CN204691939U - 内燃机高温蒸汽直喷增压装置 - Google Patents

Abstract

内燃机高温蒸汽直喷增压装置，内燃机产生的高温废气从高温内燃机废气排出口排出通过高温内燃机废气排出管进入蒸汽发生罐的蒸汽室内的蒸汽罐内燃机废气散热管，通过蒸汽罐内燃机废气散热管对蒸汽室内的水进行加热，使其产生高温高压的蒸汽；内燃机电子控制器控制电磁控制阀门在内燃机气缸烧或燃烧后的时机将高温高压的蒸汽喷入内燃机气缸，以增加内燃机气缸的内压提高内燃机气缸对外做功的能力，本实用新型整体结构简单，操作使用方便，稳定性好，可靠性高，造价低、使用维修方便、内燃机废气能量回收利用率高、运行费用低、节能效果好、具有调节和改善内燃机的工作温度，提高内燃机的性能和使用寿命的效果，可有效地减少氮氧化物的排放。

Description

内燃机高温蒸汽直喷增压装置

技术领域

本实用新型涉及内燃机废气利用的技术领域，尤其涉及利用内燃机废气制取高温高压蒸汽直接喷入正在燃烧或燃烧后的气缸中增压做功的的内燃机高温蒸汽直喷增压装置。

背景技术

公知技术的内燃机废气利用，是利用内燃机排出的废气的压力带动涡轮机工作，或同时利用废气产生的热量制取蒸汽，用蒸汽与废气同时驱动涡轮机工作，涡轮机高速旋转带动空气压缩机将空气增压后在气缸吸气时注入气缸，使气缸内空气压力比自然吸气压力大，即气缸内的空气浓度增高，使气缸对外做功的能力增大，以此达到提高内燃机的机械效率的目的。该技术存在着结构复杂、造价高、运行和维修费用高、废气能量回收利用率低的缺点。

实用新型内容

  本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用内燃机废气制取的高温高压蒸汽直接喷入正在燃烧或燃烧后的气缸中增压做功的的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，本实用新型造价低、使用维修方便、内燃机废气回收利用率高、运行和维修费用低、节能效果好、具有调节和改善内燃机的工作温度，提高内燃机的性能和使用寿命，减少氧化物的产生和排放等优点。

