CN201074544Y - 节能减排内燃机蒸气机组合式发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，涉及往复活塞式内燃机技术领域。主要结构为：在内燃机的气缸的缸盖上设有加热水箱，加热水箱上设有限压出水阀和限压加水阀；气缸上部设有上加热水套，上加热水套的上出水口与加热水箱连通，下进水口与水泵连通；蒸气机部分缸筒的上部设有高温燃爆室，限压出水阀通过管道、限压喷水嘴、喷气室与高温爆发室连通，高温爆发室的外面设有高温加热室；缸筒上设有上进排气孔和下进排气孔。本实用新型具有热效率高、污染少、耗油省、结构紧凑等优点。用途广，特别适合在汽车、拖拉机等汽油、柴油内燃机上使用。

Description

节能减排内燃机蒸气机组合式发动机

技术领域

本实用新型涉及往复活塞式内燃机技术领域。

背景技术

目前，世界上的内燃机技术本身发展得已经比较成塾，但是，随着社会的发展，节能、环保对内燃机的发展提出了更高的要求。现在的内燃机在做动时都会产生出1000℃的高温，推动活塞运动做功。在做功的同时，也加热了缸体、缸盖，并向外散热，其热能的无效损耗也是很大的，这无疑造成浪费，降低效率，同时也对环境造成污染。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，该发动机具有热效率高、污染少、耗油省、结构紧凑等优点。用途广，特别适合在汽车、拖拉机等汽油、柴油内燃机上使用。

本实用新型的主要技术方案是：一种节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，包括内燃机，其特征在于在内燃机气缸的缸盖上设有加热水箱，加热水箱上设有限压出水阀和限压加水阀，限压加水阀与水泵相连通；气缸上部设有上加热水套，上加热水套的上出水口与加热水箱连通，上加热水套的下进水口与水泵连通；蒸汽机部分设有缸筒，缸筒的上部设有高温爆发室，限压出水阀通过管道、限压喷水嘴、喷气室与高温爆发室连通，高温爆发室的外面设有高温加热室；内燃机的废气出口管上设有排气空气被抽器，排气空气被抽器的废气出口与高温分离室一端的进气口相连，高温加热室的另一端设有废气出口；缸筒上设有上进排气孔和下进排气孔，上进排气孔和下进排气孔均和回水降温器相连，缸筒中有活塞和活塞杆，该活塞杆通过曲柄和上述内燃机的曲轴相连。

