一种具有冷凝装置的发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有冷凝装置的发动机，包括：燃料储罐、冷却剂储罐、燃烧室、冷凝器以及储气罐；燃烧室的第一侧壁上设置有第一开口和第二开口，与第一侧壁相对着的第二侧壁上设置有第三开口，燃烧室内设置有涡轮和火花塞，火花塞位于第一侧壁与涡轮之间，第一开口处安装有第一喷头，第二开口处安装有第二喷头，冷却剂储罐出口与燃料储罐入口连接或在第一侧壁上还设置有第三喷头，冷却剂储罐出口和所述第三喷头连接；冷凝器具有空气通道及尾气通道，空气通道一端设置有空气通道入口，另一端设置有空气通道出口，尾气通道一端设置有尾气通道入口，另一端设置有尾气通道出口，尾气通道底部设置有冷却剂出口，可以显著提高发动机热效率。
【专利说明】一种具有冷凝装置的发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机【技术领域】，尤其是涉及一种具有冷凝装置的发动机。
【背景技术】
[0002]现在的发动机通常以气体为工质，一般是将化学能转化为内能，然后再将内能再转化为机械能，但是发动机的热效率并不高，以内燃机为例，常见热效率在30%?40%，而大量的热量通过尾气排放及散热而流失。另外，发动机的制作成本高，结构也比较复杂，维修、保养均非常麻烦。
[0003]因此，目前的发动机技术有待进一步改进。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种具有冷凝装置的发动机，旨在解决发动机的热效率低的技术问题。
[0005]本实用新型提出了一种具有冷凝装置的发动机，该发动机包括:燃料储罐、冷却剂储罐、燃烧室、冷凝器以及储气罐；
[0006]所述燃烧室的第一侧壁上设置有第一开口和第二开口，与第一侧壁相对着的第二侧壁上设置有第三开口，所述燃烧室内设置有涡轮和火花塞，所述火花塞位于第一侧壁与涡轮之间，所述第一开口处安装有第一喷头，所述第二开口处安装有第二喷头，且所述第一开口与储气罐出口连接，所述第二开口与燃料储罐出口连接，冷却剂储罐出口与燃料储罐入口连接或在所述第一侧壁上还设置有第三喷头，所述冷却剂储罐出口和所述第三喷头连接;
[0007]所述冷凝器具有空气通道及尾气通道，所述空气通道一端设置有空气通道入口，另一端设置有空气通道出口，所述空气通道出口与储气罐入口连接，所述尾气通道一端设置有尾气通道入口，另一端设置有尾气通道出口，所述尾气通道入口与所述第三开口连接，所述尾气通道的底部设置有冷却剂出口，所述冷却剂出口与冷却剂储罐入口连接。
[0008]可选的，所述空气通道出口与所述储气罐入口的连接管道上设置有压气机。
[0009]可选的，所述空气通道入口与外界空气相通。
[0010]可选的，所述空气通道出口处安装有气体过滤器。
[0011]可选的，所述空气通道入口安装有气体流量控制器。
[0012]可选的，所述冷却剂出口与所述冷却剂储罐入口之间的管道上设置有过滤器。
[0013]可选的，所述冷却剂出口处安装有温度指示器。
[0014]可选的，所述冷却剂储罐外设有保温层。
[0015]可选的，所述第一开口与所述储气罐出口之间的连接管道上安装有阀门。
[0016]根据本实用新型的具有冷凝装置的发动机，可以取得的积极效果是:发动机在工作时，燃料和冷却剂也可以先混合形成混合燃料，燃烧室中的第一喷头、第二喷头分别将空气与混合燃料一起喷入燃烧室，可选的，也可以是燃烧室中的第一喷头、第二喷头和第三喷头分别将储气罐中的空气、燃料储罐中的燃料以及冷却剂储罐中的冷却剂一起喷入燃烧室，火花塞喷火花可以将其点燃，使燃烧更加充分，燃烧的气体将迅速膨胀，推动涡轮旋转，并带动与涡轮连接的主轴转动做功。