專利名稱：利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種內(nèi)燃機(jī)裝置，特別是涉及一種可節(jié)省能源 成本且有助于提升整體輸出效率的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生
新能量的裝置。
背景技術(shù)：
參見圖1所示， 一般的動力機(jī)械(如機(jī)車、汽車等等)通常是設(shè) 有 一 個內(nèi)燃機(jī)1以作為動能輸出設(shè)備，該內(nèi)燃機(jī)1主要是將燃料與 空氣以預(yù)定比例混合后，在內(nèi)燃機(jī)l內(nèi)部點(diǎn)燃以產(chǎn)生出爆發(fā)能，利
用該爆發(fā)能可推動接設(shè)在內(nèi)燃機(jī)l上的動力輸出軸2，借以帶動整 部動力機(jī)械作運(yùn)轉(zhuǎn)，由于燃料在燃燒過程中會產(chǎn)生出帶有高溫的 廢氣，該廢氣會影響內(nèi)部燃料的燃燒效率，因此一般內(nèi)燃機(jī)l通常 會向外接出一條可導(dǎo)出廢氣的排氣管3，該排氣管3再接設(shè)至一組 處理器4上，使廢氣進(jìn)入該處理器4內(nèi)進(jìn)行過濾及降溫后，最后再 向外排出至外界空氣中。
上述內(nèi)燃機(jī)l確實(shí)是沿用已久且可產(chǎn)生動力的機(jī)構(gòu)，但是其動 力輸出功率卻一直受限于燃料的燃燒效率而無法有效提升， 一般 內(nèi)燃機(jī)l的動力來源主要是取自于燃料燃燒后所產(chǎn)生的爆發(fā)能，然 而一般燃料并不能完全百分百燃燒，依據(jù)能量守衡定律，燃料未 能轉(zhuǎn)化為爆發(fā)能的部分會殘存在廢氣中，最后向外排放出去，一 般內(nèi)燃機(jī)l只運(yùn)用燃料產(chǎn)出爆發(fā)能的部分作動力輸出，因此其輸出 功率始終有限，無法再提高，而殘存在廢氣中剩余的能量則被舍 棄不用，因此燃料的能量未能充分運(yùn)用，造成能源成本的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種可有效地將廢氣熱能轉(zhuǎn)換為可供利 用的新能量的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以嚴(yán)生新能量的裝置。
本發(fā)明提供一種利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝 置，其包含有一組內(nèi)燃機(jī)單元、 一組廢熱能轉(zhuǎn)換單元及一組輸出
單元，其中該內(nèi)燃機(jī)單元主要具有一個內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部 具有一個燃燒室，該燃燒室可注入預(yù)定燃料進(jìn)行燃燒，借以產(chǎn)生 爆發(fā)能及帶有高溫的廢氣，內(nèi)燃機(jī)外部設(shè)有一個可接受該爆發(fā)能 驅(qū)動以進(jìn)行動力輸出的出力端、以及一條與燃燒室連接可將該廢 氣導(dǎo)出的排氣管，該廢熱能轉(zhuǎn)換單元具有一個鍋爐、 一條設(shè)置在 鍋爐內(nèi)且與排氣管相接的加熱管、 一組接設(shè)在鍋爐上的循環(huán)供水 回3各、以及一個設(shè)置在循環(huán)供水回路上的汽輪機(jī)構(gòu)，該鍋爐內(nèi)部 裝容有預(yù)定水液，該加熱管導(dǎo)入高溫廢氣熱量可對水液加熱借以 產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過循環(huán)供水回路可帶動汽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，該輸出
