專利名稱：內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是利用內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱的吸收式制冷裝置，特別是涉及吸收式制冷裝置系統(tǒng)中的預(yù)熱器，屬于空調(diào)制冷采暖等技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明提出的一種內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置，主要包括吸收器、溶液換熱器、預(yù)熱器、發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、溶液泵、以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑或者以氨為制冷劑，以氨水溶液為吸收劑，其中，預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔、氣門座及氣門座冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔、氣門座及氣門座冷卻空腔組成。
這里提到的氣缸套，又稱汽缸套或缸套；氣缸體又稱汽缸體或缸座。
現(xiàn)以預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔組成，且空腔內(nèi)充注溴化鋰溶液和預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔組成，且空腔內(nèi)充注氨水溶液來說明本發(fā)明原理對于濕式缸套內(nèi)燃機冷卻水系統(tǒng)中氣缸體及氣缸蓋冷卻水套的工作原理，冷卻液從機體進水管口進入由汽缸套和氣缸體構(gòu)成的冷卻水套，吸收氣缸體和汽缸套的熱后流入氣缸蓋冷卻空腔，吸收氣缸蓋的熱后從氣缸蓋回水管口流出。當內(nèi)燃機冷卻空腔里的冷卻液換成溴化鋰溶液，溴化鋰溶液從機體進水管口進入由汽缸套和氣缸體構(gòu)成的冷卻水套，吸收氣缸體和汽缸套的熱后流入氣缸蓋冷卻空腔，吸收氣缸蓋的熱后從氣缸蓋回水管口流出?？梢钥闯觯攦?nèi)燃機冷卻空腔里的冷卻液換成溴化鋰溶液后，其工作原理基本相同，都是液體(水和乙二醇、溴化鋰溶液)流經(jīng)內(nèi)燃機冷卻空腔吸熱后離開，使內(nèi)燃機得到冷卻，因此，可將溴化鋰溶液直接充注在濕式缸套內(nèi)燃機氣缸體冷卻空腔及氣缸蓋冷卻空腔中，既使?jié)袷礁滋變?nèi)燃機的冷卻得到保證，又可以利用內(nèi)燃機燃燒室及汽缸內(nèi)的散熱預(yù)熱溴化鋰溶液，從而使內(nèi)燃機的余熱得到充分利用。同理分析后可知，可將氨水溶液直接充注在濕式缸套內(nèi)燃機氣缸體冷卻空腔及氣缸蓋冷卻空腔中，既使?jié)袷礁滋變?nèi)燃機的冷卻得到保證，又可以利用內(nèi)燃機燃燒室及汽缸內(nèi)的散熱預(yù)熱氨水溶液，從而使內(nèi)燃機的余熱得到充分利用。
對于干式缸套內(nèi)燃機冷卻水系統(tǒng)中氣缸體及氣缸蓋冷卻水套的工作原理，冷卻液從機體進水管口進入氣缸體水套，吸收氣缸體和汽缸套的熱后流入氣缸蓋冷卻空腔，吸收氣缸蓋的熱后從氣缸蓋回水管口流出。當內(nèi)燃機冷卻空腔里的冷卻液換成氨水溶液，氨水溶液從機體進水管口進入氣缸體水套，吸收氣缸體和汽缸套的熱后流入氣缸蓋冷卻空腔，吸收氣缸蓋的熱后從氣缸蓋回水管口流出?？梢钥闯?，當內(nèi)燃機冷卻空腔里的冷卻液換成氨水溶液后，其工作原理基本相同，都是液體(水和乙二醇、氨水溶液)流經(jīng)內(nèi)燃機冷卻空腔吸熱后離開，使內(nèi)燃機得到冷卻，因此，可將氨水溶液直接充注在干式缸套內(nèi)燃機氣缸體冷卻空腔及氣缸蓋冷卻空腔中，既使干式缸套內(nèi)燃機的冷卻得到保證，又可以利用內(nèi)燃機燃燒室及汽缸內(nèi)的散熱預(yù)熱氨水溶液，從而使內(nèi)燃機的余熱得到充分利用。同理分析后可知，可將溴化鋰溶液直接充注在干式缸套內(nèi)燃機氣缸體冷卻空腔及氣缸蓋冷卻空腔中，既使干式缸套內(nèi)燃機的冷卻得到保證，又可以利用內(nèi)燃機燃燒室及汽缸內(nèi)的散熱預(yù)熱溴化鋰溶液，從而使內(nèi)燃機的余熱得到充分利用。