现有技术中的发动机的散热降温及尾气排放是导致其热效率低的两个最主要原因，在燃烧时燃烧室内的温度会变得过高，因此为保护发动机不会损坏需要散热降温，从而导致了热量大量损失，而在本实用新型中，喷入的冷却剂在汽化时会吸热，而在液化时会散热，能够起到在燃烧室温度过高时可以吸热降温的作用，取得了既能散热又可以参与做功的理想效果，将做功和散热合为一体；燃烧后排放的尾气中携带大量的热量，本实用新型可以采用两种方式回收尾气所携带的热量，其一是当空气通过空气通道入口进入到冷凝器中，在冷凝器中与从燃烧室出来的尾气进行热交换被预热成高温的空气，然后高温的空气通过空气通道出口进入储气罐中，然后再被第一喷头喷入到燃烧室中，从而实现了对尾气热量的回收利用，其二是利用冷凝器将尾气中高温的冷却剂蒸气冷凝为液态的冷却剂，废气从尾气通道出口排出，此时液态的冷却剂的温度仍然很高，含有大量的热量，冷却剂在重力作用下通过冷却剂出口流到冷却剂储罐中，可以再次喷入燃烧室，从而形成冷却剂的“受热-做功-冷凝”的良性循环，从而使根据本实用新型的实施例的具有冷凝装置的发动机能够形成了气体循环和冷却剂循环的双重热量回收方式，从而大幅度提高了发动机的热效率。另外，利用储气罐供气可避免发动机怠速时的空转，发动机怠速时可停转，启动时由储气罐将压缩空气直接喷入燃烧室燃烧启动，以实现节能的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机的结构示意图；
[0019]图2是根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机的冷凝装置的结构示意图。
[0020]附图标记:
[0021]10-燃料储罐；11_燃料储罐出口 ；12_燃料储罐入口 ；20_冷却剂储罐；21_冷却剂储罐出口 ；22_冷却剂储罐入口 ；30_燃烧室；31-第一开口 ；311_第一喷头；32-第二开口 ；321-第二喷头；33_第三开口 ；34_第四开口 ；341_第三喷头；35_涡轮；36_火花塞；40_冷凝器；41-尾气通道入口 ；42_空气通道入口 ；43_尾气通道出口 ；44_空气通道出口 ；45_冷却剂出口 ；50_储气罐；51-储气罐出口 ；52_储气罐人口 ；60_压气机；70-过滤器。
【具体实施方式】
[0022]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，另外，实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]本实用新型的实施例提供了一种具有冷凝装置的发动机，如图1和图2所示，该发动机包括:燃料储罐10、冷却剂储罐20、燃烧室30、冷凝器40以及储气罐50 ；
[0024]所述燃烧室30的第一侧壁上设置有第一开口 31和第二开口 32，与第一侧壁相对着的第二侧壁上设置有第三开口 33，所述燃烧室30内设置有涡轮35和火花塞36，所述火花塞36位于第一侧壁与涡轮35之间，所述第一开口 31处安装有第一喷头311，所述第二开口 32处安装有第二喷头321，且所述第一开口 31与储气罐出口 51连接，所述第二开口 32与燃料储罐出口 11连接，冷却剂储罐出口 21与燃料储罐入口 12连接或在所述第一侧壁还可以设置第四开口 34，所述第四开口 34上设置有第三喷头341，所述冷却剂储罐出口 21和所述第四喷头341连接；
[0025]所述冷凝器40具有空气通道及尾气通道，所述空气通道一端设置有空气通道入口 42，另一端设置有空气通道出口 44，所述空气通道出口 44与储气罐入口 52连接，所述尾气通道一端设置有尾气通道入口 41，另一端设置有尾气通道出口 43，所述尾气通道气体入口 41与所述第四开口 34连接，所述尾气通道的底部设置有冷却剂出口 45，所述冷却剂出口45与冷却剂储罐入口 22连接。
[0026]根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，可以取得的积极效果是:发动机在工作时，燃料和冷却剂也可以先混合形成混合燃料，燃烧室30中的第一喷头311、第二喷头321分别将空气与混合燃料一起喷入燃烧室30，可选的，也可以是燃烧室30中的第一喷头311、第二喷头321和第三喷头331分别将储气罐50中的空气、燃料储罐10中的燃料以及冷却剂储罐20中的冷却剂一起喷入燃烧室30，火花塞36喷火花可以将其点燃，使燃烧更加充分，燃烧的气体将迅速膨胀，推动涡轮35旋转，并带动与涡轮35连接的主轴转动做功。