一种氨内燃机的制作方法

1.本发明涉及一种以氨为燃料的内燃机技术领域，具体地说是一种氨内燃机。


背景技术：

2.氨不含碳元素，完全燃烧只产生清洁无污染的水和氮气，且其含氢量高，同时，氨还具备常用燃料应有的主要特点：廉价易得、易挥发、便于贮运、适当的燃烧值、高辛烷值、操作相对安全、可与一般燃料兼容等，而且，目前已有广泛使用的基础设施，故被认为是可用于发动机的理想绿色燃料之一。
3.但是以氨为燃料的内燃机在使用时，因为氨的特殊性质，氨在空气中较难燃烧，且具有燃烧速度慢和燃烧不充分等缺点，这就使得以氨为燃料的内燃机存在动力较差，以及不易点火等缺点，所以现有技术中多采用以较为易燃的氢气与氨气按比例混合，以此来改善氨内燃机动力较差，以及不易点火的缺点，但氨气和氢气的混合比例要求非常严苛，如果氨气和氢气的混合比例不恰当，极容易产生有毒、有害的气体，污染环境。
4.因此，极需发明一种氨内燃机来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供如下技术方案：一种氨内燃机，包括氨气储存系统、助燃系统和发动机；
6.所述氨气储存系统包括氨生产装置、分离器、第一压缩机以及液氨罐；所述分离器具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口、第三出口和第四出口，所述氨生产装置的出口可与所述分离器的第一入口连通，所述分离器的第二出口与所述第一压缩机入口连通，所述第一压缩机的出口与所述液氨罐的入口连通，所述液氨罐具有第一出口以及第二出口，所述液氨罐的第一出口与所述发动机的燃烧室内部连通；
7.所述助燃系统包括氨热分解装置、第二压缩机、氢罐、预燃室以及设置在预燃室内部的火花塞，所述氨热分解装置的入口与所述液氨罐的第二出口连通，所述氨热分解装置的出口与所述分离器的第二入口连通，所述第二压缩机的入口与所述分离器的第三出口连通，所述氢罐的入口与所述第二压缩机的出口连通，所述氢罐具有第一出口和第二出口，所述氢罐的第一出口与所述预燃室的进口连通，且所述预燃室具有多个出口。
8.优选的，所述液氨罐与所述发动机的燃烧室连通处设置有第一稳压阀，以及在所述氢罐与所述预燃室连通处设置有第二稳压阀。
9.优选的，所述液氨罐与所述发动机的燃烧室连通处设置有液氨泵。
10.优选的，还包括催化还原处理器，所述催化还原处理器的入口与所述发动机的废气排出口连通。
11.优选的，所述液氨罐与所述氨热分解装置的连通处设置有第一电控截止阀。
12.优选的，所述氢罐的第二出口与所述发动机的燃烧室内部连通，且所述氢罐与所述发动机的燃烧室连通处设置有第二电控截止阀。
13.优选的，可将现有的液态氨气直接加注在所述液氨罐内。
14.优选的，所述预燃室的多个出口孔径均是向外逐渐缩小。
15.本发明的技术效果和优点：
16.1、与现有技术相比，本发明通过使用少量能源分解产生氢气，并使用氢气燃烧的火焰从预燃室的多个出口向发动机的燃烧室内进行喷射，从而对发动机燃烧室内的氨气进行点燃，并且是多点位点燃，以此使得氨气在发动机的燃烧室内可以充分、快速的燃烧，以此来改善氨内燃机动力较差，以及不易点火的缺点，并且氢气只是用来点燃氨气，所以所需的量较小，以此使得本发明可以最大程度的减少电力资源的浪费。
17.2、本发明通过关闭和调节第一电控截止阀，来对液氨罐内的液态氨进入到氨热分解装置内时的流量和流速进行控制，从而防止过的氨气被分解，分解出过多的氢气，从而造成氨浪费，增加氨内燃机使用的成本。
18.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明的工作流程示意图。
