CN102767422A - 内燃气体压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃气体压缩机，包括内燃机和储气罐，所述内燃机的排气道与所述储气罐连通。本发明所公开的内燃气体压缩机具有更高的效率和更好的环保性能，具有广阔的应用前景。

Description

内燃气体压缩机
技术领域
本发明涉及气体压缩领域，尤其是一种气体压缩机。
背景技术
气体压缩机应用十分广泛，但是传统的气体压缩机大多数都需要外界动力源，如发动机、电动机等，这就不可避免地增加了系统的体积、重量和制造成本。因此，需要发明一种结构更为简单、重量轻、制造成本低的气体压缩机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种内燃气体压缩机，包括内燃机和储气罐，所述内燃机的排气道与所述储气罐连通。
在所述储气罐上设压力传感器，所述压力传感器与所述内燃机的燃油控制系统连接，所述燃油控制系统依据所述压力传感器提供的信号调整所述内燃机的燃油供给量。
在连通所述内燃机和所述储气罐的连通通道上设过滤器。
在连通所述内燃机和所述储气罐的连通通道上设冷却器。
在连通所述内燃机和所述储气罐的连通通道上设旁通管，所述旁通管与动力叶轮机构的工质入口连通。
在所述内燃机的进气道上设增压器。
在所述增压器和所述内燃机之间的通道上设冷却器。
所述内燃机由压气机和短压程爆排发动机连通构成，所述短压程爆排发动机与所述储气罐连通。
在所述压气机和所述短压程爆排发动机之间的通道上设冷却器。
一种提高所述内燃气体压缩机效率的方法，所述内燃机的燃烧室内的空气过量系数大于1。
一种提高所述内燃气体压缩机效率的方法，所述内燃机的排气门开启提前角大于5度。
内燃机在工作过程中也需要对气体进行压缩，而且排气也具有相当的压力，因此，只要科学合理的调整发动机的工况，就可以将其排气作为有压气体源使用。本发明的原理是利用所述内燃机的排气具有一定压力的特性，将所述内燃机的排气道与所述储气罐连通，利用所述内燃机的排气为所述储气罐提供具有一定压力的气体，所述储气罐为压缩气体使用过程提供压缩空气。
本发明中，当所述储气罐内的压力达到设定压力值时，所述内燃机应停止工作。
本发明中，为了提高系统的效率，可以提高所述内燃机进气道内的气体压力。
本发明中，所谓的内燃机包括一切内燃方式的发动机及热动力系统。
本发明中，所谓的冷却器包括一切可以制冷的装置，包括散热器和以冷却为目的的热交换器等。
本发明中，所谓的增压器是指一切能够对气体进行压缩的装置，如叶轮式气体压缩机、活塞式气体压缩机、机械式气体压缩机等。
本发明中，所谓的压气机可以是机械式气体压缩机、叶轮式气体压缩机或活塞式气体压缩机等。
本发明中，所谓的爆排发动机是指由燃烧室和膨胀做功机构（即做功机构）构成的，只进行燃烧爆炸做功过程（含燃烧爆炸做功冲程）和排气过程，不包含吸气过程和压缩过程的热动力系统（即将热转换成功的系统），这种热动力系统中的原工质（即燃烧前的气体工质，包括氧化剂、还原剂和膨胀剂等）是以充入的方式而不是吸入的方式进入燃烧室的；燃烧室与膨胀做功机构（即做功机构）可以直接连通，也可以将燃烧室设置在膨胀做功机构内（如将燃烧室设置在气缸活塞机构的气缸内的结构），还可以将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通；在将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通的结构中，为了充分高效燃烧，可以使燃烧室处于连续燃烧状态，也可以使燃烧室处于间歇燃烧状态；一个燃烧室可以对应一个膨胀做功机构，一个燃烧室也可以对应两个或两个以上的膨胀做功机构；做功机构可以是活塞式膨胀做功机构（含转子式膨胀做功机构），还可以是透平式膨胀做功机构（即叶轮式做功机构），所谓的膨胀做功机构是指利用燃烧室的工质膨胀对外输出动力的机构；为使这种发动机正常工作需要在进气中加入燃料或在燃烧室中喷射燃料，根据燃料不同，可以采用点燃或压燃形式。所谓的膨胀剂是指不参与燃烧化学反应起冷却和调整做功工质摩尔数并膨胀做功的工质，可以是气体或液体，如水蒸汽、二氧化碳、氦气、氮气及水、液体二氧化碳、液氦、液氮、液化空气等。
本发明中，所谓的短压程是指是指所述内燃机的压缩冲程的长度小于膨胀做功冲程的长度，进而实现米勒循环。
本发明中，所谓的储气罐是指能够储存气体的高压容器，所谓的储气罐在本发明所公开的某些技术方案中可以用来给所述内燃气体压缩机提供高压气体，也可以用来存储所述内燃气体压缩机产生的压缩气体。
本发明中，所谓空气过量系数是指实际充入所述燃烧室内的空气质量与理论上燃料燃烧所需空气质量的比值，例如空气过量系数为1.5是指实际充入所述燃烧室内的空气质量是理论上燃料燃烧所需空气质量的1.5倍。
本发明中，所述内燃机的燃烧室内的空气过量系数大于1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8、4、4.2、4.4、4.6、4.8或大于5。
