CN202811058U - 连续燃烧活塞式内燃机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种连续燃烧活塞式内燃机，包括气体压缩机和活塞式做功机构，所述气体压缩机经回热器再经连续燃烧室与所述活塞式做功机构的工质入口连通，所述活塞式做功机构的排气口与所述回热器的被冷却流体入口连通。本实用新型所公开的连续燃烧活塞式内燃机具有效率高、污染排放少，且能利用满足稀薄燃烧的要求，具有广阔的应用前景。

Description

连续燃烧活塞式内燃机
技术领域
本实用新型涉及热能与动力领域，尤其是一种活塞式内燃机。
背景技术
 传统活塞式内燃机的燃烧方式均为间歇式燃烧，间歇式燃烧不仅控制难度大、控制成本高，而且会使相当一部分燃料的放热过程在相当低的压力条件下进行，这就严重影响了发动机的效率。不仅如此，间歇式燃烧污染物的控制也是十分困难的。因此，需要实用新型一种具有连续燃烧室的活塞式内燃机。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：
一种连续燃烧活塞式内燃机，包括气体压缩机和活塞式做功机构，所述气体压缩机经回热器再经连续燃烧室与所述活塞式做功机构的工质入口连通，所述活塞式做功机构的排气口与所述回热器的被冷却流体入口连通。
在所述连续燃烧室和所述活塞式做功机构的工质入口之间设压力平衡罐。
在所述气体压缩机和所述连续燃烧室之间设压力平衡罐。
在所述活塞式做功机构的排气口和所述回热器的被冷却流体入口之间设叶轮动力机构。
在所述气体压缩机的进气道上设叶轮压气机。
在所述活塞式做功机构的排气口和所述回热器之间设叶轮动力机构，在所述气体压缩机的进气道上设叶轮压气机，所述叶轮动力机构对所述叶轮压气机输出动力。
所述活塞式做功机构对所述气体压缩机输出动力。
所述活塞式做功机构的直径与所述气体压缩机的直径不等，或所述活塞式做功机构的排量与所述气体压缩机的排量不等。
所述活塞式做功机构的直径大于所述气体压缩机的直径，或所述活塞式做功机构的排量大于所述气体压缩机的排量。
所述气体压缩机设为多级气体压缩机。
所述活塞式做功机构设为多级活塞式做功机构。
所述气体压缩机设为活塞式气体压缩机。
所述气体压缩机和所述连续燃烧室之间的连通通道的承压能力大于1MPa。
所述连续燃烧室内的空气过量系数大于2.2。
本实用新型中，所谓的气体压缩机是指一切可以对气体进行压缩的机构，例如活塞式压气机、螺杆式压气机、叶轮式压气机、罗茨风机、流体压气机等；所谓的流体压气机是指利用流体对气体进行压缩的机构，例如利用射流泵（喷射器）对气体进行压缩的机构，再例如将液体泵入容器内使容器内的气体增压的机构等。
本实用新型中，所谓的连通是指直接连通、经过若干过程（包括与其他物质混合等）的间接连通或经泵、控制阀等受控连通。
本实用新型中，所谓的叶轮动力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。
本实用新型中，所谓的叶轮压气机是指一切利用叶轮对气体进行压缩的装置，如离心压气机、轴流压气机等，它可以是单级的、多级的，也可以是多个单级或多个多级组合而成。
本实用新型中，所谓的回热器的被冷却流体入口是指设置在所述回热器上的用于导入被冷却流体的入口，在回热器中，温度升高的流体称为被加热流体，温度降低的流体称为被冷却流体。
本实用新型中，所公开的连续燃烧活塞式内燃机可用于以气体燃料含量较低的气体混和物为燃料的发动机，例如煤层气发动机等。
本实用新型中，所述气体压缩机和所述连续燃烧室之间的连通通道的承压能力大于1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa或大于5MPa。
本实用新型中，根据气体压缩领域和发动机领域的公知技术，在必要的地方设必要的部件、单元和系统，例如在所述燃烧室上应设置燃料入口（或燃料喷射器）、在必要时应设火花塞等。
本实用新型的有益效果如下:
本实用新型所公开的连续燃烧活塞式内燃机具有效率高、污染排放少，且能利用满足稀薄燃烧的要求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
图3是本实用新型实施例3的结构示意图；
图4是本实用新型实施例4的结构示意图；
图5是本实用新型实施例5的结构示意图；
图6是本实用新型实施例6的结构示意图；
图7是本实用新型实施例7的结构示意图；
图8是本实用新型实施例8的结构示意图；
图9是本实用新型实施例9的结构示意图；
图中：
1气体压缩机、2活塞式做功机构、3回热器、4连续燃烧室、5工质入口、6排气口、7被冷却流体入口、8压力平衡罐、9叶轮动力机构、10叶轮压气机、11活塞式气体压缩机。
具体实施方式
实施例1
图1所示的连续燃烧活塞式内燃机，包括气体压缩机1和活塞式做功机构2，所述气体压缩机1经回热器3再经连续燃烧室4与所述活塞式做功机构2的工质入口5连通，所述活塞式做功机构2的排气口6与所述回热器3的被冷却流体入口7连通。
本实施例的连续燃烧活塞式内燃机的工作方式如下：所述气体压缩机1的压缩气体经所述回热器3加热后被送入所述连续燃烧室4，在连续燃烧室4内被点燃形成高温高压的气体工质，所述高温高压的工质通过所述工质入口5被移送进入所述活塞式做功机构2，推动所述活塞式做功机构2的活塞做功，做功后的高温工质通过被冷却流体入口7被送入所述回热器3，用来加热作为被加热流体的所述气体压缩机1产生的压缩气体。
作为可变换的实施方式，所述活塞式做功机构2对所述气体压缩机1输出动力。
作为可变换的实施方式，所述活塞式做功机构2的直径与所述气体压缩机1的直径不等。
作为可变换的实施方式，所述活塞式做功机构2的排量与所述气体压缩机1的排量不等。
作为可变换的实施方式，所述活塞式做功机构2的直径大于所述气体压缩机1的直径。
作为可变换的实施方式，所述活塞式做功机构2的排量大于所述气体压缩机1的排量。
作为可变换的实施方式，所述连续燃烧室4内的空气过量系数大于2.2。
作为可以变换的实施方式，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于1MPa，从而可以承受由所述气体压缩机1输出的工质压力大于1MPa的工质的压力，提高系统的工作效率。
实施例2
图2所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：在所述连续燃烧室4和所述活塞式做功机构2的工质入口5之间设压力平衡罐8，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于3MPa。
本实施例中，所述连续燃烧室4内燃烧产生的高温高压的气体工质被送入所述压力平衡罐8储存，然后再送入所述活塞式做功机构2做功，保证向所述活塞式做功机构2的稳定供气。
实施例3
