富氧燃烧发动机发明专利
二次研发、中试

概述
采用先进的燃烧技术，实现传统化石燃烧方式动力系统全面改进升级，实现对传统的化石燃料摆脱依赖，实现温室气体零增量排放，具有极好的环保和经济价值。
由于项目投资巨大，私营企业一般难以承受，特推荐给政府机构，希望获得支持以尽可能早让技术进步服务社会，增强国家核心竞争力。

技术说明
传统的发动机，主要有汽油机、柴油机、燃气机、各式锅炉等，都是以吸入或鼓入空气方式进行燃烧，燃烧均以化石能源为主，包括汽油、柴油、天然气或人工燃气、煤炭、重油等。
传统燃烧方式，所发生的化学过程可用如下化学方程式描述：
CxHyOz + O2 + N2 ----> xCO2 + y/2H2O + N2 + 热量
燃烧产生的热量，除因传导、辐射损耗外，还有大量的热量随尾气排放。由于氮气占空气约78%，尾气中的热能损耗主要由氮气升温而产生。
传统燃烧方式，不仅因尾气高温氮气有热量损耗，并且，因化石燃料大多是化合物，燃烧产生的热能，须部分用于打断燃料化合物各化学键：C- H、C-O、O-H等，打断这些化学键，均会产生燃烧产生的热量损耗。
我们的发明是与传统燃烧方式不同一种新型燃烧方式，即在于燃烧过程中主要使炭粉和氧气进行化学反应，炭粉尽量使用纯炭粉，氧气也尽量采用高纯度氧气，一般要求氧气浓度达到90%以上，有条件的，应达到99%或以上。
本发明所涉及的化学反应可简化为如下化学式：
C + O2 ----> CO2 + 热量
采用这一燃烧方式相比于传统燃烧方式具有以下明显优势：
1. 热量损耗大幅减少，同等热能下，尾气损失的热量可减少70%以上，可使燃烧产生的热能利用率提高20%以上；
2. 减少了气体输入量达70%以上（甚至达到80%），减少了燃烧机辅助设备部分体积和部分辅助燃烧的设备，减少了热能热传导、热辐射的面积，从而减少了热能的热传导和热辐射的损耗比例，可进一步提高热能利用率；
3. 污染物少，无粉尘污染，利于环保；
4. 燃料是炭粉，可从植物分馏炭化获得，是可再生能源；
5. 结构简单，运行稳定，可靠性好，维护容易，噪声低。
我们的发明根据驱动动力机械结构的驱动气体成分不同，可分为无水型和有水型。无水型是燃烧产生的气体直接驱动动力机械机构，有水型是水与燃烧产生的高温气体混合蒸发产生高温水蒸汽与燃烧产生的气体一起驱动动力机构。
该发明也可根据移动方式不同分为固定式和移动式，移动式适用于各类飞行器、车、船、移动发电等，固定式主要代表为火力发电。
该发明还可根据用途分为航空炭粉发动机、车船炭粉发动机、炭粉火力发动机等，将可以取代传统所有汽油、柴油、煤炭燃烧动力机械，实现用生物质能源取代传统化石能源的可行性，将有利于人类的能源安全、环境保护等。
与该专利有关，我们已经取得了相关专利，包括：1、《富氧燃烧及传热系统及其应用方法》发明专利，专利号：ZL2007 1 0067461.0，2007年3月12日申请，2009年8月5日授权； 2、《富氧燃烧发动机》发明专利，专利号：201010243837.0，2010年7月29日申请，2013年7月24日授权。
产品示例：
产品1、车用150千瓦富氧燃烧发动机
主要技术参数：
1. 发动机（含散热器总成、制氧机总成、蓄电池、润滑总成等）外形尺寸： 420＊1050* 1100（毫米）
2. 最大总质量：180公斤
3. 能源消耗率：碳粉（99%纯），4公斤/百公里
4. 燃料室外形尺寸及规格：
（1）碳粉室，有效容积0.16立方米，最大储存碳粉１５０公斤；外形尺寸为４００＊４００＊１０００（毫米），重量约２７公斤
（2）氧气灌，1根，直径400＊600（毫米），有效储存氧气2公斤（20大气压力）,储罐质量约10公斤
5. 输出功率：最大200千瓦
6. 发电功率：最大20千瓦
7. 系统总质量：净重217公斤，满载总重量367公斤（其中燃料150公斤）
8. 其他 ：电气安全及设计标准均按国家标准。
说明：本发动机适用于2.4—4.8排量车型。具体准确数据，应根据车型计划确定。
碳粉是固体粉末，可在后备箱里再配置存放，可增加单次携带燃料的车行里程数。

产品2、富氧燃烧航空发动机
产品名称：单机6000千瓦（含）以下富氧燃烧航空发动机
产品优势：
1. 采用碳粉在氧气中燃烧的发生，实现对化石能源的依赖的排除，更加环保，生物质制备的碳粉，将实现燃烧过程中温室气体零增量排放；
2. 燃烧效率更好，燃烧更稳定，出力更强劲，功率变化操控适应性极强，实现完美动力需求；
3. 发动机本体体积小、质量轻，成本优势明显；
4. 噪音更低；
5. 气冷式适用不少于2万米高程空域；
6. 水冷型可不受空气层限制，实现空天通用。
产品主要设计指标：
1. 最大外径1870（毫米），最大总长5040（毫米）；
2. 本机质量 < 850公斤；
3. 额定消耗：碳粉（>99%纯），380公斤/小时；氧气（99%纯），850公斤/小时；
4. 最大推力：>18000公斤力（吸气最大负压>0.3大气压）；
5. 发电功率：>60千瓦；
6. 点火方式：电子点火；
7. 控制元件、阀门及碳粉输送机构电动驱动。

