CN101403350A - 内燃直热蒸汽机 - Google Patents

Abstract

一种内燃直热蒸汽机是以燃油为能源，以内燃机结构为基础的蒸气机，它是由曲轴1，连杆2，气缸3，活塞4，喷水器5，储热汽化器6，水箱7，高压水泵8，水滤清器9，回水管10，输水管11，水压力调节器12，排气门13，火花塞14，电控总成15，线束16，进气门17，喷油器18，油压力调节器19，输油管20，回油管21，汽油滤清器22，高压油泵23，油箱24，气缸盖25组成的，其特征在于：在气缸盖上设置喷水器，在气缸内设置储热汽化器，喷水器与水压力调节器相连，水压力调节器通过高压水泵与水箱相连。在做功冲程中，气体燃烧使储热汽化器温度升高，喷水器喷入适量的水，水被汽化，蒸汽推动活塞运动，输出机械能。内燃直热蒸汽机具有效率高、节能环保等特点。

Description

内燃直热蒸汽机

技术领域

本发明内燃直热蒸汽机涉及一种能源动力设备。

背景技术

目前使用的内燃机完全采用燃油在气缸中燃烧，高温高压气体推动活塞做功，将热能转变成机械能，在热功转变的过程中，有大量的热能损失掉。而蒸汽机采用外加热方式将水变成高压蒸汽，蒸汽推动蒸汽机的活塞往复运动，将热能转变成机械能，外加热方式的蒸汽机效率低。

本发明是在内燃机和蒸汽机原理的基础上，将内燃机变成直热蒸汽机。

发明内容

本发明内燃直热蒸汽机的目的在于提出一种以内燃机结构为基础，以燃油燃气为能源，以蒸汽为动力的直热蒸汽机。它具有热效率高、节能环保等特点。其特征是：在四冲程内燃机的气缸中设置储热汽化器，储热汽化器设置在气缸的燃烧室内，储热汽化器是由耐高温良导热材料制成的，储热汽化器具有较大的热容量，储热汽化器具有良好的吸热与散热结构，储热汽化器上设有孔道保证气流畅通。在气缸盖上设有喷水器，喷水器的喷口对准储热汽化器，喷水器通过水管与水压力调节器相连，水压力调节器通过水滤清器和高压水泵与水箱相接，水压力调节器的回水管与水箱相连。电控器总成与喷水器相连，控制喷水器的喷水时刻与喷水时间。其余结构与四冲程内燃机相同。

其工作原理是：

在进气冲程中，气缸中的活塞由上止点向下止点运动，进气门打开，喷油器喷入燃油，燃油与空气的混合气体进入气缸中，由电控总成控制喷油时刻和喷油时间，从而控制了喷入燃油的量。活塞运动到下止点，在曲轴的作用下，运动方向发生改变，活塞由下止点向上止点运动，进入压缩冲程。

在压缩冲程中，进气门与排气门关闭，活塞由下止点向上止点运动，气缸中的气体被压缩，气体温度和压强升高，储热汽化器被加热。活塞到达上止点时，在曲轴的作用下，活塞由上止点向下止点运动，运动方向改变后，火花塞在电控总成的控制下点火，点燃了气缸燃烧室内的气体，进入做功冲程。

在做功冲程中，进气门与排气门关闭，电控总成控制火花塞点燃燃烧室内的可燃气体，气体燃烧后，产生高温，体积迅速膨胀，推动活塞向下运动，输出机械能，同时，气体燃烧产生的热能使储热汽化器温度升高。燃气完全燃烧之时，打开喷水器，在高压水泵作用下喷入适量的水，水被储热汽化器汽化，体积膨胀，推动活塞向下止点运动，输出机械能，喷水时刻与喷水时间由电控总成控制。当活塞运动到下止点，在曲轴的作用下，运动方向发生改变，活塞由下止点向上止点运动，进入下一个冲程，即排气冲程。

在排气冲程的过程中，排气门打开，在活塞由下止点向上止点运动的过程中，气缸内的废气经排气门排出。当活塞到达上止点时，在曲轴的作用下，运动方向发生改变，活塞由上止点向下止点运动，进入了吸气冲程。于是进入下一个四冲程的循环过程。

内燃直热蒸汽机与内燃机的最大区别在于内燃机完全采用燃油燃烧，推动活塞做功，产生的废气温度高，高温废气被排放，浪费了大量能源。而在内燃直热蒸汽机中，首先一定量的燃油在燃烧室内燃烧，燃烧的热量用来加热储热汽化器，再用储热汽化器直接加热水，迅速使水汽化，蒸气推动活塞做功。

燃气燃烧时产生的热能被充分利用，内燃直热蒸汽机的效率比内燃机高。

附图说明

图1为四冲程内燃直热蒸汽机原理结构示意图

图2为简易四冲程内燃直热蒸汽机原理结构示意图

在图1中，1为曲轴，2为连杆，3为气缸，4为活塞，5为喷水器，6为储热汽化器，7为水箱，8为高压水泵，9为水滤清器，10为回水管，11为输水管，12为水压力调节器，13为排气门，14为火花塞，15为电控总成，16为线束，17为进气门，18为喷油器，19为油压力调节器，20为输油管，21为回油管，22为汽油滤清器，23为高压油泵，24为油箱，25为气缸盖，26上止点，27为下止点。

