一种内燃机内部能量的利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种内燃机内部能量的利用系统，属于机械装置领域，包括供水容器、内燃机和能量转化装置；内燃机设置有吸热蒸发容腔，吸热蒸发容腔设置有供水管道和排出管道，排出管道包括第一管道；供水容器与供水管道连接，能量转化装置包括蒸汽机，蒸汽机与第一管道连接，蒸汽机用于将第一管道输出的蒸汽的能量转化为机械能。本技术方案提供了一种能够将内燃机的缸壁传输的能量充分利用的内燃机内部能量的利用系统。
【专利说明】
一种内燃机内部能量的利用系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及机械装置领域，具体而言，涉及一种内燃机内部能量的利用系统。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，社会的进步，能源节约已经成为必然和社会共识。各种汽车越来越朝向节省能源、节约燃油、高效的动力、环保特点的方向发展。内燃机作为汽车当中重要的零部件也不例外。现有的内燃机都是通过燃油点火输出动力，内燃机的热量主要依靠散热器进行扩散，进而保证内燃机内的温度不会过高，但是传递至内燃机缸壁的热能只能直接散发到空气中，造成能量的浪费。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种内燃机内部能量的利用系统，以改善上述的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的:
[0005]本实用新型提供的内燃机内部能量的利用系统包括供水容器、内燃机和能量转化装置；内燃机设置有吸热蒸发容腔，吸热蒸发容腔设置有供水管道和排出管道，排出管道包括第一管道;供水容器与供水管道连接，能量转化装置包括蒸汽机，蒸汽机与第一管道连接，蒸汽机用于将第一管道输出的蒸汽的能量转化为机械能。
[0006]供水容器用于为吸热蒸发容腔提供水资源，供水容器可以采用现有技术中的技术，也可以采用本申请中提供的优选的技术方案。吸热蒸发容腔是指能够吸收内燃机缸壁的热量或者内燃机的内部热量，并且在吸收的热量到达一定程度时，置于吸热蒸发容腔内的水溶液能够蒸发为汽体排出。吸热蒸发容腔为封闭式结构。吸热蒸发容腔应能够尽可能地吸收内燃机工作过程中产生的热量，从而将这些能量转化为可再次利用的能量。达到节能的目的。
[0007]能量转化装置就是一个将吸热蒸发容腔排出的能量再次转化为其他形式的能量，从而再次利用的装置。吸热蒸发容腔排出的是汽体，蒸汽机用于将蒸汽的能量转化为机械式能量再次利用。
[0008]综上所述，本申请的能量形式的转化过程是，内燃机内，机械能转化为热能，吸热蒸发容腔内，热能转化为水的内能，然后水吸热转化为蒸汽，蒸汽机中，蒸汽带动机械转动，转化为机械能。方便再次利用。
[0009]进一步地，吸热蒸发容腔的进水口到水平面的竖向高度小于吸热蒸发容腔的出水口到水平面的竖向高度。
[0010]供水容器内的水经供水管道自吸热蒸发容腔的底部流入，随着水流的流入，水位升高，当水位升高至吸热蒸发容腔的出水口时，水从吸热蒸发容腔的出水口流入蒸汽机内。
[0011]进一步地，供水管道设置有供水节流阀。供水节流阀用于控制是否给吸热蒸发容腔供水。
[0012]进一步地，能量转化装置还包括膨胀箱，膨胀箱设置于第一管道，膨胀箱的入口与吸热蒸发容腔连通，膨胀箱的出口与蒸汽机连通。
[0013]设置膨胀箱的作用是为了缓冲从吸热蒸发容腔内蒸发出的汽体。吸热蒸发容腔内的水在吸收了经内燃机缸壁或者内部传递的热量后发生汽化，汽化后的汽体通过第一管道输入蒸汽机的过程中先要经过膨胀箱，避免由于汽体产生的时间和量的不同，导致输送至蒸汽机的汽体的量发生剧烈的变化，导致蒸汽机间歇性工作，损坏蒸汽机。设置膨胀箱后，汽体先储存在膨胀箱内，这样能够尽量保证汽体连续性地进入蒸汽机，即使不能完全连续，也不会对蒸汽机造成很大的冲击，延长蒸汽机和整个装置的使用时间。
[0014]进一步地，膨胀箱设置有最高水位线和最低水位线，膨胀箱内设置有液面控制器，液面控制器接收到膨胀箱内的水位低于最低水位线的信息时，供水节流阀开启；液面控制器接收到膨胀箱内的水位高于最高水位线的信息时，供水节流阀关闭。
