一種具有冷凝裝置的發動的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有冷凝裝置的發動機，包括：燃料儲罐、冷卻劑儲罐、燃燒室、冷凝器以及儲氣罐；燃燒室的第一側壁上設置有第一開口和第二開口，與第一側壁相對著的第二側壁上設置有第三開口，燃燒室內設置有渦輪和火花塞，火花塞位于第一側壁與渦輪之間，第一開口處安裝有第一噴頭，第二開口處安裝有第二噴頭，冷卻劑儲罐出口與燃料儲罐入口連接或在第一側壁上還設置有第三噴頭，冷卻劑儲罐出口和所述第三噴頭連接；冷凝器具有空氣通道及尾氣通道，空氣通道一端設置有空氣通道入口，另一端設置有空氣通道出口，尾氣通道一端設置有尾氣通道入口，另一端設置有尾氣通道出口，尾氣通道底部設置有冷卻劑出口，可以顯著提高發動機熱效率。
【專利說明】一種具有冷凝裝置的發動機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機【技術領域】，尤其是涉及一種具有冷凝裝置的發動機。
【背景技術】
[0002]現在的發動機通常以氣體為工質，一般是將化學能轉化為內能，然后再將內能再轉化為機械能，但是發動機的熱效率并不高，以內燃機為例，常見熱效率在30%?40%，而大量的熱量通過尾氣排放及散熱而流失。另外，發動機的制作成本高，結構也比較復雜，維修、保養均非常麻煩。
[0003]因此，目前的發動機技術有待進一步改進。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種具有冷凝裝置的發動機，旨在解決發動機的熱效率低的技術問題。
[0005]本實用新型提出了一種具有冷凝裝置的發動機，該發動機包括:燃料儲罐、冷卻劑儲罐、燃燒室、冷凝器以及儲氣罐；
[0006]所述燃燒室的第一側壁上設置有第一開口和第二開口，與第一側壁相對著的第二側壁上設置有第三開口，所述燃燒室內設置有渦輪和火花塞，所述火花塞位于第一側壁與渦輪之間，所述第一開口處安裝有第一噴頭，所述第二開口處安裝有第二噴頭，且所述第一開口與儲氣罐出口連接，所述第二開口與燃料儲罐出口連接，冷卻劑儲罐出口與燃料儲罐入口連接或在所述第一側壁上還設置有第三噴頭，所述冷卻劑儲罐出口和所述第三噴頭連接;
[0007]所述冷凝器具有空氣通道及尾氣通道，所述空氣通道一端設置有空氣通道入口，另一端設置有空氣通道出口，所述空氣通道出口與儲氣罐入口連接，所述尾氣通道一端設置有尾氣通道入口，另一端設置有尾氣通道出口，所述尾氣通道入口與所述第三開口連接，所述尾氣通道的底部設置有冷卻劑出口，所述冷卻劑出口與冷卻劑儲罐入口連接。
[0008]可選的，所述空氣通道出口與所述儲氣罐入口的連接管道上設置有壓氣機。
[0009]可選的，所述空氣通道入口與外界空氣相通。
[0010]可選的，所述空氣通道出口處安裝有氣體過濾器。
[0011]可選的，所述空氣通道入口安裝有氣體流量控制器。
[0012]可選的，所述冷卻劑出口與所述冷卻劑儲罐入口之間的管道上設置有過濾器。
[0013]可選的，所述冷卻劑出口處安裝有溫度指示器。
[0014]可選的，所述冷卻劑儲罐外設有保溫層。
[0015]可選的，所述第一開口與所述儲氣罐出口之間的連接管道上安裝有閥門。
[0016]根據本實用新型的具有冷凝裝置的發動機，可以取得的積極效果是:發動機在工作時，燃料和冷卻劑也可以先混合形成混合燃料，燃燒室中的第一噴頭、第二噴頭分別將空氣與混合燃料一起噴入燃燒室，可選的，也可以是燃燒室中的第一噴頭、第二噴頭和第三噴頭分別將儲氣罐中的空氣、燃料儲罐中的燃料以及冷卻劑儲罐中的冷卻劑一起噴入燃燒室，火花塞噴火花可以將其點燃，使燃燒更加充分，燃燒的氣體將迅速膨脹，推動渦輪旋轉，并帶動與渦輪連接的主軸轉動做功。