào tuabin trộn khí 11; và van điều tiết không khí 134 được bố trí tiên ống dẫn không khí 131 và nằm giữa van một chiều thứ hai 133 và cửa vào không khí 111e của tuabin trộn khí 11 để điều tiết lưu lượng (thể tích) không khí vào trong tuabin trộn khí 11.

Theo một phương án ưu tiên của sáng chế, cơ cấu trộn khí 15 được cấu tạo bao gồm: trục quay 151 được bố trí quay được dọc tâm ở bên trong tuabin trộn khí 11, và có một đầu được nối với đầu ra của động cơ điện 16; quạt đẩy nén 152 được lắp cố định vào trục quay 151 tại vị trí thẳng hàng với cửa ra hỗn hợp khí 111f, và được cấu tạo gồm hai tấm bên 152a, lỗ tâm 152b mà trục quay 151 luồn qua đó và nhiều lá cánh ngang 152c được làm nghiêng (xem Fig.5) để khi quạt đẩy nén 152 quay sẽ đẩy nén hỗn hợp khí syngas di chuyển hướng về phía cửa ra hỗn hợp khí 111f; và hai bộ trộn thứ nhất 153 và bộ trộn thứ hai 154.

Theo phương án ưu tiên và trên Fig.3, bộ trộn thứ nhất 153 được tạo kết cấu bao gồm cánh trộn lớn thứ nhất 153a được lắp cố định vào trục quay 151 và nằm trong khoang trộn thứ hai 111b; và cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b được lắp cố định vào trục quay 151 và nằm trong khoang trộn thứ nhất 111a ở gần quạt đẩy nén 152. Cánh trộn lớn thứ nhất 153a được cấu tạo gồm nhiều lá cánh nghiêng trộn 153a'. Cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b được cấu tạo gồm nhiều cánh nghiêng trộn 153b'. Theo phương án ưu tiên của sáng chế, các lá cánh nghiêng trộn 153a' của cánh trộn lớn thứ nhất 153a được sắp xếp có góc nghiêng đối ngược với góc nghiêng của các lá cánh nghiêng trộn 153b' của cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b.

Theo phương án ưu tiên và trên Fig.3, bộ trộn thứ hai 154 được tạo kết cấu bao gồm cánh trộn lớn thứ hai 154a được lắp cố định vào trục quay 151 và nằm trong khoang trộn thứ ba 111c; và cánh trộn nhỏ thứ hai 154b được lắp cố định vào trục quay 151 và nằm trong khoang trộn thứ nhất 111a ờ gần với và đối xứng với cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b qua quạt đẩy nén 152. Cánh trộn lớn thứ hai 154a được cấu tạo gồm nhiều lá cánh nghiêng trộn 154a'. Cánh trộn nhỏ thứ hai 154b được cấu tạo gồm nhiều lá cánh nghiêng trộn 154b'. Theo phương án ưu tiên của sáng chế, các lá cánh nghiêng 16210 trộn 154a' của cánh trộn lớn thứ hai 154a được sắp xếp có góc nghiêng đối ngược với góc nghiêng của các lá cánh nghiêng trộn 154b' của cánh trộn nhỏ thứ hai 154b; và các lá cánh nghiêng trộn 154b' của cánh trộn nhỏ thứ hai 154b có góc nghiêng đối ngược với góc nghiêng của các lá cánh nghiêng ứộn 153b' của cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b.

Ngoài ra, theo phương án ưu tiên và trên Fig.3, động cơ điện 16 còn bao gồm bộ ly hợp siêu vít 161 liên kết giữa đầu ra của động cơ điện 16 và đầu vào của trục quay 151. Bộ ly hợp siêu vít 161 ở trạng thái ăn khớp khi cần dẫn động quay trục quay để kích hoạt các bộ tăng áp hoặc tăng thể tích hỗn hợp khí vào trong buồng đốt; và ở trạng thái nhà khớp khi bộ tăng áp hoạt động ổn định hoặc thể tích hỗn hợp khí có đủ trong buồng đốt (sẽ được mô tả chi tiết sau).

Theo phương án ưu tiên của sáng chế, tỷ lệ trộn thê tích không khí/thể tích khí syngas vào trong các khoang trộn nằm trong khoảng từ 1,2 đến 1,5, tốt nhất là 1,4 (tức là khoảng 120%), để đạt được sự cháy ổn định trong buồng đốt (sẽ được mô tả chi tiết sau).

Như được thể hiện trên Fig.4, đường dẫn hỗn hợp khí ra 14 được cấu tạo gồm bộ điều tốc 141 có đầu vào được nối với cửa ra 111f của tuabin trộn 11 và đầu ra ờ phía đối ngược với đầu vào; một đầu ra 142; và hai đường ống dẫn nhánh thứ nhất 143 và thứ hai 144. Đường ống dẫn nhánh thứ nhất 143 có hai đầu được nối tương ứng với đầu ra của bộ điều tốc 141 và đầu ra 142, và bộ tăng áp thứ nhất 143a được bố trí trên đường nhánh thứ nhất 143. Đường ống dẫn nhánh thứ hai 144 có hai đầu được nối chung tương ứng với đầu ra của bộ điều tốc 141 và đầu ra 142, và bộ tăng áp thứ hai 144a được bố trí trên đường nhánh thứ hai 144.