對于預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔組成或者預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔組成或者預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔、氣門座及氣門座冷卻空腔組成或者預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔、氣門座及氣門座冷卻空腔組成四種情況，通過相同的分析可知，可將溴化鋰溶液或者氨水溶液直接充注于預(yù)熱器空腔內(nèi)。
從以上的分析可知一種內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置，將溴化鋰溶液或者氨水溶液直接充注在氣缸體冷卻空腔和氣缸蓋冷卻空腔以冷卻內(nèi)燃機，內(nèi)燃機燃燒室及汽缸內(nèi)的散熱預(yù)熱溴化鋰溶液或者氨水溶液，預(yù)熱后的溴化鋰溶液或者氨水溶液在發(fā)生器中被內(nèi)燃機排氣余熱加熱。
本發(fā)明提出的上述內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置作為空調(diào)或者冷凍裝置廣泛應(yīng)用，譬如配裝于發(fā)電設(shè)備；或者配裝于機動車輛，譬如汽車、冷藏車、卡車、坦克、裝甲車、鐵路牽引機車、軌道車；或者配裝于機動船舶，譬如輪船、油輪、漁輪、艦艇、潛艇；或者配裝于機械設(shè)備，譬如挖掘機、推土機、鋪路機、鋪管機等。
本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有的內(nèi)燃機余熱利用裝置相比，直接將溴化鋰溶液或者氨水溶液充注在氣缸體冷卻空腔和氣缸蓋冷卻空腔以冷卻內(nèi)燃機，于是現(xiàn)有內(nèi)燃機的冷卻水系統(tǒng)就不用了，內(nèi)燃機燃燒室及汽缸內(nèi)的散熱預(yù)熱溴化鋰溶液或者氨水溶液，預(yù)熱后的溴化鋰溶液或者氨水溶液在發(fā)生器中被內(nèi)燃機排氣余熱加熱，使內(nèi)燃機的預(yù)熱得到充分利用，而且整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
圖中1、預(yù)熱器進口，2、氣缸體，3、氣缸蓋，4、氣缸蓋冷卻空腔，5、預(yù)熱器出口，6、汽缸套，6′、汽缸套，7、氣缸體冷卻空腔，8、溶液泵，9、溶液換熱器，10、預(yù)熱器，11、發(fā)生器，12、截止閥，12′、截止閥，13、冷凝器，14、節(jié)流閥，15、蒸發(fā)器，16、吸收器17、精餾塔，18、回流冷凝器，19、過冷器。
內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱單效溴化鋰吸收式機組工作時，從吸收器16流出的稀溶液，經(jīng)溶液泵升壓流經(jīng)溶液換熱器9后進入預(yù)熱器10，吸收氣缸體2、汽缸套6和氣缸蓋3的熱后進入發(fā)生器11。稀溶液在溶液換熱器9中被來自發(fā)生器11的濃溶液加熱，再在預(yù)熱器10中吸收汽車發(fā)動機燃燒室及氣缸蓋內(nèi)的散熱，溴化鋰溶液預(yù)熱后流入發(fā)生器11，在發(fā)生器11中被汽車發(fā)動機排氣加熱，濃縮成濃溶液。從發(fā)生器11流出的濃溶液，經(jīng)溶液換熱器9進入吸收器16。濃溶液在溶液換熱器9中向來自吸收器16的稀溶液放熱，再在吸收器16中吸收來自蒸發(fā)器15的冷劑蒸汽或者冷劑水，稀釋成稀溶液，同時，向冷卻空氣放出溶液的吸收熱。這樣，完成了單效溴化鋰吸收式循環(huán)的溶液回路。在發(fā)生器11中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，流入冷凝器13，在其中向冷卻空氣放熱，冷凝成冷劑水。