CN102003305A - 液氧固碳零排放内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种液氧固碳零排放内燃机。在内燃机排气管的末端连接CO2固化器；输氧管的输入端与喷氧器连接，输氧管的前半部分伸入排气管，后半部分从排气管中伸出，其输出端与内燃机的进气口连接；从喷氧器中喷入输氧管中的为液氧，在内燃机排气管尾端用液氧把CO2变为干冰，气化后的氧气沿排气管吸收热能，再进入内燃机气缸参与燃烧。既捕集了CO2，又避免了NOX生成，实现了在内燃机上直接把CO2固化的技术以及内燃机的零排放。
Description
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种液氧固碳零排放内燃机。
背景技术
在节能与环保等要求日趋严格的今天，内燃机燃烧产生的CO2和NOX排放不可避免，零排放是当前内燃机的最终追求目标。一般认为纯电动可以实现车辆的零排放，然而，其所产生的电池污染不得不得到重视，同时，当前数以亿计的内燃机需要进行更新换代。日本大阪研究社(Osaka Research Institute in Japan)、英国石油公司(British Petroleum in the UK)和意大利Ansaldo公司(Ansaldo Fuel Cells in Italy)对CO2捕捉技术进行了研究(见Optimization of electron donors to improve CO2 fixation efficiency by a non-photosynthetic microbial community under aerobic condition using statistical experimental design，Bioresour Technol，101(18)，3-8，2010)，得到了许多有益的结果。但是，这些方法不能够应用到内燃机上，无法实现在内燃机上的既捕捉CO2又消除NOX，实现内燃机的零排放。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有内燃机燃烧产生的污染物，吸收CO2的同时不产生NOX，以实现零排放。
本发明提供了一种液氧固碳零排放内燃机，其技术方案为：在内燃机排气管的末端连接CO2固化器；输氧管的输入端与喷氧器连接，输氧管的前半部分伸入排气管，后半部分从排气管中伸出，其输出端与内燃机的进气口连接；从喷氧器中喷入输氧管中的为液氧，在内燃机排气管尾端用液氧把CO2变为干冰，气化后的氧气沿排气管吸收热能，再进入内燃机气缸参与燃烧。
所述内燃机进气口与喷氧器之间的输氧管上依次设置氧传感器、催化器和温度传感器，并在内燃机进气口与氧传感器之间连接辅助输氧管，起到调节供氧量的作用。
所述温度传感器位于排气管内的输氧管部分，氧传感器及催化器均位于排气管外的输氧管部分。
所述CO2固化器外包裹冷凝水管，以加快CO2的冷却。
本发明的优点为：通过通入液氧实现了在内燃机上直接把CO2固化的技术以及内燃机的零排放，既捕集了CO2，又避免了NOX生成。用液氧先固化CO2，气化后进入气缸燃烧，不产生NOX。在技术上易于实现、经济上合算，具有良好的应用前景。本发明同时吸收CO2和NOX，这样对某些特殊应用领域(如坑道内的发电机、潜艇内的发动机等)带来便利。
附图说明
图1是本发明的原理图，
图中标号：
1-喷氧器；2-排气管；3-辅助输氧管；4-氧传感器；5-催化器；6-温度传感器；7-冷凝水管；8-CO2固化器；9-内燃机；10-输氧管。
具体实施方式
本发明提供了一种液氧固碳零排放内燃机，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，在内燃机排气管2的末端连接CO2固化器8；输氧管10的输入端与喷氧器1连接，输氧管的前半部分伸入排气管2，后半部分从排气管2中伸出，其输出端与内燃机9的进气口连接；内燃机进气口与喷氧器1之间的输氧管10上依次设置氧传感器4、催化器5和温度传感器6，并在内燃机进气口与氧传感器4之间连接辅助输氧管3，起到调节供氧量的作用。其中，温度传感器6位于排气管2内的输氧管部分，氧传感器4及催化器5均位于排气管2外的输氧管部分。在CO2固化器8外包裹冷凝水管7，以加快CO2的冷却。
该内燃机工作时，由喷氧器1喷入液态氧，在内燃机排气管尾端用液氧把CO2变为干冰，液态氧气化变成氧气由输氧管进入内燃机中和燃油燃烧，燃烧产生的气体CO2经过冷凝水和CO2固化器8的冷凝，变成固体CO2(干冰)，从而达到收集CO2的目的。
内燃机起动时用喷氧器1直接把液氧喷入进气道供燃烧使用，起动后尾气将液氧加热为气体便不再使用喷氧器；由于纯氧供气使燃烧温度较高，因此通过辅助输氧管3、氧传感器4、催化器5和温度传感器6的调节控制作用，控制喷油量限定输出功率在发动机强度许可范围之内。
Claims (4)
1.液氧固碳零排放内燃机，其特征在于，在内燃机排气管(2)的末端连接CO2固化器(8)；输氧管(10)的输入端与喷氧器(1)连接，输氧管的前半部分伸入排气管(2)，后半部分从排气管(2)中伸出，其输出端与内燃机的进气口连接；从喷氧器(1)中喷入输氧管中的为液氧，在内燃机排气管尾端用液氧把CO2变为干冰，气化后的氧气沿排气管吸收热能，再进入内燃机气缸参与燃烧。
2.根据权利要求1所述的液氧固碳零排放内燃机，其特征在于，所述内燃机进气口与喷氧器(1)之间的输氧管上依次设置氧传感器(4)、催化器(5)和温度传感器(6)，并在内燃机进气口与氧传感器(4)之间连接辅助输氧管(3)，起到调节供氧量的作用。
3.根据权利要求2所述的液氧固碳零排放内燃机，其特征在于，所述温度传感器(6)位于排气管(2)内的输氧管部分，氧传感器(4)及催化器(5)均位于排气管(2)外的输氧管部分。
4.根据权利要求1所述的液氧固碳零排放内燃机，其特征在于，所述CO2固化器(8)外包裹冷凝水管(7)，以加快CO2的冷却。
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