專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)涉及一種能源動(dòng)力設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前使用的內(nèi)燃機(jī)完全采用燃油在氣缸中燃燒，高溫高壓氣體推動(dòng) 活塞做功，將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，在熱功轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，有大量的熱能損失掉。 而蒸汽機(jī)采用外加熱方式將水變成高壓蒸汽，蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，外加熱方式的蒸汽機(jī)效率低。本發(fā)明是在內(nèi)燃機(jī)和蒸汽機(jī)原理的基礎(chǔ)上，將內(nèi)燃機(jī)變成直熱蒸汽機(jī)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)的目的在于提出一種以?xún)?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以燃油燃?xì)鉃槟茉矗哉羝麨閯?dòng)力的直熱蒸汽機(jī)。它具有熱效率高、節(jié)能環(huán)保 等特點(diǎn)。其特征是在四沖程內(nèi)燃機(jī)的氣缸中設(shè)置儲(chǔ)熱汽化器，儲(chǔ)熱汽化器設(shè) 置在氣缸的燃燒室內(nèi)，儲(chǔ)熱汽化器是由耐高溫良導(dǎo)熱材料制成的，儲(chǔ)熱汽化器 具有較大的熱容量，儲(chǔ)熱汽化器具有良好的吸熱與散熱結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)熱汽化器上設(shè) 有孔道保證氣流暢通。在氣缸蓋上設(shè)有噴水器，噴水器的噴口對(duì)準(zhǔn)儲(chǔ)熱汽化器， 噴水器通過(guò)水管與水壓力調(diào)節(jié)器相連，水壓力調(diào)節(jié)器通過(guò)水濾清器和高壓水泵 與水箱相接，水壓力調(diào)節(jié)器的回水管與水箱相連。電控器總成與噴水器相連， 控制噴水器的噴水時(shí)刻與噴水時(shí)間。其余結(jié)構(gòu)與四沖程內(nèi)燃機(jī)相同。 其工作原理是在進(jìn)氣沖程中，氣缸中的活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，噴油 器噴入燃油，燃油與空氣的混合氣體進(jìn)入氣缸中，由電控總成控制噴油時(shí)刻和 噴油時(shí)間，從而控制了噴入燃油的量?；钊\(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，在曲軸的作用下， 運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入壓縮沖程。在壓縮沖程中，進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸中的氣體被壓縮，氣體溫度和壓強(qiáng)升高，儲(chǔ)熱汽化器被加熱?；钊竭_(dá)上止點(diǎn) 時(shí)，在曲軸的作用下，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向改變后，火花塞 在電控總成的控制下點(diǎn)火，點(diǎn)燃了氣缸燃燒室內(nèi)的氣體，進(jìn)入做功沖程。在做功沖程中，進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)關(guān)閉，電控總成控制火花塞點(diǎn)燃燃燒室內(nèi) 的可燃?xì)怏w，氣體燃燒后，產(chǎn)生高溫，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，輸 出機(jī)械能，同時(shí)，氣體燃燒產(chǎn)生的熱能使儲(chǔ)熱汽化器溫度升高。燃?xì)馔耆紵?之時(shí)，打開(kāi)噴水器，在高壓水泵作用下噴入適量的水，水被儲(chǔ)熱汽化器汽化， 體積膨脹，推動(dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出機(jī)械能，噴水時(shí)刻與噴水時(shí)間由電控 總成控制。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，在曲軸的作用下，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，活塞 由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入下一個(gè)沖程，即排氣沖程。在排氣沖程的過(guò)程中，排氣門(mén)打開(kāi)，在活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程 中，氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，在曲軸的作用下，運(yùn) 動(dòng)方向發(fā)生改變，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入了吸氣沖程。于是進(jìn)入下 一個(gè)四沖程的循環(huán)過(guò)程。