單元主要具有一個發(fā)電機(jī)構(gòu)，該發(fā)電機(jī)構(gòu)可接受汽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)轉(zhuǎn)而 新產(chǎn)生電能。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該加熱管具有一個設(shè)置在鍋爐內(nèi)部呈連續(xù)凹彎形狀的加熱部、以 及一個自加熱部末端延伸至鍋爐外側(cè)的廢氣排出口 。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該鍋爐在預(yù)定位置處設(shè)有一個安全泄壓閥。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該循環(huán)供水回路具有 一 條由鍋爐接出連接至汽輪機(jī)構(gòu)的高壓蒸汽 管、以及一條由汽輪機(jī)構(gòu)接出連接至鍋爐的冷卻管。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該循環(huán)供水回路具有一個設(shè)在冷卻管上的冷凝才幾構(gòu)。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置，
該冷凝機(jī)構(gòu)具有一條呈連續(xù)凹彎狀可對蒸汽冷卻還原成水液的冷
凝管、 一個接設(shè)在冷凝管后端可容收該水液的儲水槽、以及一個 可將儲水槽內(nèi)裝容的該水液泵送回鍋爐內(nèi)的高壓泵。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該汽輪機(jī)構(gòu)具有一個4侖機(jī)本體、 一組軸設(shè)在輪機(jī)本體內(nèi)部可接受 蒸汽推動樞轉(zhuǎn)的渦輪葉片、以及一根接設(shè)在渦輪葉片上作連動的轉(zhuǎn)軸。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該輸出單元具有 一 個可對發(fā)電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的電能進(jìn)行儲能的蓄電 池。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該輸出單元具有一個可接受蓄電池電能而產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)。
本發(fā)明所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置， 該內(nèi)燃機(jī)單元具有 一個可接受內(nèi)燃機(jī)出力端驅(qū)轉(zhuǎn)借以產(chǎn)生電力的
發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明主要功效是將內(nèi)燃機(jī)所產(chǎn)生的廢氣熱能，導(dǎo)入至廢熱 能轉(zhuǎn)換單元內(nèi)，再使其另外產(chǎn)生新的能量，借此達(dá)到節(jié)省能源及 提升輸出效率的工作效果。


圖l是一般內(nèi)燃機(jī)裝置的構(gòu)造示意圖2是本發(fā)明利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置第 一較佳實(shí)施例的構(gòu)造示意圖，說明本發(fā)明運(yùn)用在動力機(jī)械的新增 動力系統(tǒng)上，主要構(gòu)件包含有一組內(nèi)燃機(jī)單元、 一組廢熱能轉(zhuǎn)換 單元以及一組輸出單元；
圖3是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的構(gòu)造示意圖，說明本發(fā)明運(yùn)用 在發(fā)電機(jī)械的新增電力系統(tǒng)上。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合 二較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。
參見圖2所示，本發(fā)明利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的 裝置在第一較佳實(shí)施例中，主要是運(yùn)用在一般動力機(jī)械(如機(jī)車、 汽車)的新增動力系統(tǒng)上，其包含有一組內(nèi)燃機(jī)單元20、 一組廢熱 能轉(zhuǎn)換單元30以及一組輸出單元40,接著，再將上述各單元的構(gòu) 造及組接型態(tài)詳述于后。
