TWI774235B - 空氣冷卻室組件以及具有空氣冷卻室組件的內燃機 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於空氣冷卻室組件。該空氣冷卻室組件包括：一進氣管，接受一內燃機的外部的環境空氣；一空氣冷卻室，冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生冷卻空氣；以及一出氣管，將來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣提供至該內燃機。該空氣冷卻室組件連接至該內燃機的一進氣口，用以將該環境空氣在進入該內燃機之前冷卻，從而產生該冷卻空氣，並將產生的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的燃油效率，並降低該內燃機的溫室氣體排放。

Description

空氣冷卻室組件以及具有空氣冷卻室組件的內燃機
本發明大體上關於內燃機領域，並且更具體地係關於到增加進入的環境空氣的密度和氧分子用以提高內燃機的燃油效率的空氣冷卻室組件，以及具有空氣冷卻室組件的內燃機。
內燃機藉由燃燒燃料和空氣的混合物來產生動力。為了提高內燃機的燃油消耗率，許多內燃機都採用渦輪增壓器，其中廢氣的能量驅動渦輪機，渦輪機機械地連接至鼓風機，以將過濾的進入的環境空氣提供和壓縮至發動機。渦輪增壓器的目標是經由在進氣進入內燃機的進氣歧管之前壓縮進氣來提高進氣的密度，從而提高內燃機的燃油效率。這會導致每個進氣衝程中有更大質量的空氣進入氣缸，從而允許每個發動機循環獲得更多的動力。但是，壓縮空氣或增壓空氣的溫度可以升高到150ºC，因此，會降低增壓空氣的密度。這影響了提高燃油效率的初衷。
因此，本技術領域中存在未解決的需求，以解決上述缺陷和不足。
在一方面，本發明係關於一種空氣冷卻室組件。在某些實施例中，該空氣冷卻室組件包括：一進氣管、一空氣冷卻室和一出氣管。該進氣管接受一內燃機的外部的環境空氣。該空氣冷卻室冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。該出氣管將該空氣冷卻室產生的該冷卻空氣提供至該內燃機。
在某些實施例中，該空氣冷卻室組件連接至該內燃機的一進氣口，用以將該環境空氣在進入該內燃機之前冷卻，從而產生該冷卻空氣，並將產生的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
在某些實施例中，該進氣管包括：一進氣管第一端和相對的一進氣管第二端。該進氣管第一端接受該環境空氣。該進氣管第二端將該環境空氣提供至該空氣冷卻室。
在某些實施例中，該出氣管包括：一出氣管第一端和相對的一出氣管第二端。該出氣管第一端接受來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣。該出氣管第二端將接受到的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
在某些實施例中，該出氣管由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以保持該內燃機的一發動機室內的該冷卻空氣的低溫。
在某些實施例中，該空氣冷卻室包括一蒸發器。該蒸發器包括：一散熱片陣列和一氣態冷媒管。該氣態冷媒管具有一氣態冷媒管第一端和一氣態冷媒管第二端。該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端連接至一冷卻裝置的一低壓管線，用以接受一氣態冷媒。該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第二端連接至該冷卻裝置的一壓縮機的一低壓管線輸入連接器。該蒸發器冷卻通過該空氣冷卻室的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。
在某些實施例中，由於該空氣冷卻室組件的內部的冷卻過程，導致來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣的空氣密度提高。來自該空氣冷卻室的高密度冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該高密度冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的燃油效率，並降低該內燃機的溫室氣體排放。
在另一方面，本發明係關於一種內燃機。在某些實施例中，該內燃機包括一空氣冷卻室組件。該空氣冷卻室組件包括：一進氣管、一空氣冷卻室和一出氣管。該進氣管接受該內燃機的外部的環境空氣。該空氣冷卻室冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生冷卻空氣。該出氣管將該空氣冷卻室產生的該冷卻空氣提供至該內燃機。
在某些實施例中，該空氣冷卻室組件連接至該內燃機的一進氣口，用以將該環境空氣在進入該內燃機之前冷卻，從而產生該冷卻空氣，並將產生的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
