一种高效联合混合动力系统的制作方法

本实用新型涉及一种动力系统，具体是涉及一种高效联合混合动力系统。

背景技术：

随着能源的日益短缺和环境问题的日益严峻，内燃机的节能减排受到人们的关注。排气损失和辐射散热是内燃机各项损失中比例较大的两项，超过了有用功，如果能把废气和辐射散发的能量转化为有用功，就能使内燃机的效率得到显著提高。现广泛采用的废气涡轮增压方案，就是在这一方面进行的探索和实践。随着废气涡轮增压方案的应用，内燃机的升功率得到了显著提高，但是对于辐射散发的能量却没有研究，将其转化为有用功。而且，辐射散热对于内燃机的散热不充分，使得内燃机的使用寿命较短。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，能够对内燃机的废气和辐射散发的能量转化为有用功，提高内燃机的效率的高效联合混合动力系统。

本实用新型的采用的技术方案是：一种高效联合混合动力系统，包括内燃机、蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、水泵、发电机、动力电池及电动机；所述的内燃机的燃烧室位于蒸汽发生器内，蒸汽发生器顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过高压蒸汽输送管与汽轮机的蒸汽进口连接，汽轮机的蒸汽出口与冷凝器连接，冷凝器通过水泵与蒸汽发生器连接；所述的汽轮机的转子与发电机连接，发电机通过线缆与动力电池连接，动力电池线缆分别与水泵、冷凝器和电动机连接。

上述的高效联合混合动力系统中，所述的内燃机采用的是涡轮增压发动机，还包括空气压缩机，所述的空气压缩机的转子与汽轮机的转子连接，所述的空气压缩机的出气口与燃烧室的进气口连接。

上述的高效联合混合动力系统中，还包括废气涡轮机和高压涡轮机，所述的高压涡轮机的进气口与燃烧室的废气出口连接，高压涡轮机的出气口通过管道与废气涡轮机的进气口连接；废气涡轮机转子的一端与汽轮机转子连接，另一端与空气压缩机转子的一端连接；空气压缩机转子的另一端与高压涡轮机转子连接。

上述的高效联合混合动力系统中，还包括水箱，水箱通过水泵与蒸汽发生器连接。

上述的高效联合混合动力系统中，空气压缩机的进气口处设有空气过滤器。

上述的高效联合混合动力系统中，蒸汽发生器上设有安全阀、压力报警器、结冰报警器和缺水报警器。

上述的另一种高效联合混合动力系统中，所述的内燃机采用的是燃气轮机，所述的汽轮机的转子与燃气轮机的主轴连接；主轴上燃气轮机出气端通过轴承安装有风电转换器；汽轮机的转子与发电机的转子连接，发电机的转子通过差速器或减速机与电动机连接，电动机通过线缆与动力电池连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，通过在内燃机燃烧室外设置蒸汽发生器，蒸汽发生器能够将内燃机散发的热能转化为蒸汽，进而通过汽轮机和发电机转化为电能，将散发的热能利用，大大提高了内燃机的效率；本实用新型还具有废气涡轮机或风电转换器，可以将废气内的热能转化为电能加以利用，进一步提高了内燃机的效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构图。