在图2中，除了不设置储热汽化器之外，结构完全与图1相同。

具体实施方式

实施例1四冲程内燃直热蒸汽机

四冲程内燃直热蒸汽机原理结构如图1所示，在图1中，曲轴1与连杆2相连，连杆与活塞4相连，活塞设置在气缸3内，喷水器5设置在气缸盖25上，喷水器与水压力调节器12相连，水箱7通过输水管11与水压力调节器相连，在水箱与水压力调节器间的的输水管路上串接高压水泵8和水滤清器9，储热汽化器6设置在气缸内，并位于上止点26的上方，油压力调节器19通过输油管20与油箱24相连，在油压力调节器与油箱之间串接汽油滤清器和高压油泵23，油压力调节器上的回油管20与油箱相通，火花塞14、进气门17和排气门13设在气缸盖上，喷油器18设置在进气门的外侧，喷油器与油压力调节器相连，电控总成15输出的线束16分别与火花塞、喷水器和喷油器相连。

在高压水泵作用下，水箱中的水经水滤清器过滤输送到水压力调节器，在水压力调节器中，水被分成两路，一路与喷水器相连，该路水保持恒定高压状态，另一路通过回水管返回水箱，当喷水器打开时，高压水喷出，喷出时刻与喷出时间的长短由电控总成控制。

在高压油泵作用下，油箱中的油经汽油油滤清器过滤输送到油压力调节器，在油压力调节器中，油被分成两路，一路与喷油器相连，该路油保持恒定高压状态，另一路通过回油管返回油箱，当喷油器打开时，高压油喷出，喷出时刻与喷出时间的长短由电控总成控制。

四冲程内燃直热蒸汽机工作过程如下：

在进气冲程中，气缸中的活塞由上止点向下止点运动，进气门打开，喷油器喷入燃油，燃油与空气的混合气体进入气缸中。

在压缩冲程中，进气门与排气门关闭，活塞由下止点向上止点运动，气缸中的气体被压缩，气体温度和压强升高，储热汽化器被加热。

在做功冲程中，进气门与排气门关闭，电控总成的控制火花塞点燃了气缸燃烧室内的可燃气体，气体燃烧，产生高温，体积迅速膨胀，推动活塞向下运动，输出机械能。气体燃烧时，产生的热能使储热汽化器温度升高。在电控总成的控制下，打开喷水器，喷水器向储热汽化器喷水，喷水时刻与喷水时间由电控总成控制，喷水时刻设置在火花塞点火之后燃气完全燃烧之时。水被汽化为蒸汽，体积膨胀，蒸汽推动活塞向下止点运动，输出机械能。

在排气冲程中，排气门打开，在活塞由下止点向上止点运动的过程中，气缸内的废气经排气门排出。

接着，四冲程内燃直热蒸汽机进入下一个四冲程的循环过程，就这样，四冲程内燃直热蒸汽机周而复始地工作。

实施例2简易四冲程内燃直热蒸汽机

简易四冲程内燃直热蒸汽机如图2所示，简易四冲程内燃直热蒸汽机是在图1的基础上省去了储热汽化器，在做功冲程中，在燃气完全燃烧之时，喷水器向气缸内水，气缸中的高温气体和高温的气缸壁将水汽化，蒸汽推动活塞做功输出机械能。不设置储热汽化器，结构简单，但热效率低。

Claims (2)

1一种内燃直热蒸汽机是由曲轴(1)，连杆(2)，气缸(3)，活塞(4)，喷水器(5)，储热汽化器(6)，水箱(7)，高压水泵(8)，水滤清器(9)，回水管(10)，输水管(11)，水压力调节器(12)，排气门(13)，火花塞(14)，电控总成(15)，线束(16)，进气门(17)，喷油器(18)，油压力调节器(19)，输油管(20)，回油管(21)，汽油滤清器(22)，高压油泵(23)，油箱(24)，气缸盖(25)组成的，其特征在于：曲轴与连杆相连，连杆与活塞相连，活塞设置在气缸内，喷水器设置在气缸盖上，喷水器与水压力调节器相连，水箱通过输水管与水压力调节器相连，在水箱与水压力调节器间的的输水管路上串接高压水泵和水滤清器，储热汽化器设置在气缸内，油压力调节器通过输油管与油箱相连，在油压力调节器与油箱之间串接汽油滤清器和高压油泵，油压力调节器上的回油管与油箱相通，火花塞、进气门和排气门设在气缸盖上，喷油器设置在进气门的外侧，喷油器与油压力调节器相连，电控总成输出的线束分别与火花塞、喷水器和喷油器相连。

2根据权利要求1所述的内燃直热蒸汽机，其特征在于储热汽化器是由耐高温良导热材料制成的，储热汽化器具有较大的热容量，储热汽化器具有良好的吸热与散热结构，储热汽化器上设有孔道，在简易内燃直热蒸汽机中，不设置储热汽化器。

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