本实用新型所述的内燃机高温蒸汽增压装置，包括有内燃机气缸、内燃机缸体、高温内燃机废气排出口、高温内燃机废气排出管、高压蒸汽排出管、蒸汽罐封头、蒸汽罐温度压力传感器、蒸汽发生罐、高压水管、蒸汽罐放水阀、中温废气管、高压水泵、高压水泵供水管、低压水泵、内燃机冷却液排入管、预热罐温度压力传感器、预热罐供水管、预热罐、低压水泵供水管、预热罐放水阀、冷却液连接管、低温废气管、水箱放水阀、冷却液排出管、内燃机废气排出口、水箱、内燃机电子控制器、电磁控制阀门、蒸汽喷入口、蒸汽室、蒸汽罐内燃机废气散热管、预热罐储水室、预热罐内燃机冷却液散热管、预热罐内燃机废气散热管、水箱内燃机废气散热管、水箱储水室、水箱内燃机冷却液散热管，内燃机产生的高温废气从高温内燃机废气排出口排出通过高温内燃机废气排出管进入蒸汽发生罐的蒸汽室内的蒸汽罐内燃机废气散热管，通过蒸汽罐内燃机废气散热管对蒸汽室内的水进行加热，使其产生高温高压的蒸汽；内燃机电子控制器控制电磁控制阀门在内燃机气缸燃烧或燃烧后的时机将蒸汽室内的高温高压蒸汽通过高压蒸汽排出管引出再通过蒸汽喷入口将高温高压的蒸汽喷入内燃机气缸，以增加内燃机气缸的内压提高内燃机气缸对外做功的能力，所述内燃机废气从蒸气发生罐的蒸汽罐内燃机废气散热管排出后依次进入预热罐的预热罐内燃机废气散热管和水箱内的水箱内燃机废气散热管，分别对预热罐的预热罐储水室内的水和水箱的水箱储水室的水分级预热；同时内燃机冷却系统的冷却液通过内燃机冷却液排入管依次进入预热罐的预热罐内燃机冷却液散热管和水箱的水箱内燃机冷却液散热管，分别对预热罐的预热罐储水室内的水和水箱的水箱储水室的水分级预热，而冷却液同时利用预热罐及水箱内的水进行降温，并通过冷却液排出管排回内燃机冷却系统。内燃机缸体的主体设有内燃机气缸，在内燃机缸体的一侧设有高温内燃机废气排口，通过高温内燃机废气排出管与蒸汽发生罐上部的蒸汽罐封头相连接；在内燃机缸体的另一侧设有蒸汽喷入口与内燃机气缸相通；蒸汽喷入口的前端设置有电磁控制阀门，电磁控制阀门通过高压蒸汽排出管与蒸汽发生罐的蒸汽室相连接，电磁控制阀门通过电路与内燃机电子控制器相连接。在所述蒸汽发生罐的中部内腔中设置蒸汽室。蒸汽室的上部设有蒸汽罐温度压力传感器，蒸汽罐温度压力传感器的探头与蒸汽室内部相通，其电路与内燃机电子控制器相连接；所述蒸汽发生罐的上下两端均设置有蒸汽罐封头，在所述蒸汽发生罐与蒸汽罐封头之间均有密封隔板，使蒸汽室与上下蒸汽罐封头隔离，使蒸汽室内的蒸汽与内燃机废气隔离；蒸汽发生罐上部的蒸汽罐封头与下部的蒸汽罐封头通过蒸汽罐内燃机废气散热管相通，蒸汽发生罐下部的蒸汽罐封头的另一端与中温废气管相连通；蒸汽室底部的一侧连接有蒸汽罐放水阀。蒸汽室底部的另一侧连接有高压水管，高压水管的另一端与高压水泵相连通，高压水泵通过高压水泵供水管与预热罐的预热罐储水室相连通，高压水泵电路与内燃机电子控制器相连接。预热罐的上端的封头通过中温废气管与蒸汽发生罐下端的蒸汽罐封头相通，预热罐下端的封头通过低温废气管与水箱内燃机废气进入口封头相连接，预热罐上端的封头的底部与下端封头的顶部均设有密封隔板，使预热罐储水室与封头相隔离，也使预热罐储水室的水与内燃机废气相隔离；预热罐上部的封头与下端的封头通过预热罐内燃机废气散热管相连通；预热罐储水室的上部设有内燃机冷却液排入管与内燃机冷却系统的排出口相连通，内燃机冷却液排入管进入预热罐储水室内，与环绕在预热罐内燃机废气散热管周围的螺旋形的预热罐内燃机冷却液散热管相连通，预热罐内燃机冷却液散热管在预热罐储水室底部与冷却液连接管相连通。在预热罐储水室上部设有预热罐温度压力传感器，预热罐温度压力传感器的探头部分与预热罐储水室相通；预热罐温度压力传感器的电路部分与内燃机电子控制器相连接。预热罐储水室下部的另一侧通过预热罐供水管与低压水泵的出水端相连通，低压水泵的供水端通过低压水泵供水管与水箱储水室相连通，低压水泵供水管上设有预热罐放水阀。