CN2934592Y - 内燃发动机新型中冷器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种内燃发动机新型中冷器，包括进气管和环绕进气管的冷却装置，所述冷却装置为水循环冷却装置，该水循环冷却装置由冷却水罐和连接于冷却水罐两侧的循环水管构成；该中冷器还包括溴化锂制冷系统，该溴化锂制冷系统包括发生器、冷凝器和蒸发吸收器，发动机的排气管穿过所述发生器，以其尾气作为热源，而冷却装置的循环水管则连接于蒸发吸收器水管两端。该内燃发动机新型中冷器利用发动机尾气余热制冷，既能降低发动机的排气温度，减少对大气层的热辐射，又能对发动机进气系统进行冷却，从而增加进入气缸内气体含氧量和增加进入气缸气体密度，进而提升发动机功率和降低耗油。

Description

内燃发动机新型中冷器
技术领域
本实用新型涉及一种内燃发动机进气装置，具体地涉及一种用于内燃发动机进气冷却的内燃发动机新型中冷器。
背景技术
目前世界上最优秀的柴油发动机，用于做功的热能只占燃烧能量的40％左右，60％热能则通过排气管(尾气)、散热水和热辐射白白的消耗，不但浪费能源，而且使我们赖以生存的地球负担越来越重。无数发动机的尾气直接排向大气层，使地球表面温度日渐增高。排气管尾气消耗热量，占整个柴油发动机的30％左右。
而发动机进气温度越低，空气中含氧量就越大，空气密度也增大，在燃烧过程中的燃烧效力就越好。但目前发动机为了增加气缸空气供应量和供气压力，通常采用增压器对进入气缸的空气进行增压，进入空气由于增压及发动机体的加热，温度都比较高，被增压器增压后出来的气体温度一般在110℃-150℃之间。因此为了提高功率使燃烧更充分，都使用了中冷器，目前采用如下两种中冷方式：A、水对空气中冷利用发动机散热水对空气进行冷却，由于冷却水在发动机工作时，水温在85℃～95℃之间，进入气缸的空气温度均在70℃～90℃以上。B、空空中冷，利用水箱前风扇对进入气缸的空气进行中冷，这种中冷的效果较佳，冷却空气温度比水要低，所以进入气缸温度在40℃～60℃之间。经这两种中冷方式的中冷器冷却之后的空气温度仍然较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述问题提供一种利用发动机尾气余热把热能转变为冻水，既能降低发动机的排气温度，减少对大气层的热辐射，又能对发动机进气系统进行冷却，从而增加进入气缸内气体含氧量和增加进入气缸空气密度的内燃发动机新型中冷器。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种内燃发动机新型中冷器，包括进气管和环绕进气管的冷却装置，所述冷却装置为水循环冷却装置，该水循环冷却装置由冷却水罐和连接于冷却水罐两侧的循环水管构成；该中冷器还包括溴化锂制冷系统，该溴化锂制冷系统包括发生器、冷凝器和蒸发吸收器，发动机的排气管穿过所述发生器，而冷却装置的循环水管则连接于蒸发吸收器水管两端。
所述发生器由真空的腔室和穿过所述腔室的热管构成，所述冷凝器由真空的容器和穿过所述容器的冷却水管构成，所述蒸发吸收器由真空的罐体和穿过所述罐体的蒸发水管构成；其中所述发生器热管串连在发动机的排气管中，而发生器腔室上设有三个引出端，腔室上部的水蒸气输出端连接于所述冷凝器的容器，腔室下部的溴化锂浓溶液输出端连接于所述蒸发吸收器的溴化锂溶液输入端，而腔室的溴化锂稀溶液输入端则通过溴化锂稀溶液管道连接于所述蒸发吸收器的溴化锂溶液输出端，在溴化锂稀溶液管道上设有溶液泵；所述冷凝器的冷却水管连接于与底架水箱连通的水管，水管上设有水泵，通过水泵将散热水送回底架水箱，带走制冷系统多余热量，而连接于冷凝器容器的冷凝水输出端则与蒸发吸收器的喷淋输入端连接。在所述溴化锂稀溶液管道上还设有流量调节装置。
在溴化锂制冷系统中还可连接有真空泵。以保持制冷系统中的真空度，保证制冷效果。所述真空泵可以连接在所述蒸发吸收器的罐体上。
在所述循环水管上可设有冷冻水循环泵，强制冷冻水循环，对发动机进气冷却效果更好。
所述冷凝器安装在发动机底座水箱上，底座水箱通过水管连接于水箱散热器，在散热器和底座水箱之间还散热水泵。所述散热水泵可直接从底架水箱抽水通过散热管利用发动机风扇带走底架冷却水箱多余热量。