現有技術中的發動機的散熱降溫及尾氣排放是導致其熱效率低的兩個最主要原因，在燃燒時燃燒室內的溫度會變得過高，因此為保護發動機不會損壞需要散熱降溫，從而導致了熱量大量損失，而在本實用新型中，噴入的冷卻劑在汽化時會吸熱，而在液化時會散熱，能夠起到在燃燒室溫度過高時可以吸熱降溫的作用，取得了既能散熱又可以參與做功的理想效果，將做功和散熱合為一體；燃燒后排放的尾氣中攜帶大量的熱量，本實用新型可以采用兩種方式回收尾氣所攜帶的熱量，其一是當空氣通過空氣通道入口進入到冷凝器中，在冷凝器中與從燃燒室出來的尾氣進行熱交換被預熱成高溫的空氣，然后高溫的空氣通過空氣通道出口進入儲氣罐中，然后再被第一噴頭噴入到燃燒室中，從而實現了對尾氣熱量的回收利用，其二是利用冷凝器將尾氣中高溫的冷卻劑蒸氣冷凝為液態的冷卻劑，廢氣從尾氣通道出口排出，此時液態的冷卻劑的溫度仍然很高，含有大量的熱量，冷卻劑在重力作用下通過冷卻劑出口流到冷卻劑儲罐中，可以再次噴入燃燒室，從而形成冷卻劑的“受熱-做功-冷凝”的良性循環，從而使根據本實用新型的實施例的具有冷凝裝置的發動機能夠形成了氣體循環和冷卻劑循環的雙重熱量回收方式，從而大幅度提高了發動機的熱效率。另外，利用儲氣罐供氣可避免發動機怠速時的空轉，發動機怠速時可停轉，啟動時由儲氣罐將壓縮空氣直接噴入燃燒室燃燒啟動，以實現節能的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機的結構示意圖；
[0019]圖2是根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機的冷凝裝置的結構示意圖。
[0020]附圖標記:
[0021]10-燃料儲罐；11_燃料儲罐出口 ；12_燃料儲罐入口 ；20_冷卻劑儲罐；21_冷卻劑儲罐出口 ；22_冷卻劑儲罐入口 ；30_燃燒室；31-第一開口 ；311_第一噴頭；32-第二開口 ；321-第二噴頭；33_第三開口 ；34_第四開口 ；341_第三噴頭；35_渦輪；36_火花塞；40_冷凝器；41-尾氣通道入口 ；42_空氣通道入口 ；43_尾氣通道出口 ；44_空氣通道出口 ；45_冷卻劑出口 ；50_儲氣罐；51-儲氣罐出口 ；52_儲氣罐人口 ；60_壓氣機；70-過濾器。
【具體實施方式】
[0022]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合，另外，實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0023]本實用新型的實施例提供了一種具有冷凝裝置的發動機，如圖1和圖2所示，該發動機包括:燃料儲罐10、冷卻劑儲罐20、燃燒室30、冷凝器40以及儲氣罐50 ；
[0024]所述燃燒室30的第一側壁上設置有第一開口 31和第二開口 32，與第一側壁相對著的第二側壁上設置有第三開口 33，所述燃燒室30內設置有渦輪35和火花塞36，所述火花塞36位于第一側壁與渦輪35之間，所述第一開口 31處安裝有第一噴頭311，所述第二開口 32處安裝有第二噴頭321，且所述第一開口 31與儲氣罐出口 51連接，所述第二開口 32與燃料儲罐出口 11連接，冷卻劑儲罐出口 21與燃料儲罐入口 12連接或在所述第一側壁還可以設置第四開口 34，所述第四開口 34上設置有第三噴頭341，所述冷卻劑儲罐出口 21和所述第四噴頭341連接；
[0025]所述冷凝器40具有空氣通道及尾氣通道，所述空氣通道一端設置有空氣通道入口 42，另一端設置有空氣通道出口 44，所述空氣通道出口 44與儲氣罐入口 52連接，所述尾氣通道一端設置有尾氣通道入口 41，另一端設置有尾氣通道出口 43，所述尾氣通道氣體入口 41與所述第四開口 34連接，所述尾氣通道的底部設置有冷卻劑出口 45，所述冷卻劑出口45與冷卻劑儲罐入口 22連接。
[0026]根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，可以取得的積極效果是:發動機在工作時，燃料和冷卻劑也可以先混合形成混合燃料，燃燒室30中的第一噴頭311、第二噴頭321分別將空氣與混合燃料一起噴入燃燒室30，可選的，也可以是燃燒室30中的第一噴頭311、第二噴頭321和第三噴頭331分別將儲氣罐50中的空氣、燃料儲罐10中的燃料以及冷卻劑儲罐20中的冷卻劑一起噴入燃燒室30，火花塞36噴火花可以將其點燃，使燃燒更加充分，燃燒的氣體將迅速膨脹，推動渦輪35旋轉，并帶動與渦輪35連接的主軸轉動做功。