水箱一侧的内燃机废气进入口封头的一端与低温废气管相连通，另一端在水箱内部与水箱内燃机废气散热管相连通；水箱内燃机废气散热管在水箱的另一端与内燃机废气排出管的封头相连通；水箱内燃机废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管封头靠近水箱一端均有隔板密封，使封头与水箱储水室相隔离，也使封头内的废气与水箱内的水相隔离。水箱内燃机废气进入口封头与水箱内燃机废气排出管封头通过水箱内燃机废气散热器相连通。冷却液连接管从水箱一端的上部进入水箱，与水箱内的水箱内燃机冷却液散热管相连接，水箱内燃机冷却液散热管的另一端与冷却液排出管相连接，冷却液排出管的另一端与内燃机冷却系统的冷却液进入口相连接，在水箱的下部设有水箱放水阀。在所说的水箱储水室里面装有用于制取水蒸汽的纯净水，水箱内燃机废气散热管和水箱内燃机冷却液散热管均浸入水中。内燃机冷机工作时，内燃机电子控制器控制低压水泵工作，通过低压水泵供水管将水箱内的水吸入，通过预热罐供水管注入到预热罐的预热罐储水室内，当预热罐储水室内的水位达到一定程度，内燃机电子控制器控制高压水泵工作，高压水泵通过高压水泵供水管将预热罐内的水吸入，通过高压水管将水注入到蒸汽发生罐的蒸汽室内。当蒸汽室内和预热罐储水室的水位达到工作要求后，蒸汽罐温度压力传感器和预热罐温度压力传感器将数据信号传入内燃机电子控制器，内燃机电子控制器分别控制高压水泵和低压水泵停止工作。内燃机废气从高温内燃机废气排出口排出，通过高温内燃机废气排出管进入蒸汽发生罐封头内，内燃机废气通过蒸汽发生罐封头进入蒸汽发生罐内的蒸汽罐内燃机废气散热管，蒸汽罐内燃机废气散热管开始对蒸汽室内的水进行加热；内燃机废气从蒸汽罐内燃机废气散热管排出，通过蒸汽发生罐的下封头、中温废气管和预热罐的上封头进入预热罐内的预热罐内燃机废气散热管，预热罐内燃机废气散热管开始对预热罐储水室内的水进行加热；内燃机废气从预热罐内燃机废气散热管排出，通过预热罐下封头、低温废气管和水箱内燃机废气进入口封头进入水箱内燃机废气散热管内，同时水箱内燃机废气散热管开始对水箱内的水进行加热；水箱内燃机废气散热管内的废气通过水箱内燃机废气排出管封头、内燃机废气排出管将废气排入大气。内燃机冷却系统的冷却液从内燃机机冷却系统排出后，通过内燃机冷却液排入管进入到预热罐内的预热罐内燃机冷却液散热管，并对预热罐的水进行加热，同时也使内燃机冷却液得以降温；冷却液从预热罐内燃机冷却液散热管排出后通过冷却液连接管进入水箱内燃机冷却液散热管，水箱内燃机冷却液散热管对水箱内的水进行加热，同时水箱内的水也对内燃机冷却液散热管内的冷却液进行降温；最后内燃机冷却液通过冷却液排出管进入内燃机冷却系统。蒸汽发生罐内的水被加热到高温高压状态，其压力超过内燃机气缸工作时的最高压力，蒸汽室内的高温高压蒸汽通过高压蒸汽排出管进入电磁控制阀门的进气端，同时蒸汽罐温度压力传感器将蒸汽室内的温度压力汇入到内燃机电子控制器，内燃机电子控制器根据内燃机的工作状态，控制电磁控制阀门工作，在内燃机气缸燃烧时或燃烧后的最佳时机电磁控制阀门通过蒸汽喷入口将适量的高温高压蒸汽喷入内燃机气缸，内燃机气缸内的高温气体进一步对喷入的蒸汽进行加热，使气缸内的混合气体进一步膨胀，内燃机气缸内的压力进一步增大，提高了内燃机对外作功的能力，从而达到了提高内燃机机械效率的目的。如果蒸汽发生罐制取蒸汽的量达到一定的程度，内燃机电子控制器可以控制某个内燃机气缸，在某个行程内不喷油，同时控制电磁控制阀门直接将高温高压蒸汽喷入内燃机气缸，推动气缸对外做功。内燃机电子控制器分别对蒸汽罐温度压力传感器和预热罐的温度压力传感器的数据进行扫描、监控，一方面控制、平衡高温高压蒸汽的使用量，另一方面分别控制高压水泵和低压水泵工作，持续对蒸汽发生罐和预热罐补充水。在内燃机不工作时，如果天气温度低于零度，将通过蒸汽罐放水阀、预热罐放水阀和水箱放水阀分别将蒸汽发生罐、预热罐储水室和水箱储水室内的水放出。