[0015]膨胀箱除了对吸热蒸发容腔排出的汽体起到一个缓冲的作用，还能够作为是否需往吸热蒸发容腔内注水的测量仪器。通过吸热蒸发容腔和膨胀箱的设置位置关系在膨胀箱内标出最高水位线和最低水位线，最高水位线对应着吸热蒸发容腔内的水到达饱和的状态，最低水位线对应着吸热蒸发容腔内的水处于透支状态，需要往吸热蒸发容腔内注水。
[0016]通过液面控制器测量膨胀箱内的水面高度，液面控制器接受到水位信息后对供水节流阀开启或者关闭的状态，进而实现往吸热蒸发容腔内注水的全程智能化。
[0017]进一步地，能量转化装置还包括散热器，排出管道还包括第二管道，散热器与吸热蒸发容腔之间通过第二管道连通，第二管道设置有散热节流阀。
[0018]当吸热蒸发容腔内的水温高于130度时，供水节流阀和散热节流阀同时打开，实现对内燃机的散热。此时，吸热蒸发容腔内会排出高温水和高温气体，高温水通过第二管道流向散热器进行散热，高温气体能量散失，蒸汽机动力减小；当水温降至120度时，供水节流阀和散热节流阀均关闭，产生的蒸汽穿过膨胀箱后进入蒸汽机内，推动蒸汽机转动，实现能量的转化。
[0019]进一步地，吸热蒸发容腔设置有水温测量控制器，水温测量控制器根据接收到的吸热蒸发容腔的水的温度控制供水节流阀和散热节流阀同时关闭或同时开启。
[0020]通过测量吸热蒸发容腔内的水温，进而智能控制供水节流阀和散热节流阀的开启和关闭。操作更加方便，整个装置更加实用。
[0021 ]进一步地，散热器设置有收集水箱，收集水箱为供水容器，收集水箱与吸热蒸发容腔之间通过供水管道连通，供水管道设置有水栗。
[0022]高温水经散热器散热之后储存在散热器的收集水箱内，该收集水箱内的水通过水栗抽入内燃机的吸热蒸发容腔内，散热器原有的收集水箱充当了供水容器。整个装置形成一个循环系统，经吸热蒸发容腔加热后的水，经散热器散热后，流至收集水箱内，收集水箱内的水经供水管道流入吸热蒸发容腔内完成供水。简化结构，节约用水，以及将散热后的高温水的能量再次利用，实现能量的多次收集和转化利用。
[0023]进一步地，能量转化装置还包括发电机，发电机与蒸汽机连接，发电机用于将蒸汽机输出的机械能转化为电能。
[0024]蒸汽机将蒸汽能量转化为机械能，机械能能够直接运用的场合较少，为了能够将转化后的能量再次有效利用，利用发电机将从蒸汽机输出的机械能转化为电能储存起来，则该储存起来的电能能够适用于更多的场合。提高能量的利用率。
[0025]进一步地，吸热蒸发容腔为设置于内燃机内部的水通道。
[0026]内燃机内设置封闭的水通道，不会影响内燃机的正常运作。
[0027]本实用新型的有益效果:本技术方案提供了一种能够将内燃机工作过程中产生的热能转化为其他形式的能量，再次有效利用的节能的利用系统。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本实用新型实施例提供的内燃机内部能量的利用系统的整体结构示意图。
[0030]图中:
[0031 ]内燃机102;供水管道104;排出管道105;蒸汽机106;供水节流阀108;水栗109;膨胀箱200;液面控制器201;第一管道202;第二管道203;散热节流阀204;发电机205;收集水箱206;散热器207。
【具体实施方式】
[0032]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0035]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0037]【具体实施方式】，参照图1。
[0038]如图1所示，本实施例提供的内燃机102内部能量的利用系统包括供水容器、内燃机102和能量转化装置；内燃机102设置有吸热蒸发容腔，吸热蒸发容腔设置有供水管道104和排出管道105，排出管道105包括第一管道202;供水容器与供水管道104连接，能量转化装置包括蒸汽机106，蒸汽机106与第一管道202连接，蒸汽机106用于将第一管道202输出的蒸汽的能量转化为机械能。
[0039]其中，供水容器用于为吸热蒸发容腔提供水资源，供水容器可以采用现有技术中的技术，也可以采用本申请中提供的优选的技术方案。吸热蒸发容腔是指能够吸收内燃机102缸壁的热量或者内燃机102的内部热量，并且在吸收的热量到达一定程度时，置于吸热蒸发容腔内的水溶液能够蒸发为汽体排出。吸热蒸发容腔为封闭式结构。吸热蒸发容腔应能够尽可能地吸收内燃机102工作过程中产生的热量，从而将这些能量转化为可再次利用的能量。达到节能的目的。能量转化装置就是一个将吸热蒸发容腔排出的能量再次转化为其他形式的能量，从而再次利用的装置。吸热蒸发容腔排出的是汽体，蒸汽机106用于将蒸汽的能量转化为机械式能量再次利用。