由于本实用新型在中冷器中采用了溴化锂制冷系统，并且制冷系统的发生器串连排气管中，利用排气管作为热源使溴化锂制冷系统产生冷冻水，冷却进入发动机的空气，从而增加进入气缸内气体含氧量和进入气缸气体密度，既能将柴油发动机尾气排放的热能充分利用，有效节省能源，有效减少排气温度，又能提高发动机功率达到节能、增加功率的结果。
附图说明
图1为本实用新型内燃发动机新型中冷器的连接结构示意图。
图2为本实用新型中冷器布置示意图。
图中
1.进气管  2.冷却水罐  3.循环水管  4.发生器  5.冷凝器6.蒸发吸收器  7.排气管  8.真空泵  9.冷冻水循环泵10.溴化锂稀溶液管道  11.蒸发水管  12.溶液泵13.溴化锂浓溶液管道  14.冷却水管15.水箱  16.水管  17.水泵  18.水蒸气管道19.冷凝水管  20、底架水箱散热器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示，本实用新型的内燃发动机新型中冷器，包括进气管1和环绕进气管1的冷却装置，所述冷却装置为水循环冷却装置，该水循环冷却装置由冷却水罐2和连接于冷却水罐2两侧的循环水管3构成；该中冷器还包括溴化锂制冷系统，该溴化锂制冷系统包括发生器4、冷凝器5和蒸发吸收器6，发动机的排气管7穿过所述发生器4，以尾气作为热源，而冷却装置的循环水管3则连接于蒸发吸收器6蒸发水管11两端。
所述发生器4由真空的腔室和穿过所述腔室的热管构成，所述冷凝器5由真空的容器和穿过所述容器的冷却水管14构成，所述蒸发吸收器6由真空的罐体和穿过所述罐体的蒸发水管11构成；其中所述发生器4热管串连于发动机的排气管7中，而发生器4腔室上设有三个引出端，腔室上部的水蒸气输出端通过水蒸气管道18连接于所述冷凝器5的容器，腔室下部的溴化锂浓溶液输出端通过溴化锂浓溶液管道13连接于所述蒸发吸收器6的溴化锂溶液输入端，而腔室的溴化锂稀溶液输入端则通过溴化锂稀溶液管道10连接于所述蒸发吸收器的溴化锂溶液输出端，溴化锂稀溶液管道10上设有溶液泵12，在所述溴化锂稀溶液管道10上还可设有流量调节装置(图中省略)；所述冷凝器5的冷却水管14连接于与底架水箱15连通的水管16，水管16上设有水泵17，而连接于冷凝器5容器的冷凝水输出端则通过冷凝水管19与蒸发吸收器6的喷淋输入端连接。在溴化锂制冷系统中还连接有真空泵8。所述真空泵8连接在所述蒸发吸收器6的罐体上。在所述循环水管3上设有冷冻水循环泵9。所述冷冻水循环泵9设在所述蒸发水管11的冷冻水输出端。所述冷凝器5可以安装在发动机底座水箱15上，底座水箱15通过水管16连接于水箱散热器20，在散热器20和底座水箱15之间还散热水泵(图中省略)。所述散热水泵可直接从底架水箱15抽水通过散热管利用发动机风扇带走底架冷却水箱15多余热量。所述蒸发吸收器6则可设置在发动机底座上。所述发生器4、冷凝器5、蒸发吸收器6、冷却装置、冷冻水循环泵9、溶液泵12、流量调节装置、真空泵8和水泵17均分体设置。
本实用新型工作原理如下：首先以发动机排气管排出的尾气作为热源，在发生器内将溴化锂稀溶液进行加热使其沸腾，分离出冷剂蒸汽和溴化锂浓溶液，冷剂蒸汽经冷凝器冷却变成冷凝水，而溴化锂浓溶液回到蒸发吸收器，吸收来自蒸发器中的蒸发冷剂又变成稀溶液，由此循环往复，不断循环制冷。蒸发水管因蒸发冷剂吸收大量热量，对流经蒸发水管的循环水进行冷冻，从而实现对进气管中的进入空气的冷却。
本实用新型的可行性和实用性：
(一)、发动机的排气热量有相当大的潜力，所有发动机排气端余热足够利用。
目前世界上最优秀的柴油发动机，用于做功的热能只占燃烧能量的40％左右，60％热能则通过排气管(尾气)、散热水和热辐射白白的消耗，不但浪费能源，而且使我们赖以生存的地球负担越来越重。无数发动机的尾气直接排向大气层，使地球表面温度日渐增高。排气管尾气消耗热量，占整个柴油发动机的30％左右。以下是几种康明斯机型燃烧热量分布情况：
机型：KTA19-G2 机型KTAA19-G7
项目   功率(KW)    分布率 项目     功率(KW)     分布率
发动机功率     328     40％ 发动机功率     527     42％
排气散热量     239     29％ 排气散热量     384     31％
冷却液散热量     206     25％ 冷却液散热量     270     21％
辐射散热量     50     6％ 辐射散热量     76     6％