從冷凝器13流出的冷劑水，經(jīng)節(jié)流閥14節(jié)流后進入蒸發(fā)器15。冷劑水在蒸發(fā)器15中蒸發(fā)，同時吸收汽車車室內(nèi)的熱量，使之降溫而產(chǎn)生制冷效果。在蒸發(fā)器15中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，進入吸收器16，完成了單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的制冷劑回路，達到了汽車制冷的要求。當從發(fā)生器11中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，不流經(jīng)冷凝器13，而是流經(jīng)截止閥12′后進入蒸發(fā)器15，在蒸發(fā)器15里放熱被冷卻，同時釋放出熱以加熱汽車車室內(nèi)的空氣，使之升溫而產(chǎn)生加熱效果。在蒸發(fā)器15中產(chǎn)生的冷劑水，進入吸收器16，完成了單效溴化鋰吸收式采暖循環(huán)的制冷劑回路，達到了汽車采暖的要求。調(diào)節(jié)截止閥12、12′各自開度的大小，可實現(xiàn)汽車在夏天制冷、冬天采暖以及既不制冷又不采暖的要求。
本實施例的效果是，一個內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱單效溴化鋰吸收式制冷裝置系統(tǒng)不但實現(xiàn)了汽車空調(diào)制冷、采暖的目的，而且完全可以代替現(xiàn)有汽車發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)，使整個汽車裝置結(jié)構(gòu)簡化，緊湊。由于單效溴化鋰內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式機組以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，解決了現(xiàn)有汽車空調(diào)制冷劑帶來的環(huán)境污染問題。由于內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱單效溴化鋰吸收式機組直接將溴化鋰溶液充注在汽車發(fā)動機氣缸體冷卻空腔和氣缸蓋冷卻空腔進行預(yù)熱，采用汽車發(fā)動機排氣余熱來驅(qū)動的單效溴化鋰吸收式機組，很好的解決了因現(xiàn)有汽車空調(diào)功耗大而可能引起水箱過熱，影響汽車動力性這一問題，且降低了汽車發(fā)動機油耗，節(jié)約了能源。
實施例2如圖2和圖4所示，一種內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱氨吸收式制冷裝置系統(tǒng)，主要包括吸收器16、溶液換熱器9、預(yù)熱器10、發(fā)生器11、冷凝器13、蒸發(fā)器15、溶液泵8、精餾塔17、回流冷凝器18、過冷器19，以氨為制冷劑，以氨水溶液為吸收劑，其中預(yù)熱器10由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體2及其氣缸體冷卻空腔7、氣缸蓋3及氣缸蓋冷卻空腔4組成。吸收器16的出口通過接管與溶液泵8的進口連接。溶液泵8的出口通過接管與溶液換熱器9的管程的進口連接。溶液換熱器9的管程出口通過接管與預(yù)熱器進口1相連。預(yù)熱器出口5通過接管與精餾塔17的左側(cè)進口管相連。精餾塔17下部出口管與發(fā)生器11的上部管口相連。發(fā)生器11下部管口通過接管與溶液換熱器9的殼程進口相連。溶液換熱器9的殼程出口通過接管與吸收器16的進口相連。精餾塔17上部左側(cè)出口管通過接管與回流冷凝器18的下部左側(cè)進口管相連?；亓骼淠?8的下部右側(cè)出口管通過接管與精餾塔17上部右側(cè)的進口管連接。回流冷凝器18的上部出口管通過接管與冷凝器13的進口連接。冷凝器13的出口通過接管與節(jié)流閥14的進口連接。節(jié)流閥14的出口通過接管與過冷器19的管程進口連接。過冷器19的管程出口通過接管與蒸發(fā)器15的進口連接。蒸發(fā)器15的出口通過接管與過冷器19的殼程進口連接。過冷器19的殼程出口通過接管連在吸收器16和溶液換熱器9之間的接管上。
