氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機及使用該發(fā)動機的車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠同時對發(fā)動機尾氣以及發(fā)動機活塞缸外部液冷器中冷卻液的熱量進行有效利用的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機以及使用該發(fā)動機的車輛。該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機包括內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸連接與內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室相通的排氣通道，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸的外部設(shè)有液冷器，液冷器連接換熱裝置，所述換熱裝置包括第一換熱單元和第二換熱單元，第一換熱單元包括具有進氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室以及用于對該氨氣加熱增壓腔室進行加熱的第一流路，第二換熱單元包括具有進液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室以及分別對該氨水加熱氣化腔室進行加熱的第二流路和第三流路，第一流路的入口與所述排氣通道連接。
【專利說明】氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機及使用該發(fā)動機的車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機及使用該發(fā)動機的車輛，具體涉及一種氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞內(nèi)燃發(fā)動機的余熱主要分為兩個部分，一是燃燒室排氣口排放的尾氣，二是內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸外部液冷器中冷卻液(一般為水)帶走的熱量。以汽車發(fā)動機為例，正常工作時要求液冷器中冷卻液溫度控制在80 - 90°C之間，在此溫度范圍內(nèi)發(fā)動機的工作效率才最高，超過或低于這個溫度范圍就將影響發(fā)動機的安全經(jīng)濟運行；而普通柴油機排氣溫度一般為400— 450°C左右，汽油機比柴油機的排氣溫度要高，可以達到750°C以上，汽車排氣管末端出口溫度在80°C左右。由以上數(shù)據(jù)可以看出，柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機在正常工作時都會產(chǎn)生大量的余熱。但是，這些大量的余熱一直以來都沒有得到過有效利用。另夕卜，由于排氣管末端溫度在80°C左右，在這個溫度下本可以自然沉降的顆粒物進一步分解，由PMlO變?yōu)镻M2.5，從而加劇了目前大氣污染，同時車輛排放的高溫熱風也是氣候變暖的重要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠同時對發(fā)動機尾氣以及發(fā)動機活塞缸外部液冷器中冷卻液的熱量進行有效利用的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機以及使用該發(fā)動機的車輛。
[0004]本發(fā)明的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，包括內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸連接與內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室相通的排氣通道，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸的外部設(shè)有液冷器，液冷器連接換熱裝置，所述換熱裝置包括第一換熱單元和第二換熱單元，第一換熱單元包括具有進氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室以及用于對該氨氣加熱增壓腔室進行加熱的第一流路，第二換熱單元包括具有進液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室以及分別對該氨水加熱氣化腔室進行加熱的第二流路和第三流路，第一流路的入口與所述排氣通道連接，第一流路的出口與第二流路的入口連接，第二流路的出口連接排氣裝置，第三流路的入口與所述液冷器的出口連接，第三流路的出口通過第一動力裝置與所述液冷器的入口連接，氨氣加熱增壓腔室的進氣口與氨水加熱氣化腔室的排氣口導通，氨氣加熱增壓腔室的排氣口與由氨氣驅(qū)動發(fā)電的汽輪發(fā)電機的氨氣輸入端相連，該汽輪發(fā)電機的氨氣輸出端與氨氣水冷回收裝置連接，氨水加熱氣化腔室的排液口通過第二動力裝置與氨氣水冷回收裝置中的噴淋器連接，該噴淋器使用氨水加熱氣化腔室中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機所排放的氨氣，氨氣水冷回收裝置的氨水輸出端通過第三動力裝置與氨水加熱氣化腔室的進液口連接。
