專利名稱：高壓高效冷卻吸余熱能利用內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)的制作方法
高壓高效冷卻吸余熱能利用內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)該系統(tǒng)主要有高壓高效冷卻、汽化吸余熱能運(yùn)動(dòng)式蜂窩型機(jī)體；高壓虧水位噴露流水冷卻汽化吸余熱能技術(shù)；內(nèi)燃機(jī)尾汽熱能利用；活葉塞式高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功；汽化熱、熱水潛熱能再利用；虧水位限定自動(dòng)控制等六部分組成，只限冷卻系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用。應(yīng)用于汽車、火車內(nèi)燃機(jī)等運(yùn)動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，它們做功時(shí)，缸內(nèi)溫度可達(dá)1500°C -2000°c，采用風(fēng)水冷卻把20% -35%的熱能帶走，尾汽把18% -45%的熱能排出。若把這些熱能轉(zhuǎn)換成“汽體壓力勢(shì)能”集中起來(lái)，儲(chǔ)存起來(lái)利用它再做功，可謂是“一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)”就是“一臺(tái)高壓蒸汽機(jī)”，如轉(zhuǎn)換機(jī)械能可直輔本機(jī)再做功，轉(zhuǎn)換成電能應(yīng)用就更加廣泛，這是不單獨(dú)耗能的“寄生能”，清潔能，做到“一機(jī)三功內(nèi)燃做功驅(qū)動(dòng)機(jī)做功余熱能取暖”，一水三做功，冷卻、汽化熱、取暖，可利用節(jié)能19%以上，為社會(huì)造福，有廣闊的發(fā)展前景。但是，目前一般內(nèi)燃機(jī)體與缸體只是上下連結(jié)，就是蒸發(fā)冷卻，水套中壓強(qiáng)也只是 kg/cm2，左右，從設(shè)計(jì)制造都無(wú)從考慮高壓做功的壓強(qiáng)。想要因陋就簡(jiǎn)直接往水套中噴水， 冷卻不均，易造成缸體龜裂，往水套中噴霧在高溫狀態(tài)下難以達(dá)到冷卻效果，這些做法是極其危險(xiǎn)的。為此，必須特別設(shè)計(jì)制造相適應(yīng)的設(shè)備和應(yīng)用相適應(yīng)的技術(shù)一、設(shè)計(jì)制造高壓高效冷卻，吸余熱能兼容運(yùn)動(dòng)式蜂窩型內(nèi)燃機(jī)體。不僅有機(jī)體， 還要制造與其相適應(yīng)專用設(shè)備的新技術(shù)應(yīng)用。設(shè)計(jì)制造機(jī)體與缸體不僅上下連結(jié)，而且缸體之間也用鋼板式立肋連結(jié)，機(jī)體與缸體之間也用立肋連結(jié)，上端與機(jī)體連結(jié)留有半圓孔通汽，下端與機(jī)體連結(jié)留半圓孔通水，在缸套三分之二高處留園孔設(shè)噴露頭，單排缸兩側(cè)設(shè)，雙排缸中間也設(shè)噴露頭。缸體冷卻面全部均勻設(shè)帶式葉翅，形成風(fēng)冷式散熱器，最好葉片上撬能存水，即增加了交換面積二倍多，又增強(qiáng)缸體的抗壓強(qiáng)度，缸體的厚度變薄與吸熱效果好成正比。二、高壓虧水位噴露流水冷卻，汽化吸余熱能技術(shù)。1、虧水位冷卻是使內(nèi)燃機(jī)水套(汽囊)中水位限定在缸套高度三分之一水位上， 保障缸套三分之一處在水冷卻狀態(tài)。2、噴露流水冷卻，是缸套三分之二為噴露汽化流水冷卻空間，缸體噴露冷卻時(shí)產(chǎn)生噴露分化一瞬間汽化率50%左右。二、50%左右為流水對(duì)缸體進(jìn)行冷卻，不至產(chǎn)生“蒸發(fā)冷卻”缸套高溫磨損嚴(yán)重現(xiàn)象。3、噴露只有汽化成高壓水蒸汽，余熱能才能儲(chǔ)存，供蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)第一次做正功，人為的露是噴露頭上噴水孔朝向缸體，向上、向機(jī)體為3 2 1噴水孔多少，大小流量要依內(nèi)燃機(jī)功率設(shè)計(jì)。撥水罩兩端設(shè)滾動(dòng)軸承，防受力不均衡時(shí)滯轉(zhuǎn)，罩上撥水葉片與噴水柱成 45°傾角為宜，在水的推動(dòng)下，撥水罩從上往中間澆灑，是撥水罩把水柱蕩擊成像露那樣均勻的水點(diǎn)，利于汽化。