本实用新型同样适用于转子内燃机，适用于转子机内燃机时，将转子内燃机现有的高温废气排出口与本实用新型的高温内燃机废气排出管对接；在转子内燃机3个燃烧室合适的位置分别开一个蒸汽喷入口与转子内燃机的燃烧室相通，将本实用新型的电磁控制阀门与转子内燃机蒸汽喷入口对接，同时要使转子内燃机的电子控制器与本实用新型的内燃机电子控制器相兼容相匹配。

本实用新型所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，整体结构简单，操作使用方便，稳定性好，可靠性高。使用本实用新型所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，造价低、使用维修方便、内燃机废气能量回收利用率高、运行费用低、节能效果好、具有调节和改善内燃机的工作温度，提高内燃机的性能和使用寿命的效果，可有效地减少氮氧化物的排放。

附图说明

附图1是本实用新型所述内燃机高温蒸汽增压装置的总体结构示意图，附图2是局部A向剖视的结构示意图，附图3是局部B向剖视的结构示意图，附图4是局部C向剖视的结构示意图。1—内燃机气缸  2—内燃机缸体  3—高温内燃机废气排出口  4—高温内燃机废气排出管  5—高压蒸汽排出管  6—蒸汽罐封头  7—蒸汽罐温度压力传感器  8—蒸汽发生罐  9—高压水管  10—蒸汽罐放水阀  11—中温废气管  12—高压水泵  13—高压水泵供水管  14—低压水泵  15—内燃机冷却液排入管  16—预热罐温度压力传感器  17—预热罐供水管  18—预热罐    19—低压水泵供水管  20—预热罐放水阀  21—冷却液连接管  22—低温废气管  23—水箱放水阀  24—冷却液排出管  25—内燃机废气排出管  26—水箱  27—内燃机电子控制器  28—电磁控制阀门  29—蒸汽喷入口  30—蒸汽室  31—蒸汽罐内燃机废气散热管  32—预热罐储水室  33—预热罐内燃机冷却液散热管  34—预热罐内燃机废气散热管  35—水箱内燃机废气散热管  36—水箱储水室  37—水箱内燃机冷却液散热管。