現有技術中的發動機的散熱降溫及尾氣排放是導致其熱效率低的兩個最主要原因，在燃燒時燃燒室30內的溫度會變得過高，因此為保護發動機不會損壞需要散熱降溫，從而導致了熱量大量損失，而在本實用新型中，噴入的冷卻劑在汽化時會吸熱，而在液化時會散熱，能夠起到在燃燒室30溫度過高時可以吸熱降溫的作用，取得了既能散熱又可以參與做功的理想效果，將做功和散熱合為一體；燃燒后排放的尾氣中攜帶大量的熱量，本實用新型可以采用兩種方式回收尾氣中所攜帶的熱量，其一是當空氣通過空氣通道入口 42進入到冷凝器40中，在冷凝器40中與從燃燒室30出來的尾氣進行熱交換被預熱成高溫的空氣，然后高溫的空氣通過空氣通道出口 44進入儲氣罐50中，然后再被第一噴頭311噴入到燃燒室30中，從而實現了對尾氣熱量的回收利用，其二是利用冷凝器40將尾氣中高溫的冷卻劑蒸氣冷凝為液態的冷卻劑，廢氣從尾氣通道出口 43排出，此時液態的冷卻劑的溫度仍然很高，含有大量的熱量，冷凝的冷卻劑在重力作用下通過冷卻劑出口 45流到冷卻劑儲罐20中，可以再次噴入燃燒室30，從而形成冷卻劑的“受熱-做功-冷凝”的良性循環，從而使根據本實用新型的實施例的具有冷凝裝置的發動機能夠形成了氣體循環和冷卻劑循環的雙重熱量回收方式，從而大幅度提高了發動機的熱效率。另外，利用儲氣罐50供氣可避免發動機怠速時的空轉，發動機怠速時可停轉，啟動時由儲氣罐50將壓縮空氣直接噴入燃燒室燃燒啟動，以實現節能的目的。
[0027]根據本實用新型的實施例，可選的，所述空氣通道出口 44與儲氣罐入口 52的連接管道上設置有壓氣機60，壓氣機60的種類和結構不受特別限制，例如可以是軸流式壓縮機等，還可以是機械壓氣機，例如利用與渦輪35連接的主軸為動力的機械壓氣機等，壓氣機60可以使儲氣罐50儲存更多的空氣，從而可以將更多的尾氣熱量回收利用，有利于進一步提聞發動機的熱效率。
[0028]根據本實用新型的實施例，可選的，所述空氣通道入口 42與外界相通，使外界的冷空氣可以進入冷凝器40中，與冷凝器40中的高溫尾氣進行熱交換。[0029]根據本實用新型的實施例，可選的，所述空氣通道出口 44處安裝有氣體過濾器(未示出，下同)。由此，完成熱交換的空氣在經過過濾器的凈化以后才進入所述儲氣罐50中，可以有效去除空氣中的雜質，進而有利于提聞發動機的熱效率。
[0030]根據本實用新型的實施例，可選的，所述空氣通道入口 42處安裝有氣體流量控制器(未示出，下同)，可以控制外界進入冷凝器40的冷空氣的流量，當冷凝器40中的溫度低時，可以使冷空氣的流量變小，冷凝器40中的溫度會隨之升高，當冷凝器40中的溫度高時，可以使冷空氣的流量變大，冷凝器40中的溫度會隨之降低，從而可以確保既能完成冷凝，又可以防止熱量過多散失。
[0031]根據本實用新型的實施例，可選的，所述冷卻劑出口 45與所述冷卻劑儲罐入口 22之間設置有過濾器70，可以過濾掉冷卻劑中的雜質，進而有利于提高發動機的熱效率。
[0032]根據本實用新型的實施例，可選的，所述冷卻劑出口 45處安裝有溫度指示器(未示出，下同)，可以隨時觀察到冷卻劑的溫度。
[0033]根據本實用新型的實施例，可選的，所述冷卻劑儲罐20外設有保溫層，有利于防
止熱量散失。
[0034]根據本實用新型的實施例，可選的，所述第一開口與所述儲氣罐出口之間的連接管道上安裝有閥門(未示出)，可以保證進入燃燒室30的氣體的氣壓更加穩定。
[0035]根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，還可以取得如下所述的至少一種積極技術效果:
[0036]1、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，現有發動機的熱量被廢氣排放損失約40%，散熱損失約20%，而根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，具有冷卻劑循環和氣體循環的雙重熱量回收方式，從而大幅度提高了發動機的熱效率，可以將現有的發動機的熱效率提聞10%以上。
[0037]2、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，發動機結構簡單，燃燒室無潤滑，可以省略潤滑系統，并簡化散熱系統，省略多氣門配氣系統，省略點火的正時要求，有利于降低發動機制造成本以及維修、維護成本。
