CN102128106B - 高效节能环保的汽轮内燃机 - Google Patents

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Abstract

提供一种高效节能环保的汽轮内燃机，由超低温液氧罐(1)、汽化器(2)、第一中压缓冲罐(3)、加热器(4)、高压缓冲罐(5)、汽轮机(6)、单向联轴器(7)、内燃机(8)、第二中压缓冲罐(9)、氧气流量调控器(10)和连接管道组成。其改进有三：(一)过量纯氧气与燃料发生完全燃烧，使燃料瞬时有效的燃烧率达到最高极限值；(二)用氧气流量调控器(10)保证不同内燃机采取不同比例的氧气供给，减少内燃机工作介质总量，从而大幅度减少尾气的热能损耗；(三)用内燃机(8)的冷却水和尾气，分别经过汽化器(2)和加热器(4)加热氧气，回收热能，把热能转变为压力势能，经过汽轮机(6)把压力势能转变为机械能，经过单向联轴器(7)把机械能传递给内燃机(8)，大幅度减少热能损耗；本发明的优点是：节能80％，减排95％。

Description

高效节能环保的汽轮内燃机
技术领域
本发明所涉及的领域，是以内燃机为动力的各种机器，机械和设备。如航天航空领域的各种火箭，飞机……；燃油，燃料的机车，火车……；锅炉，轮船，舰艇，潜艇……；各种车辆如卡车，货车，集装箱车辆，客车，大巴，公交车，小轿车，农用车，摩托车……；其他以燃料，燃油为能源的动力机械设备，如发电机等等……。
背景技术
现有技术是内燃机的工作中，燃料与空气发生反应，实际上是燃料与空气中21％的氧气中的一部分氧气发生反应，造成的结果是：燃烧反应中燃料过量，氧气严重不足；能效低下，能源的过度浪费，环境的严重的污染，经济效益低下……。
发明内容
内燃机工作过程有两个过程：一是燃料燃烧把化学能转变热能；二是把热能转变成功。第一个过程有三种情况：(一)燃料的不完全燃烧，(二)燃料的燃烧是一种化学反应的动平衡，(三)过量纯氧气与燃料发生完全燃烧，使燃料瞬时有效的燃烧率达到最高极限值。
本发明的主要目的有六个：(一)是解决内燃机工作过程中，氧气不足，通过超低温液氧罐1保证过量纯氧气供应，使氧气不足，燃料过量变为：过量纯氧气与燃料发生完全燃烧，使燃料瞬时有效的燃烧率达到最高极限值；(二)用氧气流量调控器10保证不同内燃机采取不同比例的氧气供给，减少内燃机工作介质总量，从而大幅度减少尾气的热能损耗，更进一步提高了热功转换率；(三)用内燃机8的冷却水作载体，通过汽化器2把内燃机自身热能耗变为氧气的压力势能，回收热能，提高了冷却水的冷却效率；(四)用内燃机8尾气通过加热器4加热来自第一中压缓冲罐3的氧气，更进一步回收热能，使中压氧气变为高压氧气进入高压缓冲罐5，把原来随尾气排出的热能变为氧气的压力势能；(五)来自高压缓冲罐5的高压氧气牵引带动汽轮机6高速转动，把氧气的压力势能变为机械能，高压氧气变为中压氧气进入第二中压缓冲罐9；(六)单向联轴器7把机械能传递给内燃机8，更进一步提高内燃机热功转换效率。从而达到低碳，节能，减排，降耗；大幅提高内燃机的经济效益和社会效益。高效节能环保的汽轮内燃机是由超低温液氧罐1、汽化器2、第一中压缓冲罐3、加热器4、高压缓冲罐5、汽轮机6、单向联轴器7、内燃机8、第二中压缓冲罐9、氧气流量调控器10和连接管道组成，超低温液氧罐1的氧气出口与汽化器2的氧气进口相连接，汽化器2的氧气出口与第一中压缓冲罐3的氧气进口相连接，第一中压缓冲罐3的氧气出口与加热器4的氧气进口相连接，加热器4的氧气出口与高压缓冲罐5的氧气进口相连接，高压缓冲罐5的氧气出口与汽轮机6的进气口相连接，汽轮机6的出气口与第二中压缓冲罐9的进气口相连接，第二中压缓冲罐9的氧气出口与氧气流量调控器10的氧气进口相连接，氧气流量调控器10的氧气出口与内燃机8的空气进口相连接，内燃机8的尾气出口与加热器4的加热载体进口相连接，内燃机的尾气从加热器4的加热载体出口排出，汽轮机6的输出轴与内燃机8的主轴用单向联轴器7连接，内燃机8的冷却水出口与汽化器2的热载体进口相连接，汽化器2的热载体出口与内燃机8的冷却水进口相连接。
具体解决问题的技术方案：就是把内燃机8的空气进气，净化，除尘，除水等系统去掉，改为利用超低温液氧罐1保证供给过量纯氧气，燃料与过量纯氧气完全燃烧，使燃料瞬时有效的燃烧率达到最高极限值；用氧气流量调控器10保证不同内燃机采取不同比例的氧气供给，减少内燃机8的工作介质总最，从而大幅度减少尾气的热能损耗，更进一步提高了热功转换率。从而达到提高内燃机的燃烧效率，低碳，节能，减排，降耗；大幅提高内燃机的经济效益和社会效益。高效节能环保的汽轮内燃机是由超低温液氧罐1、汽化器2、第一中压缓冲罐3、加热器4、高压缓冲罐5、汽轮机6、单向联轴器7、内燃机8、第二中压缓冲罐9、氧气流量调控器10和连接管道组成，超低温液氧罐1的氧气出口与汽化器2的氧气进口相连接，汽化器2的氧气出口与第一中压缓冲罐3的氧气进口相连接，第一中压缓冲罐3的氧气出口与加热器4的氧气进口相连接，加热器4的氧气出口与高压缓冲罐5的氧气进口相连接，高压缓冲罐5的氧气出口与汽轮机6的进气口相连接，汽轮机6的出气口与第二中压缓冲罐9的进气口相连接，第二中压缓冲罐9的氧气出口与氧气流量调控器10的氧气进口相连接，氧气流量调控器10的氧气出口与内燃机8的空气进口相连接，内燃机8的尾气出口与加热器4的加热载体进口相连接，内燃机的尾气从加热器4的加热载体出口排出，汽轮机6的输出轴与内燃机8的主轴用单向联轴器7连接，内燃机8的冷却水出口与汽化器2的热载体进口相连接，汽化器2的热载体出口与内燃机8的冷却水进口相连接。
本发明的优点是：燃料不变时提高能效5---8倍，(也就是说，载荷不变时，节能80％以上)节约资源和能源；由于纯液氧中没有氮气，所以，尾气中就没有氮氧化物，在节能80％的基础上，减少环境污染的90-95％，使各种内燃机的使用成本大大降低，大幅度提高经济效益，超低碳的排放，保护了人类的生态环境，提高能源的利用率，节约人类有限的资源，提高能效和经济效益。
附图说明
说明书附图是高效节能环保的汽轮内燃机的主要结构示意图。附图标记说明如下：
由超低温液氧罐1、汽化器2、第一中压缓冲罐3、加热器4、高压缓冲罐5、汽轮机6、单向联轴器7、内燃机8、第二中压缓冲罐9、氧气流量调控器10和连接管道组成高效节能环保的汽轮内燃机。
具体实施方式
就是把内燃机8的空气进气，净化，除尘，除水等系统去掉，改为利用超低温液氧罐1保证供给过量纯氧气，燃料与过量纯氧气完全燃烧，使燃料瞬时有效的燃烧率达到最高极限值；用氧气流量调控器10保证不同内燃机采取不同比例的氧气供给，减少内燃机工作介质总量，从而大幅度减少尾气的热能损耗，更进一步提高了热功转换率。高效节能环保的汽轮内燃机是由超低温液氧罐1、汽化器2、第一中压缓冲罐3、加热器4、高压缓冲罐5、汽轮机6、单向联轴器7、内燃机8、第二中压缓冲罐9、氧气流量调控器10和连接管道组成，超低温液氧罐1的氧气出口与汽化器2的氧气进口相连接，汽化器2的氧气出口与第一中压缓冲罐3的氧气进口相连接，第一中压缓冲罐3的氧气出口与加热器4的氧气进口相连接，加热器4的氧气出口与高压缓冲罐5的氧气进口相连接，高压缓冲罐5的氧气出口与汽轮机6的进气口相连接，汽轮机6的出气口与第二中压缓冲罐9的进气口相连接，第二中压缓冲罐9的氧气出口与氧气流量调控器10的氧气进口相连接，氧气流量调控器10的氧气出口与内燃机8的空气进口相连接，内燃机8的尾气出口与加热器4的加热载体进口相连接，内燃机的尾气从加热器4的加热载体出口排出，汽轮机6的输出轴与内燃机8的主轴用单向联轴器7连接，内燃机8的冷却水出口与汽化器2的热载体进口相连接，汽化器2的热载体出口与内燃机8的冷却水进口相连接。

