TWI638943B - Auxiliary device for additionally increasing vehicle thrust by using exhaust gas - Google Patents

Abstract

一種利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其包括有：一排氣管、一導流管體、一內管及一旋轉組件，該內管裝設於該導流管體內部，並由該內管形成有加熱室、加熱流管，又該導流管體相通該排氣管連接有該第一進氣管與該第一排出管，且該導流管體連接有縮小口徑之噴流嘴，讓排氣管之廢氣能分流進入該加熱室對該內管進行加熱，並以該加熱流道對流通的空氣進行加熱後，由該噴流嘴之噴流口的縮小開口噴出該熱空氣，即能將該內部壓力轉換為流速的提升，即能利用廢氣形成額外增加的推進力，俾以間接的提高能源轉換為動能的總利用率。

Description

利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置

本發明係有關於一種車輛輔助動力裝置，由指一種無需消耗能源就能利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置。

按，一般內燃機是藉由空氣與燃油適當混合，在高溫爆炸下產生動力，而該內燃機廣泛的運用在汽車或機車交通工具上，內燃機之能源轉換效率根據熱力學第一定律，其輸出能量不可能超過輸入能量，若以百分比表示該熱效率介於0%到100%之間，而內燃機因為內部摩擦力、熱損失等因素，導致該熱效率大約只有30%，是故許多業者會利用渦輪等相關技術直接輔助其進氣或排氣效率，或改善該內燃機之運轉效率，上述提高內燃機之動力輸出方式最多只能提升熱效率至60%，該提升時所要耗費的成本將隨著效率的升高而愈來愈高，將導致不符合經濟效益，其中，內燃機的廢棄熱是能源浪費的主因之一，而該大部分是隨著廢氣排出，使該車輛能在內燃機無法突破熱效率上限或成本過高時，如何有效的廢氣再利用不失一種高投資報酬率之研究方向，若能在無須消耗能源之前提下以廢氣提供的額外輔助推力，將能間接提高該熱效率，此為本創作所欲解決之技術問題點。

有鑑於此，本發明人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明所欲解決之技術問題在於針對現有技術存在的上述缺失，提供一種利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置。

一排氣管用於連接該車輛之內燃機，且該排氣管由該內燃機端依序相通形成有一前管段、一後管段及一排氣段，一導流管體形成有一排氣流道，且該導流管體之管壁連結有一第一進氣管、一第二進氣管、一第一排出管及一第二排出管，又該第一進氣管與該第二進氣管連接於該排氣管的前管段，且該第一排出管與該第二排出管連接於該排氣管的後段管，另該導流管體於排氣流道的一端開口形成有一空氣入口，並於該導流管體的另一端開口固定有一噴流嘴，該噴流嘴朝向遠離該導流管體的一端形成有一開口漸縮之噴流口，一內管固定於該導流管體之排氣流道，且該內管中央開設有一軸孔，而該內管於軸孔的外圍開設有複數個能相通該空氣入口與該噴流口的加熱流道，又該內管配合該導流管體間隔有一加熱室，且該加熱室相通該第一進氣管與該第一排出管，另該內管由該軸孔朝向該噴流嘴的一端延伸有一輔助室，且該輔助室相通該第二進氣管與該第二排出管，一旋轉組件包括有一主葉輪、一軸桿及一副葉輪，該旋轉組件以該軸桿穿設於該內管之軸孔，且該主葉輪連結於該軸桿一端，而該主葉輪設於該空氣入口與該加熱流道之間，又該副葉輪連結於該軸桿的另一端並容設該輔助室內，使該廢氣能推動該副葉輪旋轉而同步該主葉輪。

