專利名稱：一種以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，適用于汽車空調(diào)。它由為一體化的四輪式渦輪增壓—制冷器、熱交換器、比例調(diào)壓閥、CPU工況控制器以及信號傳感器等組成。動力渦輪吸收內(nèi)燃機的廢氣能量作為動力源，帶動同軸的制冷渦輪機和壓氣機，依靠渦輪機使其流過的氣體膨脹降溫的特點，達到制冷調(diào)溫的目的。
該技術具有充分利用廢氣能量—即節(jié)能和環(huán)保兩大優(yōu)勢。
背景技術：
目前對于中小排量汽車，大都采用非獨立式空調(diào)裝置，由發(fā)動機動力輸出軸帶動；對于大排量汽車，則大都采用獨立式空調(diào)裝置，由另外一套輔助動力裝置帶動。無論何種形式，國內(nèi)外汽車空調(diào)全都采用蒸氣壓縮制冷技術。這種制冷方式是以消耗發(fā)動機動力為代價，同時還要滿足工質(zhì)環(huán)保性要求。
當前，世界上很多國家都在研究如何利用汽車發(fā)動機的廢熱作為制冷裝置的能源。本發(fā)明是以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，利用空氣這種無任何危害的、廉價制冷工質(zhì)，通過特殊設計的熱力循環(huán)方式，在達到制冷要求的前提下又基本不影響發(fā)動機的動力性。適用于汽車空調(diào)等。

發(fā)明內(nèi)容
一種以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，是由為一體化的四輪式渦輪增壓—制冷器或兩只渦輪增壓器、熱交換器、風機、比例調(diào)壓閥、噴射泵、電控旁通閥、CPU工況控制器以及信號傳感器和溫度傳感器等組成。
該系統(tǒng)以內(nèi)燃機歧管排出的廢氣為動力，采用逆升壓式空氣循環(huán)制冷，升壓后排出的高溫高壓氣體一部分為發(fā)動機補充廢氣驅動能，使廢能的耗用最小化；另一部分經(jīng)降溫后采用適時控制系統(tǒng)對發(fā)動機微增壓，彌補因插入渦輪增壓器后對發(fā)動機產(chǎn)生的功率損失，同時又可抑制排氣噪音。該技術具有節(jié)能和環(huán)保兩大優(yōu)勢，適用于將內(nèi)燃機的排氣能量作為制冷空調(diào)的能源，如汽車等。
具體實施例方式
附

圖1一種以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)原理圖。
附圖2-兩渦輪增壓器串聯(lián)的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)原理圖。
系統(tǒng)設計為，帶有電控旁通閥(3)的動力渦輪(5)由發(fā)動機(1)排氣驅動，排出的廢氣通過消音器(4)排向大氣環(huán)境。動力渦輪(5)帶動同軸的四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)旋轉，與熱交換器(12)以及軸流風機(13)組成基本的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)。制冷時，通過調(diào)節(jié)電控旁通閥(3)的開度，控制渦輪增壓—制冷器(TCT)的轉速，由此，可防止發(fā)動機(1)在轉速較低時，避免因插入渦輪增壓器(TCT)后增加發(fā)動機(1)活塞的泵氣功而“悶車”；不制冷時，通過電控旁通閥(3)對排氣旁路。制冷系統(tǒng)設置溫度傳感器(11)和溫度顯示儀(10)，與鼓風機(9)和電控旁通閥(3)四者組成制冷系統(tǒng)的溫度調(diào)控。軸流風機(13)用來克服逆升壓式制冷回路中的熱交換器(12)和管路系統(tǒng)的阻損，以提高制冷量。
制冷后，經(jīng)兩級升壓排出的高溫高壓氣體，一部分通過射流泵(2)為發(fā)動機(1)補充廢氣驅動能，使廢能耗用最小化；另一部分經(jīng)中冷器(14)、比例調(diào)壓閥(17)、噴射泵(19)引射入經(jīng)過空濾器(18)的大氣，通過信號傳感器(15)、CPU工況控制器(16)和比例調(diào)壓閥(17)的聯(lián)合作用，適時對發(fā)動機(1)微增壓，彌補因插入渦輪增壓器(TCT)后對發(fā)動機(1)產(chǎn)生的功率損失；兩路氣體密閉回饋給發(fā)動機(1)，抑制壓氣機(6)的排氣噪音。
四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)的一端為動力渦輪(5)，另一端為制冷渦輪(8)，中間為兩級壓氣機(6、7)串聯(lián)，同軸驅動。中間兩級壓氣機(6、7)可為兩級徑流式壓氣機組合，也可為一級軸流壓氣機與一級徑流壓氣機組合而成。四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)也可采用兩個渦輪增壓器(A、B)串聯(lián)組合而成。
噴射泵(2、19)是將具有一定壓力的工作氣體通過噴嘴以一定速度噴出時，由于射流質(zhì)點的橫向紊動擴散作用，將吸入管內(nèi)的空氣帶走，管內(nèi)形成負壓，吸入被吸流體。因此，可將兩種不同壓力和流量的流體按設計要求匯流后，以設定的壓力和流量進入系統(tǒng)工作。
權利要求