4、機(jī)體蓋“蒸發(fā)冷卻”內(nèi)燃機(jī)蓋采用蒸發(fā)冷卻相對(duì)溫度較高，機(jī)體內(nèi)生成的水蒸汽經(jīng)機(jī)蓋時(shí)，即冷卻機(jī)蓋，又增溫加壓凈化水蒸汽純度提高蒸汽做功效率。三、內(nèi)燃機(jī)尾汽利用內(nèi)燃機(jī)做功排出尾汽，帶走熱能18% -45%，由于采用高壓蒸發(fā)、冷卻，可把排汽管直接進(jìn)入分離器，即高壓蒸汽罐中，汽罐內(nèi)組成多管篦式散熱器，管上纏葉帶式，提高熱交換率，管徑不小于設(shè)計(jì)排量，置在罐衣部積水位置，有分離水再次蒸發(fā)汽化吸余熱能，無(wú)分離水則升溫增壓，使尾汽中的熱能大部吸收利用。四、活葉塞式高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功因齒輪泵效率低，馬達(dá)須外力起動(dòng)，又因離心力磨擦阻力，為此，設(shè)計(jì)制造該驅(qū)動(dòng)機(jī)，采用大空芯軸，弧型活葉片軸設(shè)在軸殼上，葉片用偶數(shù)6、8片，與葉片相對(duì)的把柄代替連桿，與相對(duì)應(yīng)的葉片把柄連桿活聯(lián)動(dòng)，當(dāng)葉片在動(dòng)配合段做功后，由滾動(dòng)杠，把葉片壓嵌在軸殼上，進(jìn)入高壓蒸汽區(qū)，因?yàn)榕c軸殼相對(duì)稱另一面軸殼的體積相等，做功時(shí)往外轉(zhuǎn)，所以形成“一進(jìn)一出”視為零壓強(qiáng)進(jìn)入；當(dāng)驅(qū)動(dòng)做功時(shí)，葉片展開(kāi)大面積做功，無(wú)負(fù)功，即為 0 1，由于相對(duì)葉片聯(lián)動(dòng)，回轉(zhuǎn)與做功呈現(xiàn)出“一收一展”，這樣周爾復(fù)始，不斷循環(huán)，不做功，不耗余熱能-高壓蒸汽勢(shì)能，效率高達(dá)98%，以上，中小型可適用于汽車、火車，大型可用做水力機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)換為電能，更廣泛的應(yīng)用。五、汽化熱、熱水潛熱能再利用高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功時(shí)只耗去汽體壓力勢(shì)能-壓強(qiáng)。對(duì)于大量的汽化熱、冷凝熱水中的潛熱，在保溫層中沒(méi)有多大損失。因此，只有更充分的利用，蒸汽和熱水，為大型客運(yùn)汽車，鐵路客車、保暖車等，冬季采暖上，用散熱器代替冷凝器，汽水共用，把余熱能大部交換成取暖熱能，才做到了 “一水三功”-冷卻、蒸汽驅(qū)動(dòng)做功取暖，做到物盡其用。六、虧水位限定自動(dòng)控制器技術(shù)，是虧水位浮漂置高壓內(nèi)燃機(jī)體水套(汽囊)中， 為高壓水蒸汽區(qū)域，用虧水位浮漂起伏控制，導(dǎo)桿軸在機(jī)體上，采用臥活塞式轉(zhuǎn)動(dòng)，如轉(zhuǎn)芯式閥門，即密封好，又減小高壓接觸面的壓力，宜設(shè)在內(nèi)燃機(jī)后端，要考慮到減速停車，起車加速對(duì)虧水位的影響變化，應(yīng)采用行程式電接觸器保證正常工作。注除附圖為設(shè)計(jì)新品， 其余為標(biāo)準(zhǔn)件。附

圖1說(shuō)明一、設(shè)計(jì)制造高壓高效冷卻吸余熱內(nèi)燃機(jī)體1、蜂窩式高壓機(jī)體，與2風(fēng)冷式缸體流水冷卻，用4立肋把1、2上下縱橫連結(jié)成 “高壓、高效、冷卻吸余熱能，運(yùn)動(dòng)式蜂窩型內(nèi)燃機(jī)體”，3、缸套；5缸體葉翅，增大冷卻吸熱面積提高冷熱交換效率。二、噴露流水冷卻，汽化吸余熱能。由10機(jī)體溫度自動(dòng)控制器和11虧水位限定自動(dòng)控制器雙控15高壓循環(huán)泵，把13 機(jī)體虧水位中高壓水，12分離器中分離出來(lái)的高壓水管，由質(zhì)量差漂浮器自動(dòng)控制，只排水不排汽，會(huì)同冷凝器中的冷凝水和冷凝器中的儲(chǔ)備水，經(jīng)7進(jìn)15高壓泵出來(lái)由14高壓注水管送向22高壓噴露頭，噴露流水冷卻，把汽化成高壓水蒸汽-余熱能由沈機(jī)蓋經(jīng)凈化成較純的高壓水蒸汽27，直接輸入9高壓儲(chǔ)汽罐為驅(qū)動(dòng)機(jī)做功應(yīng)用。17、18壓力表和驅(qū)動(dòng)機(jī)汽門開(kāi)關(guān)在駕駛室，20安全閥貼驅(qū)動(dòng)機(jī)。