在某些實施例中，該進氣管包括：一進氣管第一端和相對的一進氣管第二端。該進氣管第一端接受該環境空氣。該進氣管第二端將該環境空氣提供至該空氣冷卻室。
在某些實施例中，該出氣管包括：一出氣管第一端和相對的一出氣管第二端。該出氣管第一端接受來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣。該出氣管第二端將接受到的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
在某些實施例中，該出氣管由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以保持該內燃機的一發動機室內的該冷卻空氣的低溫。
在某些實施例中，該空氣冷卻室包括一蒸發器。該蒸發器包括：一散熱片陣列和一氣態冷媒管。該氣態冷媒管具有一氣態冷媒管第一端和一氣態冷媒管第二端。該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端連接至一冷卻裝置的一低壓管線，用以接受一氣態冷媒。該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第二端連接至該冷卻裝置的一壓縮機的一低壓管線輸入連接器。該蒸發器冷卻通過該空氣冷卻室的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。
在某些實施例中，由於該空氣冷卻室組件的內部的冷卻過程，導致來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣的空氣密度提高。來自該空氣冷卻室的高密度冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該高密度冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的燃油效率，並降低該內燃機的溫室氣體排放。
在又一方面，本發明係關於一種內燃機。在某些實施例中，該內燃機包括一空氣冷卻室組件。該空氣冷卻室組件由一獨立冷卻裝置提供動力，並且該空氣冷卻室組件包括一進氣管、一空氣冷卻室和一出氣管。該進氣管接受該內燃機的外部的環境空氣。該空氣冷卻室冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生冷卻空氣。該出氣管將來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣提供至該內燃機的一進氣口。
在某些實施例中，該進氣管包括：一進氣管第一端和相對的一進氣管第二端。該進氣管的該進氣管第一端接受該環境空氣。該進氣管的該進氣管第二端將該環境空氣提供至該空氣冷卻室。
在某些實施例中，該出氣管包括：一出氣管第一端和相對的一出氣管第二端。該出氣管的該出氣管第一端接受來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣。該出氣管的該出氣管第二端將接受到的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
在某些實施例中，該出氣管由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以保持該內燃機的一發動機室內的該冷卻空氣的低溫。
在某些實施例中，該空氣冷卻室包括一蒸發器，並且該蒸發器包括一散熱片陣列和一氣態冷媒管。該氣態冷媒管具有一氣態冷媒管第一端和一氣態冷媒管第二端。該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端連接至該獨立冷卻裝置的一膨脹閥的一膨脹閥第一端，並且該膨脹閥的一膨脹閥第二端連接至該獨立冷卻裝置的一高壓管線，用以接受一氣態冷媒。該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第二端連接至該獨立冷卻裝置的一低壓管線，並進一步連接至該獨立冷卻裝置的一壓縮機的一低壓管線輸入連接器。該空氣冷卻室的該蒸發器冷卻通過該空氣冷卻室的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。
在某些實施例中，該獨立冷卻裝置包括：一控制單元、該壓縮機、一冷凝器和一接收乾燥器。該控制單元由一電池的一第一電源連接器和一第二電源連接器供電。該控制單元控制該獨立冷卻裝置的運作。當該控制單元從該內燃機的一點火電路檢測到該內燃機的點火裝置處於開啟狀態時，該控制單元開啟該獨立冷卻裝置。
在某些實施例中，該壓縮機壓縮該獨立冷卻裝置的該氣態冷媒。該壓縮機具有一低壓管線輸入連接器和一高壓管線輸出連接器。該低壓管線輸入連接器連接至該低壓管線。該高壓管線輸出連接器連接至該高壓管線。該壓縮機具有一第一電源線和一第二電源線。該壓縮機的該第一電源線連接至該控制單元的一第一電源輸出線，並且該壓縮機的該第二電源線連接至該控制單元的一第二電源輸出線，以分別驅動該壓縮機。
