專(zhuān)利名稱(chēng)：同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)。 技術(shù)背景
傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)散熱系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)排放出大量的熱能，即發(fā)動(dòng)機(jī) 的余熱，對(duì)這些余熱的有效利用一直是個(gè)空白，雖有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)， 但其利用的是排氣的壓強(qiáng)，固引起排氣阻力增大之后果，而且對(duì)節(jié)能效 果不大明顯。因此急需發(fā)明一種有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱的新型發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到 節(jié)能環(huán)保之目的。 發(fā)明內(nèi)容
為解決上述傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的不足，本實(shí)用新型公開(kāi)一種同室內(nèi)外燃發(fā) 動(dòng)機(jī)，包括活塞、氣缸、氣缸周?chē)睦鋮s水套、蓄水箱、進(jìn)氣道、排氣 道、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)，在所述排氣道上設(shè)有蒸汽發(fā)生器和排氣冷凝器， 所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道連通，所述蒸汽發(fā)生器的 加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽 發(fā)生器的被加熱水管的蒸汽出口與正時(shí)閥門(mén)連通，所述正時(shí)閥門(mén)與蒸汽 噴嘴連通，所述蒸汽噴嘴與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的
高壓水汽按正時(shí)關(guān)系噴入燃燒室；所述排氣冷凝器的被冷卻氣體的出 口與氣水分離器連通，所述氣水分離器的氣體出口與排氣管道連通，所 述氣水分離器的冷凝水出口與水泵的進(jìn)口連通；所述水泵的出口與所述 蓄水箱的進(jìn)口連通，所述蓄水箱的出口經(jīng)管路與所述氣缸周?chē)睦鋮s水 套連通，所述冷卻水套經(jīng)管路與髙壓水泵的進(jìn)口連通，所述高壓水泵的 出口與所述蒸汽發(fā)生器的被加熱水管的入口連通。所述正時(shí)閥門(mén)與所述蒸汽噴嘴可做為一體，成為正時(shí)蒸汽噴嘴。
在所述正時(shí)蒸汽噴嘴前設(shè)有一射流泵，所述正時(shí)蒸汽噴嘴噴入氣缸 內(nèi)的是空氣和水蒸汽的混合物。
在所述正時(shí)蒸汽噴嘴前設(shè)有渦輪增壓裝置，所述渦輪增壓裝置的高 壓氣體進(jìn)口經(jīng)受控閥門(mén)由蒸汽管道與蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口連通；經(jīng)所 述渦輪增壓裝置后的蒸汽及被增壓的空氣經(jīng)同一管道與所述正時(shí)蒸汽噴 嘴連通，并被噴入氣缸。
把所述燕汽噴嘴設(shè)在進(jìn)氣道靠近所述進(jìn)氣門(mén)處。
把所述射流泵或所述渦輪增壓裝置設(shè)在所述進(jìn)氣道靠近所述進(jìn)氣門(mén)處。
在所述進(jìn)氣道上并聯(lián)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝置，所述復(fù)數(shù) 個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝置的空氣入口分別與受控閥門(mén)聯(lián)通，所述每一個(gè) 受控閥門(mén)與空壓機(jī)的出口聯(lián)通，所述每個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝置分別與 蒸汽噴嘴連通，所述蒸汽噴嘴為所述正時(shí)蒸汽噴嘴，所述正時(shí)蒸汽噴嘴 與蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口聯(lián)通。
在所述蓄水箱與氣缸周?chē)睦鋮s水套之間的管路上設(shè)有受控閥門(mén)， 在水套與高壓水泵之間的管路上設(shè)有受控閥門(mén)，在所述蓄水箱與所述受 控閥門(mén)之間的管路和所述高壓水泵與所述受控閥門(mén)之間的管路間設(shè)有旁 通管，所述旁通管上設(shè)有受控閥門(mén)。
在所述蓄水箱的出口管路上設(shè)有水泵，所述水泵的出口經(jīng)受控閥門(mén) 分別與氣缸周?chē)乃椎倪M(jìn)口和高壓水泵的進(jìn)口連通；所述蓄水箱設(shè)在 整個(gè)水路循環(huán)系統(tǒng)的最低處，所述整個(gè)水路循環(huán)系統(tǒng)的最高處設(shè)有受控 放氣閥，所述蓄水箱設(shè)為可膨脹式，以防冬季凍壞。