該裝置工作時，從吸收器16流出的氨水濃溶液，經(jīng)溶液泵升壓流經(jīng)溶液換熱器9吸收從發(fā)生器11回流的稀氨水溶液的熱后進入預(yù)熱器10，吸收氣缸體2、汽缸套6′和氣缸蓋3的熱后進入精餾塔17，并流向發(fā)生器11，在發(fā)生器11中被內(nèi)燃機尾氣的加熱，產(chǎn)生氨蒸汽，氨蒸汽上升進入精餾塔17的上部和回流冷凝器18，與下降的回流冷凝液進行換熱。從發(fā)生器11流出稀氨水溶液，經(jīng)溶液換熱器9進入吸收器16。稀氨水溶液在溶液換熱器9中向來自吸收器16的濃氨水溶液放熱，再在吸收器16中吸收來自蒸發(fā)器15的氨蒸氣，同時，向冷卻空氣放出溶液的吸收熱。這樣，完成了氨吸收式循環(huán)的溶液回路。從回流冷凝器18出來的氨蒸汽，流入冷凝器13，在其中向冷卻空氣放熱，冷凝成氨液。從冷凝器13流出的氨液，經(jīng)節(jié)流閥14節(jié)流后進入過冷器19，在過冷器19中進一步被來自蒸發(fā)器15的氨蒸氣冷卻。從過冷器19中流出的氨液進入蒸發(fā)器15，氨液在蒸發(fā)器15中蒸發(fā)，產(chǎn)生氨蒸氣，氨蒸氣流經(jīng)過冷器19冷卻來自節(jié)流閥14的氨液后進入吸收器16，完成了該裝置的制冷劑回路。
本實施例的效果是，一種氨余熱吸收式制冷裝置，實現(xiàn)了利用內(nèi)燃機燃燒室及氣缸蓋的散熱預(yù)熱氨水溶液，采用內(nèi)燃機排氣余熱來驅(qū)動的氨吸收式機組制冷裝置，為人們提供制冷、冷凍及冷藏服務(wù)，采暖及生活用熱水；此裝置又可以作為第一類吸收式熱泵，用于采暖，降低了船用柴油機的油耗，節(jié)約了能源。
本發(fā)明廣泛適用于發(fā)電設(shè)備、機動車輛、機動船舶、機械設(shè)備等。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置，主要包括吸收器(16)、溶液換熱器(9)、預(yù)熱器(10)、發(fā)生器(11)、冷凝器(13)、蒸發(fā)器(15)、溶液泵(8)、以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑或者以氨為制冷劑，以氨水溶液為吸收劑，其特征在于預(yù)熱器(10)由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套(6)、氣缸體(2)及其相互密合而成的氣缸體冷卻空腔(7)組成；或者預(yù)熱器(10)由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體(2)及其氣缸體冷卻空腔(7)組成；或者預(yù)熱器(10)由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套(6)、氣缸體(2)及其相互密合而成的氣缸體冷卻空腔(7)、氣缸蓋(3)及氣缸蓋冷卻空腔(4)組成；或者預(yù)熱器(10)由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體(2)及其氣缸體冷卻空腔(7)、氣缸蓋(3)及氣缸蓋冷卻空腔(4)組成；或者預(yù)熱器(10)由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套(6)、氣缸體(2)及其相互密合而成的氣缸體冷卻空腔(7)、氣缸蓋(3)及氣缸蓋冷卻空腔(4)、氣門座及氣門座冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器(10)由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體(2)及其氣缸體冷卻空腔(7)、氣缸蓋(3)及氣缸蓋冷卻空腔(4)、氣門座及氣門座冷卻空