專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置。
現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)其做功部分一般只占燃燒總能量的25-30％，剩余的70-75％的能量有一半左右隨廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)外，另一半被燃燒室壁、氣缸面和活塞頂面所吸收，通過(guò)水冷或空冷使熱能喪失。目前，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的回收利用已廣泛引起人們的注意，例如專(zhuān)利97213696.7內(nèi)燃機(jī)廢氣渦輪能量回收裝置、專(zhuān)利96212213.0發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管熱能回收裝置、專(zhuān)利99238605.5汽車(chē)廢氣利用和凈化處理回收等，均針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管廢氣的能量進(jìn)行回收利用，但并未解決發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中其他熱能損失的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，其燃燒室、氣缸和活塞所吸收熱能及排氣管廢氣熱能使之轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型由發(fā)動(dòng)機(jī)、水套、電動(dòng)齒輪泵、調(diào)壓閥、冷凝器、渦輪、熱交換器及噴嘴組成，電動(dòng)齒輪泵的出口通過(guò)流通管連接至少一個(gè)噴嘴，噴嘴裝配在水套上，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口固定連接一熱交換器；渦輪的渦輪軸由輸出齒輪與飛輪連接，渦輪入口處與一噴嘴的噴頭相連，該噴嘴的另一端與熱交換器外管出口連接；渦輪的出口通過(guò)流通管連接冷凝器上儲(chǔ)室的進(jìn)口，冷凝器下儲(chǔ)室的出口通過(guò)流通管與電動(dòng)齒輪泵的進(jìn)口相連；所述冷凝器下儲(chǔ)室還有一冷卻液加入口；冷凝器下儲(chǔ)室及水套上均裝配有溫度傳感器；整套裝置為密封狀態(tài)。
所述熱交換器為套管式熱交換器。
所述冷凝器為下流式冷凝器。
所述噴嘴為電動(dòng)針閥式噴嘴或電動(dòng)滑閥式噴嘴。
所述述冷凝器下儲(chǔ)室出口與電動(dòng)齒輪泵出口之間裝有一壓力調(diào)節(jié)閥。
本實(shí)用新型利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的熱量和排氣管廢氣熱量，改變現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)渦輪做功，實(shí)現(xiàn)充分利用熱能，減少?gòu)U氣污染，節(jié)約能源的目的，熱效率可達(dá)60-70％。該裝置設(shè)計(jì)合理，加工改裝容易，易推廣使用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
本裝置中的發(fā)動(dòng)機(jī)，水套，電動(dòng)針閥式噴嘴，電動(dòng)齒輪泵，下流式冷凝器，渦輪等機(jī)件均為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。如
圖1所示，將電動(dòng)齒輪泵1替代現(xiàn)用的水泵，電動(dòng)齒輪泵1抽入R134a冷卻液，出口通過(guò)流通管12連接電動(dòng)針閥式噴嘴2，噴嘴2的數(shù)量一般為2-4個(gè)為宜，電動(dòng)針閥式噴嘴2裝配在水套3內(nèi)，使電動(dòng)針閥式噴嘴2噴出的R134a冷卻液形成霧狀，在水套3內(nèi)能更好地吸收熱量。發(fā)動(dòng)機(jī)11的排氣口20固定連接一套管式熱交換器4，代替了傳統(tǒng)的排氣管。熱交換器4的內(nèi)管16與外界相通，供廢氣通過(guò)，外管15供R134a蒸汽通過(guò)。在本裝置中設(shè)置一陶瓷渦輪6，渦輪6的渦輪軸19通過(guò)輸出齒輪18與飛輪10連接，渦輪6的入口處裝配電動(dòng)針閥式噴嘴5，該噴嘴5的噴頭向著渦輪6的入口，噴嘴5的另一端與熱交換器4外管15相連，渦輪6的出口通過(guò)流通管連接到下流式冷凝器7上儲(chǔ)室14的進(jìn)口13，該冷凝器7下儲(chǔ)室17的出口22通過(guò)流通管與電動(dòng)齒輪泵1的進(jìn)口連接。在冷凝器7下儲(chǔ)室17的出口22與電動(dòng)齒輪泵1的出口之間裝配一壓力調(diào)節(jié)閥9。在冷凝器7的下儲(chǔ)室17及水套3上均裝配有溫度傳感器24、25。整套裝置為密封狀態(tài)。
初次使用時(shí)，將R134a冷卻液從冷凝器7下儲(chǔ)室17的加入口23注入并密封，發(fā)動(dòng)機(jī)11啟動(dòng)后，氣缸體溫度達(dá)到溫度傳感器24設(shè)定的約85℃溫度時(shí)，電控系統(tǒng)指令電動(dòng)齒輪泵1啟動(dòng)，抽取R134a冷卻液，電動(dòng)針閥式噴嘴2打開(kāi)，將冷卻液成霧狀地噴射入水套3內(nèi)，電動(dòng)針閥式噴嘴2接受電控系統(tǒng)的指令打開(kāi)或關(guān)閉，打開(kāi)程度與活塞所做的功成正比，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功越多，噴嘴打開(kāi)的程度越大。