[0040]吸热蒸发容腔的结构优选但不限于下述的两种结构，如图1所示。
[0041]—、吸热蒸发容腔为设置于内燃机102内部的水通道。内燃机102内设置封闭的水通道，不会影响内燃机102的正常运作。
[0042]二、内燃机102的汽缸盖为双层结构，双层结构内形成吸热蒸发容腔。现有技术中，内燃机102利用散热器207进行散热的其中一种方式，就是在内燃机102的外侧设置水套，本申请中不单独设置水套，直接将内燃机102的缸壁设置为双层结构，不仅能够充分收集内燃机102工作过程中产生的热能，而且缩小内燃机102的使用体积。更具实用性。
[0043]综上所述，本申请的能量形式的转化过程是，内燃机102内，机械能转化为热能，吸热蒸发容腔内，热能转化为水的内能，然后水吸热转化为蒸汽，蒸汽机106中，蒸汽带动机械转动，转化为机械能。方便再次利用。
[0044]供水管道104设置有供水节流阀108。供水节流阀108用于控制是否给吸热蒸发容腔供水。
[0045]其中，吸热蒸发容腔的进水口到水平面的竖向高度小于吸热蒸发容腔的出水口到水平面的竖向高度。供水容器内的水经供水管道104自吸热蒸发容腔的底部流入，随着水流的流入，水位升高，当水位升高至吸热蒸发容腔的出水口时，水从吸热蒸发容腔的出水口流入蒸汽机106内。
[0046]下面对能量转化装置进行改进，优选但不限于下述的实施方式，如图1所示。
[0047]一、能量转化装置还包括膨胀箱200，膨胀箱200设置于第一管道，膨胀箱200的入口与吸热蒸发容腔连通，膨胀箱200的出口与蒸汽机106连通。
[0048]设置膨胀箱200的作用是为了缓冲从吸热蒸发容腔内蒸发出的汽体。吸热蒸发容腔内的水在吸收了经内燃机102缸壁或者内部传递的热量后发生汽化，汽化后的汽体通过第一管道202输入蒸汽机106的过程中先要经过膨胀箱200，避免由于汽体产生的时间和量的不同，导致输送至蒸汽机106的汽体的量发生剧烈的变化，导致蒸汽机106间歇性工作，损坏蒸汽机106。设置膨胀箱200后，汽体先储存在膨胀箱200内，这样能够尽量保证汽体连续性地进入蒸汽机106，即使不能完全连续，也不会对蒸汽机106造成很大的冲击，延长蒸汽机106和整个装置的使用时间。
[0049]二、在第一种实施方式的基础上，膨胀箱200设置有最高水位线和最低水位线，膨胀箱200内设置有液面控制器201，液面控制器201接收到膨胀箱200内的水位低于最低水位线的信息时，供水节流阀108开启;液面控制器201接收到膨胀箱200内的水位高于最高水位线的信息时，供水节流阀108关闭。
[0050]膨胀箱200除了对吸热蒸发容腔排出的汽体起到一个缓冲的作用，还能够作为是否需往吸热蒸发容腔内注水的测量仪器。通过吸热蒸发容腔和膨胀箱200的设置位置关系在膨胀箱200内标出最高水位线和最低水位线，最高水位线对应着吸热蒸发容腔内的水到达饱和的状态，最低水位线对应着吸热蒸发容腔内的水处于透支状态，需要往吸热蒸发容腔内注水。
[0051]通过液面控制器201测量膨胀箱200内的水面高度，液面控制器201接受到水位信息后对供水节流阀108和水栗109发出同时开启或者关闭的状态，进而实现往吸热蒸发容腔内注水的全程智能化。
[0052]三、在上述任意一种实施方式的基础上改进，能量转化装置还包括散热器207，排出管道105还包括第二管道203，散热器207与吸热蒸发容腔之间通过第二管道203连通，第二管道203设置有散热节流阀204。
[0053]当吸热蒸发容腔内的水温高于130度时，供水节流阀108和散热节流阀204同时打开，实现对内燃机102的散热。此时，吸热蒸发容腔内会排出高温水和高温气体，高温水通过第二管道203流向散热器207进行散热，高温气体能量散失，蒸汽机106动力减小；当水温降至120度时，供水节流阀108和散热节流阀204均关闭，产生的蒸汽穿过膨胀箱200后进入蒸汽机106内，推动蒸汽机106转动，实现能量的转化。
[0054]本实施方式的优选方案，如图1所示，散热器207设置有收集水箱206，收集水箱206为供水容器，收集水箱206与吸热蒸发容腔之间通过供水管道104连通，供水管道104设置有水栗109。
