[實用新型]氮液化二氧化碳閉合發動機

有效

• 申請號: 201120331261.3
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN202202991U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 靳北彪
• 主分類號: F02M25/12
• 分類號: F02M25/12;F01N3/02;F02C3/24;F02C7/141;C01B31/22;C01B31/20
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技術領域

本實用新型涉及熱能與動力領域，尤其是一種氮液化二氧化碳閉合發動機。

背景技術

傳統發動機，無論是內燃機、外燃機還是混燃機的燃燒室排放出的污染物是目前環境保護中的最大障礙。因此，關于新能源動力系統的研究日趨火熱。但是新能源動力系統很難在短時間內得以廣泛實際應用，因此如何減少或杜絕傳統能源動力轉換過程中的污染物排放是更為現實急迫的任務。不僅如此，在今后相當長的時間內人類的能源結構仍然將以碳氫化合物為主，其中包括化石能源和生物質能源。為此如果能夠開發出以碳氫化合物或碳氫氧化合物為燃料的零排放或近零排放的熱動力系統，將對于環境保護起到更大的作用。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提出的技術方案如下：

一種氮液化二氧化碳閉合發動機，包括壓縮式空分系統，爆排發動機和二氧化碳液化器，所述壓縮式空分系統的液氧出口與所述爆排發動機的燃燒室連通，所述爆排發動機的排氣道與所述二氧化碳液化器連通，所述壓縮式空分系統的氮氣出口與所述二氧化碳液化器連通，在所述二氧化碳液化器內以氮氣的冷能為推動力使所述爆排發動機排氣中的二氧化碳液化和/或固化。

在所述爆排發動機和所述二氧化碳液化器之間設排氣降溫熱交換器。

所述二氧化碳液化器設為混合式二氧化碳液化器。

在所述爆排發動機和所述二氧化碳液化器之間設排氣降溫熱交換器，在所述排氣降溫熱交換器上設熱交換器水出口。

在所述二氧化碳液化器上設液化器水出口。

在所述爆排發動機的燃燒室上設回流流體入口，在所述二氧化碳液化器上設回流流體出口，所述回流流體出口經高壓泵與所述回流流體入口連通。

在所述壓縮式空分系統的液氧出口與所述爆排發動機的燃燒室之間設液氧高壓泵和氧吸熱熱交換器。

氧吸熱熱交換器設為氧吸熱排氣熱交換器、氧吸熱燃燒室熱交換器或氧吸熱壓縮式空分熱交換器。

所述氮液化二氧化碳閉合發動機還包括獨立的做功機構，所述壓縮式空分系統的氮氣經過與所述二氧化碳液化器進行熱交換后，與獨立的做功機構連通。

所述壓縮式空分系統的氮氣經過與所述二氧化碳液化器進行熱交換后，與所述爆排發動機連通。即從壓縮式空分系統1出來的液氧和氮氣共用一個做功機構。

本實用新型的原理是利用壓縮式空分系統產生的液氧為爆排發動機提供氧化劑，而同時產生的低溫氮氣用來冷卻爆排發動機的排氣，將排氣中的二氧化碳進行液化和/或固化。

本實用新型中所謂的壓縮式空分系統是指壓縮式的空氣分離系統，用來將氧氣和氮氣及其他空氣成分分離；所謂的爆排發動機是指只有爆炸作功過程和排氣過程的發動機，這種發動機是將高壓氧化劑充入燃燒室后噴入燃料，在燃燒室內不再進行壓縮，并且可以對所述爆排發動機充入膨脹劑來提高爆排發動機的作功能力，這種發動機是指只進行爆炸作功沖程和排氣沖程的活塞式熱動力系統以及葉輪式（如燃氣輪機的燃燒室和透平部分）、轉子式等一切由熱轉換成動力的熱動力系統；所謂壓氣機是指對氣體進行壓縮的機構，如活塞式、渦輪式、螺桿式、齒輪式、轉子式壓氣機等；所述膨脹劑是指不參與燃燒化學反應起升溫或降溫以及調整作功工質摩爾數的作用并參與膨脹作功的工質；所謂二氧化碳液化器是指一切能使二氧化碳液化的裝置，所謂混合式二氧化碳液化器是指通過與低溫流體混合的降溫方式使二氧化碳液化的裝置；所謂排氣降溫熱交換器是指將排氣降溫的裝置，可以是散熱器，也可以是以降溫為目的的熱交換器，還可以是混合式降溫裝置；所謂連通是指直接連通、經過若干過程（包括與其他物質混合等）的間接連通或經泵、控制閥等受控連通；所謂氧吸熱熱交換器是指為了使氧以具有一定溫度的高壓氣態形式進入燃燒室所設的熱交換器，其目的是讓氧在進入燃燒室之前吸收低品位熱量；所謂氧吸熱排氣熱交換器是指設在排氣道上的氧吸熱熱交換器；所謂氧吸熱燃燒室熱交換器是指設在發動機燃燒室壁上的氧吸熱熱交換器；所謂氧吸熱壓縮式空分熱交換器是指設在壓縮式空分系統中的壓縮機上的氧吸熱熱交換器。

本實用新型所謂的熱交換器水出口可以作為水的排放出口，也可以將此水出口經高壓泵或經高壓泵再經熱交換器加熱汽化后與爆排發動機的燃燒室連通。

本實用新型所謂的液化器水出口可以作為水的排放出口，也可以將此水出口經高壓泵或經高壓泵再經熱交換器加熱汽化后與爆排發動機的燃燒室連通。

本實用新型的有益效果如下:

本實用新型所公開的氮液化二氧化碳閉合發動機實現了發動機的高效、低排放，大大提高了發動機的環保性和節能性。

附圖說明