[發明專利]內燃機膨脹工質能量多級利用裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201210530938.5
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103032156A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 俞小莉;徐煥祥;李道飛;王雷;樊之鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F02B41/00
• 分類號: F02B41/00;F02B41/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于節能減排領域，涉及一種內燃機膨脹工質能量多級利用裝置及其使用方法。

背景技術

隨著石油的短缺、環境的污染，節能已經成為全人類的共識。對于內燃機行業來說，如何降低燃油消耗率、提高燃油利用率已經成為研究的熱點。已有研究表明，內燃機燃料燃燒產生的膨脹工質能量只有不到40%被有效利用，剩下的能量主要通過排氣和冷卻液帶走，造成能源的浪費和環境的熱污染。充分利用內燃機膨脹工質能量，可以大幅改善內燃機燃油經濟性，減少環境污染。Ilmor公司和Scuderia公司采用將內燃機廢氣排入另一個氣缸進行再膨脹回收膨脹工質能量；上述方法通過單一途徑回收內燃機膨脹工質能量，能量利用率不高。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提出一種內燃機膨脹工質能量多級利用裝置及其使用方法。

本發明采用如下技術方案：

一種內燃機膨脹工質能量多級利用裝置，包括內燃機、活塞式膨脹機和壓縮氣源；內燃機設有內燃機活塞，活塞式膨脹機設有活塞式膨脹機活塞；內燃機通過內燃機排氣門與內燃機排氣管的一端相連，內燃機排氣管的另一端連通活塞式膨脹機進氣管的一端，活塞式膨脹機通過活塞式膨脹機進氣門與活塞式膨脹機進氣管的另一端相連；活塞式膨脹機通過活塞式膨脹機排氣門與活塞式膨脹機排氣管相連；壓縮氣源包括高壓儲氣罐、安全閥、開關閥、第一壓縮空氣噴射管路和第二壓縮空氣噴射管路；第一壓縮空氣噴射管路包括第一壓力調節閥、第一流量調節閥、第一穩壓箱、第一高速電磁閥、第一壓縮空氣噴嘴以及連接管路；第二壓縮空氣噴射管路包括第二壓力調節閥、第二流量調節閥、第二穩壓箱、第二高速電磁閥、第二壓縮空氣噴嘴以及連接管路；第一壓縮空氣噴射管路的第一壓縮空氣噴嘴、第一高速電磁閥、第一穩壓箱、第一流量調節閥、第一壓力調節閥依次通過連接管路和開關閥連接；第二壓縮空氣噴射管路的第二壓縮空氣噴嘴、第二高速電磁閥、第二穩壓箱、第二流量調節閥、第二壓力調節閥依次通過連接管路和開關閥連接；第一壓縮空氣噴嘴安裝在內燃機缸頭；第二壓縮空氣噴嘴安裝在活塞式膨脹機缸頭；高壓儲氣罐一端連接安全閥，另一端通過開關閥分別與第一壓縮空氣噴射管路和第二壓縮空氣噴射管路連通；活塞式膨脹機排量大于內燃機排量；所述的內燃機是燃油內燃機或燃氣內燃機、活塞式內燃機或旋轉式內燃機、單缸內燃機或多缸內燃機、壓燃式內燃機或點燃式內燃機。

??一種內燃機膨脹工質能量多級利用裝置，包括內燃機、活塞式膨脹機和壓縮氣源；內燃機設有內燃機活塞，活塞式膨脹機設有活塞式膨脹機活塞；內燃機通過內燃機排氣門與內燃機排氣管的一端相連，內燃機排氣管的另一端通過活塞式膨脹機進氣管與活塞式膨脹機相連；活塞式膨脹機通過活塞式膨脹機排氣門與活塞式膨脹機排氣管相連；壓縮氣源包括高壓儲氣罐、安全閥、開關閥、第一壓縮空氣噴射管路和第二壓縮空氣噴射管路；第一壓縮空氣噴射管路包括第一壓力調節閥、第一流量調節閥、第一穩壓箱、第一高速電磁閥、第一壓縮空氣噴嘴以及連接管路；第二壓縮空氣噴射管路包括第二壓力調節閥、第二流量調節閥、第二穩壓箱、第二高速電磁閥、第二壓縮空氣噴嘴以及連接管路；第一壓縮空氣噴射管路的第一壓縮空氣噴嘴、第一高速電磁閥、第一穩壓箱、第一流量調節閥、第一壓力調節閥依次通過連接管路和開關閥連接；第二壓縮空氣噴射管路的第二壓縮空氣噴嘴、第二高速電磁閥、第二穩壓箱、第二流量調節閥、第二壓力調節閥依次通過連接管路和開關閥連接；第一壓縮空氣噴嘴安裝在內燃機缸頭；第二壓縮空氣噴嘴安裝在活塞式膨脹機缸頭；高壓儲氣罐一端連接安全閥，另一端通過開關閥分別與第一壓縮空氣噴射管路和第二壓縮空氣噴射管路連通；活塞式膨脹機排量大于內燃機排量；所述的內燃機是燃油內燃機或燃氣內燃機、活塞式內燃機或旋轉式內燃機、單缸內燃機或多缸內燃機、壓燃式內燃機或點燃式內燃機。

??所述的活塞式膨脹機排氣管連接廢氣處理裝置和/或廢氣渦輪增壓裝置。