[0005]本發(fā)明上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機工作時，燃燒室排氣口排放的高溫尾氣首先進入第一換熱單元的第一流路，然后再從第一流路的出口進入第二換熱單元的第二流路，最后從第二流路的出口流出換熱裝置，最后從排氣裝置排放，而液冷器中對內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸進行冷卻后溫度升高的冷卻液則進入第二換熱單元的第三流路，進行換熱冷卻后從第三流路出口流出，再通過第一動力裝置的驅(qū)動返回液冷器的入口，從而在液冷器與換熱裝置之間進行循環(huán)流動，當尾氣進入第二流路后，由于其已經(jīng)在第一換熱單元中進行過了一次換熱(即與進入氨氣加熱增壓腔室中的氨氣進行換熱)，因此其溫度已經(jīng)顯著下降，但是，由于氨的沸點較低，從進液口進入氨水加熱氣化腔室中的氨水仍然能夠被第二流路中的尾氣以及第三流路中的冷卻液共同加熱而大量轉(zhuǎn)化為氨氣，此后，氨水加熱氣化腔室中產(chǎn)生的氨氣進入氨氣加熱增壓腔室，這時，這些氨氣再與剛進入第一換熱單元的第一流路中的高溫尾氣發(fā)生熱交換，使氨氣進一步被加熱和增壓，提高后續(xù)汽輪發(fā)電機的發(fā)電效率，氨水加熱氣化腔室中經(jīng)過換熱的剩余氨液從氨水加熱氣化腔室的排液口排出并在第二動力裝置作用下進入氨氣水冷回收裝置的噴淋器，該噴淋器使用氨水加熱氣化腔室中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機所排放的氨氣，從氨氣水冷回收裝置中回收到的高濃度氨水最后通過第三動力裝置進入氨水加熱氣化腔室的進液口，如此循環(huán)，從而充分利用活塞內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室排氣口排出的尾氣以及液冷器中冷卻液的熱量進行發(fā)電。
[0006]本發(fā)明上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機同時利用了內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室所排尾氣的熱量以及內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸外部液冷器中冷卻液吸收的熱量。通常，內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室所排尾氣的溫度為400 - 800°C，而內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸外部液冷器中冷卻液的溫度則低于100°C，兩者相差很大，人們往往難以同時將這兩種熱源進行有效組合利用，因此本發(fā)明申請日前未見到有人提出過同時利用內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室所排尾氣的熱量以及內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸外部液冷器中冷卻液吸收的熱量的想法。由于本發(fā)明的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機中采用的換熱裝置恰好能夠?qū)⑸鲜鰞煞N熱源進行有機結(jié)合，其一方面利用串聯(lián)的第一流路和第二流路實現(xiàn)對高溫尾氣的兩級降溫，一方面利用第三流路對溫度本就不高的冷卻液進行降溫(而這剛好又是第二換熱單元需要的，因為能夠使氨水加熱氣化腔室中的氨水在分解產(chǎn)生氨氣的同時不產(chǎn)生或少產(chǎn)生水蒸氣)，從而將產(chǎn)生高壓且低含水量的氨氣，有利于汽輪發(fā)電機的發(fā)電。
[0007]作為第一換熱單元的一種具體結(jié)構(gòu)，所述氨氣加熱增壓腔室是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成，這些換熱管的兩端分別安裝在孔板上，換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室的進氣口，上端為氨氣加熱增壓腔室的排氣口，第一換熱單元中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路。作為第一換熱單元的另一種具體結(jié)構(gòu)，所述第一流路是由在第一換熱單元中曲折延伸的換熱管構(gòu)成，第一換熱單元中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨氣加熱增壓腔室。
[0008]作為第二換熱單元的一種具體結(jié)構(gòu)，所述第二流路和第三流路分別由在第二換熱單元中延伸的換熱管構(gòu)成，第二換熱單元中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室。在此基礎(chǔ)上，所述第二流路和第三流路在第二換熱單元中共同形成的溫度場可具有由上往下溫度降低的梯度。當?shù)诙髀泛偷谌髀吩诘诙Q熱單元中共同形成的溫度場可具有由上往下溫度降低的梯度時，氨水加熱氣化腔室中的氨水由下往上逐漸加熱汽化，起到一定的氨氣增壓效果，有利于進一步提高后續(xù)汽輪發(fā)電機的發(fā)電效率。
[0009]所述第一換熱單元與第二換熱單元可以上下疊置為一整體，氨氣加熱增壓腔室與氨水加熱氣化腔室上下貫通。將換熱裝置設(shè)計成第一換熱單元與第二換熱單元上下疊置為一整體，并使氨氣加熱增壓腔室與氨水加熱氣化腔室上下貫通的形式后，不僅能夠提高設(shè)備的整體性和緊湊性，更重要的是還能夠縮短換熱介質(zhì)在第一換熱單元與第二換熱單元之間的流動距離，減少熱量損失，并且還可以降低氨氣在第一換熱單元與第二換熱單元之間的流動阻力。