具体实施方式

现参照附图1、附图2、附图3和附图4，结合实施例说明如下：内燃机高温蒸汽增压装置，包括有内燃机气缸1、内燃机缸体2、高温内燃机废气排出口3、高温内燃机废气排出管4、高压蒸汽排出管5、蒸汽罐封头6、蒸汽罐温度压力传感器7、蒸汽发生罐8、高压水管9、蒸汽罐放水阀10、中温废气管11、高压水泵12、高压水泵供水管13、低压水泵14、内燃机冷却液排入管15、预热罐温度压力传感器16、预热罐供水管17、预热罐18、低压水泵供水管19、预热罐放水阀20、冷却液连接管21、低温废气管22、水箱放水阀23、冷却液排出管24、内燃机废气排出口25、水箱26、内燃机电子控制器27、电磁控制阀门28、蒸汽喷入口29、蒸汽室30、蒸汽罐内燃机废气散热管31、预热罐储水室32、预热罐内燃机冷却液散热管33、预热罐内燃机废气散热管34、水箱内燃机废气散热管35、水箱储水室36、水箱内燃机冷却液散热管37，内燃机缸体2的主体设有内燃机气缸1，在内燃机缸体2的一侧设有高温内燃机废气排口3，通过高温内燃机废气排出管4与蒸汽发生罐8上部的蒸汽罐封头6相连接；在内燃机缸体的另一侧设有蒸汽喷入口29与内燃机气缸1相通；蒸汽喷入口29的前端设置有电磁控制阀门28，电磁控制阀门28通过高压蒸汽排出管5与蒸汽发生罐8的蒸汽室30相连接，电磁控制阀门28通过电路与内燃机电子控制器27相连接。在所述蒸汽发生罐8的中部内腔中设置蒸汽室30。蒸汽室30的上部设有蒸汽罐温度压力传感器7，蒸汽罐温度压力传感器7的探头与蒸汽室30内部相通，其电路与内燃机电子控制器27相连接；所述蒸汽发生罐8的上下两端均设置有蒸汽罐封头6，在所述蒸汽发生罐8与蒸汽罐封头6之间均有密封隔板，使蒸汽室30与上下蒸汽罐封头6隔离，使蒸汽室30内的蒸汽与内燃机废气隔离；蒸汽发生罐8上部的蒸汽罐封头6与下部的蒸汽罐封头6通过蒸汽罐内燃机废气散热管31相通，蒸汽发生罐8下部的蒸汽罐封头6的另一端与中温废气管11相连通；蒸汽室30底部的一侧连接有蒸汽罐放水阀10。蒸汽室30底部的另一侧连接有高压水管9，高压水管9的另一端与高压水泵12相连通，高压水泵12通过高压水泵供水管13与预热罐18的预热罐储水室32相连通，高压水泵12电路与内燃机电子控制器27相连接。预热罐18的上端的封头通过中温废气管11与蒸汽发生罐8下端的蒸汽罐封头6相通，预热罐18下端的封头通过低温废气管22与水箱内燃机废气进入口封头相连接，预热罐18上端的封头的底部与下端封头的顶部均设有密封隔板，使预热罐储水室32与封头相隔离，也使预热罐储水室32的水与内燃机废气相隔离；预热罐18上部的封头与下端的封头通过预热罐内燃机废气散热管34相连通；预热罐（18）内分别有预热罐内燃机废气散热管（34）和预热罐内燃机冷却液散热管（33）对预热罐（18）内的水进行加热，直列的预热罐内燃机废气散热管（34）联通预热罐（18）的上下蒸汽罐封头（6），螺旋状的预热罐内燃机冷却液散热管（33）盘旋在预热罐内燃机废气散热管（34）的周围。预热罐储水室32的上部设有内燃机冷却液排入管15与内燃机冷却系统的排出口相连通，内燃机冷却液排入管15进入预热罐储水室32内，与环绕在预热罐内燃机废气散热管34周围的螺旋形的预热罐内燃机冷却液散热管33相连通，预热罐内燃机冷却液散热管33在预热罐储水室32底部与冷却液连接管21相连通。在预热罐储水室32上部设有预热罐温度压力传感器16，预热罐温度压力传感器16的探头部分与预热罐储水室32相通；预热罐温度压力传感器16的电路部分与内燃机电子控制器27相连接。预热罐储水室32下部的另一侧通过预热罐供水管17与低压水泵14的出水端相连通，低压水泵14的供水端通过低压水泵供水管19与水箱储水室36相连通，低压水泵供水管19上设有预热罐放水阀23。蒸汽室（30）底部的另一侧连接有高压水管（9），高压水泵（12）通过高压水泵供水管（13）与预热罐（18）的预热罐储水室（32）相连通；蒸汽室（30）的上部设有蒸汽罐温度压力传感器（7），蒸汽罐温度压力传感器（7）的探头与蒸汽室（30）内部相通；在预热罐储水室（32）上部设有预热罐温度压力传感器（16），预热罐温度压力传感器（16）的探头部分与预热罐储水室（32）相通；低压水泵（14）、高压水泵（12）、预热罐温度压力传感器（16）和蒸汽罐温度压力传感器（7）与内燃机电子控制器（27）相连接，内燃机电子控制器（27）通过对预热罐温度压力传感器（16）和蒸汽罐温度压力传感器（7）的数据采集分析后分别将水箱储水室（36）的水泵入预热罐储水室（32）和将预热罐储水室（32）的水泵入蒸汽室（30），使预热罐储水室（32）和蒸汽室（30）保持恒定的水量和工作压力。水箱26一侧的内燃机废气进入口封头的一端与低温废气管22相连通，另一端在水箱26内部与水箱内燃机废气散热管35相连通；水箱内燃机废气散热管35在水箱26的另一端与内燃机废气排出管25的封头相连通；水箱内燃机废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管25封头靠近水箱26一端均有隔板密封，使封头与水箱储水室36相隔离，也使封头内的废气与水箱26内的水相隔离。水箱内燃机废气进入口封头与水箱内燃机废气排出管25封头通过水箱内燃机废气散热器相连通。冷却液连接管21从水箱26一端的上部进入水箱26，与水箱26内的水箱内燃机冷却液散热管37相连接，水箱内燃机冷却液散热管37的另一端与冷却液排出管24相连接，冷却液排出管24的另一端与内燃机冷却系统的冷却液进入口相连接，在水箱26的下部设有水箱放水阀23。