當(dāng)R134a冷卻液噴射到水套3內(nèi)，吸收氣缸體和氣缸蓋的熱量，使其溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，R134a冷卻液在水套3內(nèi)吸熱，迅速汽化成高溫高壓的R134a蒸汽，并流向熱交換器4的外管15，繼續(xù)吸收內(nèi)管16中廢氣的熱量，之后，高溫高壓的R134a蒸汽經(jīng)電動(dòng)針閥式噴嘴5噴射入陶瓷渦輪6，推動(dòng)渦輪6通過(guò)渦輪軸19和輸出齒輪18而帶動(dòng)飛輪10，經(jīng)過(guò)渦輪6的高溫高壓R134a蒸汽轉(zhuǎn)變成低溫低壓R134a蒸汽由渦輪6的出口流出再進(jìn)入下流式冷凝器7，R134a蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝器7的散熱芯子21，在汽車(chē)的快速行駛中，自然風(fēng)將其冷卻，如車(chē)速低時(shí)，為確保必要的冷卻風(fēng)量，在冷凝器7的下儲(chǔ)室17上安裝溫度傳感器25，當(dāng)冷凝器7的溫度達(dá)到約56℃的設(shè)定值時(shí)，電控系統(tǒng)指令啟動(dòng)冷卻風(fēng)扇8。被冷卻的R134a蒸汽由氣態(tài)變成液態(tài)，儲(chǔ)存在冷凝器7的下儲(chǔ)存室17內(nèi)，之后被電動(dòng)齒輪泵1吸入。為了確保供給電動(dòng)針閥式噴嘴2的壓力穩(wěn)定，在電動(dòng)齒輪泵1出口壓力過(guò)高時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥9自動(dòng)打開(kāi)，部分冷卻液流回冷凝器7的下儲(chǔ)室17內(nèi)。
綜上所述R134a冷卻液代替原有發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水經(jīng)過(guò)齒輪泵，噴嘴，水套，熱交換器，噴嘴，渦輪，冷凝器再回到齒輪泵完成一個(gè)工作循環(huán)，如此反復(fù)，達(dá)到利用燃燒室壁，氣缸筒面所吸收的熱能和廢氣熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能推動(dòng)渦輪做功的目的。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，適合于各種汽車(chē)、摩托車(chē)使用，可根據(jù)需要配置不同型號(hào)的機(jī)件按圖安裝。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，由發(fā)動(dòng)機(jī)、水套、 電動(dòng)齒輪泵、調(diào)壓閥、冷凝器、渦輪、熱交換器及噴嘴組成，其特征在于電動(dòng)齒輪泵(1)的出口通過(guò)流通管(12)連接至少一個(gè)噴嘴(2)、，噴嘴(2)裝配在水套(3)上，發(fā)動(dòng)機(jī)(11)的排氣口(20)固定連接一熱交換器(4)；渦輪(6)的渦輪軸(19)由輸出齒輪(18)與飛輪(10)連接，渦輪(6)入口處與一噴嘴(5)的噴頭相連，該噴嘴(5)的另一端與熱交換器(4)外管(15)出口連接；渦輪(6)的出口通過(guò)流通管連接冷凝器(7)上儲(chǔ)室(14)的進(jìn)口(13)，冷凝器(7)下儲(chǔ)室(17)的出口(22)通過(guò)流通管與電動(dòng)齒輪泵(1)的進(jìn)口相連；冷凝器(7)下儲(chǔ)室(17)及水套(3)上均裝配有溫度傳感器(24)、(25)；整套裝置為密封狀態(tài)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述熱交換器(4)為套管式熱交換器。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述冷凝器(7)為下流式冷凝器。
4.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述噴嘴(2)為電動(dòng)針閥式噴嘴。
5.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述噴嘴(2)為電動(dòng)滑閥式噴嘴。
6.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述述冷凝器(7)出口與電動(dòng)齒輪泵(1)出口之間裝有一壓力調(diào)節(jié)閥(9)。
7.據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述述冷凝器(7)出口與電動(dòng)齒輪泵(1)出口之間裝有一壓力調(diào)節(jié)閥(9)。
8.據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置，其特征在于所述述冷凝器(7)出口與電動(dòng)齒輪泵(1)出口之間裝有一壓力調(diào)節(jié)閥(9)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱能、廢氣能量回收再利用裝置。該裝置利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的熱量和排氣管廢氣熱量,改變現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng),將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,推動(dòng)渦輪做功,實(shí)現(xiàn)充分利用熱能,減少?gòu)U氣污染,節(jié)約能源的目的,熱效率可達(dá)60—70%。該裝置設(shè)計(jì)合理,加工改裝容易,易推廣使用。
文檔編號(hào)F01N5/02GK2481853SQ01227858
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2001年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月18日
發(fā)明者戴中華 申請(qǐng)人:戴中華