CN2781018Y - 废气水滤内燃式蒸汽发动机 - Google Patents

Abstract

废气水滤内燃式蒸汽发动机，该废气水滤内燃式蒸汽发动机包括内燃机气缸、电控喷水嘴、水泵、水箱、水调压器、温度感应开关、气压接触开关及控制电路，所述电控喷水嘴、温度感应开关及气压接触开关安装在气缸盖上并与气缸内相通，所述水泵的进水口与水箱相连接，出水口连接水调压器，水调压器连接电控喷水嘴。本实用新型是利用内燃发动机气缸内的液体燃料充分燃烧后，活塞向下止点运行一定位置，缸内的气压开始减弱时，瞬间往气缸内注入适量的水，与气缸内的热气完全汽化气体迅速膨胀，再次快速推动活塞运行，实现活塞在一次行程上产生二次作功的功效，利用了废气的热能，并且排出的废气经水过滤后再向外界排放，降低了对环境的污染。

Description

废气水滤内燃式蒸汽发动机

技术领域

本实用新型属于内燃蒸汽发动机领域，特别一种废气水滤内燃式蒸汽发动机。

背景技术

目前的摩托车、汽车、火车、拖拉机、轮船及发电机等的内燃发动机(包括汽油、柴油、重油及煤油发动机)，都是液体燃料在气缸内燃烧作功后，将带热量的废气直接向外界排放，既浪费热能又污染环境。现有的蒸汽机属外燃式蒸汽机，都是容器内的水被容器外燃烧加热，水受热产生蒸汽后，蒸汽通过管道进入气缸推动活塞才作功，称为外燃式蒸汽机。外燃式蒸汽机同样污染环境及浪费能源，因此作为动力源已被淘汰。

现有的内燃发动机的作功过程，不是整个作功行程都产生动能，因为它是瞬间作功，即活塞处在气缸上止点时，液体燃料进入燃烧室与压缩空气反应，瞬间增大气体将活塞推动，随着活塞的移动，容积不断增大，气压逐渐下降，作功力逐渐减弱。因此，燃料燃烧后的热能不能充分利用。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供一种既能充分利用废气的热能又可减少环境污染的废气水滤内燃式蒸汽发动机。为实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：该废气水滤内燃式蒸汽发动机包括内燃机气缸、电控喷水嘴、水泵、水箱、水调压器、温度感应开关、气压接触开关及控制电路，所述电控喷水嘴、温度感应开关及气压接触开关安装在气缸盖上并与气缸内相通，所述水泵的进水口与水箱相连接，出水口连接水调压器，水调压器连接电控喷水嘴。

所述水箱还与一个废气过滤水室连接，由止水针控制废气过滤水室的液面，废气过滤水室装有排气管及出气管，排气管的一端连接气缸盖上的排气口，另一端处于废气过滤水室液面下方，出气管位于液面上方，废气过滤水室底部设有沉淀物出口开关。

所述废气过滤水室内还装有一水滤器，水滤器前装有隔板，所述水泵的进水口与水滤器连接。

所述水调压器与电控喷水嘴之间还设有高压水分流器，高压水分流器为一密封容器，有一进水口连接水调压器，至少两个出水口分别连接各气缸的电控喷水嘴。

所述水泵为电动式加压泵或由主机带动的加压泵。

所述控制电路：电源与12V蓄电池相接，负极接地、接发动机外壳，并与电控喷水嘴、温度感应开关、气压接触开关的一极相接；电源的正极接温度控制接触器的线圈一极、接触器常开电路的一极及气压控制接触器的线圈一极；温度控制接触器的线圈另一极输出a2接温度感应开关a2′的另一极，气压控制接触器线圈的另一极输出a3接气压接触开关a3′的另一极，气压控制接触器常闭电路的一极输出a1接电控喷水嘴a1′的另一极，温度控制接触器常开电路的另一极接气压控制接触器常闭电路的另一极。