所述發(fā)動(dòng)機(jī)可設(shè)為多缸。 發(fā)明的原理利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱將水加熱并產(chǎn)生水蒸汽，通過(guò)正時(shí)控制將水蒸汽 單獨(dú)或與空氣混合后噴入氣缸，進(jìn)而增大了氣缸內(nèi)的氣相物質(zhì)質(zhì)量及熱 容，從而可在相對(duì)較低的溫度下獲得較大的氣相壓強(qiáng)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的效
率高、節(jié)能、環(huán)保，有害物質(zhì)Nox等的排放量較低。本實(shí)用新型中對(duì)燃
燒后排放的廢氣進(jìn)行冷卻，回收其中的水分以循環(huán)利用。本實(shí)用新型中 將水蒸汽單獨(dú)或與空氣混合后經(jīng)正時(shí)控制噴入氣缸，所以相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)
燃機(jī)和一個(gè)外燃機(jī)共有同一氣缸，固稱(chēng)為同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1、 由于本實(shí)用新型有效利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱，所以節(jié)能、環(huán)保。
2、 由于水蒸汽單獨(dú)或與空氣混合后噴入氣缸，固可降低燃燒室最 高溫度，但可形成較高的氣相壓強(qiáng)。因而可在維持發(fā)動(dòng)機(jī)較高 效率的前提下大幅度降低有害氣體Nox等的排放量。
3、 由于本實(shí)用新型采用內(nèi)燃、外燃同室設(shè)計(jì)，即共用同一氣缸， 所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，升功率高。


圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示蕭圖； 圖2為圖1中正時(shí)閥門(mén)與蒸汽噴嘴合為一體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1中蒸汽管路上帶有噴射泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖1中蒸汽管路上帶有渦輪增壓裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4中A部的局部放大詳圖；圖9為本實(shí)用新型進(jìn)氣道上帶有空氣恒容瞬間加熱裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖IO為水套間帶有旁通管的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11為本實(shí)用新型可用于嚴(yán)寒冬季的實(shí)施例； 附圖編號(hào)
l.活塞 2.氣缸
5.進(jìn)氣管 6.排氣管 9蒸汽發(fā)生器IO.冷凝器 13.蒸汽噴嘴14.燃燒室
17.管路 18.管路
21.射流泵 22.渦輪增壓裝:
24.蒸汽管道 25.管道
28.空壓機(jī) 31.旁通管 61、排氣管道
3.水套 7.進(jìn)氣門(mén)
ll.被加熱水管 15.氣水分離器 19.髙壓水泵
4.蓄水箱 8.排氣門(mén) 12.正時(shí)閥門(mén) 16.水泵
20.正時(shí)蒸汽噴嘴 23、 27、 29、 30、 32.受控閥門(mén) 26.空氣恒容瞬間加熱裝置 33.水泵 34.受控放氣閥
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 具本實(shí)施方式
如圖1所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括活塞1、氣缸2、氣缸周?chē)睦?卻水套3、蓄水箱4、進(jìn)氣道5、排氣道6、進(jìn)氣門(mén)7、排氣門(mén)8，其特征 在于在所述排氣道6上設(shè)有蒸汽發(fā)生器9和排氣冷凝器10，所述蒸汽 發(fā)生器9的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道6連通，所述蒸汽發(fā)生器9的加 熱氣體的出口與所述排氣冷凝器10的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽 發(fā)生器9的被加熱水管11的蒸汽出口與正時(shí)閥門(mén)12連通，所述正時(shí)閥 門(mén)12與蒸汽噴嘴13連通，所述蒸汽噴嘴13與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室14連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時(shí)關(guān)系噴入燃燒室14;所述排氣 冷凝器10的被冷卻氣體的出口與氣水分離器15連通，所述氣水分離器 15的氣體出口與排氣管道61連通，所述氣水分離器15的冷凝水出口與 水泵16的進(jìn)口連通；所述水泵16的出口與所述蓄水箱4的進(jìn)口連通， 所述蓄水箱4的出口經(jīng)管路17與所述氣缸周?chē)睦鋮s水套3連通，所述 冷卻水套3經(jīng)管路18與高壓水泵19的進(jìn)口連通，所述高壓水泵19的出 口與所述蒸汽發(fā)生器9的被加熱水管11的入口連通。
如圖2所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述正時(shí)閥門(mén)12與所述蒸汽噴嘴 13可做為一體，成為正時(shí)蒸汽噴嘴20，其余同實(shí)施例l。