[0055]高温水经散热器207散热之后储存在散热器207的收集水箱206内，该收集水箱206内的水通过水栗109抽入内燃机102的吸热蒸发容腔内，散热器207原有的收集水箱206充当了供水容器。整个装置形成一个循环系统，经吸热蒸发容腔加热后的水，经散热器207散热后，流至收集水箱206内，收集水箱206内的水经供水管道104流入吸热蒸发容腔内完成供水。简化结构，节约用水，以及将散热后的高温水的能量再次利用，实现能量的多次收集和转化利用。
[0056]四、在第三种实施方式的基础上进行改进，吸热蒸发容腔设置有水温测量控制器，水温测量控制器根据接收到的吸热蒸发容腔的水的温度控制供水节流阀108和散热节流阀204同时关闭或同时开启。
[0057]通过测量吸热蒸发容腔内的水温，进而智能控制供水节流阀108和散热节流阀204的开启和关闭。操作更加方便，整个装置更加实用。
[0058]五、在上述任意一种实施方式的基础上做出改进，能量转化装置还包括发电机205，发电机205与蒸汽机106连接，发电机205用于将蒸汽机106输出的机械能转化为电能。
[0059]蒸汽机106将蒸汽能量转化为机械能，机械能能够直接运用的场合较少，为了能够将转化后的能量再次有效利用，利用发电机205将从蒸汽机106输出的机械能转化为电能储存起来，则该储存起来的电能能够适用于更多的场合。提高能量的利用率。
[0060]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，包括供水容器、内燃机和能量转化装置； 所述内燃机设置有吸热蒸发容腔，所述吸热蒸发容腔设置有供水管道和排出管道，所述排出管道包括第一管道； 所述供水容器与所述供水管道连接，所述能量转化装置包括蒸汽机，所述蒸汽机与所述第一管道连接，所述蒸汽机用于将所述第一管道输出的蒸汽的能量转化为机械能。2.根据权利要求1所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述吸热蒸发容腔的进水口到水平面的竖向高度小于所述吸热蒸发容腔的出水口到水平面的竖向高度。3.根据权利要求1所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述供水管道设置有供水节流阀。4.根据权利要求3所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述能量转化装置还包括膨胀箱，所述膨胀箱设置于所述第一管道，所述膨胀箱的入口与所述吸热蒸发容腔连通，所述膨胀箱的出口与所述蒸汽机连通。5.根据权利要求4所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述膨胀箱设置有最高水位线和最低水位线，所述膨胀箱内设置有液面控制器，所述液面控制器接收到所述膨胀箱内的水位低于所述最低水位线的信息时，所述供水节流阀开启；所述液面控制器接收到所述膨胀箱内的水位高于所述最高水位线的信息时，所述供水节流阀关闭。6.根据权利要求5所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述能量转化装置还包括散热器，所述排出管道还包括第二管道，所述散热器与所述吸热蒸发容腔之间通过所述第二管道连通，所述第二管道设置有散热节流阀。7.根据权利要求6所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述吸热蒸发容腔设置有水温测量控制器，所述水温测量控制器根据接收到的所述吸热蒸发容腔的水的温度控制所述供水节流阀和所述散热节流阀同时关闭或同时开启。8.根据权利要求6所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述散热器设置有收集水箱，所述收集水箱为所述供水容器，所述收集水箱与所述吸热蒸发容腔之间通过所述供水管道连通，所述供水管道设置有水栗。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述能量转化装置还包括发电机，所述发电机与所述蒸汽机连接，所述发电机用于将所述蒸汽机输出的机械能转化为电能。10.根据权利要求1至8中任意一项所述的内燃机内部能量的利用系统，其特征在于，所述吸热蒸发容腔为设置于所述内燃机内部的水通道。
【文档编号】F01K27/00GK205422977SQ201620293183
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】王付东
【申请人】王付东