21.图中：1、氨生产装置；2、分离器；3、第一压缩机；4、液氨罐；5、氨热分解装置；6、第二压缩机；7、氢罐；8、预燃室；9、火花塞；10、第一稳压阀；11、第二稳压阀；12、液氨泵；13、催化还原处理器；14、第一电控截止阀；15、第二电控截止阀；16、发动机。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.如图1所示；一种氨内燃机，包括氨气储存系统、助燃系统和发动机16；
25.所述氨气储存系统包括氨生产装置1、分离器2、第一压缩机3以及液氨罐4；
26.所述分离器2具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口、第三出口和第四出口，所述氨生产装置1的出口可与所述分离器2的第一入口连通，所述分离器2的第二出口与
所述第一压缩机3入口连通，所述第一压缩机3的出口与所述液氨罐4的入口连通，所述液氨罐4具有第一出口以及第二出口，所述液氨罐4的第一出口与所述发动机16的燃烧室内部连通；
27.所述助燃系统包括氨热分解装置5、第二压缩机6、氢罐7、预燃室8以及设置在预燃室8内部的火花塞9，所述氨热分解装置5的入口与所述液氨罐4的第二出口连通，所述氨热分解装置5的出口与所述分离器2的第二入口连通，所述第二压缩机6的入口与所述分离器2的第三出口连通，所述氢罐7的入口与所述第二压缩机6的出口连通，所述氢罐7具有第一出口和第二出口，所述氢罐7的第一出口与所述预燃室8的进口连通，且所述预燃室8具有多个出口；
28.使用时，通过氨生产装置1电解生成氨气与氮气的混合气体
，
工作人员将氨生产装置1的出口与分离器2的第一入口连通，使混合气体随后从分离器2的第一入口进入到分离器2的内部，随后分离器2将其混合气体分离成氮气和氨气，氮气从分离器2的第一出口排出到外界，而氨气从分离器2的第二出口排出到第一压缩机3的内部，随后第一压缩机3将氨气压缩成液态氨并输送到液氨罐4内，直到液氨罐4充满后，将氨生产装置1的出口与分离器2的第一入口分离，进入到液氨罐4内的液态氨一部分会从液氨罐4的第一出口直接排进发动机16的燃烧室内，并且液态氨在从液氨罐4的第一出口排进发动机16的燃烧室内时，会在其管道内吸热气化，从而使的进入发动机16的燃烧室内的是氨气；
29.而液氨罐4内的液态氨一部分会从液氨罐4的第二出口排进到氨热分解装置5，氨热分解装置5将氨分解成氢气与氮气的混合气体，随后该混合气体会从分离器2的第二入口进入到其内部，分离器2将氢气与氮气的混合物分离，分离后的氢气会从分离器2的第三出口排出，从而进入到第二压缩机6的内部，而剩余的氮气会从分离器2的第四出口排出到外界，进入到第二压缩机6内的氢气会被压缩，随后从第二压缩机6的出口排进氢罐7的内部，随后从氢罐7的第一出口排进到预燃室8的内部，并且氢在从氢罐7的第一出口排进到预燃室8内部的过程会气化，而进入到预燃室8内的氢气会被其内部的火花塞9点燃，氢气燃烧的火焰从预燃室8的多个出口向发动机16的燃烧室内进行喷射，从而对发动机16燃烧室内的氨气进行点燃，并且是多点位点燃，以此使得氨气在发动机16的燃烧室内可以充分、快速的燃烧，以此来改善氨内燃机动力较差，以及不易点火的缺点，并且氢气只是用来点燃氨气，所以所需的量较小，以此使得本发明可以最大程度的减少电力资源的浪费。
30.如图1所示；所述液氨罐4与所述发动机16的燃烧室连通处设置有第一稳压阀10，以及在所述氢罐7与所述预燃室8连通处设置有第二稳压阀11；
31.所述液氨罐4与所述发动机16的燃烧室连通处设置有液氨泵12；
32.使用时，液氨罐4与发动机16的燃烧室的连通处设置的第一稳压阀10可以使得液态氨在排进到发动机16的燃烧室内时，流动的速率更加均匀、稳定，而氢罐7与预燃室8的连通处设置有第二稳压阀11，可以使得氢在从氢罐7排进行预燃室8内时，氢流通的速率可以更加的均匀、稳定，而液氨罐4与发动机16的燃烧室的连通处设置的液态泵，用于对液氨罐4内部进行抽取液态氨，为其提供抽力，从而使得液态氨从液氨罐4的内部排进发动机16的燃烧室的内部时更加的均匀。