[0010]進一步的，所述第一流路的入口溫度為400 - 800°C，第二流路的入口溫度≥70℃且< 100°C，第二流路的出口溫度為15 — 40°C，第三流路的入口溫度為≥50°C且< 100°C。將第二流路的入口溫度控制在≥ 701:且< 100°C，位于氨水加熱氣化腔室中的氨水在分解產(chǎn)生氨氣的同時基本上不產(chǎn)生水蒸氣，這樣就能夠確保進入第二汽輪發(fā)電機的幾乎全是氨氣，從而避免當進入第二汽輪發(fā)電機的是氨氣和水蒸氣的混合氣體所產(chǎn)生的問題；第一流路的入口溫度為400 — 800°C，第三流路的入口溫度為≥50°C且<100°C是目前活塞內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室排氣口排放的尾氣以及液冷器中冷卻液的通常溫度范圍；第二流路的出口溫度為15 — 40°C，降低了排氣管末端出口溫度，減少大氣PM2.5污染。
[0011]本發(fā)明由活塞內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的車輛，其活塞內(nèi)燃發(fā)動機采用上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機整體安裝于車體中，所述汽輪發(fā)電機與安裝于車體中的蓄電池電連接。為將上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機整體安裝于車體中可以用其換熱裝置替換目前通常安裝于汽車前部的散熱器，同時應(yīng)采用微型化的汽輪發(fā)電機。目前市面上已有微型汽輪發(fā)電機可供選用。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的說明、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機中換熱裝置的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機中換熱裝置的另一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明安裝有氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機的混合動力轎車的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機包括內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100連接與內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室130相通的排氣通道200，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100的外部設(shè)有液冷器120 (具體為水冷器)，液冷器120連接換熱裝置300，換熱裝置300包括第一換熱單元310和第二換熱單元320，第一換熱單元310包括具有進氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室311以及用于對該氨氣加熱增壓腔室311進行加熱的第一流路312，第二換熱單元320包括具有進液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室321以及分別對該氨水加熱氣化腔室321進行加熱的第二流路322和第三流路323，第一換熱單元310與第二換熱單元320上下疊置為一整體，氨氣加熱增壓腔室311與氨水加熱氣化腔室321上下貫通，第一流路312的入口與所述排氣通道200連接，第一流路312的出口與第二流路322的入口連接，第二流路322的出口連接排氣裝置，第三流路323的入口與所述液冷器120的出口連接，第三流路323的出口通過第一動力裝置Dl (具體采用泵)與所述液冷器120的入口連接，氨氣加熱增壓腔室311的進氣口與氨水加熱氣化腔室321的排氣口導通，氨氣加熱增壓腔室311的排氣口與由氨氣驅(qū)動發(fā)電的汽輪發(fā)電機610的氨氣輸入端相連,該汽輪發(fā)電機610的氨氣輸出端與氨氣水冷回收裝置620連接，氨水加熱氣化腔室321的排液口通過第二動力裝置D2(具體采用泵)與氨氣水冷回收裝置620中的噴淋器621 (具體采用噴射泵)連接，該噴淋器621使用氨水加熱氣化腔室321中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機610所排放的氨氣，氨氣水冷回收裝置620的氨水輸出端通過第三動力裝置D3 (具體采用泵)與氨水加熱氣化腔室321的進液口連接。其中，第三流路323的入口與所述液冷器120的出口之間連接有熱水箱400，第三流路323的出口與所述液冷器120的入口之間連接有冷水箱500，第一動力裝置Dl位于冷水箱500與液冷器120的入口之間，以便確保第三流路323中流速均勻。
[0018]實施例1