所述的气缸上部的上加热水套的较佳结构为：内燃机气缸上部的壁内设有螺旋形暗水道，构成螺旋形加热管式上加热水套。

所述的排气空气被抽器的较佳结构为：内燃机的废气出口管设有断开间隙，外面套有一个带有进气孔的外罩。

所述的蒸汽机的缸筒上的上进排气孔设在缸筒的上部1/4处的下边；下进排气孔设在缸筒的1/2处的下边，和处于下止点时的活塞的上端平齐，为佳。

所述的蒸气机活塞的上端面设有环形凸缘，呈凹状，压缩气体面是平面，缸盖妨碍环形凸缘的部分凹下，构成环式隐形槽，为佳。

所述的限压加水阀的结构为：具有活塞及其活塞筒，在该活塞筒上设有加水管，在活塞上设有加水连通孔，在活塞筒的一端设有弹簧式压力表，构成自动加水阀。

所述的内燃机缸盖上的加热水箱和限压出水阀(71)之间设有限压蒸气阀为佳。

所述的内燃机的气缸下部的下水套，和限压加水阀的进水口连通，下水套与回水降温器上的出水口连通。构成水循环使用系统。

所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，设有一个微型CO₂压缩泵，通过高压管和喷气室连通。

所述的限压加水阀与水泵间也可设有水、二氧化碳混合水箱，直接将该混合水泵入，此时，与下水套不连通。

本实用新型的积极效果是：具有热效率高、污染少、耗油省、结构紧凑等优点。用途广，特别适合在汽车、拖拉机等汽油、柴油内燃机上使用。

以下结合实施例及附图作进一步详述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型发动机的结构示意图。

图1中，1为内燃机，11为(内燃机)活塞杆，12为(内燃机)气缸，13为下水套，14为(内燃机)活塞，2为(高压)进水管，3为外缸体，4为(内燃机)气缸上部，41为螺旋形暗水道，5为限压加水阀，51为加水管，52为活塞，53为活塞筒，54为加水连通孔，55为连通管，56为弹簧式压力表，6为加热水箱，61为加热水箱壳体，62为(内燃机)进气门，63为(内燃机)排气门，64为废气排气管，65为空气进气管，66连通孔，67为缸盖，7为限压蒸汽阀，71为限压出水阀，72为蒸汽出管，73为限压喷水嘴，74为喷气室，8为排气空气被抽器，81为(外壳)进气孔，82为外罩，83为间隙，9为高温加热室，91为进气孔，92为壳体，93为废气出口，94为缸盖，10为高温爆发室，101为上进排气孔，102为下进排气孔，103为(蒸气机)缸筒，104为(蒸气机)活塞，105为(蒸气机)活塞杆，106为环形凸缘，107为环式隐形槽。

具体实施方式

参见图1，该节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，在内燃机1气缸12的缸盖67上设有加热水箱6，加热水箱6上设有限压蒸气阀7、限压出水阀71和限压加水阀5，限压加水阀5与水泵相连通；气缸12上部设有上加热水套，上加热水套的上出水口与加热水箱6连通，上加热水套的下进水口2与水泵连通；蒸汽机部分设有缸筒103，缸筒103的上部设有高温爆发室10，限压出水阀71通过管道72、限压喷水嘴73、喷气室74与高温爆发室10连通，高温爆发室10的外面设有高温加热室9；内燃机1的废气出口管64上设有排气空气被抽器8，排气空气被抽器8的废气出口与高温分离室9一端的进气口91相连，高温加热室的另一端设有废气出口93；缸筒103上设有上进排气孔101和下进排气孔102，上进排气孔101和下进排气孔102均和回水降温器相连，缸筒103中有活塞104和活塞杆105，该活塞杆105通过曲柄和上述内燃机1的曲轴相连(内燃机的其他必备零部件可同已有技术，图中未示)气缸12上部的上加热水套的结构为：内燃机气缸上部4的壁内设有螺旋形暗水道41，构成螺旋形加热管式上加热水套。排气空气被抽器8的结构为：内燃机1的废气出口管64设有断开间隙83，外面套有一个带有进气孔81的外罩82。蒸汽机的缸筒103上的上进排气孔101设在缸筒103的上部1/4处的下边；下进排气孔102设在缸筒103的1/2处的下边，和处于下止点时的活塞104的上端平齐。蒸气机活塞104的上端面设有环形凸缘106，呈凹状，压缩气体面是平面，缸盖94妨碍环形凸缘106的部分凹下，构成环式隐形槽107。限压加水阀5的结构为：具有活塞52及其活塞筒53，在该活塞筒53上设有加水管51，在活塞52上设有加水连通孔54，在活塞筒53的一端设有弹簧式压力表56，构成自动加水阀。内燃机1的气缸12下部的下水套13，和限压加水阀5的进水口54连通，下水套13与回水降温器上的出水口连通，并设有一个微型CO₂压缩泵，通过高压管和喷气室74连通(也可在限压加水阀5与水泵间设有水、二氧化碳混合水箱，直接将该混合水泵入，泵入水与下水套不连通)。

现对其结构设计、工作过程及原理等进一步说明如下：

在内燃机气缸长度的1/5(接缸盖处)构成内壁和外壁，在内壁和外壁中间形成双头或单头螺旋型通水管道，此处与下水套隔开，气缸的通水管道一端与注水泵用高压管接通供水，另一端直接进入缸盖上的加热水箱储水通道，使注水泵所注入的筒微量水在活塞连续压缩气体爆发做功时，内燃机产生的1000℃左右的高温对管内的水进行加温，组成缸筒的1/5和缸盖单独组成的高温高压循环微型锅炉。