现有技术中的发动机的散热降温及尾气排放是导致其热效率低的两个最主要原因，在燃烧时燃烧室30内的温度会变得过高，因此为保护发动机不会损坏需要散热降温，从而导致了热量大量损失，而在本实用新型中，喷入的冷却剂在汽化时会吸热，而在液化时会散热，能够起到在燃烧室30温度过高时可以吸热降温的作用，取得了既能散热又可以参与做功的理想效果，将做功和散热合为一体；燃烧后排放的尾气中携带大量的热量，本实用新型可以采用两种方式回收尾气中所携带的热量，其一是当空气通过空气通道入口 42进入到冷凝器40中，在冷凝器40中与从燃烧室30出来的尾气进行热交换被预热成高温的空气，然后高温的空气通过空气通道出口 44进入储气罐50中，然后再被第一喷头311喷入到燃烧室30中，从而实现了对尾气热量的回收利用，其二是利用冷凝器40将尾气中高温的冷却剂蒸气冷凝为液态的冷却剂，废气从尾气通道出口 43排出，此时液态的冷却剂的温度仍然很高，含有大量的热量，冷凝的冷却剂在重力作用下通过冷却剂出口 45流到冷却剂储罐20中，可以再次喷入燃烧室30，从而形成冷却剂的“受热-做功-冷凝”的良性循环，从而使根据本实用新型的实施例的具有冷凝装置的发动机能够形成了气体循环和冷却剂循环的双重热量回收方式，从而大幅度提高了发动机的热效率。另外，利用储气罐50供气可避免发动机怠速时的空转，发动机怠速时可停转，启动时由储气罐50将压缩空气直接喷入燃烧室燃烧启动，以实现节能的目的。
[0027]根据本实用新型的实施例，可选的，所述空气通道出口 44与储气罐入口 52的连接管道上设置有压气机60，压气机60的种类和结构不受特别限制，例如可以是轴流式压缩机等，还可以是机械压气机，例如利用与涡轮35连接的主轴为动力的机械压气机等，压气机60可以使储气罐50储存更多的空气，从而可以将更多的尾气热量回收利用，有利于进一步提闻发动机的热效率。
[0028]根据本实用新型的实施例，可选的，所述空气通道入口 42与外界相通，使外界的冷空气可以进入冷凝器40中，与冷凝器40中的高温尾气进行热交换。[0029]根据本实用新型的实施例，可选的，所述空气通道出口 44处安装有气体过滤器(未示出，下同)。由此，完成热交换的空气在经过过滤器的净化以后才进入所述储气罐50中，可以有效去除空气中的杂质，进而有利于提闻发动机的热效率。
[0030]根据本实用新型的实施例，可选的，所述空气通道入口 42处安装有气体流量控制器(未示出，下同)，可以控制外界进入冷凝器40的冷空气的流量，当冷凝器40中的温度低时，可以使冷空气的流量变小，冷凝器40中的温度会随之升高，当冷凝器40中的温度高时，可以使冷空气的流量变大，冷凝器40中的温度会随之降低，从而可以确保既能完成冷凝，又可以防止热量过多散失。
[0031]根据本实用新型的实施例，可选的，所述冷却剂出口 45与所述冷却剂储罐入口 22之间设置有过滤器70，可以过滤掉冷却剂中的杂质，进而有利于提高发动机的热效率。
[0032]根据本实用新型的实施例，可选的，所述冷却剂出口 45处安装有温度指示器(未示出，下同)，可以随时观察到冷却剂的温度。
[0033]根据本实用新型的实施例，可选的，所述冷却剂储罐20外设有保温层，有利于防
止热量散失。
[0034]根据本实用新型的实施例，可选的，所述第一开口与所述储气罐出口之间的连接管道上安装有阀门(未示出)，可以保证进入燃烧室30的气体的气压更加稳定。
[0035]根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，还可以取得如下所述的至少一种积极技术效果:
[0036]1、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，现有发动机的热量被废气排放损失约40%，散热损失约20%，而根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，具有冷却剂循环和气体循环的双重热量回收方式，从而大幅度提高了发动机的热效率，可以将现有的发动机的热效率提闻10%以上。
[0037]2、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，发动机结构简单，燃烧室无润滑，可以省略润滑系统，并简化散热系统，省略多气门配气系统，省略点火的正时要求，有利于降低发动机制造成本以及维修、维护成本。