內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的最大區(qū)別在于內(nèi)燃機(jī)完全采用燃油燃燒，推動(dòng) 活塞做功，產(chǎn)生的廢氣溫度高，高溫廢氣被排放，浪費(fèi)了大量能源。而在內(nèi)燃 直熱蒸汽機(jī)中，首先一定量的燃油在燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒的熱量用來(lái)加熱儲(chǔ)熱 汽化器，再用儲(chǔ)熱汽化器直接加熱水，迅速使水汽化，蒸氣推動(dòng)活塞做功。燃?xì)馊紵龝r(shí)產(chǎn)生的熱能被充分利用，內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)的效率比內(nèi)燃機(jī)高。


圖l為四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意2為簡(jiǎn)易四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意圖 在圖1中，l為曲軸，2為連桿，3為氣缸，4為活塞，5為噴水器，6為 儲(chǔ)熱汽化器，7為水箱，8為高壓水泵，9為水濾清器，IO為回水管，ll為輸水管，12為水壓力調(diào)節(jié)器，13為排氣門(mén)，14為火花塞，15為電控總成，16為線 束，17為進(jìn)氣門(mén)，18為噴油器，19為油壓力調(diào)節(jié)器，20為輸油管，21為回油 管，22為汽油濾清器，23為高壓油泵，24為油箱，25為氣缸蓋，26上止點(diǎn)， 27為下止點(diǎn)。在圖2中，除了不設(shè)置儲(chǔ)熱汽化器之外，結(jié)構(gòu)完全與圖l相同。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)原理結(jié)構(gòu)如圖1所示，在圖1中，曲軸1與連桿2 相連，連桿與活塞4相連，活塞設(shè)置在氣缸3內(nèi)，噴水器5設(shè)置在氣缸蓋25上， 噴水器與水壓力調(diào)節(jié)器12相連，水箱7通過(guò)輸水管11與水壓力調(diào)節(jié)器相連， 在水箱與水壓力調(diào)節(jié)器間的的輸水管路上串接高壓水泵8和水濾清器9，儲(chǔ)熱汽 化器6設(shè)置在氣缸內(nèi)，并位于上止點(diǎn)26的上方，油壓力調(diào)節(jié)器19通過(guò)輸油管 20與油箱24相連，在油壓力調(diào)節(jié)器與油箱之間串接汽油濾清器和高壓油泵23， 油壓力調(diào)節(jié)器上的回油管20與油箱相通，火花塞14、進(jìn)氣門(mén)17和排氣門(mén)13設(shè) 在氣缸蓋上，噴油器18設(shè)置在進(jìn)氣門(mén)的外側(cè)，噴油器與油壓力調(diào)節(jié)器相連，電 控總成15輸出的線束16分別與火花塞、噴水器和噴油器相連。在高壓水泵作用下，水箱中的水經(jīng)水濾清器過(guò)濾輸送到水壓力調(diào)節(jié)器，在 水壓力調(diào)節(jié)器中，水被分成兩路， 一路與噴水器相連，該路水保持恒定高壓狀 態(tài)，另一路通過(guò)回水管返回水箱，當(dāng)噴水器打開(kāi)時(shí)，高壓水噴出，噴出時(shí)刻與 噴出時(shí)間的長(zhǎng)短由電控總成控制。在高壓油泵作用下，油箱中的油經(jīng)汽油油濾清器過(guò)濾輸送到油壓力調(diào)節(jié)器， 在油壓力調(diào)節(jié)器中，油被分成兩路， 一路與噴油器相連，該路油保持恒定高壓 狀態(tài)，另一路通過(guò)回油管返回油箱，當(dāng)噴油器打開(kāi)時(shí)，高壓油噴出，噴出時(shí)刻與噴出時(shí)間的長(zhǎng)短由電控總成控制。四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)工作過(guò)程如下在進(jìn)氣沖程中，氣缸中的活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)， 噴油器噴入燃油，燃油與空氣的混合氣體進(jìn)入氣缸中。在壓縮沖程中，進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)， 氣缸中的氣體被壓縮，氣體溫度和壓強(qiáng)升高，儲(chǔ)熱汽化器被加熱。在做功沖程中，進(jìn)氣門(mén)與排氣門(mén)關(guān)閉，電控總成的控制火花塞點(diǎn)燃了氣 缸燃燒室內(nèi)的可燃?xì)怏w，氣體燃燒，產(chǎn)生高溫，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞向下 運(yùn)動(dòng)，輸出機(jī)械能。氣體燃燒時(shí)，產(chǎn)生的熱能使儲(chǔ)熱汽化器溫度升高。在電控 總成的控制下，打開(kāi)噴水器，噴水器向儲(chǔ)熱汽化器噴水，噴水時(shí)刻與噴水時(shí)間 由電控總成控制，噴水時(shí)刻設(shè)置在火花塞點(diǎn)火之后燃?xì)馔耆紵畷r(shí)。水被汽 化為蒸汽，體積膨脹，蒸汽推動(dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出機(jī)械能。在排氣沖程中，排氣門(mén)打開(kāi)，在活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中， 氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出。