[0019]如圖4所示，安裝氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機(屬汽油發(fā)動機)的混合動力轎車，其中，所述的換熱裝置300安裝在車體700前部，取代了目前的發(fā)動機散熱器，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100的安裝位置與現(xiàn)有汽車發(fā)動機一致，由汽輪發(fā)電機610和氨氣水冷回收裝置620組成的氨氣發(fā)電回收系統(tǒng)600 (如圖1)安裝在汽車發(fā)動機的后側(cè)部，在車體700尾部裝有與汽輪發(fā)電機610電連接的蓄電池900，車體700中安裝有由該蓄電池900的電力驅(qū)動的電動機800，電動機800與車輛驅(qū)動軸傳動連接。該混合動力轎車既可以由氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機單獨驅(qū)動，也可以由電動機800驅(qū)動，或者由氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機和電動機800共同進行驅(qū)動。當氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機工作時，汽輪發(fā)電機610即將產(chǎn)生的電能存儲在蓄電池900中，以便為電動機800的工作提供電力。結(jié)合圖1，該混合動力轎車中的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機的工作過程為:內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室130排放的高溫尾氣(700 - 750°C)首先進入第一換熱單元310的第一流路312，然后再從第一流路312的出口進入第二換熱單元320的第二流路322 (第二流路321的入口溫度控制在90°C左右)，最后從第二流路322的出口流出換熱裝置(第二流路322的出口溫度為30°C左右，最后從排氣管排放，而內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100外部水冷器中對內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸進行冷卻后溫度升高的冷卻水(溫度為80 - 90°C)則通過熱水箱400中轉(zhuǎn)后進入第二換熱單元的第三流路323，進行換熱冷卻后從第三流路出口流出，再通過泵的驅(qū)動返回水冷器的入口，從而在水冷器與換熱裝置之間進行循環(huán)流動。上述過程中，從進液口進入氨水加熱氣化腔室321中的氨水同時被第二流路322中的尾氣以及第三流路323中的冷卻水(尾氣與冷卻水的入口溫度基本上一致)共同加熱而大量轉(zhuǎn)化為氨氣，此后，氨水加熱氣化腔室321中產(chǎn)生的氨氣進入氨氣加熱增壓腔室311，這時，這些氨氣再與剛進入第一換熱單元310的第一流路311中的高溫尾氣發(fā)生熱交換，使氨氣進一步被加熱和增壓，然后再從氨氣加熱增壓腔室311的排氣口直接到汽輪發(fā)電機610以驅(qū)動其發(fā)電，氨水加熱氣化腔室321中經(jīng)過換熱的剩余氨液(稀氨水)從氨水加熱氣化腔室321底部的排液口排出并在泵作用下進入氨氣水冷回收裝置620的噴淋器621(噴射泵)，噴射泵210使用稀氨水來噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機610所排放的氨氣,從而將氨氣水冷回收至氨氣水冷回收裝置620中，然后再通過泵的作用將氨氣水冷回收裝置620中的濃氨水打入氨水加熱氣化腔室321中。
[0020]該實施例1中，如圖1所示，第一換熱單元310的具體結(jié)構(gòu)為:氨氣加熱增壓腔室311是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元310中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成，這些換熱管的兩端分別安裝在孔板302上，換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室311的進氣口，上端為氨氣加熱增壓腔室311的排氣口，第一換熱單元310中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路312。第二換熱單元的具體結(jié)構(gòu)為:第二流路322和第三流路323分別由在第二換熱單元320中延伸的換熱管構(gòu)成，第二換熱單元320中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室321。第一換熱單元310中所采用的換熱管能夠?qū)ζ渲斜患訜岬陌睔馄鸬胶芎玫膲嚎s作用。從圖1中還可看出，第二流路322和第三流路323的換熱管分別位于氨水加熱氣化腔室321中心軸線的兩側(cè)，并呈左右對稱布置，同時，第二流路322和第三流路323的換熱管均是從上向下彎曲延伸的，即熱介質(zhì)在換熱管中整體上由上往下流動，因此，第二流路322和第三流路323能夠在第二換熱單元320中共同形成具有由上往下溫度逐漸降低梯度的溫度場，這樣氨水加熱氣化腔室321中的氨水能夠由下往上逐漸均勻的加熱汽化,有利于進一步提高后續(xù)汽輪發(fā)電機610的發(fā)電效率。
[0021]實施例2
[0022]實施例2是在實施例的基礎(chǔ)上，僅對其第一換熱單元310的結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整。如圖2所示，實施例2的第一換熱單元310的具體結(jié)構(gòu)為:第一流路312是由在第一換熱單元310中曲折延伸的換熱管構(gòu)成，第一換熱單元310中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨氣加熱增壓腔室311。
[0023]實施例3