在所说的水箱储水室36里面装有用于制取水蒸汽的纯净水，水箱内燃机废气散热管35和水箱内燃机冷却液散热管37均浸入水中，共同对水箱储水室（36）里的水进行加热，直列的预热罐内燃机废气散热管（34）联通内燃机水箱废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管封头，水箱内燃机冷却液散热管（37）盘绕在水箱内燃机废气散热管（35）的一侧、上部或下部。内燃机冷机工作时，内燃机电子控制器27控制低压水泵14工作，通过低压水泵供水管19将水箱26内的水吸入，通过预热罐供水管17注入到预热罐18的预热罐储水室32内，当预热罐储水室32内的水位达到一定程度，内燃机电子控制器27控制高压水泵12工作，高压水泵12通过高压水泵供水管13将预热罐18内的水吸入，通过高压水管9将水注入到蒸汽发生罐8的蒸汽室30内。当蒸汽室30内和预热罐储水室32的水位达到工作要求后，蒸汽罐温度压力传感器7和预热罐温度压力传感器16将数据信号传入内燃机电子控制器27，内燃机电子控制器27分别控制高压水泵12和低压水泵14停止工作。内燃机废气从高温内燃机废气排出口（3）排出后依次进入蒸汽发生罐（8）蒸汽罐内燃机废气散热管（31）、预热罐内燃机废气散热管（34）和水箱内燃机废气散热管（35），所述蒸汽发生罐（8）的上下两端均设置有蒸汽罐封头（6），在所述蒸汽发生罐（8）与蒸汽罐封头（6）之间均有密封隔板，使蒸汽室（30）与上下蒸汽罐封头（6）隔离，使蒸汽室（30）内的蒸汽与内燃机废气隔离，蒸汽发生罐（8）上部的蒸汽罐封头（6）与下部的蒸汽罐封头（6）通过蒸汽罐内燃机废气散热管（31）相通；预热罐（18）的上端封头的底部与下端封头的顶部均设有密封隔板，使预热罐储水室（32）与封头相隔离，也使预热罐储水室（32）的水与内燃机废气相隔离，预热罐（18）上部的封头与下端的封头通过预热罐内燃机废气散热管（34）相连通；水箱内燃机废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管（25）封头靠近水箱（26）一端均有隔板密热罐储水室（32）底部与冷却液连接管（21）相连通；水箱内燃机废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管（25）封头靠近水箱（26）一端均有隔板密封，使封头与水箱储水室（36）相隔离，也使封头内的废气与水箱（26）内的水相隔离，水箱内燃机废气进入口封头与水箱内燃机废气排出管（25）封头通过水箱内燃机废气散热器相连通。内燃机废气从高温内燃机废气排出口3排出，通过高温内燃机废气排出管4进入蒸汽发生罐8封头内，内燃机废气通过蒸汽发生罐8封头进入蒸汽发生罐8内的蒸汽罐内燃机废气散热管31，蒸汽罐内燃机废气散热管31开始对蒸汽室30内的水进行加热；内燃机废气从蒸汽罐内燃机废气散热管31排出，通过蒸汽发生罐8的下封头、中温废气管11和预热罐18的上封头进入预热罐18内的预热罐内燃机废气散热管34，预热罐内燃机废气散热管34开始对预热罐储水室32内的水进行加热；内燃机废气从预热罐内燃机废气散热管34排出，通过预热罐18下封头、低温废气管22和水箱内燃机废气进入口封头进入水箱内燃机废气散热管35内，同时水箱内燃机废气散热管35开始对水箱内的水进行加热；水箱内燃机废气散热管35内的废气通过水箱内燃机废气排出管封头、内燃机废气排出管25将废气排入大气。内燃机冷却系统的冷却液从内燃机机冷却系统排出后，通过内燃机冷却液排入管15进入到预热罐18内的预热罐内燃机冷却液散热管33，并对预热罐18的水进行加热，同时也使内燃机冷却液得以降温；冷却液从预热罐内燃机冷却液散热管33排出后通过冷却液连接管21进入水箱内燃机冷却液散热管37，水箱内燃机冷却液散热管37对水箱内的水进行加热，同时水箱内的水也对内燃机冷却液散热管37内的冷却液进行降温；最后内燃机冷却液通过冷却液排出管24进入内燃机冷却系统。蒸汽发生罐8内的水被加热到高温高压状态，其压力超过内燃机气缸工作时的最高压力，蒸汽室30内的高温高压蒸汽通过高压蒸汽排出管5进入电磁控制阀门的进气端，同时蒸汽罐温度压力传感器7将蒸汽室30内的温度压力汇入到内燃机电子控制器27，内燃机电子控制器27根据内燃机的工作状态，控制电磁控制阀门工作，在内燃机气缸燃烧时或燃烧后的最佳时机电磁控制阀门通过蒸汽喷入口29将适量的高温高压蒸汽喷入内燃机气缸，内燃机气缸内的高温气体进一步对喷入的蒸汽进行加热，使气缸内的混合气体进一步膨胀，内燃机气缸内的压力进一步增大，提高了内燃机对外作功的能力，从而达到了提高内燃机机械效率的目的。预热罐储水室（32）的放水阀设在低压水泵供水管（19）上，也可预设在热罐储水室（32）下部的一个侧面，蒸汽室（30）和水箱储水室（32）下部均设有放水阀，蒸汽罐放水阀（10）、预热罐放水阀（20）和水箱放水阀（23）可采用手动也可采用自动，采用自动时水箱储水室（36）加装一个温度传感器由内燃机电子控制器（27）控制，如果天气温度低于零度，内燃机电子控制器（27）将监测蒸汽室（30）、预热罐储水室（32）和水箱储水室（36），在必要时控制蒸汽罐放水阀（10）、预热罐放水阀（20）和水箱放水阀（23）分别将蒸汽发生罐（8）、预热罐储水室（32）和水箱储水室（36）内的水放出。如果蒸汽发生罐8制取蒸汽的量达到一定的程度，内燃机电子控制器27可以控制某个内燃机气缸，在某个行程内不喷油，同时控制电磁控制阀门直接将高温高压蒸汽喷入内燃机气缸，推动气缸对外做功。内燃机电子控制器27分别对蒸汽罐温度压力传感器7和预热罐的温度压力传感器16的数据进行扫描、监控，一方面控制、平衡高温高压蒸汽的使用量，另一方面分别控制高压水泵12和低压水泵14工作，持续对蒸汽发生罐8和预热罐18补充水。在内燃机不工作时，如果天气温度低于零度，将通过蒸汽罐放水阀10、预热罐放水阀20和水箱放水阀23分别将蒸汽发生罐8、预热罐储水室32和水箱储水室36内的水放出。