三、高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功，19蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)從9分離器(高壓儲(chǔ)汽罐)，由16高壓蒸汽管進(jìn)19蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)入口做功后經(jīng)21高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)出口低壓大徑排管，分別進(jìn)6冷凝器和進(jìn)23散壓器管道入M散熱器冷凝成水回注7循環(huán)。四、汽化熱、熱水潛熱能再利用。M是從21排汽大管分支出來(lái)，為25冷凝器式散熱器把汽化熱和熱水中潛熱，交換成低溫水進(jìn)入7冷凝器回水管再參加噴露冷卻，吸余熱能循環(huán)。附圖3說(shuō)明A高壓蒸汽入口，B是排汽大出口，C是高壓密封壁，G是動(dòng)配合活葉塞式做功段。 把驅(qū)動(dòng)機(jī)劃定8個(gè)位置，當(dāng)活葉片運(yùn)行至該位置時(shí)，所處的運(yùn)行狀態(tài)如下6、7、8位置時(shí)，為活葉片在密配合段全展做功，當(dāng)6位置葉片全展開(kāi)做功的同時(shí)，位置2的活葉片即出密配合段，進(jìn)入大面積排汽低壓區(qū)，不做功，1至2位置為活葉片在低區(qū)過(guò)滾杠貼附過(guò)程，瞬時(shí)5至 6位置為活葉片在高壓區(qū)展開(kāi)過(guò)程，2、3、4位置為低壓區(qū)，活葉片全貼附在軸殼上，待過(guò)C密封壁，進(jìn)高壓蒸汽區(qū)當(dāng)5位置活葉片在展開(kāi)瞬時(shí)，1位置活葉片出密配合段進(jìn)入大面積排汽區(qū)不做功?；钊~片在此位置時(shí)是展開(kāi)大面積做功后，在滾動(dòng)杠的壓檔下開(kāi)始收，在葉片運(yùn)行至2的位置時(shí)，已貼附在軸殼上，在葉片把柄桿的聯(lián)動(dòng)作用，相對(duì)活葉片在5已經(jīng)過(guò)密封壁運(yùn)行至高壓區(qū)。6的位置時(shí)活葉片已全部展開(kāi)為大面積做功。這樣一對(duì)接著一對(duì)如此返復(fù)， 周爾復(fù)始，循環(huán)做功。附圖4說(shuō)明14引自圖1高壓注水泵的高壓噴水管，該圖由1噴水孔噴出水柱，在2駁水罩蕩擊成露狀，3駁水罩葉片45°角，推動(dòng)駁水罩自上向中間噴像露那樣均勻冷卻汽化。附圖5說(shuō)明弓丨附圖1中“11虧水位限定自動(dòng)控制器”，此圖1為浮漂質(zhì)量大于高壓水蒸汽，小于冷卻液，浮漂設(shè)在內(nèi)燃機(jī)體后部，5缸體與機(jī)體6立肋的一側(cè)，缸套三分之一水位上，由2 導(dǎo)桿連動(dòng)，過(guò)3臥式軸型密封器，導(dǎo)桿在高壓區(qū)，導(dǎo)桿出去露頭在無(wú)壓與4行程開(kāi)關(guān)連結(jié)控
制。
說(shuō)明書(shū)附圖如下
圖1高壓高效冷卻，吸余熱能利用內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)平面圖
圖2高壓高效冷卻，吸余熱能利用內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)立面圖
圖3活葉塞式高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)，剖面圖
圖4噴露頭立體圖
圖5虧水位限定器，立體圖
權(quán)利要求
1.設(shè)計(jì)制造高壓、高效冷卻汽化吸余熱能兼容運(yùn)動(dòng)式蜂窩型內(nèi)燃機(jī)體，其技術(shù)特征；(1)結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)，機(jī)體與缸體上下連結(jié)，缸體之間用立肋上下縱橫連結(jié)，減小壓力容器設(shè)計(jì)直徑。(2)缸體冷卻面全部均勻設(shè)纏繞葉翅式散熱片，形似風(fēng)冷卻型缸體，增加冷卻，吸熱交換面積二倍多。(3)加強(qiáng)了缸體抗壓強(qiáng)度，可相應(yīng)的減薄缸體厚度，缸體冷卻，吸熱交換效果好成正比。