在某些實施例中，該冷凝器包括一冷凝器散熱片陣列和一冷凝器氣態冷媒管。該冷凝器散熱片陣列和該冷凝器氣態冷媒管用於在每個壓縮週期後使用一直流風扇冷卻液化冷媒。該直流風扇是由該控制單元的一第三電源輸出線和一第四電源輸出線供電和控制。
在某些實施例中，該接收乾燥器儲存來自該冷凝器的該液化冷媒，並將該液化冷媒輸送至該膨脹閥，以降低該液化冷媒的壓力，從而允許將該液化冷媒從液態轉換成氣態。該膨脹閥的該膨脹閥第一端連接至該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端，並且該膨脹閥的該膨脹閥第二端連接至該高壓管線。
在某些實施例中，由於該空氣冷卻室組件的內部的冷卻過程，導致來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣的空氣密度提高。來自該空氣冷卻室的高密度冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該高密度冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的效率。
本發明的這些和其它方面將通過以下結合以下圖式對較佳實施例的描述變得清楚，儘管可以在不脫離本發明的新穎概念的精神和範圍的情況下，實現其中的變化和修改。
現將參考附圖在下文中更加全面地描述本發明，在這些附圖中示出了本發明的示例性實施例。然而，本發明可以用許多不同形式實施，並且不應被解釋為限於本文所闡述的實施例。確切地說，提供這些實施例是為了使得本發明將為透徹且完整的，並且這些實施例將向所屬技術領域中具有通常知識者充分傳達本發明的範圍。相似元件符號通篇指代相似元件。
應理解，當元件被稱作「在」另一元件「上」時，其可以直接在所述另一元件上或可在其之間存在中間元件。相比之下，當元件被稱作「直接在」另一元件「上」時，不存在中間元件。如本文中所使用，術語「和/或」包含相關聯的所列項中的一個或多個的任何以及所有組合。
應理解，雖然本文中可以使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、組件、區域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區域、層和/或部分不應受到這些術語的限制。這些術語僅用於區分一元件、組件、區域、層或部分與另一元件、組件、區域、層或部分。因此，在不脫離本發明的教示內容的情況下，下文所論述的第一元件、組件、區域、層或部分可以稱為第二元件、組件、區域、層或部分。
本文中所使用的術語僅出於描述具體實施例的目的，且並不意圖限制本發明。如本文中所使用，除非上下文另外明確指示，否則單數形式「一」和「該」也既定包含複數形式。應進一步理解，當在本文中使用時，術語「包括」或「包含」或「具有」指明存在所陳述的特徵、區域、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個或多個其它特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其群組。
此外，本文中可以使用例如「下部」或「底部」、「上部」或「頂部」和「前部」或「後部」等相關術語來描述如圖式中所示的一元件與另一元件的關係。應理解，相關術語既定涵蓋除圖式中所描繪的定向以外的裝置的不同定向。例如，如果一個圖式中的裝置翻轉，那麼描述成位於其它元件的「下」側的元件將定向在該其它元件的「上」側。因此，示例性術語「下部」可取決於圖式的具體定向而涵蓋「下部」和「上部」的定向。類似地，如果一個圖式中的裝置翻轉，那麼描述成位於其它元件「之下」或「下方」的元件將定向在該其它元件「上方」。因此，示例性術語「之下」或「下方」可涵蓋上方和下方兩種定向。
除非另外定義，否則本文中所用的所有術語（包含技術和科技術語）具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常所理解相同的意義。將進一步理解，術語（如在常用詞典中所定義的那些術語）應解釋為具有與其在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且除非本文中明確地定義，否則將不會以理想化或過於正式的意義進行解釋。
本文所用的「左右」、「大約」或「近似」應通常是指給定的值或範圍的百分之二十以內，較佳為百分之十以內，更佳為百分之五以內。在此給定的數值是近似的，表示如果沒有明確說明，則可以推斷出術語「左右」、「大約」或「近似」。
在以下描述中提供許多具體細節以使本發明得到全面理解，但本發明還可以通過使用與本文中所描述的方式不同的其它方式來實施，因此本發明並不限於在下文中揭示的具體實施例。
將結合附圖圖1至圖3對本發明的實施例進行描述。