本实用新型同样适用于转子内燃机，适用于转子机内燃机时，将转子内燃机现有的高温废气排出口与本实用新型的高温内燃机废气排出管4对接；在转子内燃机3个燃烧室合适的位置分别开一个蒸汽喷入口与转子内燃机的燃烧室相通，将本实用新型的电磁控制阀门28与转子内燃机蒸汽喷入口对接，同时要使转子内燃机的电子控制器与本实用新型的内燃机电子控制器27相兼容相匹配。

本实用新型所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，整体结构简单，操作使用方便，稳定性好，可靠性高。使用本实用新型所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，造价低、使用维修方便、内燃机废气能量回收利用率高、运行费用低、节能效果好、具有调节和改善内燃机的工作温度，提高内燃机的性能和使用寿命的效果，可有效地减少氮氧化物的排放。

Claims (8)

1.内燃机高温蒸汽直喷增压装置，包括有内燃机气缸（1）、内燃机缸体（2）、高温内燃机废气排出口（3）、高温内燃机废气排出管（4）、高压蒸汽排出管（5）、 蒸汽罐封头（6） 、 蒸汽罐温度压力传感器（7）、蒸汽发生罐（8）、内燃机电子控制器（27）、电磁控制阀门（28）、蒸汽喷入口（29），内燃机缸体（2）的主体设有内燃机气缸（（1），其特征在于在内燃机缸体（2）的一侧设有高温内燃机废气排口（3），通过高温内燃机废气排出管（4）与蒸汽发生罐（8）上部的蒸汽罐封头（6）相连接，内燃机产生的高温废气从高温内燃机废气排出口（3）排出通过高温内燃机废气排出管（4）进入蒸汽发生罐（8）的蒸汽室（30）内的蒸汽罐内燃机废气散热管（31），通过蒸汽罐内燃机废气散热管（31）对蒸汽室（30）内的水进行加热，使其产生高温高压的蒸汽；内燃机电子控制器（27）控制电磁控制阀门（28）在内燃机气缸（1）燃烧或燃烧后的时机将蒸汽室（30）内的高温高压蒸汽通过高压蒸汽排出管（5）引出再通过蒸汽喷入口（29）将高温高压的蒸汽喷入内燃机气缸（1），以增加内燃机气缸（1）的内压提高内燃机气缸（1）对外做功的能力，所述内燃机废气从蒸气发生罐（8）的蒸汽罐内燃机废气散热管（31）排出后依次进入预热罐（18）的预热罐内燃机废气散热管（34）和水箱（26）内的水箱内燃机废气散热管（35），分别对预热罐（18）的预热罐储水室（32）内的水和水箱（26）的水箱储水室（36）的水分级预热；同时内燃机冷却系统的冷却液通过内燃机冷却液排入管（15）依次进入预热罐（18）的预热罐内燃机冷却液散热管（33）和水箱（26）的水箱内燃机冷却液散热管（37），分别对预热罐（18）的预热罐储水室（32）内的水和水箱（26）的水箱储水室（36）的水分级预热，而冷却液同时利用预热罐及水箱内的水进行降温，并通过冷却液排出管排回内燃机冷却系统。

2.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，其特征在于内燃机缸体（2）的另一侧设有蒸汽喷入口（29）与内燃机气缸（1）相通，蒸汽喷入口（29）的前端设置有电磁控制阀门（28），在所述蒸汽发生罐（8）的中部内腔中设置蒸汽室（30），电磁控制阀门（28）通过高压蒸汽排出管（5）与蒸汽发生罐（8）的蒸汽室（30）相连通，电磁控制阀门（28）通过电路与内燃机电子控制器（27）相连接；蒸汽室（30）内的蒸汽压力高于内燃机气缸（1）的工作压力，电磁控制阀门（28）工作时蒸汽室（30）内的蒸汽靠自身的压力喷入内燃机气缸（1）。

3.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，其特征在于预热罐（18）内分别有预热罐内燃机废气散热管（34）和预热罐内燃机冷却液散热管（33）对预热罐（18）内的水进行加热，直列的预热罐内燃机废气散热管（34）联通预热罐（18）的上下蒸汽罐封头（6），螺旋状的预热罐内燃机冷却液散热管（33）盘旋在预热罐内燃机废气散热管（34）的周围。

