一种内燃、蒸汽联合发动机的制作方法

文档序号:12058560阅读:264来源:国知局

本发明涉及一种发动机,特别是一种内燃、蒸汽联合发动机。



背景技术:

热机为了提高效率,尽可能的提高工作温度并降低排放温度,但是目前的内燃机燃烧室和活塞缸在一起,受材料的限制,工作时内燃机需要降温,低温下燃料燃烧不充分,同时很大一部分能量被冷却液带走释放到大气中,效率比较低,汽油内燃机效率在25%-38%,柴油内燃机效率在35%-45%之间。



技术实现要素:

为了克服现有内燃机的不足,本发明提供了一种内燃、蒸汽联合发动机,该内燃、蒸汽联合发动机首先采用燃烧室和活塞缸分离的形式,使燃烧室在更高的温度下工作,其次是燃烧室出来的高温气体加热蒸汽发生器中的水使其汽化,被汽化的水蒸汽和被降温的高温气体一同对蒸汽发动机做功,使冷却系统的废弃能量也来做功,可使能量高效利用。

本发明采取的技术方案是:该内燃、蒸汽联合发动机,包括燃烧室,蒸汽发生器,蒸汽发动机,变速箱,离合器,空气压缩机,高压油泵,发电机,单向阀,高压空气罐,高压缓冲油罐,电瓶,控制阀门,油门,高压发生器,水箱等组成,其特征是燃烧室和蒸汽发动机连通,它们中间有蒸汽发生器,蒸汽发生器连有水箱,蒸汽发生器出口和蒸汽发动机连通,蒸汽发动机带动变速箱,变速箱带动空气压缩机、高压油泵及发电机,空气压缩机和高压空气罐连通,它们之间有单向阀,高压空气罐和燃烧室连通,它们之间有控制阀门,高压油泵和高压缓冲油罐连通,它们之间有单向阀,高压缓冲油罐和燃烧室连通,它们之间有油门,发电机和电瓶相连,电瓶和高压发生器连接,高压发生器和燃烧室 内的点火装置连接,变速箱和空气压缩机、高压油泵、发电机之间可以有离合器,燃烧室和高压空气罐、高压缓冲油罐之间可以有单向阀。

本发明具有的有益效果是:由于采取上述方案,可大幅度提高内燃、蒸汽联合发动机燃烧室工作温度,而且没有冷却系统的能量释放到大气中,热机效率可大幅度提升,预计可提升到60-70%之间,选用燃料范围宽泛,可以使用汽油、柴油、煤油、酒精等液体燃料或者它们的混合燃料。

附图说明:

附图为内燃、蒸汽联合发动机流程图;

图中1为燃烧室,2为蒸汽发生器,3为蒸汽发动机,4为变速箱,5为离合器,6为离合器,7为离合器,8为空气压缩机,9为高压油泵,10为发电机,11为单向阀,12为单向阀,13为高压空气罐,14为高压缓冲油罐,15为电瓶,16为控制阀门,17为油门,18为高压发生器,19为单向阀,20为单向阀,21为水箱。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:

如图所示,系统工作之前首先要为高压空气罐13,高压缓冲油罐14充满空气和燃料到额定工作压力,工作时高压空气罐13,高压缓冲油罐14中的空气和燃料通过控制阀门16和油门17进入燃烧室1,点火后燃烧室1产生的高温高压气体23先经过经过蒸汽发生器2加热其中的水并冷却自己,然后和蒸汽发生器2产生的高压水蒸汽24混合共同推动蒸汽发动机3,蒸汽发动机3带动变速箱4,变速箱4输出动力22同时又通过离合器5、6、7带动空气压缩机8、高压油泵9、发电机10,空气压缩机8向高压空气罐13注入高压空气,高压油泵9向高压缓冲油罐14注入高压燃料油,发电机10向电瓶15供电,它们分别向燃烧室1提供空气、高压燃料油和电源,空气压缩机8、高压油泵9和高压空气罐13、高压缓冲油罐14之间有 单向阀11、12,使得空气、燃料进入高压空气罐13、高压缓冲油罐14后不能返流,保证高压空气罐13、高压缓冲油罐14内部要始终保持高压,高压空气罐13、高压缓冲油罐14和燃烧室1之间有控制阀门16,油门17,控制进入燃烧室1的空气、燃料量,燃烧室1和高压空气罐13之间有单向阀19,燃烧室1和高压缓冲油罐14之间有单向阀20,可以防止燃烧室1内部可能产生的瞬间高压对高压空气罐13、高压缓冲油罐14产生影响。

依靠燃烧室1和蒸汽发生器2出来的高能量气体23和高压水蒸气24推动蒸汽发动机3运转,反过来蒸汽发动机3又把一部分机械能能用来带动空气压缩机8和高压油泵9把空气、燃料用高压送到燃烧室1内,使系统可以周而复始运转,这和涡轮喷气发动机相类似,空气压缩机8相当于涡轮喷气发动机的压气机,蒸汽发动机3相当于涡轮喷气发动机的涡轮机。从能量守恒来讲,如果燃烧室1没有燃料燃烧,没有能量损耗,没有动力输出,那么在高压空气罐13,高压缓冲油罐14内出来的能量就可以使整个系统往复运转,因此燃烧室1产生的能量只要克服损耗,就可以使系统正常运行。

和内燃机内的压力相比,内燃机间歇喷油,本系统是连续喷油,在相同功率下瞬间喷油量就会很小,因此相对于内燃机来讲,燃烧室内产生的压力是“中低”压,虽然可能产生类似爆炸的瞬间高压,随着蒸汽发动机3的运转燃烧室1内的压力会很快降低,空气、燃料可以继续进入燃烧室1,另外还可以采取增加蒸汽发动机3的活塞数量和加大活塞直径等方式,降低燃烧室1工作压力。

在输出功率22较大时,燃烧室1内部压力大,输出功率小时燃烧室1内部压力小,为保证系统正常运转,高压空气罐13和高压缓冲油罐14内部的压力要保持最大值,输出功率22小时空气压缩机8和高压油泵9间歇工作,输出功率22大时满负荷工作,在输出功率22最小时,燃烧室1可不工作,只有蒸汽 发生器2内的蒸汽工作。

在系统刚开始运转蒸汽发生器2没有蒸汽产生时,这时空气和燃料消耗量大,所以空气压缩机8和高压油泵9的排量要大,这时输出动力22要保持较小的水平,而在蒸汽发生器2正常工作后,燃烧室1燃料和空气需求减少,空气压缩机8和高压油泵9的排量减少,可以间歇工作。

蒸汽发生器2的功率要大于蒸汽发动机3,目的是燃烧室1出来的高温气体能够充分降温,确保蒸汽发动机3在其允许温度下工作。

水箱21需加蒸馏水,蒸馏水需像加燃油一样经常加注,北方冬季需防冻。

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