在一方面，本發明係關於一種空氣冷卻室組件100。如圖1所示，在某些實施例中，空氣冷卻室組件100是內燃機的附加組件，用於降低進入的環境空氣的溫度、增加冷卻空氣中的氧分子，以及提高內燃機的燃油效率。空氣冷卻室組件100包括：進氣管102、空氣冷卻室104和出氣管106。進氣管102接受內燃機200的外部的環境空氣301。空氣冷卻室104冷卻從進氣管102接收的環境空氣301，以產生冷卻空氣302。出氣管106將空氣冷卻室104產生的冷卻空氣302提供至內燃機200。
在某些實施例中，空氣冷卻室104包括蒸發器108。蒸發器108包括：散熱片陣列1084和氣態冷媒管1082。氣態冷媒管1082具有氣態冷媒管第一端10821和氣態冷媒管第二端10822。氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第一端10821連接至冷卻裝置400的低壓管線，用以接受氣態冷媒。氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第二端10822連接至冷卻裝置400的壓縮機的低壓管線輸入連接器。蒸發器108冷卻通過空氣冷卻室104的環境空氣301，以產生冷卻空氣302。在某些實施例中，冷卻裝置400包括獨立的基於壓縮機的冷卻系統。
現在參照圖2，在某些實施例中，進氣管102包括：進氣管第一端1021和相對的進氣管第二端1022。進氣管第一端1021接受環境空氣301。進氣管第二端1022將環境空氣301提供至空氣冷卻室104。
在某些實施例中，出氣管106包括：出氣管第一端1061和相對的出氣管第二端1062。出氣管第一端1061接受來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302。出氣管第二端1062將接受到的冷卻空氣302提供至內燃機200的發動機進氣口202。
在某些實施例中，空氣冷卻室組件100連接至內燃機200的發動機進氣口202，用以將環境空氣301在進入內燃機200之前冷卻，從而產生冷卻空氣302，並將產生的冷卻空氣302提供至內燃機200的發動機進氣口202。
在某些實施例中，出氣管106由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以屏蔽來自內燃機200的熱，並保持內燃機200的發動機室內的冷卻空氣302的低溫。在某些實施例中，熱屏蔽材料包括隔熱套、熱障和/或隔熱包覆。在其他實施例中，隔熱材料包括實心鋼遮熱板、鋁遮熱板和/或帶有陶瓷熱障塗層的隔熱材料。這些熱屏蔽材料非常重要，如果沒有這些熱屏蔽材料，空氣冷卻室組件100可能無法按照設計那樣有效運作。
在某些實施例中，由於空氣冷卻室組件100的內部的冷卻過程，導致來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302的空氣密度提高。來自空氣冷卻室104的高密度冷卻空氣302包含增加的氧分子含量，並且高密度冷卻空氣302中的這些增加的氧分子含量能夠提高內燃機200的燃油效率，並降低內燃機200的溫室氣體排放。
在另一方面，本發明係關於一種內燃機200。如圖2所示，在某些實施例中，內燃機200包括空氣冷卻室組件100。空氣冷卻室組件100包括：進氣管102、空氣冷卻室104和出氣管106。進氣管102具有進氣管第一端1021和進氣管第二端1022，並且進氣管102在進氣管第一端1021處接受內燃機200的外部的環境空氣301。空氣冷卻室104接收來自進氣管102的進氣管第二端1022的環境空氣301，並冷卻從進氣管102接收的環境空氣301，以產生冷卻空氣302。出氣管106具有出氣管第一端1061和出氣管第二端1062，並且出氣管106的出氣管第一端1061接收來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302，並在出氣管106的出氣管第二端1061處將空氣冷卻室104產生的冷卻空氣302提供至內燃機200。
在某些實施例中，空氣冷卻室組件100連接至內燃機200的發動機進氣口202，用以將環境空氣301在進入內燃機200之前冷卻，從而產生冷卻空氣302，並將產生的冷卻空氣302提供至內燃機200的發動機進氣口202。
在某些實施例中，出氣管106由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以屏蔽來自內燃機200的熱，並保持內燃機200的發動機室內的冷卻空氣302的低溫。在某些實施例中，熱屏蔽材料包括隔熱套、熱障和/或隔熱包覆。在其他實施例中，熱屏蔽材料包括實心鋼遮熱板、鋁遮熱板和/或帶有陶瓷熱障塗層的隔熱材料。這些熱屏蔽材料非常重要，如果沒有這些熱屏蔽材料，空氣冷卻室組件100可能無法按照設計那樣有效運作。
如圖1所示，在某些實施例中，空氣冷卻室104包括蒸發器108。蒸發器108包括：散熱片陣列1084和氣態冷媒管1082。氣態冷媒管1082具有氣態冷媒管第一端10821和氣態冷媒管第二端10822。氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第一端10821連接至冷卻裝置400的低壓管線，用以接受氣態冷媒。氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第二端10822連接至冷卻裝置400的壓縮機406的低壓管線輸入連接器。蒸發器108冷卻通過空氣冷卻室104的環境空氣301，以產生冷卻空氣302。
