CN2937496Y - 利用内燃机高温废气作为能源的动力装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，该装置由一台汽轮机的锅炉组成；锅炉包括一个壳体，壳体外有保温层，壳体内的中央是布置有吸热管的热交换室，吸热管上方有用于集存高压蒸汽的汽室，汽室上有出汽口，下方设有水箱，水箱上设有补水口，热交换室与汽室和水箱均相连通，吸热管的一端通过管路连接内燃机排气管，另一端连接消音器；汽轮机的进汽段与锅炉的出汽口连接，汽轮机的排汽段与大气相通。该装置将传统的汽轮机和汽缸活塞巧妙地结合在一起，能够有效地将内燃机的高温废气转化为高压蒸汽，来作为汽轮机的动力源，降低了内燃机的使用成本；减少了内燃机排出的热量对环境造成的不良影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力装置，特别是一种利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，该装置利用内燃机排气口所排出的高温废气作为能源，通过一个特殊设计的锅炉产生高压蒸汽，来带动一个新型的汽轮机转动，从而产生可用动力的装置。
背景技术
目前，内燃机在工作中是利用燃料燃烧时所发生的体积膨胀推动活塞做往复运动，通过连杆曲轴变为旋转运动而做功的。而燃料燃烧膨胀做功的同时产生的热能，其中一小部分通过热传导传给机体，使机体温度升高，大部分热量则通过排气管排入大气中白白浪费，对环境也造成不良影响。
现在已有燃气轮机发电装置使用传统汽轮机利用废气的情况，但在内燃机上却未见有同类装置应用，特别是在交通运输、工程机械领域，目前还没有发现利用这部分热能的先例。
世界上大量的内燃机从排气口排出的热能总和是非常巨大的。如何将这部分热能加以利用，在能源紧缺和环境恶化压力不断增大的今天，意义是非常重大的。
在当今世界上，内燃机使用最为广泛的当属交通运输、工程机械和小型发电机领域，随着石油价格的不断高涨，使用内燃机的成本也在水涨船高，有些时候已经到了不可承受程度。内燃机工作时燃料爆燃所产生的热量，根据作用时间估计，通过热传递传给机体的部分是很少的，不会超过30％，那么，至少有70％的热量是通过排气口排出的，如果把这部分能量利用起来，其利用率只要达到40％，那么，总体节能效果可达25％以上，这将是非常可观的。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，该装置能够将内燃机高温废气加以利用。
为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，其特征在于，该装置由一台汽轮机和锅炉组成；所述的锅炉包括：一个壳体，壳体外有保温层，壳体内的中央布置有吸热管的热交换室，吸热管上方有用于集存高压蒸汽的汽室，汽室上有蒸汽出口，下方设有水箱，水箱上设有补水口，热交换室与汽室和水箱均相连通，吸热管的一端通过管路连接内燃机排气管，另一端连接消音器；汽轮机的进汽段与锅炉的出汽口连接，汽轮机的排汽段与大气相通。
本实用新型由于采用锅炉和汽轮机来将内燃机高温废气热能利用起来，驱使汽轮机作功，一方面节约能源，降低内燃机的使用成本；另一方面减少内燃机排出的热量对环境造成的不良影响。
附图说明
图1是本实用新型的锅炉部分的结构示意图；
图2是本实用新型的汽轮机结构图。
以下结合附图和工作原理对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
本实用新型的利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，包含锅炉部分和汽轮机两部分。
锅炉部分如图1所示，锅炉形状根据内燃机排气口的结构特征进行设计，力求热量损失小，能量转换效率高。其截面分为三层，上层为汽室，用于集存高压蒸汽，上方设计有蒸汽出口；中间为热交换室，布有吸热水管，上部与汽室相通，下部与水箱相通；下层为水箱，水箱上设计有补水口。整个锅炉外表由保温层包裹。锅炉的前端有一个管状接口直接与内燃机排气口连接，使内燃机产生的高温气体直接进入热交换室加热吸热水管；锅炉的后端也有一个管状接口，该管状接口与消音器相连，温度已降低的废气从消音器排出。
汽轮机的结构如图2所示，01为叶轮，其外径为Φ1，上有叶片槽。02为壳体，其内径为Φ2，上有进汽通道，R为叶片。汽轮机的进汽段为A，排汽段为B，C为过度段。叶轮与壳体的内圆偏心设置，偏心距为a，其几何关系为1/2R2＝1/2R1+a。叶轮在壳体内旋转时，叶片外端紧贴壳体内圆滑动，同时在叶轮的叶片槽内沿直径方向内外滑动，因叶轮和壳体偏心配置，叶轮旋转一周，每个叶片在叶轮槽内滑进、滑出的距离为S。汽轮机的进汽段与锅炉的出汽口相接，高压蒸汽从这里进入汽轮机；汽轮机的排气段与大气相通或导入冷凝器结露为水。
本实用新型的工作原理是：从锅炉出来的高压蒸汽从A段进入汽轮机后，对汽轮机的作用方式有二种：
(1)具有一定速度的高压蒸汽所具有的动能传给叶片，使叶片推动叶轮旋转做功，这种方式和传统的汽轮机相同。
(2)高压蒸汽的压力传给叶片，使叶片在C区成为一个活塞来推动叶轮旋转做功，这种方式和传统的汽缸活塞相同。
在汽轮机工作时，上述两种方式是同时起作用的，本实用新型利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，将传统的汽轮机和汽缸活塞巧妙地结合在一起，能够有效地将内燃机的高温废气转化为高压蒸汽，作为汽轮机的动力源，降低了内燃机的使用成本；减少了内燃机排出的热量对环境造成的不良影响。
Claims (2)
1.一种利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，其特征在于，该装置由一台汽轮机和锅炉组成；所述的锅炉包括：一个壳体，壳体外有保温层，壳体内的中央是布置有吸热管的热交换室，吸热管上方有用于集存高压蒸汽的汽室，汽室上有出汽口，下方设有水箱，水箱上设有补水口，热交换室与汽室和水箱均相连通，吸热管的一端通过管路连接内燃机排气管，另一端连接消音器；汽轮机与锅炉的出汽口连接，汽轮机的排气段与大气相通。
2.如权利要求1所述的利用内燃机高温废气作为能源的动力装置，其特征在于，所述的汽轮机的叶轮与壳体的内圆偏心设置。
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Cited By (3)
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