該內(nèi)燃機(jī)單元20主要具有一個內(nèi)燃機(jī)21，本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī) 21指的是動力機(jī)械采用的引擎，該內(nèi)燃機(jī)21具有一個本體211、 一 個設(shè)置在本體211內(nèi)部的燃燒室212、 一個設(shè)在本體211外部的出 力端213、以及一條與燃燒室212相連接并接出至本體211外側(cè)的 排氣管214,該燃燒室212可供預(yù)定燃料輸入，該燃料可使用汽油、 柴油、瓦斯等燃料，燃料以氣態(tài)型式進(jìn)入燃燒室212內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)燃， 可產(chǎn)生出爆發(fā)能，利用該爆發(fā)能可對出力端213進(jìn)行驅(qū)轉(zhuǎn)，該出力 端213指的是動力輸出軸，因此本實(shí)施例的最終輸出能量為"動 能，，，燃料在燃燒后還會另外產(chǎn)生帶有高溫?zé)崃康膹U氣副產(chǎn)品，該 廢氣的溫度相當(dāng)高，以目前一般引擎而言，實(shí)際測出的溫度大約 是在80CTC 100(TC左右，接著，該廢氣可由燃燒室212導(dǎo)入排氣 管214內(nèi)。
該廢熱能轉(zhuǎn)換單元30具有一個鍋爐31、 一條設(shè)置在鍋爐31內(nèi) 且與排氣管214相接的加熱管32、 一組接設(shè)在鍋爐31上的循環(huán)供 水回路33、 一個設(shè)置在循環(huán)供水回路33上的汽輪機(jī)構(gòu)34、以及一 個設(shè)置在循環(huán)供水回路3 3上的冷凝機(jī)構(gòu)3 5,該鍋爐31內(nèi)部凹空形 成有一個可供裝容預(yù)定水液的容室311,上方處接設(shè)有一個安全泄 壓閥312,該加熱管32具有一個設(shè)置在鍋爐31內(nèi)部且呈連續(xù)凹彎 形狀的加熱部321、以及一個自加熱部321末端延伸至鍋爐31外側(cè)
的廢氣排出口 322,該加熱部321與排氣管214相連接，使廢氣可 由排氣管214導(dǎo)入鍋爐31內(nèi)，利用高溫廢氣的熱量，足以讓加熱管 32的溫度維持在讓水蒸發(fā)成氣態(tài)蒸汽的高溫，該加熱管32做成連 續(xù)凹彎形狀，有助于擴(kuò)大面積借以提升加熱效率，當(dāng)鍋爐31內(nèi)部 壓力過高時，可i殳定安全泄壓閥312在到達(dá)預(yù)定壓力時就進(jìn)行泄壓 釋放，以達(dá)到安全的效果，該循環(huán)供水回路33包含有一條由鍋爐 31上方接出連接至汽輪機(jī)構(gòu)34的高壓蒸汽管331、以及一條由汽 輪機(jī)構(gòu)3 4接出連接至鍋爐31的冷卻管3 3 2,該鍋爐31內(nèi)部水液在 接受加熱管32高溫?zé)崮苷舭l(fā)后，可形成蒸汽進(jìn)入高壓蒸汽管331 內(nèi)，該蒸汽經(jīng)由高壓蒸汽管331到達(dá)汽輪機(jī)構(gòu)34,該汽輪機(jī)構(gòu)34 主要具有一個輪才幾本體341、 一組軸設(shè)在輪機(jī)本體341內(nèi)部可接受 蒸汽推動進(jìn)行樞轉(zhuǎn)的渦輪葉片342、以及一根接設(shè)在渦輪葉片342 中央處作連動的轉(zhuǎn)軸343，通過汽輪機(jī)構(gòu)34的蒸汽會進(jìn)入冷卻管 332內(nèi)到達(dá)冷凝機(jī)構(gòu)35，該冷凝機(jī)構(gòu)35具有一條呈連續(xù)凹彎狀可 對蒸汽冷卻還原成水液的冷凝管351、 一個接設(shè)在冷凝管351后端 可容收該冷凝水的儲水槽352、以及一個可將儲水槽352內(nèi)裝容的 冷凝水泵送回鍋爐31內(nèi)的高壓泵353,廢熱能轉(zhuǎn)換單元30的運(yùn)作 主要是利用加熱管32對鍋爐31內(nèi)水液加熱以產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可帶 動汽輪機(jī)構(gòu)34運(yùn)轉(zhuǎn)，冷凝機(jī)構(gòu)35對蒸汽冷凝成水，水再泵送回鍋 爐31內(nèi)，如此構(gòu)成內(nèi)循環(huán)式的供水系統(tǒng)。
該輸出單元40主要具有一個發(fā)電機(jī)構(gòu)41、 一個與發(fā)電機(jī)構(gòu)41 相接的蓄電池42、以及一個與蓄電池42相接的馬達(dá)43,在本實(shí)施 例中，該發(fā)電機(jī)構(gòu)41使用的是一般發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)構(gòu)41與汽l侖才幾 構(gòu)34的轉(zhuǎn)軸343相*接，該轉(zhuǎn)軸343在運(yùn)轉(zhuǎn)后可令該發(fā)電機(jī)構(gòu)4l產(chǎn)生 新的電能，新電能傳輸至該蓄電池42進(jìn)行蓄電，令電壓獲得穩(wěn)定 控制后，再輸出帶動該馬達(dá)43進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，該馬達(dá)43可將產(chǎn)生的動 力傳達(dá)至內(nèi)燃機(jī)21的出力端213上，如此本發(fā)明除了具有內(nèi)燃機(jī)