本新型是利用内燃发动机气缸内的液体燃料充分燃烧后，活塞向下止点运行一定位置(称为第一次作功)，活塞继续下行缸内的容积增大气压开始减弱时，瞬间向气缸内注入适量的水，与气缸内的热气完全汽化，气体迅速膨胀，再次快速推动活塞运行(称为第二次作功)，实现活塞在一次行程上产生二次作功的功效，充分利用了废气的热能，并且排出的废气经水过滤后再向外界排放，大大降低了对环境的污染。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图及第一次作功活塞工作状态图；

图2是第二次作功活塞工作状态图；

图3是第二种实施方式的结构示意图；

图4是第三种实施方式的结构示意图；

图5是本实用新型的控制电路图。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2所示，本实用新型的废气水滤内燃式蒸汽发动机，包括内燃机气缸体1、电控喷水嘴6、废气过滤水室15、水泵23、水调压器24、温度感应开关7、气压接触开关8及控制电路29，在现有的内燃发动机(包括摩托车、汽车、拖拉机、火车、轮船和发电机等)的气缸体1的气缸盖11上安装电控喷水嘴6、温度感应开关7及气压接触开关8，并与气缸内12相通，所述废气过滤水室15为一可盛水的容器，在其上装有排气管16及出气管17，排气管16的一端连接气缸盖11上的排气口30，另一端处于废气过滤水室15液面下方，出气管17设在废气过滤水室15的顶部，水箱28与废气过滤水室15连接，水箱28的水流经止水针18进入废气过滤水室15，由安装在废气过滤水室15内的浮子19控制止水针18开关，以实现水位不能超过设计的高度。在废气过滤水室15下部的一侧装有水滤器20，水滤器20前面装有隔板21，齿轮式加压水泵23的进水口26连接水滤器20，水滤器20的作用在于防止水中的杂质进入水泵23，隔板21的作用是防止气体串入进水口26。水泵23的出水口27连接一个水调压器24，是为了将加压水泵23输出的高压水保持在设定的压力范围，水调压器24连接电控喷水嘴6。如果是两缸以上的发动机，还需在水调压器24与电控喷水嘴6之间安装一个高压水分流器25，单缸发动机则不需要。高压水分流器25的进水口31连接水调压器24，出水口32的数量是根据发动机的气缸数而设计的。在废气过滤水室15的底部装有沉淀物出口开关22，用于将水中的杂质沉淀物排放，该开关可采用手动或自动控制等方式。高压水分流器25的四条管道A、B、C、D分别连接发动机的1、2、3、4缸的电控喷水嘴6。

图1、图2所示，控制电路29出口a1连接第1气缸电控喷水嘴6的电路，a2为连接第1气缸温度感应开关7电路，a3连接气压接触开关8电路；b1、b2、b3为第二气缸工作电路，分别连接电控喷水嘴6，温度感应开关7及气压接触开关8的电路；同样c1、c2、c3为第三气缸工作电路，d1、d2、d3为第四气缸工作电路。控制电路根据气缸内12的温度变化及气压变化来控制电控喷水嘴6的喷水时刻及喷水量。

如下叙述工作过程：

当活塞2将空气(柴油、重油机等)或混合气(汽油机)压缩最小容积，活塞处在上止点，喷油嘴9喷油(或火花塞点火)燃油或混合气燃烧，气体膨胀活塞2运动(如图1所示)称为第一次作功；活塞2往下运行一定过程(如图2所示)气体已充分燃烧，这时气缸内12的温度升到最高，温度感应开关7(第一缸温度感应开关a2’，如图5所示，以第一缸为例，下同)打开，电流通过a2接通温度控制接触器(第一缸为La1)的线圈，这时La1的常开接触器受磁吸被接通，同时气缸内12的气压也是最大，气压接触开关8(第一缸为a3)打开电流通过a3接通气压控制接触器(第一缸为La2)的线圈，La2的常闭接触器受磁吸被断开；当活塞2继续下行，容积增大，气压开始减弱，气压接触开关8关闭，La2的线圈断路，常闭接触器复回原位，电控喷水嘴6(第一缸为a1’)的电路经a1、经La2的常闭接触器、经la1的常开接触器被接通，向气缸内12喷水；水吸收气缸内12的热量，气缸内的温度下降至不能产生蒸汽时，温度感应开关7(第一缸为a2’)关闭，La1的常开接触器复回原位，电控喷水嘴的电路被断开而停止喷水。当水吸收气缸内还未排出的废气热量产生蒸汽时，气缸内12的气体迅速膨胀，活塞2加速向下运行，称为第二次作功。当活塞2行至下止点(以四冲程废气水滤内燃式蒸汽发动机为例)，排气门5打开，曲轴14受惯性推动活塞2上行，将接近常温的废气从气缸内12排出，废气通过排气管16由废气过滤水室15的水下排出，废气经过水滤后从出气管17向外排放。加压水泵23将废气过滤水室15的水抽出经水调压器24再送至电控喷水嘴。