[0038]3、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，可以使用多種燃料，例如汽油、柴油、天然氣等多種燃料，冷卻劑可以選用水等，材料來源極其廣泛。
[0039]4、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，輸出功率高，在儲氣罐50連續供氣的情況下，可以連續做功，從而提高輸出功率。
[0040]5、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，由于提高熱效率是通過對廢熱來再利用實現的，不僅可以變廢為寶，而且可以顯著降低污染物排放量，從而有利于環境保護。
[0041]6、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，高速或低速運轉皆可工作，具有高低兩種輸出功率可供選擇，避免以前渦輪機必須高速運轉而輸出軸又常需低速運轉的短板。
[0042]7、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，由于有儲氣罐50，故需要怠速時，主軸可以停止轉動，避免非工作狀態的能量損耗，當需要加速時，只要儲氣罐50給出高壓氣則燃燒室30內噴燃料點火即可以迅速工作。
[0043]8、根據本實用新型實施例的具有冷凝裝置的發動機，可用于車輛、船舶、發電機組等多種【技術領域】，適用范圍廣泛，推廣價值大。
[0044]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，包括:燃料儲罐、冷卻劑儲罐、燃燒室、冷凝器以及儲氣罐； 所述燃燒室的第一側壁上設置有第一開口和第二開口，與第一側壁相對著的第二側壁上設置有第三開口，所述燃燒室內設置有渦輪和火花塞，所述火花塞位于第一側壁與渦輪之間，所述第一開口處安裝有第一噴頭，所述第二開口處安裝有第二噴頭，且所述第一開口與儲氣罐出口連接，所述第二開口與燃料儲罐出口連接，冷卻劑儲罐出口與燃料儲罐入口連接或在所述第一側壁上還設置有第三噴頭，所述冷卻劑儲罐出口和所述第三噴頭連接； 所述冷凝器具有空氣通道及尾氣通道，所述空氣通道一端設置有空氣通道入口，另一端設置有空氣通道出口，所述空氣通道出口與儲氣罐入口連接，所述尾氣通道一端設置有尾氣通道入口，另一端設置有尾氣通道出口，所述尾氣通道入口與所述第三開口連接，所述尾氣通道的底部設置有冷卻劑出口，所述冷卻劑出口與冷卻劑儲罐入口連接。
2.根據權利要求1所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述空氣通道出口與所述儲氣罐入口的連接管道上設置有壓氣機。
3.根據權利要求2所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述空氣通道入口與外界空氣相通。
4.根據權利要求3所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述空氣通道出口處安裝有氣體過濾器。
5.根據權利要求4所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述空氣通道入口安裝有氣體流量控制器。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述冷卻劑出口與所述冷卻劑儲罐入口之間的管道上設置有過濾器。
7.根據權利要求6所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述冷卻劑出口處安裝有溫度指示器。
8.根據權利要求6所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述冷卻劑儲罐外設有保溫層。
9.根據權利要求6所述的具有冷凝裝置的發動機，其特征在于，所述第一開口與所述儲氣罐出口之間的連接管道上安裝有閥門。
【文檔編號】F02C3/34GK203640835SQ201420024986
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】梁立新 申請人:梁立新