图2是本实用新型实施例2的结构图。

图中：1. 发电机，2. 离合器，3. 汽轮机，4. 废气涡轮机，5. 空气压缩机，6. 排气管，7. 高压蒸汽输送管，8. 压力报警器，9. 蒸汽发生器，10. 高压涡轮机，11. 安全阀，12. 缺水报警器，13.水箱，14. 水泵，15. 曲轴，16. 活塞，17. 输水管，18. 内燃机，19. 转轴，20. 结冰报警器，21. 进气管，22. 空气过滤器，23. 出气口，24. 水泵，25. 冷凝器，26. 动力电池，27. 线缆，28. 电动机，29.压气机，30.燃料喷射器，31.燃烧室，32热转换壁. 33.主轴，34. 整流罩，35. 涡轮机，36. 差速器或减速机，37. 离合器，38. 离合器，39. 轴承，40.风电转换器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型包括内燃机18（内燃机采用的是涡轮增压发动机）、水箱13、蒸汽发生器9、汽轮机3、冷凝器25、水泵24、水泵14、空气压缩机5、发电机1、动力电池26、废气涡轮机4和高压涡轮机10；所述的内燃机18的燃烧室（气缸）位于蒸汽发生器9内，蒸汽发生器9顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过高压蒸汽输送管7与汽轮机3的蒸汽进口连接，汽轮机3的蒸汽出口与冷凝器25连接，冷凝器25通过水泵24与蒸汽发生器9连接。所述的汽轮机3的转子与发电机1连接，发电机1通过线缆27与动力电池26连接，动力电池26线缆分别与水泵24和冷凝器25及电动机28连接。所述的空气压缩机5的转子与汽轮机3的转子连接，所述的空气压缩机5的出气口与燃烧室18的进气口连接，空气压缩机5的进气管21上设有空气过滤器22。

所述的高压涡轮机10的进气口与燃烧室的废气出口连接，高压涡轮机10的出气口通过排气管6与废气涡轮机4的进气口连接。废气涡轮机4转子的一端与汽轮机3转子连接，另一端与空气压缩机5转子的一端连接；空气压缩机5转子的另一端与高压涡轮机10转子通过转轴19连接。所述的水箱13通过水泵14与蒸汽发生器9连接，所述的蒸汽发生器9上设有压力报警器8、安全阀11、结冰报警器20和缺水报警器12。本实用新型还包括电动机28，电动机28通过线缆与动力电池26连接，用于动力输出。

本实用新型将高压涡轮10、废气涡轮4、汽轮机3通过转轴19连接，同轴同时做功减轻了高压涡轮10的压力负荷。

本实用新型通过内燃机18、汽轮机3、和发电机1、动力电池26、电动机28之间采用不同的组合方式，可以产生多种不同的动力输出模式。

实施例2

如图2所示，本实用新型包括内燃机18（内燃机18采用的是燃气轮机）、蒸汽发生器9、汽轮机3、冷凝器25、水泵24、发电机1、动力电池26、风电转换器40及电动机28。所述的内燃机18的燃烧室置于蒸汽发生器9内，蒸汽发生器9顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过高压蒸汽输送管7与汽轮机3的蒸汽进口连接，汽轮机3的蒸汽出口与冷凝器25连接，冷凝器25通过水泵24与蒸汽发生器9连接。主轴33的一端与汽轮机3转子的一端连接，汽轮机3的转子的另一端与发电机1转子的一端连接，发电机1转子的另一端通过减速机36（或差速器）与电动机28连接。主轴33上燃气轮机出气端通过轴承39安装有风电转换器40，所述的发电机1通过线缆与动力电池26连接，动力电池26通过线缆分别与水泵24、电动机28和冷凝器25连接。

本实用新型的燃气轮机18的燃烧室31相较于现有的同型号的燃气轮机的燃烧室长，加长燃烧室更有利于热量通过热转换壁32传给蒸汽发生器9转变成高压蒸汽传给汽轮机3做功，本实用新型的燃气轮机18的燃烧室31内设有整流罩34，整流罩34位于压气机29的后方主轴33的前端。由于整流罩34的隔热作用，降低了主轴33的温度，使得燃烧室高温气流尽可能向着四周扩散，将热量通过热转换壁32传递给蒸汽发生器9，减轻高压涡轮35的高温负荷。本实用新型的高压涡轮35、汽轮机3的转子同轴同时做功，减轻了高压涡轮35的压力负荷。

本实用新型通过内燃机（燃气轮机）18、汽轮机3、发电机1和动力电池26、电动机28之间采用不同的组合方式，可以产生多种不同的动力输出模式。

本实用新型可以在燃料喷射器30向燃烧室31喷射液氧混合燃料或其他高能燃料，进一步提高燃烧室温度，提高本实用新型的总功率。