实施例二：

如图3所示，所述水泵23的进水口直接与水箱28连接，废气过滤水室15内不用安装水滤器20及隔板21，其他部件及构造与实施例一相同。工作时，水泵23直接抽取水箱28中的水，由出水口27送至水调压器24经高压水分流器25至电控喷水嘴6。工作原理与实施例一相同。

实施例三：

如图4所示，本实施方式是不安装废气过滤水室15，所述气缸的排气口30排出的废气直接排向外界，水泵23的进水口26直接连接水箱28，出水口27连接水调压器24经高压水分流器25至电控喷水嘴6。工作原理与实施例一相同，不同之处在于发动机产生的废气不经水滤而直接排出。但是由于电控喷水嘴向气缸内喷水，已对气缸内的废气进行了一次净化，所以也可在一定程度上减少了对环境的污染。

Claims (6)

1、一种废气水滤内燃式蒸汽发动机，包括内燃机气缸、电控喷水嘴、水泵、水箱、水调压器、温度感应开关、气压接触开关及控制电路，其特征在于：所述电控喷水嘴(6)、温度感应开关(7)及气压接触开关(8)安装在气缸盖(11)上并与气缸内(12)相通，所述水泵(23)的进水口(26)与水箱(28)相连接，出水口(27)连接水调压器(24)，水调压器(24)连接电控喷水嘴(6)，所述控制电路连接电控喷水嘴(6)、温度感应开关(7)及气压接触开关(8)。

2、据权利要求1所述的废气水滤内燃式蒸汽发动机，其特征在于：所述水箱(28)还与一个废气过滤水室(15)连接，由止水针(18)控制废气过滤水室(15)的液面，废气过滤水室(15)装有排气管(16)及出气管(17)，排气管(16)的一端连接气缸盖上的排气口(30)，另一端处于废气过滤水室(15)液面下方，出气管(17)位于液面上方，废气过滤水室(15)底部设有沉淀物出口开关(20)。

3、据权利要求2所述的废气水滤内燃式蒸汽发动机，其特征在于：所述废气过滤水室(15)内还装有一水滤器(20)，水滤器(20)前装有隔板(21)，所述水泵(23)的进水口(26)与水滤器(20)连接。

4、据权利要求1、2或3所述的废气水滤内燃式蒸汽发动机，其特征在于：所述水调压器(24)与电控喷水嘴(6)之间还设有高压水分流器(25)，高压水分流器(25)为一密封容器，有一进水口(31)连接水调压器(24)，至少两个出水口(32)分别连接各气缸的电控喷水嘴(6)。

5、据权利要求1或3所述的废气水滤内燃式蒸汽发动机，其特征在于：所述水泵(23)为电动式加压泵或由主机带动的加压泵。

6、据权利要求1所述的废气水滤内燃式蒸汽发动机，其特征在于所述控制电路：电源与蓄电池相接，负极接地、接发动机外壳，并与电控喷水嘴温度感应开关、气压接触开关的一极相接；电源的正极接温度控制接触器的线圈一极，接触器常开电路的一极及气压控制接触器的线圈一极；温度控制接触器的线圈另一极输出a2接温度感应开关a2’的另一极气压控制接触器线圈的另一极输出a3接气压接触开关a3’的另一极，气压控制接触器常闭电路的一极输出a1接电控喷水嘴a1’的另一极，温度控制接触器常开电路的另一极接气压控制接触器常闭电路的另一极。

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