其中，該排氣管之排氣段用於裝設觸媒轉換器與消音器，而該第一排出管與該第二排出管將再利用後的廢氣導入該後管段，令該廢氣仍可於該排氣段形成有害物質還原與消音排出。

其中，該內管為易導熱的銅合金或鋁合金所製成。

其中，該軸桿套設有複數個軸承，並由該軸承連接該內管之軸孔。

其中，該輔助室形成有一組裝口，並於該組裝口處蓋合有一蓋板，讓該副葉輪能由設該組裝口處置入該輔助室。

其中，該主葉輪朝向該導流管體之空氣入口方向形成有一錐形頭，且該錐形頭用於將空氣導流至該內管之加熱流道。

其中，該導流管體於該空氣入口處裝設有一延伸管，且該延伸管開口朝向該車輛的迎風面，藉此提供有自然進氣效果。

其中，該延伸管遠離該導流管體的一端裝設有一過濾器，使該異物不會進入該導流管體。

其中，該空氣入口的口徑為該噴流口的口徑的二倍至三倍。

本發明的第一主要目的在於，該內管裝設於該導流管體內部，並由該內管形成有加熱室、加熱流管，又該導流管體相通該排氣管連接有該第一進氣管與該第一排出管，且該導流管體連接有縮小口徑之噴流嘴，讓排氣管之廢氣能分流進入該加熱室對該內管進行加熱，並以該加熱流道對流通的空氣進行加熱後，加熱後之熱空氣產生了體積的膨脹與導流管體內的壓力提升，再由該噴流嘴之噴流口的縮小開口噴出該熱空氣，即能將該內部壓力轉換為流速的提升，藉由該熱空氣的噴流效果產生反作用力，即能在無消耗能源之情況下額外增加推進力，俾以間接的提高能源轉換為動能的總利用率。

本發明的第二主要目的在於，該內管穿設有該旋轉組件，且 該旋轉組件以該軸桿穿設於該內管之軸孔，並於該軸桿一端連接該主葉輪與另一端連接該副葉輪，且該副葉輪是位於該內管之輔助室，又該輔助室導入該廢氣而推動該副葉輪，使該副棄葉輪能經由該軸桿連動該主葉輪，藉此透過該主葉輪的旋轉對該空氣入口形成強制進氣效果，即能在空氣由該空氣入口形成自然進氣以外，再額外增加有強制進氣之功能，俾以在低車速之情況下仍可形成有增加額外推力之功效。