如圖3所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述正時(shí)蒸汽噴嘴20前設(shè)有一射 流泵21，所述正時(shí)蒸汽噴嘴20噴入氣缸2內(nèi)的是空氣和水蒸汽的混合 物。
如圖4和圖5所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述正時(shí)蒸汽噴嘴20前設(shè) 有渦輪增壓裝置22，所述渦輪增壓裝置22的高壓氣體進(jìn)口經(jīng)受控閥門(mén) 23由蒸汽管道24與蒸汽發(fā)生器9的蒸汽出口連通；經(jīng)所述渦輪增壓裝 置22后的蒸汽及被增壓的空氣經(jīng)同一管道25與所述正時(shí)蒸汽噴嘴20連 通，并被噴入氣缸2。
如圖6所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，把所述蒸汽噴嘴13設(shè)在進(jìn)氣道5靠 近所述進(jìn)氣門(mén)7處。
如圖7和圖8所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，把所述射流泵21或所述渦輪 增壓裝置22設(shè)在所述進(jìn)氣道5靠近所述進(jìn)氣門(mén)7處。
如圖9所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述進(jìn)氣道5上并聯(lián)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè) 空氣恒容瞬間加熱裝置26，所述復(fù)數(shù)個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝置26的空 氣入口分別與受控閥門(mén)27聯(lián)通，所述每一個(gè)受控閥門(mén)27與空壓機(jī)28的出口聯(lián)通，所述每個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝置26分別與蒸汽噴嘴連通13， 所述蒸汽噴嘴13為所述正時(shí)蒸汽噴嘴20，所述正時(shí)蒸汽噴嘴20與蒸汽 發(fā)生器19的蒸汽出口聯(lián)通。
如圖IO所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述蓄水箱4與氣缸周?chē)睦鋮s 水套3之間的管路17上設(shè)有受控閥門(mén)29，在水套3與髙壓水泵19之間 的管路18上設(shè)有受控閥門(mén)30,在所述蓄水箱4與所述受控閥門(mén)29之間 的管路17和所述高壓水泵19與所述受控閥門(mén)30之間的管路18間設(shè)有 旁通管31，所述旁通管上設(shè)有受控閥門(mén)32。
如圖11所示同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述蓄水箱4的出口管路上設(shè)有 水泵33，所述水泵33的出口經(jīng)受控閥門(mén)29、 32分別與氣缸周?chē)乃?3的進(jìn)口和高壓水泵19的進(jìn)口連通；所述蓄水箱4設(shè)在整個(gè)水路循環(huán)系 統(tǒng)的最低處，所述整個(gè)水路循環(huán)系統(tǒng)的最高處設(shè)有受控放氣閥34，所述 蓄水箱4設(shè)為可膨脹式，以防冬季凍壞。
所述發(fā)動(dòng)機(jī)可設(shè)為多缸。
權(quán)利要求1、一種同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括活塞(1)、氣缸(2)、氣缸周?chē)睦鋮s水套(3)、蓄水箱(4)、進(jìn)氣道(5)、排氣道(6)、進(jìn)氣門(mén)(7)、排氣門(mén)(8)，其特征在于在所述排氣道(6)上設(shè)有蒸汽發(fā)生器(9)和排氣冷凝器(10)，所述蒸汽發(fā)生器(9)的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道(6)連通，所述蒸汽發(fā)生器(9)的加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器(10)的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器(9)的被加熱水管(11)的蒸汽出口與正時(shí)閥門(mén)(12)連通，所述正時(shí)閥門(mén)(12)與蒸汽噴嘴(13)連通，所述蒸汽噴嘴(13)與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(14)連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時(shí)關(guān)系噴入燃燒室(14)；所述排氣冷凝器(10)的被冷卻氣體的出口與氣水分離器(15)連通，所述氣水分離器(15)的氣體出口與排氣管道(61)連通，所述氣水分離器(15)的冷凝水出口與水泵(16)的進(jìn)口連通；所述水泵(16)的出口與所述蓄水箱(4)的進(jìn)口連通，所述蓄水箱(4)的出口經(jīng)管路(17)與所述氣缸周?chē)睦鋮s水套(3)連通，所述冷卻水套(3)經(jīng)管路(18)與高壓水泵(19)的進(jìn)口連通，所述高壓水泵(19)的出口與所述蒸汽發(fā)生器(9)的被加熱水管(11)的入口連通。
2、 如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述正時(shí)閥 門(mén)(12)與所述蒸汽噴嘴(13)可做為一體，成為正時(shí)蒸汽噴嘴(20)。