21原本提供的動力來源以外，更增加了該馬達(dá)43的輸出功率。
依據(jù)本發(fā)明上述的技術(shù)手段，可衍生出不同的實(shí)施例，本發(fā) 明第二實(shí)施例主要是運(yùn)用在發(fā)電機(jī)械的新增電力系統(tǒng)上，參見圖3 所示，本發(fā)明第二實(shí)施例同樣具有一組內(nèi)燃機(jī)單元50、 一組廢熱 能轉(zhuǎn)換單元30及一組輸出單元60,其中該廢熱能轉(zhuǎn)換單元30的組 成構(gòu)造與第一實(shí)施例相同，因此就不再多加贅述，本實(shí)施例與上 一實(shí)施例不同的是，該內(nèi)燃機(jī)單元50是由一個內(nèi)燃機(jī)51及一個發(fā) 電機(jī)52所組成，該發(fā)電機(jī)52可受到內(nèi)燃機(jī)51出力端511驅(qū)轉(zhuǎn)借以 產(chǎn)生出電力，因此本實(shí)施例的最終輸出能量為"電能"，該輸出單 元60具有一個發(fā)電機(jī)構(gòu)61，將內(nèi)燃機(jī)51所產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)入廢熱能
電力，如此，本發(fā)明在內(nèi)燃機(jī)51使用相同份量的燃料下，可較一 般的發(fā)電機(jī)產(chǎn)出更多更大的電量。
以上為本發(fā)明利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及連接型態(tài)的概述，接著，再將本發(fā)明預(yù)期所能達(dá)成的 功效陳述3口后
(1) 可節(jié)省能源成本本發(fā)明主要是運(yùn)用在動力機(jī)械或發(fā)電機(jī) 械上，更清楚地就是運(yùn)用在可產(chǎn)生爆發(fā)能及高溫廢氣的內(nèi)燃機(jī) 21(51)上，本發(fā)明除了可接受爆發(fā)能作為動力輸出以外，最,要 的是本發(fā)明針對廢氣能量進(jìn)行再利用，使廢氣能成為有用的功， 因此本發(fā)明在單位燃料成本下，可讓工作機(jī)械增加額外的輸出功 率及產(chǎn)能，借以節(jié)省能源成本，對于目前石油價格飆漲能源短缺 的現(xiàn)代社會而言，本發(fā)明的技術(shù)具有極高的經(jīng)濟(jì)價值。
(2) 可有效提升輸出功率本發(fā)明主要是結(jié)合內(nèi)燃機(jī)單元 20(50)、廢熱能轉(zhuǎn)換單元30及輸出單元40(60)三種組件技術(shù)，可 將內(nèi)燃機(jī)21(51)產(chǎn)生的廢氣導(dǎo)入廢熱能轉(zhuǎn)換單元30后，利用廢氣 的高溫?zé)崮墚a(chǎn)出蒸汽，通過蒸汽驅(qū)轉(zhuǎn)汽輪機(jī)構(gòu)34后，再帶動該輸
出單元40(60)產(chǎn)生出 一新的動能或電能，如此本發(fā)明運(yùn)用在動力 機(jī)械時，可將新動能回饋至動力輸出端，提升動力機(jī)械的輸出馬 力功率，而用于發(fā)電機(jī)械時，本發(fā)明在使用相同4分量的燃料下， 可新增加更多的電力產(chǎn)能，因此本發(fā)明具有較佳的使用效率。
權(quán)利要求
1.一種利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置，其包含有一組內(nèi)燃機(jī)單元，該內(nèi)燃機(jī)單元具有一個內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部設(shè)有一個可供注入預(yù)定燃料以產(chǎn)生爆發(fā)能及帶有高溫廢氣的燃燒室，內(nèi)燃機(jī)外部設(shè)有一個可接受該爆發(fā)能驅(qū)動以進(jìn)行動力輸出的出力端、以及一條與燃燒室連接可將該高溫廢氣導(dǎo)出的排氣管，其特征在于，一組廢熱能轉(zhuǎn)換單元，具有一個內(nèi)部裝容有預(yù)定水液的鍋爐、一條與排氣管相接可導(dǎo)入高溫廢氣對鍋爐內(nèi)水液加熱以產(chǎn)生蒸汽的加熱管、一組接設(shè)在鍋爐上的循環(huán)供水回路、以及一個設(shè)置在循環(huán)供水回路上可接受蒸汽驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)構(gòu)；及一組輸出單元，具有一個可接受汽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該加熱管具有一個設(shè)置在鍋爐內(nèi)部呈連 