33.如图1所示；还包括催化还原处理器13，所述催化还原处理器13的入口与所述发动机16的废气排出口连通；
34.使用时，氨气在发动机16内的燃烧室内未反应、反应不彻底所产生的nh3或者是nox等有害气体催化还原成无毒、无害的气体，从而防止氨内燃机将在使用时有有害气体排到外界，对外界空气造成污染。
35.如图1所示；所述液氨罐4与所述氨热分解装置5的连通处设置有第一电控截止阀14；
36.所述氢罐7的第二出口与所述发动机16的燃烧室内部连通，且所述氢罐7与所述发动机16的燃烧室连通处设置有第二电控截止阀15
37.使用时，可以通过关闭和调节第一电控截止阀14，来对液氨罐4内的液态氨进入到氨热分解装置5内时的流量和流速进行控制，从而防止过的氨气被分解，分解出过多的氢气，从而造成氨浪费，增加氨内燃机使用的成本，并且在氢罐7与发动机16的燃烧室的连通处设置有第二电控制截止阀，可以在发动机16使用氨气作燃料运转前，通过打开第二电控制截止阀，使氢气进入到发动机16的燃烧室内部，从而使氢气作为预热燃料，使发动机16运转预热，以此使得预热后的发动机16在使用氨气作文燃料时，可以使氨气在发动机16的燃烧室内燃烧的更加均匀充分，使得发动机16在使用氨气做燃料时更易发动。
38.如图1所示；可将现有的液态氨气直接加注在所述液氨罐4内；
39.所述预燃室8的多个出口孔径均是向外逐渐缩小；
40.使用人员可以通过去加氨站，将氨气直接加注到液氨罐4内，以此来对氨内燃机的持续运转做到双重保障，防止氨生产装置1生产的氨气不足与支撑氨内燃机的高效、持续运转，并且根据狭管定义，流体再从宽阔区域经过狭窄区域时，流速会加快，这就使得氢气燃烧的火焰在经过预燃室8的多个出口向发动机16的燃烧室内喷射时，流速更快，更易对发动机16的燃烧室内的氨气进行多处点燃，点燃氨气的效率更大，效果更加均匀。
41.本发明工作原理：
42.参照说明书附图1，通过氨生产装置1电解生成氨气与氮气的混合气体，其混合气体随后从分离器2的第一入口进入到分离器2的内部，随后分离器2将其混合气体分离成氮气和氨气，氮气从分离器2的第一出口排出到外界，而氨气从分离器2的第二出口排出到第一压缩机3的内部，随后第一压缩机3将氨气压缩成液态氨并输送到液氨罐4内，进入到液氨罐4内的液态氨一部分会从液氨罐4的第一出口直接排进发动机16的燃烧室内，并且液态氨在从液氨罐4的第一出口排进发动机16的燃烧室内时，会在其管道内吸热气化，从而使的进入发动机16的燃烧室内的是氨气；
43.而液氨罐4内的液态氨一部分会从液氨罐4的第二出口排进到氨热分解装置5，氨热分解装置5将氨分解成氢气与氮气的混合气体，随后该混合气体会从分离器2的第二入口进入到其内部，分离器2将氢气与氮气的混合物分离，分离后的氢气会从分离器2的第三出口排出，从而进入到第二压缩机6的内部，而剩余的氮气会从分离器2的第四出口排出到外界，进入到第二压缩机6内的氢气会被低温压缩成氢，随后从第二压缩机6的出口排进氢罐7的内部，随后从氢罐7的第一出口排进到预燃室8的内部，并且氢在从氢罐7的第一出口排进到预燃室8内部的过程会气化，而进入到预燃室8内的氢气会被其内部的火花塞9点燃，氢气燃烧的火焰从预燃室8的多个出口向发动机16的燃烧室内进行喷射，从而对发动机16燃烧室内的氨气进行点燃，并且是多点位点燃，以此使得氨气在发动机16的燃烧室内可以充分、快速的燃烧，以此来改善氨内燃机动力较差，以及不易点火的缺点，并且氢气只是用来点燃
氨气，所以所需的量较小，以此使得本发明可以最大程度的减少电力资源的浪费。