其他目的、優點和本發明的新穎特性將從以下詳細的描述與相關的附圖更加顯明。

〔本創作〕

10‧‧‧排氣管

11‧‧‧前管段

12‧‧‧後管段

13‧‧‧排氣段

20‧‧‧導流管體

21‧‧‧排氣流道

211‧‧‧空氣入口

22‧‧‧第一進氣管

23‧‧‧第二進氣管

24‧‧‧第一排出管

25‧‧‧第二排出管

26‧‧‧噴流嘴

261‧‧‧噴流口

27‧‧‧延伸管

271‧‧‧過濾器

30‧‧‧內管

31‧‧‧軸孔

32‧‧‧加熱流道

33‧‧‧加熱室

34‧‧‧輔助室

341‧‧‧組裝口

342‧‧‧蓋板

40‧‧‧旋轉組件

41‧‧‧主葉輪

411‧‧‧錐形頭

42‧‧‧軸桿

421‧‧‧軸承

43‧‧‧副葉輪

50‧‧‧車輛

51‧‧‧內燃機

第1圖係本發明之立體圖。

第2圖係本發明之立體分解圖。

第3圖係本發明之使用狀態示意圖。

第4圖係本發明之使用狀態剖視圖(一)。

第5圖係本發明之使用狀態剖視圖(二)。

第6圖係本發明之使用狀態剖視圖(三)。

第7圖係本發明另一使用狀態之示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：先請由第1圖、第2圖與第3圖所示觀之，一種利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其包括有：一排氣管10、一導流管體20、一 內管30及一旋轉組件40，一排氣管10用於連接該車輛50之內燃機51，且該排氣管10由該內燃機51端依序相通形成有一前管段11、一後管段12及一排氣段13，而該排氣管10之排氣段13用於裝設觸媒轉換器與消音器，一導流管體20形成有一排氣流道21，該導流管體20之管壁連結有一第一進氣管22、一第二進氣管23、一第一排出管24及一第二排出管25，又該第一進氣管22與該第二進氣管23連接於該排氣管10的前管段11，使該排氣管10的廢氣能對導流管體20內的流通空氣進行導流與加熱，且該第一排出管24與該第二排出管25連接於該排氣管10的後段管12，而該第一排出管24與該第二排出管25能將再利用後的廢氣導入該後管段12，令該廢氣仍可於該排氣段13形成有害物質還原與消音排出，又該導流管體20於排氣流道21的一端開口形成有一空氣入口211，並於該導流管體20的另一端開口固定有一噴流嘴26，該噴流嘴26朝向遠離該導流管體20的一端形成有一開口漸縮之噴流口261，而該空氣入口211的口徑為該噴流口261的口徑的二倍至三倍，再請配合第7圖所示觀之，該導流管體20於該空氣入口211處裝設有一延伸管27，且該延伸管27開口朝向該車輛50的迎風面，藉此提供有自然進氣效果，又該延伸管27遠離該導流管體20的一端裝設有一過濾器271，使該異物不會進入該導流管體20，一內管30為易導熱的銅合金或鋁合金所製成，該內管30固定於該導流管體20之排氣流道21，且該內管30中央開設有一軸孔31，而該內管30於軸孔31的外圍開設有複數個能相通該空氣入口211與該噴流口261的加熱流道32，又該內管30配合該導流管體20間隔有一加熱室33，且該加熱室33相通該第一進氣管22與該第一排出管24，另該內管30由該軸孔31朝向該噴流嘴26的一端延伸有一輔 助室34，且該輔助室34相通該第二進氣管23與該第二排出管25，一旋轉組件40包括有一主葉輪41、一軸桿42及一副葉輪43，該旋轉組件40以該軸桿42穿設於該內管30之軸孔31，且該軸桿42套設有複數個軸承421，並由該軸承421連接該內管30之軸孔31而具有助滑效果，又該主葉輪41連結於該軸桿42一端，且該主葉輪41設於該空氣入口211與該加熱流道32之間，而該主葉輪41朝向該導流管體20之空氣入口211方向形成有一錐形頭411，錐形頭411用於將空氣導流至該內管30之加熱流道32，又該副葉輪43連結於該軸桿42的另一端並容設該輔助室34內，另該輔助室34形成有一組裝口341，並於該組裝口341處蓋合有一蓋板342，讓該副葉輪43能由設該組裝口341處置入該輔助室34，藉由上述結構，該廢氣能推動該副葉輪43旋轉而同步該主葉輪41，透過該主葉輪41的旋轉帶動空氣流過該加熱流道32，並讓流動於該加熱室33的廢氣能對該空氣加熱，所形成的熱膨脹空氣由該噴流嘴26之噴流口261加速排出，即能形成推動車輛50的反作用力，俾以利用廢氣額外增加車輛50的前進推力。

其結構之組合，再請由第1圖連續至第4圖所示觀之，該內管30先於該軸孔31的兩端開口處裝設有該軸承421，再將該旋轉組件40之軸桿42穿設於該軸孔31，令該主葉輪41設置於該內管30的一端，又該副葉輪43由該組裝口341置入該輔助室34，且該副葉輪43固定於該軸桿42的另一端，並由該蓋板342封蓋於該組裝口341，再將組裝後的內管30與旋轉組件40置入該導流管體20之排氣流道21內形成固定，而該固定方式不受限制，此時該主葉輪41係朝向於該導流管體20之空氣入口211方向，且該內管30與該導流管體20配合形成有該加熱室33，又該導流管體 20分別連接有該第一進氣管22、第二進氣管23、第一排出管24及第二排出管25，使該第一進氣管22與該第一排出管24相通該加熱室33，且該第二進氣管23與該第二排出管25相通該輔助室34，又於該導流管體20設有空氣入口211的相對端固定有該噴流嘴26後，讓該第一進氣管22與該第二進氣管23連接於該排氣管10之前管段11，又該第一排出管24與該第二排出管25連接於該排氣管10之後管段12，而該排氣管10與該導流管體20皆固定於該車輛50上，並使該排氣管10之前管段11連接於該內燃機51，當內燃機51驅動車輛50行駛時，該內燃機51所排出之廢氣將由該排氣管10之前管段11分流至進入該第一進氣管22與第二進氣管23，該第二進氣管23之廢氣進入該輔助室34並推動該旋轉組件40之副葉輪43，使該副棄葉輪43能經由該軸桿42連動該主葉輪41，而驅動該副葉輪43後之廢氣由該第二排出管25導引流回該排氣管10之後管段12，同時透過該主葉輪41的旋轉對該空氣入口211形成強制進氣效果，更由於該導流管體20之空氣入口211是朝向於車輛50之迎風面方向，即該空氣進入該導流管體20之方式還包含有自然進氣，又該廢氣亦由該第一進氣管22流入該導流管體20與該內管30之間的加熱室33，透過該廢氣的熱能對該內管30加熱後由該第一排出管24排回該排氣管10之後管段12，讓該再利用後的廢氣能由該後管段12流向排氣段13進行有害物質還原與消音排出，又當空氣以自然進氣與主葉輪41強制進氣方式進入導流管體20後，再流過該內管30之加熱流道32，即能透過該內管30對該空氣加熱，加熱後之熱空氣產生了體積的膨脹與導流管體20內的壓力提升，再由該噴流嘴26之噴流口261的縮小開口噴出該熱空氣，即能利用該白努利定律將該內部壓力轉換為流速的提 升，更由該熱空氣的噴流形成能推動該車輛50之反作用力，即能利用廢氣形成額外增加的推進力，俾以間接的提高能源轉換為動能的總利用率。