續(xù)凹彎形狀的加熱部、以及 一 個自加熱部末端延伸至鍋爐外側(cè)的 廢氣排出口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該鍋爐在預(yù)定位置處設(shè)有一個安全泄壓 閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該循環(huán)供水回路具有一條由鍋爐接出連 接至汽輪機(jī)構(gòu)的高壓蒸汽管、以及一條由汽輪機(jī)構(gòu)接出連接至鍋 爐的冷卻管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該循環(huán)供水回路具有一個設(shè)在冷卻管上 的冷凝機(jī)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該冷凝機(jī)構(gòu)具有一條呈連續(xù)凹彎狀可對 蒸汽冷卻還原成水液的冷凝管、 一個接設(shè)在冷凝管后端可容收該 水液的儲水槽、以及一個可將儲水槽內(nèi)裝容的該水液泵送回鍋爐 內(nèi)的高壓泵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該汽輪機(jī)構(gòu)具有一個輪機(jī)本體、 一組軸 設(shè)在輪機(jī)本體內(nèi)部可接受蒸汽推動樞轉(zhuǎn)的渦輪葉片、以及一根接 設(shè)在渦輪葉片上作連動的轉(zhuǎn)軸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該輸出單元具有一個可對發(fā)電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生 的電能進(jìn)行儲能的蓄電池。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置，其特征在于，該輸出單元具有一個可接受蓄電池電能 而產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能 量的裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)單元具有一個可接受內(nèi)燃機(jī)出 力端驅(qū)轉(zhuǎn)借以產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置，主要包含有一組內(nèi)燃機(jī)單元、一組廢熱能轉(zhuǎn)換單元及一組輸出單元，該內(nèi)燃機(jī)單元具有一個可產(chǎn)生爆發(fā)能及高溫廢氣的內(nèi)燃機(jī)，該廢熱能轉(zhuǎn)換單元具有一個內(nèi)部裝容有水液的鍋爐、一條可導(dǎo)入廢氣熱量以加熱水液產(chǎn)生蒸汽的加熱管、一組可容收處理該蒸汽的循環(huán)供水回路、以及一個可接受蒸汽驅(qū)轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)構(gòu)，該輸出單元具有一個可接受汽輪機(jī)構(gòu)帶動產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)構(gòu)。本發(fā)明所提供的利用內(nèi)燃機(jī)廢熱能轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生新能量的裝置，可有效將廢氣熱能轉(zhuǎn)化為新能量，以達(dá)到節(jié)省能源及有助于提升整體的輸出效率。
文檔編號F01N5/02GK101187329SQ20061014547
公開日2008年5月28日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者林耀章 申請人:林耀章