44.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种氨内燃机，其特征在于：包括氨气储存系统、助燃系统和发动机(16)；所述氨气储存系统包括氨生产装置(1)、分离器(2)、第一压缩机(3)以及液氨罐(4)；所述分离器(2)具有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口、第三出口和第四出口，所述氨生产装置(1)的出口可与所述分离器(2)的第一入口连通，所述分离器(2)的第二出口与所述第一压缩机(3)入口连通，所述第一压缩机(3)的出口与所述液氨罐(4)的入口连通，所述液氨罐(4)具有第一出口以及第二出口，所述液氨罐(4)的第一出口与所述发动机(16)的燃烧室内部连通；所述助燃系统包括氨热分解装置(5)、第二压缩机(6)、氢罐(7)、预燃室(8)以及设置在预燃室(8)内部的火花塞(9)，所述氨热分解装置(5)的入口与所述液氨罐(4)的第二出口连通，所述氨热分解装置(5)的出口与所述分离器(2)的第二入口连通，所述第二压缩机(6)的入口与所述分离器(2)的第三出口连通，所述氢罐(7)的入口与所述第二压缩机(6)的出口连通，所述氢罐(7)具有第一出口和第二出口，所述氢罐(7)的第一出口与所述预燃室(8)的进口连通，且所述预燃室(8)具有多个出口。2.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：所述液氨罐(4)与所述发动机(16)的燃烧室连通处设置有第一稳压阀(10)，以及在所述氢罐(7)与所述预燃室(8)连通处设置有第二稳压阀(11)。3.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：所述液氨罐(4)与所述发动机(16)的燃烧室连通处设置有液氨泵(12)。4.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：还包括催化还原处理器(13)，所述催化还原处理器(13)的入口与所述发动机(16)的废气排出口连通。5.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：所述液氨罐(4)与所述氨热分解装置(5)的连通处设置有第一电控截止阀(14)。6.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：所述氢罐(7)的第二出口与所述发动机(16)的燃烧室内部连通，且所述氢罐(7)与所述发动机(16)的燃烧室连通处设置有第二电控截止阀(15)。7.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：可将现有的液态氨气直接加注在所述液氨罐(4)内。8.根据权利要求1所述的一种氨内燃机，其特征在于：所述预燃室(8)的多个出口孔径均是向外逐渐缩小。

技术总结
本发明涉及一种以氨为燃料的内燃机技术领域，具体地说是一种氨内燃机，与现有技术相比，本发明通过使用少量能源分解产生氢气，并使用氢气燃烧的火焰从预燃室的多个出口向发动机的燃烧室内进行喷射，从而对发动机燃烧室内的氨气进行点燃，并且是多点位点燃，以此使得氨气在发动机的燃烧室内可以充分、快速的燃烧，以此来改善氨内燃机动力较差，以及不易点火的缺点，并且氢气只是用来点燃氨气，所以所需的量较小，以此使得本发明可以最大程度的减少电力资源的浪费。少电力资源的浪费。少电力资源的浪费。


技术研发人员：胡葵 方红星 李伟峰 涂齐建 王欣 高立广
受保护的技术使用者：武汉齐达康能源装备有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/7/4