Tùy thuộc vào cấu tạo của động cơ đốt trong cần được thiết kế lại bởi sáng chế, mà đường dẫn hỗn hợp khí ra 14 chỉ có một đường ống dẫn nhánh thứ nhất 143 hoặc một đường ống dẫn nhánh thứ hai 144 hoặc có nhiều hơn hai đường ống dẫn nhánh.

Như được thể hiện trên Fig.2, Fig.4, Fig.6 và Fig.7, hệ thống đốt trong 20 được tạo kết cấu bao gồm: hệ thống cấp và xả khí 21; nhiều cặp xi lanh pittông 22; và bộ phận đánh lửa 23.

Hệ thống cấp và xả khí 21 được tạo kết cấu bao gồm: một đường ống cấp hỗn hợp khí ứộn chính 211 có một đầu được nối với đầu ra 142 của đường dẫn khí 14 và đầu còn lại được bịt kín, nhiều cửa ra hỗn hợp khí trộn 211a được bố trí tại các vị trí dọc theo chiều dài của đường ống cấp chính 211, và nhiều đường ống cấp hỗn hợp khí 16210 trộn phụ 211b; và hai ống xả khí thải chính 212, mỗi ống xả khí thải chính 212 có nhiều cửa vào khí thải 212a được bố trí tại các vị trí dọc theo chiều dài ống xả chính 212, và nhiều đường ống xả khí thải phụ 212b.

Cũng thể hiện rõ trên Fig.6 và Fig.7, mỗi cặp xi lanh-pittông 22 được tạo kết cấu bao gồm xi lanh 221, pittông 222 được bố ừí có thể di chuyển qua lại bên trong xi lanh 221, và tay biên 223 có một được nối với pittông 222 và đầu còn lại được nối hệ thống truyền lực (không được thể hiện trên các hình vẽ, hệ thống truyền lực được nối với tuabin (củ phát) của máy phát điện).

Theo một phương án ưu tiên, xi lanh 221 được tạo kết cấu bao gồm cửa nạp hỗn họp khí trộn 221a và cửa xả khí thải 221b được bố trí đối xứng và trên mặt đỉnh của xi lanh 221, xupap nạp 221e được bố ừí tại cửa nạp hỗn hợp khí trộn 221a, xupap xả 221d được bố trí tại cửa xả khí thải 221b.

Nhiều đường ống cấp hỗn hợp khí trộn phụ 211b, mỗi đường ống cấp hỗn hợp khí trộn phụ 211b có một đầu nối thông tương ứng với một cửa ra hỗn hợp khí trộn

21 1a của đường ống cấp hỗn hợp khí trộn chính 211 và đầu còn lại được nối thông với cửa nạp hỗn hợp khí trộn 221a của xi lanh 221; và nhiều đường ống xả khí thải phụ 212b, mỗi đường ống xả khí thải phụ 212b có một đầu nối thông với cửa ra khí thải

221b của xi lanh 221, và đầu còn lại được nổi thông với một cửa vào khí thải 212a của đường ống xả khí thải chính tương ứng 212.

Pittông 222 có đỉnh 222a. Theo sáng chế, để thay đổi tỷ số nén cho phù hợp với nhiên liệu là khí syngas, thì đỉnh 222a của pittông 222 được thiết kế sao cho làm tăng thể tích của buồng đốt được tạo ra giữa xi lanh 221 và pittông 222. Cụ thể là, đỉnh 222a của pittông 222 được cấu tạo dạng chiếc cốc có phân nhô lên 222b được tạo ra tại tâm của lòng cốc 222a để chia đáy lòng cốc thành hai phần.

Ngoài ra, để phù hợp với nhiên liệu là khí syngas, bộ phận đánh lửa 23 được thiết kế và tính toán thời điểm đánh lửa phù hợp, khác với động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu dầu cặn không có bộ phận đánh lửa mà chỉ có vòi phun nhiên liệu. Cụ thể là, bộ phận đánh lửa 23 bao gồm bugi bắn tia lửa điện được bố trí tại tâm của mặt đỉnh xi lanh 221 sao cho đầu đánh lửa nằm bên trong buồng đốt.

Như được minh họa trên các hình vẽ ở đây, động cơ đốt trong chạy bằng khí syngas của sáng chế bao gồm sáu cặp xi lanh-pittông, cần hiểu rằng sáng chế không bị giới hạn theo số lượng này mà trên thực tế số lượng cặp chi tiết này phụ thuộc vào kết 16210 cấu của động cơ đốt trong nguyên bản của hệ thống máy điện.

Sau đây, nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong chạy bằng khí syngas của sáng chế sẽ được mô tả.