在其内缸盖至喷嘴每个环节存有产生气体定量的空间，在其内的水溶液不管温度有多高，都是一种高压、高温、高浓缩液体。至喷进高温分离室，才能爆发。

气缸的4/5浸泡在水箱内，使水箱内的水吸收散热。

蒸气机通过注水泵所用的水，是内燃机水箱内加热后的水，是除去水垢的纯净水。

内燃机缸盖其他设计不变。只设计通水系统，在其内形成不规则高温高压储水库通道，在内在有定量空间。在水温达到180℃以上通过注水泵供水的压强排出。一端与缸筒加热通水管接通，另一端通过出水阀通向高压管。出水阀承受压强在水温250℃以上。通过高压喷嘴进入蒸气机喷气室(或称高温分离室，炽热温度加汽体温度)。使水在喷气室内再进行高温分离。纵向出水阀与顺向出水阀结构不同，顺向出水阀与纵现出水阀出水口对接。

1、蒸气机高压注水泵设在内燃机注油泵机同的一个位置，利用齿轮组合，使注水泵和注油泵交替分别按1/2的比例注射。剩余蒸汽在高温下有循环利用的功能，注水泵要用两个出水阀分中别向双头通水管内供水，以缩短供水时间。注水量大约是最大注油量的四倍左右。

2、蒸气机缸盖的制造，蒸气机缸盖分两部分组成，第一部分是直接封密缸筒的部分，上面设有四个管状加热高温高压分离室与喷嘴对接，和一个合力集中爆发室。四个分离室与爆发室贯通，组成合力(指4个内燃机缸筒)，爆发时温度达到500℃以上(即炽热温度加汽体温度，加摩擦压强温度)。

3、四个被加热管状高压分离室内设有进入集中爆发室，以上的空间，是缸筒容纳气体1/2的1/20。

4、汽缸缸盖第二部分与第一部分接触处要稳合接触，在此上面设有四个高压喷嘴固定孔，设有内燃同排进高温废气孔。在内留有空气和氧气助燃室充分燃烧空间，右上端为燃烧后排气孔，左中端为内燃机排气进气孔，在进气孔接头对接上面设有空气被抽孔容器，空气和氧气在空气容器中被抽进助燃室，对高压分离室和爆发室进行加热，内燃机与蒸气机接触用排气空气被抽器连接。

5、蒸气机缸筒小于内燃机缸筒的1/4或1/3。如果内燃机缸筒在两个以上，可以适当扩大蒸气机缸筒的体积。将蒸气机缸筒安装在内燃机缸筒中间。内燃机排气孔对蒸气机缸盖分离室加热。排气孔变为上中端。

6、蒸气机缸筒设在内燃机排气孔一端，和内燃机缸筒并排排列，在同一个平面上。中心线是直线。不用任何降温措施。

7、蒸气机活塞104的上端面呈凹状，压缩气体面是平面，周边带凸缘，缸盖设隐形槽，可包拢气体，增大动力。

8、蒸气机做功连杆和内燃机做功连杆在同一根曲轴上做功。曲轴旋转弧度和连杆的长度随变化而变化。

9、使蒸气机排出的蒸汽，通过管道进入降温容器散热降温后，再进入内燃机水箱内，使水循环利用，不能浪费。

10、注水泵每次注水量是内燃机注油泵最大注油量的四倍左右。注水量是固定的，一定质量水的体积，随着温度增高，而增大体积，增大气压功率。

11、蒸气机必要部件用不生锈的金属制造，如铜、不锈钢、铝合金等。

12、在内燃机缸盖储水通水管道上设置有水箱子注水泵通水管自动开关气压表定位控制，当缸盖储水通道内水温达到180℃时，活塞通水开关孔自动上升打开，由水箱向注水泵供水，当水温小于180℃时开关自动关闭停止供水，自动气压表开关定位装置可以调节蒸气机所需要的气压，是调节蒸汽机动力大小的关键部位。