本发明中，所述内燃机的排气门开启提前角大于5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度或大于45度。
本发明中，所谓的动力叶轮机构是指一切利用气体流动膨胀对外做功的机构，例如动力透平、动力涡轮等。
本发明中，根据气体压缩领域的公知技术在必要的地方设置必要的部件、单元或系统，如在燃烧室上设点火装置等。
本发明的有益效果如下:
本发明所公开的内燃气体压缩机具有更高的效率和更好的环保性能，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图，
图中：
1内燃机、2储气罐、3过滤器、4冷却器、5动力叶轮机构、6增压器、7旁通管、8压力传感器、9燃油控制系统、10燃油入口、11压气机、12短压程爆排发动机、101排气道。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的内燃气体压缩机，包括内燃机1和储气罐2，所述内燃机1的排气道101与所述储气罐2连通。
为了提高所述内燃气体压缩机效率，使所述内燃机1的燃烧室内的空气过量系数大于1。
可选择地，所述内燃机的燃烧室内的空气过量系数还可以是大于1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8、4、4.2、4.4、4.6、4.8或大于5。
实施例2
如图2所示的内燃气体压缩机，其与实施例1的区别在于：在所述储气罐2上设压力传感器8，所述压力传感器8与所述内燃机1的燃油控制系统9连接，所述燃油控制系统9依据所述压力传感器8提供的信号调整所述内燃机1的燃油供给量，所述燃油控制系统9控制所述内燃机1的燃油入口10的进油量。
为了提高所述内燃气体压缩机效率，使所述内燃机1的排气门开启提前角大于5度。
可选择地，所述内燃机1的排气门开启提前角还可以是大于10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度或大于45度。
实施例3
如图3所示的内燃气体压缩机，其与实施例2的区别在于：在连通所述内燃机1和所述储气罐2的连通通道上设过滤器3。在所述过滤器3和所述储气罐2之间的连通通道上设冷却器4。在所述过滤器3和所述冷却器4之间的连通通道上设旁通管7，所述旁通管7与动力叶轮机构5的工质入口连通。
所述过滤器3、所述冷却器4和所述旁通管7可选择地单独设置或组合设置。
实施例4 
如图4所示的内燃气体压缩机，其与实施例1的区别在于：在所述内燃机1的进气道上设增压器6，所述增压器6为叶轮式气体压缩机，在所述增压器6和所述内燃机1之间设冷却器4。
具体实施时，所述增压器6可以设为活塞式气体压缩机或机械式气体压缩机等。
实施例5
如图5所示的内燃气体压缩机，其与实施例1的区别在于：所述内燃机由压气机11和短压程爆排发动机12构成，所述压气机11为叶轮式气体压缩机，所述压气机11和所述短压程爆排发动机12之间设冷却器4。
具体实施时，所述压气机11可以设为机械式气体压缩机或活塞式气体压缩机等。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内燃气体压缩机，包括内燃机(1)和储气罐(2)，其特征在于：所述内燃机(1)的排气道(101)与所述储气罐(2)连通。
2.如权利要求1所述内燃气体压缩机，其特征在于：在所述储气罐(2)上设压力传感器(8)，所述压力传感器(8)与所述内燃机(1)的燃油控制系统(9)连接，所述燃油控制系统(9)依据所述压力传感器(8)提供的信号调整所述内燃机(1)的燃油供给量。
3.如权利要求1所述内燃气体压缩机，其特征在于：在连通所述内燃机(1)和所述储气罐(2)的连通通道上设过滤器(3)。
4.如权利要求1所述内燃气体压缩机，其特征在于：在连通所述内燃机(1)和所述储气罐(2)的连通通道上设冷却器(4)。
5.如权利要求1所述内燃气体压缩机，其特征在于：在连通所述内燃机(1)和所述储气罐(2)的连通通道上设旁通管(7)，所述旁通管(7)与动力叶轮机构(5)的工质入口连通。
6.如权利要求1所述内燃气体压缩机，其特征在于：在所述内燃机(1)的进气道上设增压器(6)。
7.如权利要求6所述内燃气体压缩机，其特征在于：在所述增压器(6)和所述内燃机(1)之间的通道上设冷却器(4)。
8.如权利要求1所述内燃气体压缩机，其特征在于：所述内燃机(1)由压气机(11)和短压程爆排发动机(12)连通构成，所述短压程爆排发动机(12)与所述储气罐(2)连通。
9.一种提高权利要求1至9任意之一所述内燃气体压缩机效率的方法，其特征在于：所述内燃机(1)的燃烧室内的空气过量系数大于1。
10.一种提高权利要求1至9任意之一所述内燃气体压缩机效率的方法，其特征在于：所述内燃机(1)的排气门开启提前角大于5度。
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