在一實施例中，冷卻裝置400是一種獨立的基於壓縮機的冷卻系統。基於壓縮機的冷卻系統包括壓縮機，用於將系統中的氣態冷媒壓縮為高溫高壓的氣態冷媒。高溫高壓的氣態冷媒通過壓縮機的出口，並經過高壓管線到達冷凝器。冷凝器類似於小型散熱器，並且通過與大氣的熱交換過程，將高溫高壓的氣態冷媒液化。然後，液化冷媒流入膨脹閥，在那裡受到限制，成為低溫氣態冷媒。這時低溫氣態冷媒能夠吸收來自通過蒸發器散熱片的空氣的熱，而留下冷卻空氣302。冷卻空氣風扇經過出氣管106的出氣管第二端1062可用來將冷卻空氣302吹入內燃機200的發動機進氣口202。
在某些實施例中，由於空氣冷卻室組件100的內部的冷卻過程，導致來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302的空氣密度提高。來自空氣冷卻室104的高密度冷卻空氣302包含增加的氧分子含量，並且高密度冷卻空氣302中的增加的氧分子含量提高內燃機200的燃油效率，並降低內燃機200的溫室氣體排放。
在又一方面，本發明係關於一種內燃機200。如圖3所示，在某些實施例中，內燃機200包括空氣冷卻室組件100。空氣冷卻室組件100由一獨立冷卻裝置400提供動力。如圖1和圖2所示，空氣冷卻室組件100包括進氣管102、空氣冷卻室104和出氣管106。進氣管102接受來自內燃機200的外部的環境空氣301。空氣冷卻室104冷卻從進氣管102接收的環境空氣301，以產生冷卻空氣302。出氣管106將來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302提供至內燃機200的發動機進氣口202。
在某些實施例中，空氣冷卻室組件100連接至內燃機200的發動機進氣口202，用以將環境空氣301在進入內燃機200之前冷卻，從而產生冷卻空氣302，並將產生的冷卻空氣302提供至內燃機200的發動機進氣口202。
在某些實施例中，進氣管102包括：進氣管第一端1021和進氣管第二端1022。進氣管102的進氣管第一端1021接受環境空氣301。進氣管102的進氣管第二端1022將環境空氣301提供至空氣冷卻室104。
在某些實施例中，出氣管106包括：出氣管第一端1061和出氣管第二端1062。出氣管106的出氣管第一端1061接受來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302。出氣管106的出氣管第二端1062將接受到的冷卻空氣302提供至內燃機200的發動機進氣口202。
如圖3所示，在某些實施例中，空氣冷卻室104包括蒸發器108。蒸發器108包括：散熱片陣列1084和氣態冷媒管1082。氣態冷媒管1082具有氣態冷媒管第一端10821和氣態冷媒管第二端10822。氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第一端10821連接至獨立冷卻裝置400的膨脹閥404的膨脹閥第一端4041，並且膨脹閥404的膨脹閥第二端4042連接至獨立冷卻裝置400的高壓管線4066，以接收氣態冷媒。氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第二端10822連接至低壓管線4065，並進一步連接至獨立冷卻裝置400的壓縮機406的低壓管線輸入連接器4061。空氣冷卻室104的蒸發器108冷卻通過空氣冷卻室104的環境空氣301，以產生冷卻空氣302。
在某些實施例中，獨立冷卻裝置400包括：控制單元402、壓縮機406、冷凝器405和接收乾燥器408。控制單元402由電池500的第一電源連接器501和第二電源連接器502供電。控制單元402控制獨立冷卻裝置400的運作。當控制單元402從內燃機200的點火電路600檢測到內燃機200的點火裝置處於開啟狀態時，獨立冷卻裝置400開啟。
在某些實施例中，壓縮機406將位於獨立冷卻裝置400的氣態冷媒壓縮為高溫高壓的氣態冷媒。壓縮機406具有低壓管線輸入連接器4061與高壓管線輸出連接器4062。低壓管線輸入連接器4061連接至低壓管線4065。高壓管線輸出連接器4062連接至高壓管線4066。壓縮機406具有第一電源線4063和第二電源線4064。壓縮機406的第一電源線4063連接至控制單元402的第一電源輸出線4021，並且壓縮機406的第二電源線4064連接至控制單元402的第二電源輸出線4022，以分別驅動壓縮機406。
在某些實施例中，冷凝器405包括冷凝器散熱片陣列4052和冷凝器氣態冷媒管4051。冷凝器散熱片陣列4052和冷凝器氣態冷媒管4051用於在每個壓縮週期後使用直流風扇403冷卻液化冷媒。直流風扇403是由控制單元402的第三電源輸出線4023和第四電源輸出線4024供電和控制。