Claims (1)

1.一种高效节能环保的汽轮内燃机，其特征是：由超低温液氧罐(1)、汽化器(2)、第一中压缓冲罐(3)、加热器(4)、高压缓冲罐(5)、汽轮机(6)、单向联轴器(7)、内燃机(8)、第二中压缓冲罐(9)、氧气流量调控器(10)和连接管道组成，超低温液氧罐(1)的氧气出口与汽化器(2)的氧气进口相连接，汽化器(2)的氧气出口与第一中压缓冲罐(3)的氧气进口相连接，第一中压缓冲罐(3)的氧气出口与加热器(4)的氧气进口相连接，加热器(4)的氧气出口与高压缓冲罐(5)的氧气进口相连接，高压缓冲罐(5)的氧气出口与汽轮机(6)的进气口相连接，汽轮机(6)的出气口与第二中压缓冲罐(9)的进气口相连接，第二中压缓冲罐(9)的氧气出口与氧气流量调控器(10)的氧气进口相连接，氧气流量调控器(10)的氧气出口与内燃机(8)的空气进口相连接，内燃机(8)的尾气出口与加热器(4)的加热载体进口相连接，内燃机尾气从加热器(4)的加热载体出口排出，汽轮机(6)的输出轴与内燃机(8)的主轴用单向联轴器(7)连接，内燃机(8)的冷却水出口与汽化器(2)的热载体进口相连接，汽化器(2)的热载体出口与内燃机(8)的冷却水进口相连接。
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