接著，四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)進(jìn)入下一個(gè)四沖程的循環(huán)過(guò)程，就這樣， 四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)周而復(fù)始地工作。實(shí)施例2簡(jiǎn)易四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)簡(jiǎn)易四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)如圖2所示，簡(jiǎn)易四沖程內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)是 在圖1的基礎(chǔ)上省去了儲(chǔ)熱汽化器，在做功沖程中，在燃?xì)馔耆紵畷r(shí)，噴 水器向氣缸內(nèi)水，氣缸中的高溫氣體和高溫的氣缸壁將水汽化，蒸汽推動(dòng)活塞 做功輸出機(jī)械能。不設(shè)置儲(chǔ)熱汽化器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但熱效率低。
權(quán)利要求
1一種內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)是由曲軸(1)，連桿(2)，氣缸(3)，活塞(4)，噴水器(5)，儲(chǔ)熱汽化器(6)，水箱(7)，高壓水泵(8)，水濾清器(9)，回水管(10)，輸水管(11)，水壓力調(diào)節(jié)器(12)，排氣門(mén)(13)，火花塞(14)，電控總成(15)，線束(16)，進(jìn)氣門(mén)(17)，噴油器(18)，油壓力調(diào)節(jié)器(19)，輸油管(20)，回油管(21)，汽油濾清器(22)，高壓油泵(23)，油箱(24)，氣缸蓋(25)組成的，其特征在于曲軸與連桿相連，連桿與活塞相連，活塞設(shè)置在氣缸內(nèi)，噴水器設(shè)置在氣缸蓋上，噴水器與水壓力調(diào)節(jié)器相連，水箱通過(guò)輸水管與水壓力調(diào)節(jié)器相連，在水箱與水壓力調(diào)節(jié)器間的的輸水管路上串接高壓水泵和水濾清器，儲(chǔ)熱汽化器設(shè)置在氣缸內(nèi)，油壓力調(diào)節(jié)器通過(guò)輸油管與油箱相連，在油壓力調(diào)節(jié)器與油箱之間串接汽油濾清器和高壓油泵，油壓力調(diào)節(jié)器上的回油管與油箱相通，火花塞、進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)設(shè)在氣缸蓋上，噴油器設(shè)置在進(jìn)氣門(mén)的外側(cè)，噴油器與油壓力調(diào)節(jié)器相連，電控總成輸出的線束分別與火花塞、噴水器和噴油器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)，其特征在于儲(chǔ)熱汽化器是由耐高溫良 導(dǎo)熱材料制成的，儲(chǔ)熱汽化器具有較大的熱容量，儲(chǔ)熱汽化器具有良好的吸 熱與散熱結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)熱汽化器上設(shè)有孔道，在簡(jiǎn)易內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)中，不設(shè)置 儲(chǔ)熱汽化器。
全文摘要
一種內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)是以燃油為能源，以?xún)?nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的蒸氣機(jī)，它是由曲軸1，連桿2，氣缸3，活塞4，噴水器5，儲(chǔ)熱汽化器6，水箱7，高壓水泵8，水濾清器9，回水管10，輸水管11，水壓力調(diào)節(jié)器12，排氣門(mén)13，火花塞14，電控總成15，線束16，進(jìn)氣門(mén)17，噴油器18，油壓力調(diào)節(jié)器19，輸油管20，回油管21，汽油濾清器22，高壓油泵23，油箱24，氣缸蓋25組成的，其特征在于在氣缸蓋上設(shè)置噴水器，在氣缸內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)熱汽化器，噴水器與水壓力調(diào)節(jié)器相連，水壓力調(diào)節(jié)器通過(guò)高壓水泵與水箱相連。在做功沖程中，氣體燃燒使儲(chǔ)熱汽化器溫度升高，噴水器噴入適量的水，水被汽化，蒸汽推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，輸出機(jī)械能。內(nèi)燃直熱蒸汽機(jī)具有效率高、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M25/03GK101403350SQ20071015734
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2007年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者策 孟, 燁 張, 張寅嘯, 張辛衡 申請(qǐng)人:張寅嘯