在某些實施例中，接收乾燥器408儲存來自冷凝器405的液化冷媒，並將液化冷媒輸送至膨脹閥404，以降低液化冷媒的壓力，從而允許將液化冷媒從液態轉換成氣態。膨脹閥404的膨脹閥第一端4041連接至氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第一端10821，並且膨脹閥404的膨脹第二端4042連接至高壓管線4066。
在某些實施例中，由於空氣冷卻室組件100的內部的冷卻過程，導致來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302的空氣密度提高。來自該空氣冷卻室104的高密度冷卻空氣302包含增加的氧分子含量，並且高密度冷卻空氣302中的增加的氧分子含量提高具有獨立冷卻裝置400的內燃機200的效率。
在某些實施例中，高溫高壓的氣態冷媒從高壓管線輸出端連接器4062進入低壓管線輸入連接器4061，並通過高壓管線4066輸送至冷凝器405。冷凝器405類似於小型散熱器，並且高溫高壓的氣態冷媒通過與大氣的熱交換過程液化。然後，液化冷媒通過接收乾燥器408和高壓管線連接器4082流入高壓管線 4066到膨脹閥404。液化冷媒被限制並轉換成低溫氣態冷媒。然後，低溫氣體冷媒通過管道進入蒸發器108。低溫氣態冷媒流經散熱片陣列1084，並通過蒸發器108的氣態冷媒管1082的氣態冷媒管第二端10822返回壓縮機406的低壓管線輸入連接器4061。
回流至壓縮機406的氣態冷媒將被壓縮回高壓高溫的氣態冷媒，冷卻過程不斷重複。當冷氣態冷媒通過蒸發器108的散熱片陣列1084並經過熱交換過程時，會降低通過進氣管102的進氣管第一端1021吸入的進入的環境空氣301的溫度，通過散熱片陣列1084。
冷卻空氣302變成高密度空氣，高密度空氣攜帶增加的氧分子含量。然後，在將這些高密度冷卻空氣302提供至內燃機200之前，高密度冷卻空氣302通過出氣管106引導至空氣過濾器204。
在某些實施例中，出氣管106將空氣冷卻室組件100連接至空氣過濾器204，並且出氣管106由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以屏蔽來自內燃機200的熱，並保持內燃機200的發動機室內的冷卻空氣302的低溫。在某些實施例中，熱屏蔽材料包括隔熱套、熱障和/或隔熱包覆。在其他實施例中，熱屏蔽材料包括實心鋼遮熱板、鋁遮熱板和/或帶有陶瓷熱障塗層的隔熱材料。這些熱屏障材料非常重要，如果沒有這些熱屏障材料，空氣冷卻室組件100可能無法正常運作。
在某些實施例中，由於空氣冷卻室組件100的內部的冷卻過程，導致來自空氣冷卻室104的冷卻空氣302的空氣密度提高。來自空氣冷卻室104的高密度冷卻空氣302包含增加的氧分子含量，並且高密度冷卻空氣中的增加的氧分子含量提高汽車的內燃機200的燃油效率，並降低汽車的內燃機200的溫室氣體排放。
上述對本發明的各種示例性實施例的描述僅僅出於演示和描述的目的，上述描述並不旨在窮舉本發明或將本發明局限於所揭示的精確形式。根據上述的教示，許多修改和變化是可能的。
選擇和描述實施例是為了解釋本發明的原理和其實際應用，以便使得所屬技術領域中具有通常知識者能夠利用本發明和各種實施例，並進行各種修改，以適合於所預期的特定用途。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將清楚替代實施例。因此，本發明的範圍由所附的申請專利範圍界定，而不是前述描述和其中所描述的示例性實施例。
100:空氣冷卻室組件 102:進氣管 1021:進氣管第一端 1022:進氣管第二端 104:空氣冷卻室 106:出氣管 1061:出氣管第一端 1062:出氣管第二端 108:蒸發器 1082:氣態冷媒管 10821:氣態冷媒管第一端 10822:氣態冷媒管第二端 1084:散熱片陣列 200:內燃機 202:發動機進氣口 204:空氣過濾器 301:環境空氣 302:冷卻空氣 400:冷卻裝置 402:控制單元 4021:第一電源輸出線 4022:第二電源輸出線 4023:第三電源輸出線 4024:第四電源輸出線 403:直流風扇 404:膨脹閥 4041:膨脹閥第一端 4042:膨脹閥第二端 405:冷凝器 4051:冷凝器氣態冷媒管 4052:冷凝器散熱片陣列 406:壓縮機 4061:低壓管線輸入連接器 4062:高壓管線輸出連接器 4063:第一電源線 4064:第二電源線 4065:低壓管線 4066:高壓管線 408:接收乾燥器 4082:高壓管線連接器 500:電池 501:第一電源連接器 502:第二電源連接器 600:點火電路
附圖說明本發明的一個或多個實施例，且與書面描述一起用以解釋本發明的原理。在可能的情況下，相同的元件符號在所有圖式中儘量用於代表實施例中的相同或相似元件。附圖並不能將本發明限於本文中所揭示和描述的具體實施例。附圖不一定按比例繪製，而是將重點放在清晰地說明本發明的原理上，並且其中： 圖1顯示了根據本發明的某些實施例之空氣冷卻室組件； 圖2顯示了根據本發明的某些實施例之用於內燃機的空氣冷卻室組件；以及 圖3顯示了根據本發明的某些實施例之具有獨立冷卻裝置的用於內燃機的空氣冷卻室組件。