[0024]安裝氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機(屬柴油發(fā)動機)的貨車，其中，所述的換熱裝置300同樣安裝在車體700前部，取代了目前的發(fā)動機散熱器，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100的安裝位置與現(xiàn)有汽車發(fā)動機一致，由汽輪發(fā)電機610和氨氣水冷回收裝置620組成的氨氣發(fā)電回收系統(tǒng)600 (如圖1)安裝在汽車發(fā)動機的后側(cè)部，車體700中裝有與汽輪發(fā)電機610電連接的蓄電池900。結(jié)合圖1，該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機的工作過程為:內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室130排放的高溫尾氣(400 - 450°C)首先進入第一換熱單元310的第一流路312，然后再從第一流路312的出口進入第二換熱單元320的第二流路322 (第二流路321的入口溫度控制在90°C左右)，最后從第二流路322的出口流出換熱裝置(第二流路322的出口溫度為30°C左右，最后從排氣管排放，而內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸100外部水冷器中對內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸進行冷卻后溫度升高的冷卻水(溫度為50 - 60°C )則通過熱水箱400中轉(zhuǎn)后進入第二換熱單元的第三流路323，進行換熱冷卻后從第三流路出口流出，再通過泵的驅(qū)動返回水冷器的入口，從而在水冷器與換熱裝置之間進行循環(huán)流動。上述過程中，從進液口進入氨水加熱氣化腔室321中的氨水同時被第二流路322中的尾氣以及第三流路323中的冷卻水共同加熱而大量轉(zhuǎn)化為氨氣，此后，氨水加熱氣化腔室321中產(chǎn)生的氨氣進入氨氣加熱增壓腔室311，這時，這些氨氣再與剛進入第一換熱單元310的第一流路311中的高溫尾氣發(fā)生熱交換，使氨氣進一步被加熱和增壓，然后再從氨氣加熱增壓腔室311的排氣口直接到汽輪發(fā)電機610以驅(qū)動其發(fā)電，氨水加熱氣化腔室321中經(jīng)過換熱的剩余氨液(稀氨水)從氨水加熱氣化腔室321底部的排液口排出并在泵作用下進入氨氣水冷回收裝置620的噴淋器621 (噴射泵)，噴射泵210使用稀氨水來噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機610所排放的氨氣，從而將氨氣水冷回收至氨氣水冷回收裝置620中，然后再通過泵的作用將氨氣水冷回收裝置620中的濃氨水打入氨水加熱氣化腔室321中。
[0025]該實施例3中，如圖3所示，第一換熱單元310的具體結(jié)構(gòu)為:氨氣加熱增壓腔室311是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元310中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成，這些換熱管的兩端分別安裝在孔板302上，換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室311的進氣口，上端為氨氣加熱增壓腔室311的排氣口，第一換熱單元310中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路312。第二換熱單元的具體結(jié)構(gòu)為:第二流路322和第三流路323分別由在第二換熱單元320中延伸的換熱管構(gòu)成，第二換熱單元320中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室321。第一換熱單元310中所采用的換熱管能夠?qū)ζ渲斜患訜岬陌睔馄鸬胶芎玫膲嚎s作用。從圖3中還可看出，第二流路322的換熱管位于第三流路323的換熱管上方(第二流路322的換熱管與第三流路323的換熱管可上下重疊一部分)，由于第二流路322的入口溫度高于第三流路323的入口溫度，因此，第二流路322和第三流路323能夠在第二換熱單元320中共同形成具有由上往下溫度逐漸降低梯度的溫度場，這樣氨水加熱氣化腔室321中的氨水能夠由下往上逐漸均勻的加熱汽化，有利于進一步提高后續(xù)汽輪發(fā)電機610的發(fā)電效率。
【權(quán)利要求】
1.氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，包括內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸(100)，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸(100)連接與內(nèi)燃發(fā)動機燃燒室(130)相通的排氣通道(200)，內(nèi)燃發(fā)動機活塞缸(100)的外部設(shè)有液冷器(120)，液冷器(120)連接換熱裝置(300)，其特征在于:所述換熱裝置(300)包括第一換熱單元(310)和第二換熱單元(320)，第一換熱單元(310)包括具有進氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室(311)以及用于對該氨氣加熱增壓腔室(311)進行加熱的第一流路(312)，第二換熱單元(320 )包括具有進液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室(321)以及分別對該氨水加熱氣化腔室(321)進行加熱的第二流路(322)和第三流路(323)，第一流路(312)的入口與所述排氣通道(200)連接，第一流路(312)的出口與第二流路(322)的入口連接，第二流路(322)的出口連接排氣裝置，第三流路(323)的入口與所述液冷器(120)的出口連接，第三流路(323)的出口通過第一動力裝置(Dl)與所述液冷器(120)的入口連接，氨氣加熱增壓腔室(311)的進氣口與氨水加熱氣化腔室(321)的排氣口導通，氨氣加熱增壓腔室(311)的排氣口與由氨氣驅(qū)動發(fā)電的汽輪發(fā)電機(610)的氨氣輸入端相連,該汽輪發(fā)電機(610)的氨氣輸出端與氨氣水冷回收裝置(620)連接，氨水加熱氣化腔室(321)的排液口通過第二動力裝置(D2 )與氨氣水冷回收裝置(620 )中的噴淋器(621)連接，該噴淋器(621)使用氨水加熱氣化腔室(321)中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(610)所排放的氨氣，氨氣水冷回收裝置(620)的氨水輸出端通過第三動力裝置(D3)與氨水加熱氣化腔室(321)的進液口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:所述氨氣加熱增壓腔室(311)是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元(310)中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成，這些換熱管的兩端分別安裝在孔板(302)上，換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室(311)的進氣口，上端為氨氣加熱增壓腔室(311)的排氣口，第一換熱單元(310)中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路(312)。
3.如權(quán)利要求1所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:所述第一流路(312)是由在第一換熱單元(3 10)中曲折延伸的換熱管構(gòu)成，第一換熱單元(310)中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨氣加熱增壓腔室(311)。
4.如權(quán)利要求1所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:所述第二流路(322)和第三流路(323)分別由在第二換熱單元(320)中延伸的換熱管構(gòu)成，第二換熱單元(320)中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室(321)。
5.如權(quán)利要求4所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:所述第二流路(322)和第三流路(323)在第二換熱單元(320)中共同形成的溫度場具有由上往下溫度降低的梯度。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:所述第一換熱單元(310)與第二換熱單元(320)上下疊置為一整體，氨氣加熱增壓腔室(311)與氨水加熱氣化腔室(321)上下貫通。
7.如權(quán)利要求1至5中任意一項權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:所述第一流路(312)的入口溫度為400 - 800°C，第二流路(322)的入口溫度≥70°C且< 100°C，第二流路(322)的出口溫度為15 - 40°C，第三流路(323)的入口溫度為≥50 °C且< 100。。。
8.如權(quán)利要求1至5中任意一項權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，其特征在于:第三流路(323)的入口與所述液冷器(120)的出口之間連接熱水箱(400)，第三流路(323)的出口與所述液冷器(120 )的入口之間連接冷水箱(500 )，第一動力裝置(DI)位于冷水箱(500)與液冷器(120)的入口之間。
9.由活塞內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的車輛，其特征在于:所述的活塞內(nèi)燃發(fā)動機采用權(quán)利要求1 - 9中任意一項權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機，該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動機整體安裝于車體(700)中，所述汽輪發(fā)電機(610)與車體(700)中的蓄電池(900)電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的由活塞內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的車輛，其特征在于:所述車體(700)中安裝有由蓄電池(900)的電力驅(qū)動的電動機(800)，電動機(800)與車輛驅(qū)動軸傳動連接?！?br> 【文檔編號】F01K19/00GK103850826SQ201410093811
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】楊學軍 申請人:四川京典能源科技有限公司