[0038]3、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，可以使用多种燃料，例如汽油、柴油、天然气等多种燃料，冷却剂可以选用水等，材料来源极其广泛。
[0039]4、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，输出功率高，在储气罐50连续供气的情况下，可以连续做功，从而提高输出功率。
[0040]5、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，由于提高热效率是通过对废热来再利用实现的，不仅可以变废为宝，而且可以显著降低污染物排放量，从而有利于环境保护。
[0041]6、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，高速或低速运转皆可工作，具有高低两种输出功率可供选择，避免以前涡轮机必须高速运转而输出轴又常需低速运转的短板。
[0042]7、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，由于有储气罐50，故需要怠速时，主轴可以停止转动，避免非工作状态的能量损耗，当需要加速时，只要储气罐50给出高压气则燃烧室30内喷燃料点火即可以迅速工作。
[0043]8、根据本实用新型实施例的具有冷凝装置的发动机，可用于车辆、船舶、发电机组等多种【技术领域】，适用范围广泛，推广价值大。
[0044]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。
【权利要求】
1.一种具有冷凝装置的发动机，其特征在于，包括:燃料储罐、冷却剂储罐、燃烧室、冷凝器以及储气罐； 所述燃烧室的第一侧壁上设置有第一开口和第二开口，与第一侧壁相对着的第二侧壁上设置有第三开口，所述燃烧室内设置有涡轮和火花塞，所述火花塞位于第一侧壁与涡轮之间，所述第一开口处安装有第一喷头，所述第二开口处安装有第二喷头，且所述第一开口与储气罐出口连接，所述第二开口与燃料储罐出口连接，冷却剂储罐出口与燃料储罐入口连接或在所述第一侧壁上还设置有第三喷头，所述冷却剂储罐出口和所述第三喷头连接； 所述冷凝器具有空气通道及尾气通道，所述空气通道一端设置有空气通道入口，另一端设置有空气通道出口，所述空气通道出口与储气罐入口连接，所述尾气通道一端设置有尾气通道入口，另一端设置有尾气通道出口，所述尾气通道入口与所述第三开口连接，所述尾气通道的底部设置有冷却剂出口，所述冷却剂出口与冷却剂储罐入口连接。
2.根据权利要求1所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述空气通道出口与所述储气罐入口的连接管道上设置有压气机。
3.根据权利要求2所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述空气通道入口与外界空气相通。
4.根据权利要求3所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述空气通道出口处安装有气体过滤器。
5.根据权利要求4所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述空气通道入口安装有气体流量控制器。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述冷却剂出口与所述冷却剂储罐入口之间的管道上设置有过滤器。
7.根据权利要求6所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述冷却剂出口处安装有温度指示器。
8.根据权利要求6所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述冷却剂储罐外设有保温层。
9.根据权利要求6所述的具有冷凝装置的发动机，其特征在于，所述第一开口与所述储气罐出口之间的连接管道上安装有阀门。
【文档编号】F02C3/34GK203640835SQ201420024986
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】梁立新 申请人:梁立新