1.以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷空調(diào)系統(tǒng)，由為一體化的四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)或兩只渦輪增壓器(A、B)、板翅式熱交換器(12)、中冷器(14)、鼓風機(9)、軸流風機(13)、比例調(diào)壓閥(17)、噴射泵(2、19)、電控旁通閥(3)、CPU工況控制器(16)、信號傳感器(15)以及溫度傳感器(11)和溫度顯示儀(10)組成。其特征是帶有電控旁通閥(3)的動力渦輪(5)由發(fā)動機(1)排氣驅動，排出的廢氣通過消音器(4)排向大氣環(huán)境。動力渦輪(5)帶動同軸的四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)旋轉，與熱交換器(12)以及軸流風機(13)組成基本的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)。制冷時，通過調(diào)節(jié)電控旁通閥(3)的開度，控制渦輪增壓—制冷器(TCT)的轉速，由此，可防止發(fā)動機(1)在轉速較低時，避免因插入渦輪增壓器(TCT)后增加發(fā)動機(1)活塞的泵氣功而“悶車”；不制冷時，通過電控旁通閥(3)對排氣旁路。制冷系統(tǒng)設置溫度傳感器(11)和溫度顯示儀(10)，與鼓風機(9)和電控旁通閥(3)四者組成制冷系統(tǒng)的溫度調(diào)控。軸流風機(13)用來克服逆升壓式制冷回路中的熱交換器(12)和管路系統(tǒng)的阻損，以提高制冷量。制冷后，經(jīng)兩級升壓排出的高溫高壓氣體，一部分通過射流泵(2)為發(fā)動機(1)補充廢氣驅動能，使廢能耗用最小化；另一部分經(jīng)中冷器(14)、比例調(diào)壓閥(17)、噴射泵(19)引射入經(jīng)過空濾器(18)的大氣，通過信號傳感器(15)、CPU工況控制器(16)和比例調(diào)壓閥(17)的聯(lián)合作用，適時對發(fā)動機(1)微增壓，彌補因插入渦輪增壓器(TCT)后對發(fā)動機(1)產(chǎn)生的功率損失；兩路氣體密閉回饋給發(fā)動機(1)，抑制壓氣機(6)的排氣噪音。
2.根據(jù)權利要求1所述的四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)，其特征在于，一端為動力渦輪(5)，另一端為制冷渦輪(8)，中間為兩級壓氣機(6、7)串聯(lián)，共軸驅動。
3.根據(jù)權利要求1所述的渦輪增壓—制冷器(TCT)，其特征在于，四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)也可采用兩個渦輪增壓器(A、B)串聯(lián)組合而成。
4.根據(jù)權利要求1所述的四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)，其特征在于，中間兩級壓氣機(6、7)可為兩級徑流式壓氣機組合，也可為一級軸流壓氣機與一級徑流壓氣機組合而成。
5.根據(jù)權利要求1所述的四輪式渦輪增壓—制冷器(TCT)，其特征在于，制冷渦輪(8)的膨脹比略小于兩級壓氣機(6、7)的壓比乘積。
6.根據(jù)權利要求1所述的噴射泵(2、19)，其特征在于，具有一定壓力的工作氣體通過噴嘴以一定速度噴出時，由于射流質(zhì)點的橫向紊動擴散作用，將吸入管內(nèi)的空氣帶走，管內(nèi)形成負壓，吸入被吸流體。因此，可將兩種不同壓力和流量的流體按設計要求匯流后，以設定的壓力和流量進入系統(tǒng)工作。
7.根據(jù)權利要求1所述的CPU工況控制器(16)，其特征在于，可適時采集發(fā)動機(1)的工況信號，在發(fā)動機(1)不爆震的前提下，通過軟件系統(tǒng)控制比例調(diào)壓閥(17)對發(fā)動機(1)微增壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以內(nèi)燃機廢氣能量驅動的逆升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，屬制冷空調(diào)領域。系統(tǒng)由為一體化的四輪式渦輪增壓一制冷器或兩只渦輪增壓器、熱交換器、風機、比例調(diào)壓閥、噴射泵、電控旁通閥、CPU工況控制器等組成。以內(nèi)燃機歧管排出的廢氣為動力，采用逆升壓式空氣循環(huán)制冷，升壓后排出的高溫高壓氣體一部分為發(fā)動機補充廢氣驅動能，使廢能的耗用最小化；另一部分經(jīng)降溫后采用適時控制系統(tǒng)對發(fā)動機微增壓，彌補因插入渦輪增壓器后對發(fā)動機產(chǎn)生的功率損失，同時又可抑制排氣噪音。該技術具有節(jié)能和環(huán)保兩大優(yōu)勢，適用于將內(nèi)燃機的廢氣能量作為制冷空調(diào)的能源，如汽車等。
文檔編號B60H1/32GK101078578SQ20061005431
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月22日 優(yōu)先權日2006年5月22日
發(fā)明者何君, 伍懷秋, 何應明 申請人:何君, 伍懷秋, 何應明