100:空氣冷卻室組件
102:進氣管
1021:進氣管第一端
1022:進氣管第二端
104:空氣冷卻室
106:出氣管
1061:出氣管第一端
1062:出氣管第二端
108:蒸發器
1082:氣態冷媒管
10821:氣態冷媒管第一端
10822:氣態冷媒管第二端
1084:散熱片陣列
301:環境空氣
302:冷卻空氣
400:冷卻裝置

Claims (20)

  1. 一種空氣冷卻室組件，包括：一進氣管，用於接收一內燃機的外部的環境空氣；一空氣冷卻室，用於冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生冷卻空氣，其中該空氣冷卻室是由一獨立冷卻裝置製冷，該獨立冷卻裝置包括一控制單元、一壓縮機、一冷凝器和一接收乾燥器；以及一出氣管，用於將該空氣冷卻室產生的該冷卻空氣提供至該內燃機，其中該空氣冷卻室組件連接至該內燃機的一進氣口，用以將該環境空氣在進入該內燃機之前冷卻，從而產生該冷卻空氣，並將產生的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
  2. 如請求項1之空氣冷卻室組件，其中該進氣管包括：一進氣管第一端，其中該進氣管第一端接受該環境空氣；以及相對的一進氣管第二端，其中該進氣管第二端將該環境空氣提供至該空氣冷卻室。
  3. 如請求項2之空氣冷卻室組件，其中該出氣管包括：一出氣管第一端，其中該出氣管第一端接受來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣；以及相對的一出氣管第二端，其中該出氣管第二端將接受到的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
  4. 如請求項3之空氣冷卻室組件，其中該出氣管由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以保持該內燃機的一發動機室內的該冷卻空氣的低溫。
  5. 如請求項4之空氣冷卻室組件，其中該空氣冷卻室包括一蒸發器，其中該蒸發器包括：一散熱片陣列；以及一氣態冷媒管，包含一氣態冷媒管第一端和一氣態冷媒管第二端，其中該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端連接至一冷卻裝置的一低壓管線，用以接受一氣態冷媒，並且該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第二端連接至該冷卻 裝置的一壓縮機的一低壓管線輸入連接器，且該蒸發器冷卻通過該空氣冷卻室的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。
  6. 如請求項1之空氣冷卻室組件，其中由於該空氣冷卻室組件的內部的冷卻過程，導致來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣的空氣密度提高。
  7. 如請求項1之空氣冷卻室組件，其中來自該空氣冷卻室的高密度冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該高密度冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的燃油效率，並降低該內燃機的溫室氣體排放。
  8. 一種內燃機，包括：一空氣冷卻室組件，其中該空氣冷卻室組件包括：一進氣管，用於接收該內燃機的外部的環境空氣；一空氣冷卻室，用於冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生冷卻空氣，其中該空氣冷卻室是由一獨立冷卻裝置製冷，該獨立冷卻裝置包括一控制單元、一壓縮機、一冷凝器和一接收乾燥器；以及一出氣管，用於將該空氣冷卻室產生的該冷卻空氣提供至該內燃機；其中該空氣冷卻室組件連接至該內燃機的一進氣口，用以將該環境空氣在進入該內燃機之前冷卻，從而產生該冷卻空氣，並將產生的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
  9. 如請求項8之內燃機，其中該進氣管包括：一進氣管第一端，其中該進氣管第一端接受該環境空氣；以及相對的一進氣管第二端，其中該進氣管第二端將該環境空氣提供至該空氣冷卻室。
  10. 如請求項9之內燃機，其中該出氣管包括：一出氣管第一端，其中該出氣管第一端接受來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣；以及相對的一出氣管第二端，其中該出氣管第二端將接受到的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
  11. 如請求項10之內燃機，其中該出氣管由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以保持該內燃機的一發動機室內的該冷卻空氣的低溫。
