CN1131935C - 内燃机的节能环保设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能环保设备，该设备包含空气滤清器、压缩机、制氧机和电磁阀，空气滤清器和压缩机之间通过管路相连，制氧机和压缩机之间通过管路相连，且所述电磁阀数量为5个。由于使用该节能环保设备可增加内燃机燃烧室中可燃混合气中氧气的比例，使燃烧充分，提高内燃机功率，油耗小，排污量小。

Description

内燃机的节能环保设备

技术领域

本发明涉及一种为汽车、船舶、火车、拖拉机、发电机组、军事专用车辆及其它固定设备所专门设计的节能环保设备。

背景技术

随着人类活动的发展，人类所需的能源越来越缺乏，人类对环境的污染也越来越严重。特别是在大城市中，随着汽车逐步进入家庭，大街上的汽车越来越多，汽车的尾气排放已经成为重要的环境污染源。此外，由于地球上有限能源的大量消耗，导致燃料价格不断升高，人们越来越需要一种油耗小、排污少的内燃机来作为各种运载工具或其它固定设备的动力源。而要使内燃机的油耗较低，并同时净化尾气排放中的有害物质，最重要的是要控制内燃机的燃烧。在现有技术中，人们采用了(1)、油类添加剂，(2)、磁化油，(3)、增强点火电压，(4)、催化有害物质，(5)、尾气回收二次燃烧，(6)、电喷，(7)、提高发动机生产精密度等多种方式来达到节油环保目的，并且都取得了一定的成效。但是现有的这些技术也都还或多或少地存在着各种缺憾。如：(1)、电喷效果最好，但是①成本过高，普通车辆或设备难以承受；②只适用于以汽油为燃料的内燃机。(2)、提高发动机生产精密度：对生产技术和生产设备都有极高要求，难以达标。(3)、尾气回收二次利用：改造成本过高。(4)、油类添加剂：效果不明确，既不稳定，也不明显。(5)、磁化油：降低了油的燃点，易点燃，对节能环保作用不大。(6)、增强点火电压：加强点火保险系数，防止燃料未经点燃即排放，节能环保效果微小。(7)、催化有害物质：以牺牲一部分动力为代价，环保实现却增加了能源损耗。上述方法在节能环保上各有千秋，但都忽视了一个最基体的问题，即内燃机工作时，可燃混合气的燃爆需要大量的氧气来助燃。而以往内燃机可燃混合气中的氧成份全靠自然吸入的空气中所含的21％的氧气来供给，这远远不能满足内燃机工作时对氧气的需求量。因而使内燃机在缺氧状态下工作，造成燃料不能充分燃烧的后果，致使燃料的能量转换率(可利用率)很低，使油耗增大。其实，涡轮增压装置和增加气门数量的方法都是为了加大空气的吸入量，其实质却是为了增加进氧量。但这样做的负作用是：因空气中氧气比例是固定的，靠增加空气进入量来达到增加氧气量的后果必然是空气中其它79％与燃爆工作无益气体的进入量也同时成比例的增加，这些空气中所固有的不可使用的气体经过燃烧室中高温高压的化合作用，必然产生大量的一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合物等污染环境的有害物质在尾气中排放出来，致使废气排污量大增。其结果是节约了能源，却增加了排污，得不偿失。

发明内容

本发明的目的是：在不改变现有内燃机的工作原理和结构的前提下，向内燃机提供一种既可增加氧气供给量使可燃混合气在燃烧室中得以充分完全燃烧，同时又能在不影响动力的情况下减少尾气中有害物质排放量的节能环保设备。

本发明提供一种节能环保设备，其包括：空气滤清器、压缩机、制氧机和电磁阀，空气滤清器和压缩机之间通过管路相连，制氧机和压缩机之间通过管路相连，且所述电磁阀数量为5个，所述的空气滤清器可包括粗滤器和细滤器，该设备还可包括储存器、节压器、控制电磁阀的电控板、电源，其各部件之间，气路通道通过高压软管相连接，电路通道通过多股铜芯绝缘导线连接。

所述的制氧机为两个由分子筛组成的吸附器。

本发明与现有技术相比有下述的优点：通过随机(包括所有以内燃机为工作动力的各种飞机、船舶、火车、汽车、拖拉机、发电机组、军事专用车辆等)增加使用一种制氧设备，为使用各种燃料(包括汽油、柴油、煤油、天然气、液化气、合成液化气、煤气等)的各类型内燃机提供连续不断的充足氧气，以增加内燃机燃烧室中可燃混合气的氧气比例，从而改变以往内燃机工作时因供氧不足造成燃料不能充分燃烧，致使燃料的能量转换率低且废气排污量大的缺陷，这样，可使燃料充分完全地燃烧，从而在原有的基础上，可提高内燃机的功率，节省燃料，减少尾气中一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等有害物质的排放量，最终达到明显提高现有内燃机环保、节能、增效的效果。本发明的节能环保设备结构简单，易于制造，可容易地与现有的内燃机相连接配套使用。