3、 如權(quán)利要求2所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述正時(shí) 蒸汽噴嘴(20)前設(shè)有一射流泵(21)，所述正時(shí)蒸汽噴嘴(20)噴入氣缸(2) 內(nèi)的是空氣和水蒸汽的混合物。
4、 如權(quán)利要求2所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述正時(shí) 蒸汽噴嘴(20)前設(shè)有渦輪增壓裝置(22)，所述渦輪增壓裝置(22)的高壓 氣體進(jìn)口經(jīng)受控閥門(mén)(23)由k汽管道(24)與蒸汽發(fā)生器(9)的蒸汽出口連通；經(jīng)所述渦輪增壓裝置(22)后的蒸汽及被增壓的空氣經(jīng)同一管道(25) 與所述正時(shí)蒸汽噴嘴(20)連通，并被噴入氣缸(2)。
5、 如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于把所述蒸汽 噴嘴(13)設(shè)在進(jìn)氣道(5)靠近所述進(jìn)氣門(mén)(7)處。
6、 如權(quán)利要求3所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于把所述射流 泵(21)設(shè)在所述進(jìn)氣道(5)靠近所述進(jìn)氣門(mén)(7)處。
7、 如權(quán)利要求4所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于把所述渦輪 增壓裝置(22)設(shè)在所述進(jìn)氣道(5)靠近所述進(jìn)氣門(mén)(7)處。
8、 如權(quán)利要求l所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述進(jìn)氣 道(5)上并聯(lián)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝置(26)，所述復(fù)數(shù)個(gè)空氣恒 容瞬間加熱裝置(26)的空氣入口分別與受控閥門(mén)(27)聯(lián)通，所述每一個(gè) 受控閥門(mén)(27)與空壓機(jī)(28)的出口聯(lián)通，所述每個(gè)空氣恒容瞬間加熱裝 置(26)分別與蒸汽噴嘴連通(13)，所述蒸汽噴嘴(13)為所述正時(shí)蒸汽噴 嘴(20)，所述正時(shí)蒸汽噴嘴(20)與蒸汽發(fā)生器(19)的蒸汽出口聯(lián)通。
9、 如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述蓄水 箱(4)與氣缸周?chē)睦鋮s水套(3)之間的管路(17)上設(shè)有受控閥門(mén)(29)， 在水套(3)與高壓水泵(19)之間的管路(18)上設(shè)有受控閥門(mén)(30)，在所述 蓄水箱(4)與所述受控閥門(mén)(29)之間的管路(17)和所述高壓水泵(19)與 所述受控閥門(mén)(30)之間的管路(18)間設(shè)有旁通管(31)，所述旁通管上設(shè) 有受控閥門(mén)(32)。
10、 如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述蓄 水箱(4)的出口管路上設(shè)有水泵(33)，所述水泵(33)的出口經(jīng)受控閥門(mén) (29) 、 (32)分別與氣缸周?chē)乃?3)的進(jìn)口和高壓水泵(19)的進(jìn)口連 通；所述蓄水箱(4)設(shè)在整個(gè)水路循環(huán)系統(tǒng)的最低處，所述整個(gè)水路循環(huán)系統(tǒng)的最高處設(shè)有受控放氣閥(34)，所述蓄水箱(4)設(shè)為可膨脹式，以防 冬季凍壞。
專(zhuān)利摘要一種同室內(nèi)外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括活塞、氣缸、氣缸周?chē)睦鋮s水套、蓄水箱、進(jìn)氣道、排氣道、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)，在所述排氣道上設(shè)有蒸汽發(fā)生器和排氣冷凝器，所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道連通，所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器的被加熱水管的蒸汽出口與正時(shí)閥門(mén)連通，所述正時(shí)閥門(mén)與蒸汽噴嘴連通，所述蒸汽噴嘴與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時(shí)關(guān)系噴入燃燒室；由于本實(shí)用新型利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱將水加熱并產(chǎn)生水蒸氣，通過(guò)正時(shí)控制將水蒸氣單獨(dú)或與空氣混合后噴入氣缸，固可降低燃燒室最高溫度，但可形成較高的氣相壓強(qiáng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、環(huán)保。
文檔編號(hào)F02M25/038GK201159117SQ200720169418
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:靳北彪