  12. 如請求項11之內燃機，其中該空氣冷卻室包括一蒸發器，其中該蒸發器包括：一散熱片陣列；以及一氣態冷媒管，包含一氣態冷媒管第一端和一氣態冷媒管第二端，其中該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端連接至一冷卻裝置的一低壓管線，用以接受一氣態冷媒，並且該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第二端連接至該冷卻裝置的一壓縮機的一低壓管線輸入連接器，且該蒸發器冷卻通過該空氣冷卻室的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。
  13. 如請求項8之內燃機，其中由於該空氣冷卻室組件的內部的冷卻過程，導致來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣的空氣密度提高。
  14. 如請求項8之內燃機，其中來自該空氣冷卻室的高密度冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該高密度冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的燃油效率，並降低該內燃機的溫室氣體排放。
  15. 一種內燃機，包括：一空氣冷卻室組件，由一獨立冷卻裝置提供動力，其中該空氣冷卻室組件包括：一進氣管，用於接收該內燃機的外部的環境空氣；一空氣冷卻室，用於冷卻從該進氣管接收的該環境空氣，以產生冷卻空氣；以及一出氣管，用於將來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣提供至該內燃機，其中該空氣冷卻室是由該獨立冷卻裝置製冷，該獨立冷卻裝置包括一控制單元、一壓縮機、一冷凝器和一接收乾燥器；其中該空氣冷卻室組件連接至該內燃機的一進氣口，用以將該環境空氣在進入該內燃機之前冷卻，從而產生該冷卻空氣，並將產生的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口。
  16. 如請求項15之內燃機，其中該進氣管包括： 一進氣管第一端，其中該進氣管第一端接受該環境空氣；以及相對的一進氣管第二端，其中該進氣管第二端將該環境空氣提供至該空氣冷卻室；其中該出氣管包括：一出氣管第一端，其中該出氣管第一端接受來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣；以及相對的一出氣管第二端，其中該出氣管第二端將接受到的該冷卻空氣提供至該內燃機的該進氣口；並且其中該出氣管由一種以上的熱屏蔽材料屏蔽，以保持該內燃機的一發動機室內的該冷卻空氣的低溫。
  17. 如請求項16之內燃機，其中該空氣冷卻室包括一蒸發器，其中該蒸發器包括：一散熱片陣列；以及一氣態冷媒管，包含一氣態冷媒管第一端和一氣態冷媒管第二端，其中該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端連接至一汽車的該獨立冷卻裝置的一膨脹閥的一膨脹閥第一端，該膨脹閥的一膨脹閥第二端連接至該汽車的該獨立冷卻裝置的一高壓管線，用以接受一氣態冷媒，並且該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第二端連接至該汽車的該獨立冷卻裝置的一低壓管線，並進一步連接至該汽車的該獨立冷卻裝置的一壓縮機的一低壓管線輸入連接器，且該空氣冷卻室的該蒸發器冷卻通過該空氣冷卻室的該環境空氣，以產生該冷卻空氣。
  18. 如請求項17之內燃機，其中該獨立冷卻裝置的控制單元，由一電池的一第一電源連接器和一第二電源連接器供電，其中該控制單元控制該獨立冷卻裝置的運作，當該控制單元從該內燃機的一點火電路檢測到該內燃機的一點火裝置處於開啟狀態時，該控制單元開啟該獨立冷卻裝置；該壓縮機用於壓縮該獨立冷卻裝置的該氣態冷媒，其中該壓縮機包括：該低壓管線輸入連接器，連接至該低壓管線；一高壓管線輸出連接器，連接至該高壓管線；一第一電源線，連接至該控制單元的一第一電源輸出線；以及一第二電源線，連接至該控制單元的一第二電源輸出線； 其中該冷凝器包括一冷凝器散熱片陣列和一冷凝器氣態冷媒管，用於在每個壓縮週期後使用一直流風扇冷卻液化冷媒，其中該直流風扇是由該控制單元的一第三電源輸出線和一第四電源輸出線供電和控制；其中該接收乾燥器儲存來自該冷凝器的該液化冷媒，並將該液化冷媒輸送至該膨脹閥，以降低該液化冷媒的壓力，從而允許將該液化冷媒從液態轉換成氣態；其中該膨脹閥的該膨脹閥第一端連接至該氣態冷媒管的該氣態冷媒管第一端，並且該膨脹閥的該膨脹閥第二端連接至該高壓管線。
  19. 如請求項15之內燃機，其中由於該空氣冷卻室組件的內部的冷卻過程，導致來自該空氣冷卻室的該冷卻空氣的空氣密度提高。
  20. 如請求項15之內燃機，其中來自該空氣冷卻室的高密度冷卻空氣包含增加的氧分子含量，並且該高密度冷卻空氣中的該增加的氧分子含量提高該內燃機的效率。
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