图3所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：在所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间设压力平衡罐8，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于2MPa。
本实施例中，所述气体压缩机1产生的压缩气体被送入所述压力平衡罐8储存，然后再送入所述连续燃烧室4，保证向所述连续燃烧室4的稳定供气。
实施例4
图4所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：在所述活塞式做功机构2的排气口6和所述回热器3的被冷却流体入口7之间设叶轮动力机构9，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于5MPa。
本实施例中，所述叶轮动力机构9利用所述活塞式做功机构2做功后排出的工质做功，然后，所述叶轮动力机构9做功后的工质再经所述回热器3吸收热量后排出，提高了系统的效率。
实施例5
图5所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：在所述气体压缩机1的进气道上设叶轮压气机10，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于4MPa。
实施例6
图6所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：在所述活塞式做功机构2的排气口6和所述回热器3之间设叶轮动力机构9，在所述气体压缩机1的进气道上设叶轮压气机10，所述叶轮动力机构9对所述叶轮压气机10输出动力，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于2.5MPa。
本实施例中，所述叶轮动力机构9利用所述活塞式做功机构2做功后排出的工质做功对所述叶轮压气机10输出动力，然后，所述叶轮动力机构9做功后的工质再经所述回热器3吸收热量后排出，提高了系统的效率。
实施例7
图7所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：所述气体压缩机1设为两级气体压缩机，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于4.5MPa。
作为可以变换的实施方式，所述气体压缩机1设为多级气体压缩机。
实施例8
图8所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：所述活塞式做功机构2设为两级活塞式做功机构，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于3.5MPa。
作为可以变换的实施方式，所述活塞式做功机构2设为多级活塞式做功机构。
实施例9
图9所示的连续燃烧活塞式内燃机，其与实施例1的区别在于：所述气体压缩机1设为活塞式气体压缩机11，所述气体压缩机1和所述连续燃烧室4之间的连通通道的承压能力大于1.5MPa。
显然，本实用新型不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本实用新型所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种连续燃烧活塞式内燃机，包括气体压缩机（1）和活塞式做功机构（2），其特征在于：所述气体压缩机（1）经回热器（3）再经连续燃烧室（4）与所述活塞式做功机构（2）的工质入口（5）连通，所述活塞式做功机构（2）的排气口（6）与所述回热器（3）的被冷却流体入口（7）连通。
2.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：在所述连续燃烧室（4）和所述活塞式做功机构（2）的工质入口（5）之间设压力平衡罐（8）。
3.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：在所述气体压缩机（1）和所述连续燃烧室（4）之间设压力平衡罐（8）。
4.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：在所述活塞式做功机构（2）的排气口（6）和所述回热器（3）的被冷却流体入口（7）之间设叶轮动力机构（9）。
5.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：在所述气体压缩机（1）的进气道上设叶轮压气机（10）。
6.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：在所述活塞式做功机构（2）的排气口（6）和所述回热器（3）之间设叶轮动力机构（9），在所述气体压缩机（1）的进气道上设叶轮压气机（10），所述叶轮动力机构（9）对所述叶轮压气机（10）输出动力。
7.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述活塞式做功机构（2）对所述气体压缩机（1）输出动力。
8.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述活塞式做功机构（2）的直径与所述气体压缩机（1）的直径不等，或所述活塞式做功机构（2）的排量与所述气体压缩机（1）的排量不等。
9.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述活塞式做功机构（2）的直径大于所述气体压缩机（1）的直径，或所述活塞式做功机构（2）的排量大于所述气体压缩机（1）的排量。
10.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述气体压缩机（1）设为多级气体压缩机。
11.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述活塞式做功机构（2）设为多级活塞式做功机构。
12.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述气体压缩机（1）设为活塞式气体压缩机（11）。
13.如权利要求1所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述气体压缩机（1）和所述连续燃烧室（4）之间的连通通道的承压能力大于1MPa。
14.如权利要求1至13任一项所述连续燃烧活塞式内燃机，其特征在于：所述连续燃烧室（4）内的空气过量系数大于2.2。
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