附图说明

随着下面结合附图对本发明的最佳实施例的描述，本发明的优点将更加清楚，其中：

图1是本发明的节能环保方法的工作流程示意图；

图2是本发明的一个实施例的节能环保设备中各部件的布置位置的示意正视图；

图3A是图2所示的节能环保设备的去掉面板的各部件的布置位置的示意左侧视图；

图3B是图2所示的节能环保设备的示意左侧视图；

图3C是图2所示的节能环保设备的去掉面板的各部件的布置位置的示意右侧视图；

图4是图2所示的节能环保设备的去掉面板的各部件的布置位置的示意俯视图；

图5是电磁阀布置的示意图；

图6是图2所示的节能环保设备的一种工作过程及各部件连接关系的示意图；

图7是图2所示的节能环保设备的另一种工作过程及各部件连接关系的示意图。

具体实施方式

参考图1，图1示出了本发明的具体的节能环保方法的工作流程。该节能环保方法包括如下的步骤：首先，对空气进行滤清，使滤清后的空气进入到压缩机中进行压缩使之变为高压空气，该步骤中的空气滤清是滤清空气中比较大的固体混杂物；其次，再对高压空气进行滤清以滤去水分及油脂，使制氧设备得到保护能更有效地工作；接着，经过二次滤清的干燥、洁净的高压空气通过制氧设备经氧气吸附产生氧气；接着，所产生的高压氧气储存在储存器中，使高压氧气变得平缓、稳定，同时过多的氧气可通过安全阀排空；接着，储存在储存器中的氧气经过节压后进入内燃机的化油器中，从而产生具有很高氧气比例的可在燃烧室中充分完全燃烧的可燃混合气。另外，电器供电设备可对压缩机进行供电，电子控制设备可控制电控设备的执行，从而对气路进行控制。

参考图2和图3A-3C及图4，图2是本发明的一个实施例的节能环保设备中各部件的布置位置的示意正视图；图3A是图2所示的节能环保设备的去掉面板的各部件的布置位置的示意左侧视图；图3B是图2所示的节能环保设备的示意左侧视图；图3C是图2所示的节能环保设备的去掉面板的各部件的布置位置的示意右侧视图；图4是图2所示的节能环保设备的去掉面板的各部件的布置位置的示意俯视图。所有的附图中，相同的部件使用相同的标号，其中：1为外壳，2和3分别为制氧机，4为电气控制板，5为节压器，6为空气粗滤器，7为空气细滤器，8为压缩机，9为储存器，10为空气入口，11为氧气出口，12为标牌，13和14分别为电源接线柱，15-19为电磁阀，20为化油器。如图所示，压缩机8设置在外壳1的下部，压缩机8用于加大空气压力，使空气易于通过制氧机2和3，圆柱形的制氧机2和3并排设置在压缩机8上面，该制氧机2和3可为由分子筛组成的吸附器，其可阻挡除氧气外的空气中其它气体成份通过，使氧气从空气中分离出来，集成纯氧。粗滤器6和细滤器7并排，设置在压缩机8的左侧。粗滤器6可滤清空气中较大的固体混杂物。而细滤器7可滤清空气通过压缩机8后所杂带的油脂和水分。储存器9设置在粗滤器6和细滤器7的后面，其可使制氧机2和3产生的高压氧气得到临时存储，并在此变得平缓、稳定，同时过量的氧气可通过一安全阀(未示出)排空。节压器5设置在储存器9上方一定距离处，其可降低氧气压力，使氧气适合化油器20(图6和图7所示)的工作条件，可通过支架(未示出)和螺钉(未示出)固定在外壳1上。电气控制板4设置在节压器5上面一定距离处，其也可通过支架(未示出)和螺钉(未示出)固定在外壳1上。其它各个部件也可通过支架和螺钉固定在外壳1上。如图5所示，图5是从该设备左侧所见的电气控制板4的具体结构。该电气控制板4包括一个上板45和一个下板46，上板45和下板46通过四个螺钉固定相连，上板45上设置有五个并排的电磁阀15-19，下板46上设置有电子元件(未示出)。该电气控制板4由电子元件组成所需电路以控制继电器动作，而带动电磁阀15-19切换气路通道来完成整个制氧过程，该控制继电器动作的电路是本领域普通技术人员所熟知的电路，不再详述。电源(未示出)由12V(24V)电瓶电源直接供给及升压供给，其可与电源接线柱13和14相连为整个设备供电。其各部件之间，气路通道通过高压软管(未示出)相连接，电路通道通过多股铜芯绝缘导线连接。详述如下，如图6或图7所示，粗滤器6的出口端通过一个三通(未示出)与压缩机8的进口端和化油器20的进口端相连，压缩机8的出口端与细滤器7的进口端相连，电磁阀15、16、18和19各有三个端口，电磁阀17有两个端口，细滤器7的出口端与电磁阀15的一端口a相连，电磁阀15的另一端口b通过一个三通(未示出)与制氧机2的一端口和电磁阀19的一端口k相连，电磁阀15的再一端口c通过一个三通(未示出)与制氧机3的一端口和电磁阀19的另一端口m相连，制氧机2的另一端口通过一个三通(未示出)与电磁阀18的一端口h和电磁阀16的一端口d相连，电磁阀16的另一端口e通过一个三通(未示出)与电磁阀17的一端口p和储存器9的一端口相连，储存器9的另一端口与节压器5的一端口相连，节压器5的另一端口与化油器20相连，电磁阀17的另一端口q与电磁阀18的另一端口i相连，电磁阀18的再一端口j通过一个三通(未示出)与制氧机3的一端口和电磁阀16的再一端口f相连。