13、二氧化碳与水的化学反应：CO₂+H₂O→H₂CO₃→CO₂↑+H₂O↑

碳酸H₂CO₃不稳定，易分解，能起到快速分解爆发的作用，达到循环利用、循环经济的目的，使CO₂在动力上再次发挥它的利用价值，减小温室气体的排放。CO₂气体在标准状况下是看不见的液体，它是空气密度的1.5倍。从一个容器可以倒进另一个容器，H₂CO₃是此蒸气机的能源。CO₂气体必须在封密的容器内储存。在内燃机产生温度较高的温度下，无CO₂气体注入照样可以使用。

Claims (10)

1.一种节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，包括内燃机(1)，其特征在于在内燃机(1)气缸(12)的缸盖(67)上设有加热水箱(6)，加热水箱(6)上设有限压出水阀(71)和限压加水阀(5)，限压加水阀(5)与水泵相连通；气缸(12)上部设有上加热水套，上加热水套的上出水口与加热水箱(6)连通，上加热水套的下进水口(2)与水泵连通；蒸汽机部分设有缸筒(103)，缸筒(103)的上部设有高温爆发室(10)，限压出水阀(71)通过管道(72)、限压喷水嘴(73)、喷气室(74)与高温爆发室(10)连通，高温爆发室(10)的外面设有高温加热室(9)；内燃机(1)的废气出口管(64)上设有排气空气被抽器(8)，排气空气被抽器(8)的废气出口与高温分离室(9)一端的进气口(91)相连，高温加热室(9)的另一端设有废气出口(93)；缸筒(103)上设有上进排气孔(101)和下进排气孔(102)，上进排气孔(101)和下进排气孔(102)均和回水降温器相连，缸筒(103)中有活塞(104)和活塞杆(105)，该活塞杆(105)通过曲柄和上述内燃机(1)的曲轴相连。

2.根据权利要求1所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于所述的气缸(12)上部的上加热水套的结构为：内燃机气缸上部(4)的壁内设有螺旋形暗水道(41)，构成螺旋形加热管式上加热水套。

3.根据权利要求1所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于所述的排气空气被抽器(8)的结构为：内燃机(1)的废气出口管(64)设有断开间隙(83)，外面套有一个带有进气孔(81)的外罩(82)。

4.根据权利要求1所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于所述的蒸汽机的缸筒(103)上的上进排气孔(101)设在缸筒(103)的上部1/4处的下边；下进排气孔(102)设在缸筒(103)的1/2处的下边，和处于下止点时的活塞(104)的上端平齐。

5.根据权利要求1所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于所述的蒸气机活塞(104)的上端面设有环形凸缘(106)，呈凹状，压缩气体面是平面，缸盖(94)妨碍环形凸缘(106)的部分凹下，构成环式隐形槽(107)。

6.根据权利要求1所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于所述的限压加水阀(5)的结构为：具有活塞(52)及其活塞筒(53)，在该活塞筒(53)上设有加水管(51)，在活塞(52)上设有加水连通孔(54)，在活塞筒(53)的一端设有弹簧式压力表(56)，构成自动加水阀。

7.根据权利要求1所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于在内燃机(1)缸盖(67)上的加热水箱(6)和限压出水阀(71)之间设有限压蒸气阀(7)。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于所述的内燃机(1)的气缸(12)下部的下水套(13)，和限压加水阀(5)的进水口(54)连通，下水套(13)与回水降温器上的出水口连通。

9.根据权利要求8所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于设有一个微型CO₂压缩泵，通过高压管和喷气室(74)连通。

10.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的节能减排内燃机蒸气机组合式发动机，其特征在于在所述的限压加水阀(5)与水泵间设有水、二氧化碳混合水箱。