机型：NT855
项目     功率(KW)     分布率
发动机功率     284     41％
排气散热量     208     30％
冷却液散热量     167     24％
辐射散热量     42     6％
说明所有发动机排气热量所耗损的无用功足以产生足够的冷冻水冷却进入发动机气缸的空气的热能要求。
(二)一般发动机热效力应完全可以转变
一般发动机排气温度在400-800℃，排气流量根据发动机功率不同而不同，下面列举两种发动机排量：
KTA19-G2(康明斯300KW) NTA855-G2(康明斯250KW)
排气温度  524℃ 排气温度  485℃
排气流量L/S  1194 排气流量L/S  986
排气散热量KW/S  239(BTU 13500/min) 排气散热量KW/S  208
因为以上数量和进气量、功率成正比，所以发动机排气热量足够中冷使用。本专利是余热利用，从而提高功率，降低能耗。
上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所作的任何改进或变型均属本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种内燃发动机新型中冷器，包括进气管和环绕进气管的冷却装置，其特征在于：所述冷却装置为水循环冷却装置，该水循环冷却装置由冷却水罐和连接于冷却水罐两侧的循环水管构成；该中冷器还包括溴化锂制冷系统，该溴化锂制冷系统包括发生器、冷凝器和蒸发吸收器，发动机的排气管穿过所述发生器，而冷却装置的循环水管则连接于蒸发吸收器水管两端。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：所述发生器由真空的腔室和穿过所述腔室的热管构成，所述冷凝器由真空的容器和穿过所述容器的冷却水管构成，所述蒸发吸收器由真空的罐体和穿过所述罐体的蒸发水管构成；其中所述发生器热管串连于发动机的排气管中，而发生器腔室上设有三个引出端，腔室上部的水蒸气输出端连接于所述冷凝器的容器，腔室下部的溴化锂浓溶液输出端连接于所述蒸发吸收器的溴化锂溶液输入端，而腔室的溴化锂稀溶液输入端则通过溴化锂稀溶液管道连接于所述蒸发吸收器的溴化锂溶液输出端，在溴化锂稀溶液管道上设有溶液泵；所述冷凝器的冷却水管连接于与底架水箱连通的水管，水管上设有水泵，而连接于冷凝器容器的冷凝水输出端则与蒸发吸收器的喷淋输入端连接。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：在所述溴化锂稀溶液管道上还设有流量调节装置。
4.根据权利要求1所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：在溴化锂制冷系统中还连接有真空泵。
5.根据权利要求4所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：所述真空泵连接在所述蒸发吸收器的罐体上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：在所述循环水管上设有冷冻水循环泵。
7.根据权利要求6所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：所述冷冻水循环泵设在所述蒸发水管的冷冻水输出端。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：所述冷凝器安装在发动机底座水箱上，底座水箱通过水管连接于水箱散热器，在散热器和底座水箱之间还散热水泵。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：所述蒸发吸收器设置在发动机底座上。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的内燃发动机新型中冷器，其特征在于：所述发生器、冷凝器、蒸发吸收器、冷却装置、冷冻水循环泵、溶液泵、流量调节装置、真空泵和水泵均分体设置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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