藉上述具體實施例之結構，可得到下述之效益：(一)該內管30裝設於該導流管體20內部，並由該內管30形成有加熱室33、加熱流管32，又該導流管體20相通該排氣管10連接有該第一進氣管22與該第一排出管24，且該導流管體20連接有縮小口徑之噴流嘴26，讓排氣管10之廢氣能分流進入該加熱室33對該內管30進行加熱，並以該加熱流道32對流通的空氣進行加熱後，加熱後之熱空氣產生了體積的膨脹與導流管體20內的壓力提升，再由該噴流嘴26之噴流口261的縮小開口噴出該熱空氣，即能將該內部壓力轉換為流速的提升，藉由該熱空氣的噴流效果產生反作用力，即能在無消耗能源之情況下額外增加推進力，俾以間接的提高能源轉換為動能的總利用率；(二)該內管30穿設有該旋轉組件40，且該旋轉組件40以該軸桿42穿設於該內管30之軸孔31，並於該軸桿42一端連接該主葉輪41與另一端連接該副葉輪43，且該副葉輪43是位於該內管30之輔助室34，又該輔助室43導入該廢氣而推動該副葉輪43，使該副棄葉輪43能經由該軸桿42連動該主葉輪41，藉此透過該主葉輪41的旋轉對該空氣入口211形成強制進氣效果，即能在空氣由該空氣入口211形成自然進氣以外，再額外增加有強制進氣之功能，俾以在低車速之情況下仍可形成有增加額外推力之功效。

綜上所述，本發明確實已達突破性之結構設計，而具有改良之發明內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本發明未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出發明 專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

1. 一種利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其包括有：一排氣管，該排氣管用於連接該車輛之內燃機，且該排氣管由該內燃機端依序相通形成有一前管段、一後管段及一排氣段；一導流管體，該導流管體形成有一排氣流道，且該導流管體之管壁連結有一第一進氣管、一第二進氣管、一第一排出管及一第二排出管，又該第一進氣管與該第二進氣管連接於該排氣管的前管段，且該第一排出管與該第二排出管連接於該排氣管的後段管，另該導流管體於排氣流道的一端開口形成有一空氣入口，並於該導流管體的另一端開口固定有一噴流嘴，該噴流嘴朝向遠離該導流管體的一端形成有一開口漸縮之噴流口；一內管，該內管固定於該導流管體之排氣流道，且該內管中央開設有一軸孔，而該內管於軸孔的外圍開設有複數個能相通該空氣入口與該噴流口的加熱流道，又該內管配合該導流管體間隔有一加熱室，且該加熱室相通該第一進氣管與該第一排出管，另該內管由該軸孔朝向該噴流嘴的一端延伸有一輔助室，且該輔助室相通該第二進氣管與該第二排出管；以及一旋轉組件，該旋轉組件包括有一主葉輪、一軸桿及一副葉輪，該旋轉組件以該軸桿穿設於該內管之軸孔，且該主葉輪連結於該軸桿一端，而該主葉輪設於該空氣入口與該加熱流道之間，又該副葉輪連結於該軸桿的另一端並容設該輔助室內，使該廢氣能推動該副葉輪旋轉而同步該主葉輪，透過該主葉輪的旋轉帶動空氣流過該加熱流道，並讓流動於該加熱室的廢氣能對該空氣加熱，所形成的熱膨脹空氣由該噴流嘴之噴流口 加速排出，即能形成推動車輛的反作用力，俾以利用廢氣額外增加車輛的前進推力。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該排氣管之排氣段用於裝設觸媒轉換器與消音器，而該第一排出管與該第二排出管將再利用後的廢氣導入該後管段，令該廢氣仍可於該排氣段形成有害物質還原與消音排出。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該內管為易導熱的銅合金或鋁合金所製成。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該軸桿套設有複數個軸承，並由該軸承連接該內管之軸孔。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該輔助室形成有一組裝口，並於該組裝口處蓋合有一蓋板，讓該副葉輪能由設該組裝口處置入該輔助室。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該主葉輪朝向該導流管體之空氣入口方向形成有一錐形頭，且該錐形頭用於將空氣導流至該內管之加熱流道。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該導流管體於該空氣入口處裝設有一延伸管，且該延伸管開口朝向該車輛的迎風面，藉此提供有自然進氣效果。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該延伸管遠離該導流管體的一端裝設有一過濾器，使該異物不會進入該導流管體。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之利用廢氣額外增加車輛推力之輔助裝置，其中，該空氣入口的口徑為該噴流口的口徑的二倍至三倍。