参考图6和图7，图6是图2所示的节能环保设备的一种工作过程示意图；图7是图2所示的节能环保设备的另一种工作过程示意图。首先参考图6，外界空气经空气粗滤器6滤清后分成两部分，一部分空气进入压缩机8中加压，另一部分空气直接进入内燃机的化油器10中。然后，经压缩机8加压后的高压空气进入细滤器7中滤清为干燥洁净的高压空气，此时，电磁阀15和16同时关闭通道21和22，电磁阀18和19同时关闭通道24和25，而电磁阀17关闭通道23，加压后的空气经通道31进入由分子筛组成的吸附器形式的制氧机3以产生氧气，制氧机3的作用是使氧气通过而将空气中的其它成份吸附在其表面上，产生后的氧气经通道32和通道36进入储存器9中暂时存储，并在此变得平缓、稳定后再进入节压器5中，储存器9中的过量的氧气可通过安全阀排空，经节压器5节压后的氧气进入化油器20中，节压器5可降低氧气压力，使氧气适合内燃机化油器20的工作条件。如图7所示，在电磁阀15和16同时关闭通道21和22一段适当的时间，电磁阀18和19同时关闭通道24和25同样的时间后，电磁阀15和16切换到同时关闭通道31和32，电磁阀18和19切换到同时关闭通道34和35，电磁阀17也处于关闭状态，此时，经细滤器7滤清后的高压洁净空气经通道21进入由分子筛组成的吸附器形式的制氧机2以产生氧气，制氧机2的作用与制氧机3的作用相同，产生后的氧气经通道22和通道36进入储存器9中暂时存储，变得平缓、稳定后进入节压器5中，再进入化油器20中，节压器5可降低氧气压力，使氧气适合化油器20的工作条件。可根据需要设定电磁阀17的打开和关闭时间，这样，在电磁阀17打开时，一部分氧气可通过通道23和通道24或通过通道23和通道34反向进入制氧机3或制氧机2，从而可凭借氧气的冲力将吸附在分子筛上的除氧气外的空气的其它成份冲走，对不工作的制氧机3或2产生自清洁作用，使制氧机的使用寿命增加。这些包含空气的其它成份的混合气可通过通道25或35经电磁阀19的端口1排出，由于这些混合气不经受高温和高压的作用，不会发生化学反应而成为有害的碳氢化合物和氮氧化合物，从而可有效地减少进入燃烧室中的废气的数量，使尾气中的废气量减少。

Claims (2)

1、一种为实现所述的节能环保方法而专门设计的节能环保设备，其包括：空气滤清器、压缩机、制氧机和电磁阀，空气滤清器和压缩机之间通过管路相连，制氧机和压缩机之间通过管路相连，其特征在于：

所述电磁阀数量为5个，所述的空气滤清器可包括粗滤器和细滤器，该设备还可包括储存器、节压器、控制电磁阀的电控板、电源，其各部件之间，气路通道通过高压软管相连接，电路通道通过多股铜芯绝缘导线连接，所述的制氧机(2、3)为两个由分子筛组成的吸附器，粗滤器(6)的出口端通过一个三通与压缩机(8)的进口端和化油器(20)的进口端相连，压缩机(8)的出口端与细滤器(7)的进口端相连，所述五个电磁阀中的四个电磁阀(15、16、18、19)各有三个端口，另一个第五电磁阀(17)有两个端口，细滤器(7)的出口端与所述四个电磁阀中的第一电磁阀(15)的一端口(a)相连，第一电磁阀(15)的另一端口(b)通过一个三通与第一制氧机(2)的一端口和所述四个电磁阀中的第四电磁阀(19)的一端口(k)相连，第一电磁阀(15)的再一端口(c)通过一个三通与第二制氧机(3)的一端口和第四电磁阀(19)的另一端口(m)相连，第一制氧机(2)的另一端口通过一个三通与所述四个电磁阀中的第三电磁阀(18)的一端口(h)和第二电磁阀(16)的一端口(d)相连，第二电磁阀(16)的另一端口(e)通过一个三通与第五电磁阀(17)的一端口(p)和储存器(9)的一端口相连，储存器(9)的另一端口与节压器(5)的一端口相连，节压器(5)的另一端口与化油器(20)相连，第五电磁阀(17)的另一端口(q)与第三电磁阀(18)的另一端口(i)相连，第三电磁阀(18)的再一端口(j)通过一个三通与第二制氧机(3)的一端口和第二电磁阀(16)的再一端口相连(f)。

2、按照权利要求1所述的节能环保设备，其特征在于：所述的制氧机为两个由分子筛组成的吸附器。

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