1. Hoạt động của hệ thống trộn khí 10 được diễn ra với khởi đầu là nhờ hoạt động của động cơ điện 16 và bộ khớp ly họp siêu vít 161 để tạo ra sự chênh lệch áp suất hút không khí và khí syngas của các bộ tăng áp 143a và 144a. Cụ thể là:

- Hoạt động của bộ khớp ly hợp siêu vít 161 và các bộ tăng áp 143a và 144a: Để khỏi động ban đầu, bộ khớp ly hợp siêu vít 161 ở trạng thái ăn khớp để động cơ điện 16 dẫn động quay trục quay 151 làm quay các bộ trộn thứ nhất 153 và thứ hai 154 tạo ra sự chênh lệch áp suất hút không khí và khí syngas của các bộ tăng áp 143 a và 144a, khi các bộ tăng áp 143a, 144a đạt đủ vòng quay theo thiết kết thì bộ khớp ly họp siêu vít 161 sẽ trở về trạng thái nhả khớp và hoạt động trộn không khí và khí syngas được diễn ra tự nhiên; khi thể tích/vòng quay của các bộ tăng áp 143a, 144a không đủ như thiết kết thì khớp ly hợp siêu vít 161 sẽ về trạng thái ăn khép để dẫn động quay trục quay 151.

- Hoạt động của đường dẫn không khí vào: không khí tự nhiên được hút đi qua bộ lọc 132, van một chiều 133 và được điều tiết với thể tích đặt trước bằng 120% so với thể tích khí syngas bời van điều tiết không khí 134, sau đồ lần lượt đi vào trong các khoang trộn thứ ba 111c, thứ nhất 111a qua cửa vào không khí 111e của tuabin trộn 11;

- Hoạt động của đường dẫn khí syngas vào: khí syngas được hút và được dẫn đi qua van một chiều 122 và được điều tiết với thể tích định trước bởi van điều tiết khí syngas. 123 và lần lượt vào trong các khoang trộn thứ hai 111b, thứ nhất 111a qua cửa vào khí syngas 111d của tuabin trộn 11;

- Theo sáng chế tỷ lệ trộn không khí/khí syngas là 1,4;

- Hoạt động của cơ cấu trộn 15: dòng không khí và dòng khí syngas được trộn đều với nhau đặc biệt bởi sự quay của các cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b và thứ hai 154b, cụ thể là, sự trộn này được tạo ra là nhờ chiều góc nghiêng của các lá cánh nghiêng trộn 153b' và 154b' của các cánh trộn nhỏ thứ nhất 153b và thứ hai 154b, tương ứng; và hoạt động quay của cánh quạt đẩy nén 152 tạo ra lực đẩy nén hỗn hợp khí syngas về phía bộ điều tốc 141;

- Hoạt động của bộ điều tốc 141 được cấu tạo giống van điều tiết để điều chỉnh thể 16210 tích/lượng hỗn hợp khí syngas đi vào trong các bộ tăng áp thứ nhất 143a và thứ hai 144a sao cho đảm bảo đủ thể tích/lượng hỗn hợp khí được cấp vào hệ thống đốt trong 20.

2. Hoạt động của hệ thống đốt trong 20 là hoạt động đi lên và đi xuống của pittông 222 bên trong xi lanh 221 tạo ra chu trình nạp-xả và chu trình nén trong buồng đốt. Cụ thể là:

- Hoạt động nạp-xả của một xi lanh - pittông 22 (ví dụ, xi lanh và pittông thứ 3 trên Fig.2), khi pittông 222 di chuyển từ điểm chết trên về điểm chết dưới, thì xupap nạp 221e được hút xuống dưới để mở cửa nạp hỗn hợp khí trộn 221a để nạp hỗn hợp khí trộn vào trong buồng đốt qua các đường ống cấp hỗn hợp khí trộn chính 221 và phụ 221b, và đồng thời xupap xả 221d cũng được hút xuống dưới để mở cửa xả 221b để xả khí thải ra ngoài qua các đường ống xả phụ 212b và chính 212;

- Hoạt động nén và đánh lửa của một xi lanh - pittông 22 (ví dụ, xi lanh và pittông thứ 1 trên Fig.1), khi pittông 222 di chuyển từ đến điểm chết dưới về điểm chết trên sẽ tạo ra quá trình nén hỗn hợp khí trộn, lúc này cả hai xupap nạp 221c và xupap xả 221d đều đóng, vói đỉnh pittông 222a được cấu tạo dạng chiếc cốc nên thể tích hỗn hợp khí trộn tăng (tăng tỷ số nén) cùng với việc bugi bắn tia lửa điện 23 sẽ hoạt động khi pittông 222 đến điểm chết trên, mà động lượng được sinh ra đạt cực đại.

10. Nội dung có thể chuyển giao

Liên hệ trực tiếp

11. Thị trường ứng dụng
12. Hình ảnh minh họa
In bài viết
Các phát minh, sáng chế khác
 
Banner
Banner home right