4.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，其特征在于水箱储水室（36）里面装有用于制取水蒸汽的纯净水，水箱内燃机废气散热管（35）和水箱内燃机冷却液散热管（37）均浸入水中，共同对水箱储水室（36）里的水进行加热，直列的预热罐内燃机废气散热管（34）联通内燃机水箱废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管封头，水箱内燃机冷却液散热管（37）盘绕在水箱内燃机废气散热管（35）的一侧、上部或下部。

5.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，其特征在于内燃机废气从高温内燃机废气排出口（3）排出后依次进入蒸汽发生罐（8）蒸汽罐内燃机废气散热管（31）、预热罐内燃机废气散热管（34）和水箱内燃机废气散热管（35），所述蒸汽发生罐（8）的上下两端均设置有蒸汽罐封头（6），在所述蒸汽发生罐（8）与蒸汽罐封头（6）之间均有密封隔板，使蒸汽室（30）与上下蒸汽罐封头（6）隔离，使蒸汽室（30）内的蒸汽与内燃机废气隔离，蒸汽发生罐（8）上部的蒸汽罐封头（6）与下部的蒸汽罐封头（6）通过蒸汽罐内燃机废气散热管（31）相通；预热罐（18）的上端封头的底部与下端封头的顶部均设有密封隔板，使预热罐储水室（32）与封头相隔离，也使预热罐储水室（32）的水与内燃机废气相隔离，预热罐（18）上部的封头与下端的封头通过预热罐内燃机废气散热管（34）相连通；水箱内燃机废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管（25）封头靠近水箱（26）一端均有隔板密热罐储水室（32）底部与冷却液连接管（21）相连通；水箱内燃机废气进入口封头和水箱内燃机废气排出管（25）封头靠近水箱（26）一端均有隔板密封，使封头与水箱储水室（36）相隔离，也使封头内的废气与水箱（26）内的水相隔离，水箱内燃机废气进入口封头与水箱内燃机废气排出管（25）封头通过水箱内燃机废气散热器相连通。

6.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，其特征在于预热罐储水室（32）下部的另一侧通过预热罐供水管（17）与低压水泵（14）的出水端相连通，低压水泵（14）的供水端通过低压水泵供水管（19）与水箱储水室（36）相连通；蒸汽室（30）底部的另一侧连接有高压水管（9），高压水泵（12）通过高压水泵供水管（13）与预热罐（18）的预热罐储水室（32）相连通；蒸汽室（30）的上部设有蒸汽罐温度压力传感器（7），蒸汽罐温度压力传感器（7）的探头与蒸汽室（30）内部相通；在预热罐储水室（32）上部设有预热罐温度压力传感器（16），预热罐温度压力传感器（16）的探头部分与预热罐储水室（32）相通；低压水泵（14）、高压水泵（12）、预热罐温度压力传感器（16）和蒸汽罐温度压力传感器（7）与内燃机电子控制器（27）相连接，内燃机电子控制器（27）通过对预热罐温度压力传感器（16）和蒸汽罐温度压力传感器（7）的数据采集分析后分别将水箱储水室（36）的水泵入预热罐储水室（32）和将预热罐储水室（32）的水泵入蒸汽室（30），使预热罐储水室（32）和蒸汽室（30）保持恒定的水量和工作压力。

7.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽直喷增压装置，其特征在于预热罐储水室（32）的放水阀设在低压水泵供水管（19）上，也可预设在热罐储水室（32）下部的一个侧面，蒸汽室（30）和水箱储水室（32）下部均设有放水阀，蒸汽罐放水阀（10）、预热罐放水阀（20）和水箱放水阀（23）可采用手动也可采用自动，采用自动时水箱储水室（36）加装一个温度传感器由内燃机电子控制器（27）控制，如果天气温度低于零度，内燃机电子控制器（27）将监测蒸汽室（30）、预热罐储水室（32）和水箱储水室（36），在必要时控制蒸汽罐放水阀（10）、预热罐放水阀（20）和水箱放水阀（23）分别将蒸汽发生罐（8）、预热罐储水室（32）和水箱储水室（36）内的水放出。

8.根据权利要求1所述的内燃机高温蒸汽增压装置，其特征在于在所说的水箱储水室（36）里面装有用于制取水蒸汽的纯净水，水箱内燃机废气散热管（35）和水箱内燃机冷却液散热管（37）均浸入水中。