产品3、富氧活力发电/发动机成套机组
产品名称：5万千瓦富氧燃烧发电/发动机成套机组
产品优势：
1. 体积小，质量小，利于各种大型运输动力用途；
2. 热转换效率高，节能明显，可使用粉末生物质碳粉，实现温室气体零增量排放；
3. 噪音低；
4. 性能稳定，大修周期长；
5. 易于操作，可完美适应各种功率变化。
产品主要设计指标：
1. 燃烧机内腔尺寸为≦Ø600 * 1000（毫米），燃料喷口内径为≦Ø300（毫米）；
2. 气轮机喷腔内径为Ø300毫米，喷槽宽度为40毫米，长度为800毫米，设36槽，采用3级复合机构，内腔体总长度≦1450毫米；
3. 生物质炭粉(热值大于8000大卡/公斤）额定用量: 9吨/小时，氧气（99%以上纯）额定用量：24吨/小时，用净水17.5吨/小时；
4. 总热转化电力效率≥55%，总热利用率≥85%；
5. 燃烧室（腔）及汽轮机最大工作压力≤20大气压；
6. 可用蓄电池启动或电网220伏/380伏电力启动；
7. 适用燃料：各类含碳有机颗粒物、植物碳化颗粒、煤粉等；
8. 主机（含燃烧室、汽轮机）总质量≤12000公斤。
注释：
1. 氧气储罐（或液氧成套组件）、制氧机成套；
2. 碳粉储罐及输送成套装置；
3. 控制系统；
4. 储水机构及输送机构成套组件；
5. 余热回收机构成套组件。

富氧燃烧发动机研发及中试
1. 富氧燃烧发动机基础研究，包括建立富氧燃烧实验室、传热实验室、燃气空气动力学实验室等，进行富氧燃烧物发动机基础理论研究；
2. 研发车用富氧燃烧发动机，完成产品设计、中试，制定相关标准，进行小批量试验；
3. 研发航空富氧燃烧发动机，完成产品设计、中试，制定相关标准，进行小批量试验；
4. 研发火力发电富氧燃烧发动机，完成产品设计、中试，制定相关标准，进行小批量试验；
5. 研发富氧燃烧垃圾处理成套设备，完成产品设计、中试，进行样板工程试验；
6. 选择合适的地方，进行研发产品的批量制造项目建设。

前景预测
采用我们的专利和待批专利技术，可以开发以下产品：
1. 各种规格的车用碳粉发动机，产品将可替代传统柴油、汽油、蓄电池动力各类发动机，由于采用了碳粉和氧气、水作为主要发动机燃料，均可实现循环使用，属于可再生资源，对大气的二氧化碳排放实现零增量，具有完美的环保效果，市场前景十分美好，以150千瓦机组计，年总需求量将可超过2000万套，产值将达到1万亿元以上；
2. 各型船用发动机，包括运输船舶、舰艇、游艇等，市场规模可达3万台（套）/年以上，产值将达1000亿元以上；
3. 航空发动机，可代替传统采用航空煤油、汽油的各型航空发动机，体积更小，推动力更大，年市场规模可以达到1000台（套）/年以上，年产值可达300亿元以上；
4. 火力发电燃烧机及成套设备，可代替传统煤炭、生物能、燃气等各型火力发电机组，具有强大的市场生命力，以30万千瓦机组为例，市场规模可达500套/年以上，年产值可达5000亿元以上；
5. 其他特种发动机。
采用我们的专利技术研发的碳粉发动机，可以在比较短的时间内，实现人类摆脱对传统化石燃料的依赖，实现温室气体零增量排放的理想目标，更加环保，更加舒适，可带来巨大的经济和社会价值。

产业投资
1. 技术研发和中试，最初的3年内，需要资金约100亿元人民币。
2. 产业计划
在完成基础准备后，进行产业项目实施，计划的项目包括但不限于以下几个方面（投资及销售额均为预估）：
（1）车用型（以150千瓦机组产品为主打产品），按年产300万台计，固定投资需资金约120亿元（年产值约600亿元，利润和纳税总额超过300亿元）。
（2）航空型，按年产3000KW发动机1000台计（6000千瓦机组可折算为2套），固定投资需资金约100亿元（年产值可达500亿元，利税总额超300亿元）。
（3）发电用，固定型以5--10万千瓦发动机组为主，船用、机车用以3--5万千瓦发电机组为主，总产量计划2000套/年，固定投资需要资金80亿元（年产值可达1000亿元，利税总额400亿元）。
（4）其他用途发动机，通用和小型机组（含移动发电机组），按年产100万套计，固定投资需资金约500亿元（年产值可达3000亿元，利税总额约1200亿）。


价值说明
1. 实施本计划，可以实现温室气体零增量燃烧排放，能源可以实现循环使用，具有可持续性；
2. 人类可以实现对化石能源的依赖；
3. 可以带动相关、甚至是全工业领域技术进步，实现工业升级；
4. 可以有效提升国家竞争力；
5. 带动能源林生产，改善环境；
6. 变农产品废弃物为燃料原材料，减少损害的同时，实现价值最大化；
7. 可以增加绿色就业，增加社会财富。