2.高壓虧水位噴露流水冷卻，汽化吸余熱能技術(shù)，其技術(shù)特征有(1)虧水位冷卻是使內(nèi)燃機(jī)水套中(汽囊)水位限定在缸套高度三分之一水位上，保障缸套三分之一處在循環(huán)水冷卻狀態(tài)。(2)噴露流水冷卻，是缸套三分之二處在流水冷卻空間，不致產(chǎn)生缸套蒸發(fā)冷卻缸體過(guò)熱，缸套磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象。(3)噴露是促成露的分化，控制50%為流水冷卻做功，尤其是噴露利于瞬時(shí)50%，露轉(zhuǎn)換為高壓水蒸湯儲(chǔ)存了汽化熱，噴露冷卻只有汽化成高壓水蒸汽給驅(qū)動(dòng)機(jī)能做功，這是利用的余熱能，也是一水第二次做功。
3.內(nèi)燃機(jī)尾汽余熱能利用技術(shù)，其技術(shù)特征(1)尾汽通過(guò)分離器中采用組合管篦式，管纏散熱翅，增大散熱效率，盡可能多的吸收余熱能。(2)設(shè)在分離水位置，有水再汽化無(wú)水升溫加壓凈化蒸汽。
4.活葉塞式高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功，其技術(shù)特征(1)弧型活葉片，在動(dòng)配合段做功后，由滾動(dòng)杠壓伏在驅(qū)動(dòng)機(jī)軸殼上，進(jìn)入蒸汽高壓區(qū)， 因?yàn)榕c軸殼相對(duì)的另一側(cè)的軸殼體積相等，視為零壓強(qiáng)進(jìn)入高壓區(qū)以0比1表示，一進(jìn)一出，不斷循環(huán)做功。(2)由于驅(qū)動(dòng)機(jī)采用空芯軸，葉片為偶數(shù)對(duì)稱，葉片把柄和相應(yīng)葉片把柄聯(lián)動(dòng)，為“一收一展”周爾復(fù)始不斷循環(huán)做功。(3)蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功只消耗的是蒸汽壓力勢(shì)能而對(duì)汽化熱，熱水中潛熱損失不大，效率可達(dá)98%以上，是齒輪泵馬達(dá)不可比彌。
5.汽化熱、熱水潛熱能再利用技術(shù)，其特征是(1)把汽化熱、熱水潛熱用于汽車、火車客車、保暖車等冬季采暖上。(2)冬季利用散壓器代冷凝器，保冷凝兼供取暖。做到“一水三次做功”。
6.虧水位限定自動(dòng)控制器技術(shù)，其技術(shù)特征(1)虧水位浮漂設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)體內(nèi)高壓水蒸汽區(qū)域內(nèi)一水套、汽囊中，導(dǎo)桿軸在機(jī)體上采用臥活塞式轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)芯閥門，密封好轉(zhuǎn)動(dòng)伶活。(2)高壓區(qū)域內(nèi)裸露面小減少高壓磨擦阻力高低區(qū)分離，對(duì)電接觸器無(wú)影響。
全文摘要
該系統(tǒng)主要有高壓高效冷卻、汽化吸余熱能運(yùn)動(dòng)式蜂窩型機(jī)體；高壓虧水位噴露流水冷卻汽化吸余熱能技術(shù)；內(nèi)燃機(jī)尾汽熱能利用；活葉塞式高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)做功；汽化熱、熱水潛熱能再利用；虧水位限定自動(dòng)控制等六部分組成，只限冷卻系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用。應(yīng)用于汽車、火車內(nèi)燃機(jī)等運(yùn)動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)，它們做功時(shí)，缸內(nèi)溫度可達(dá)1500℃-2000℃，采用風(fēng)水冷卻把20％-35％的熱能帶走，尾汽把18％-45％的熱能排出。若把這些熱能轉(zhuǎn)換成“汽體壓力勢(shì)能”集中起來(lái)，儲(chǔ)存起來(lái)利用它再做功，可謂是“一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)”就是“一臺(tái)高壓蒸汽機(jī)”，如轉(zhuǎn)換機(jī)械能可直輔本機(jī)再做功，可利用節(jié)能19％以上，為社會(huì)造福，有廣闊的發(fā)展前景。
文檔編號(hào)F01P3/02GK102235223SQ20101017528
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者孔華春, 謝丁佳, 謝雨佳 申請(qǐng)人:謝丁佳