腔組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置，以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，其特征在于預(yù)熱器10由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套6、氣缸體2及其相互密合而成的氣缸體冷卻空腔7、氣缸蓋3及氣缸蓋冷卻空腔4空腔組成，吸收器(16)的出口通過接管與溶液泵(8)的進口連接，溶液泵(8)的出口通過接管與溶液換熱器(9)的管程的進口連接，溶液換熱器(9)的管程出口通過接管與預(yù)熱器進口(1)連接，預(yù)熱器出口(5)通過接管與發(fā)生器(11)的上部左側(cè)管口相連，發(fā)生器(11)的下部管口通過接管與溶液換熱器(9)的殼程進口相連，溶液換熱器(9)的殼程出口通過接管與吸收器(16)的進口相連，發(fā)生器(11)上部右側(cè)出口通過接管與截止閥(12)的一端連接，截止閥(12)的另一端通過接管與冷凝器(13)的進口連接，冷凝器(13)的出口通過接管與節(jié)流閥(14)的進口連接，節(jié)流閥(14)的出口通過接管與蒸發(fā)器(15)的進口連接，蒸發(fā)器(15)的出口通過接管連在溶液換熱器(9)與吸收器(16)之間的接管上，截止閥(12′)的一端連在發(fā)生器(11)與截止閥(12)之間的接管上，截止閥(12′)的另一端連在蒸發(fā)器(15)與節(jié)流閥(14)之間的接管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱吸收式制冷裝置，以氨為制冷劑，以氨水溶液為吸收劑，其特征在于還包括精餾塔(17)、回流冷凝器(18)、過冷器(19)，預(yù)熱器10由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體2及其氣缸體冷卻空腔7、氣缸蓋3及氣缸蓋冷卻空腔4組成，吸收器(16)的出口通過接管與溶液泵(8)的進口連接，溶液泵(8)的出口通過接管與溶液換熱器(9)的管程的進口連接，溶液換熱器(9)的管程出口通過接管與預(yù)熱器進口(1)相連，預(yù)熱器出口(5)通過接管與精餾塔(17)的左側(cè)進口管相連，精餾塔(17)下部出口管與發(fā)生器(11)的上部管口相連，發(fā)生器(11)下部管口通過接管與溶液換熱器(9)的殼程進口相連，溶液換熱器(9)的殼程出口通過接管與吸收器(16)的進口相連，精餾塔(17)上部左側(cè)出口管通過接管與回流冷凝器(18)的下部左側(cè)進口管相連，回流冷凝器(18)的下部右側(cè)出口管通過接管與精餾塔(17)上部右側(cè)的進口管連接，回流冷凝器(18)的上部出口管通過接管與冷凝器(13)的進口連接，冷凝器(13)的出口通過接管與節(jié)流閥(14)的進口連接，節(jié)流閥(14)的出口通過接管與過冷器(19)的管程進口連接，過冷器(19)的管程出口通過接管與蒸發(fā)器(15)的進口連接，蒸發(fā)器(15)的出口通過接管與過冷器(19)的殼程進口連接，過冷器(19)的殼程出口通過接管連在吸收器(16)和溶液換熱器(9)之間的接管上。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是利用內(nèi)燃機缸套余熱預(yù)熱的吸收式制冷裝置，特別是涉及吸收式制冷裝置系統(tǒng)中的預(yù)熱器，屬于空調(diào)制冷采暖等技術(shù)領(lǐng)域。主要包括吸收器、溶液換熱器、預(yù)熱器、發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、溶液泵、以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑或者以氨為制冷劑，以氨水溶液為吸收劑，其中，預(yù)熱器由濕式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸套、氣缸體及其相互密合而成的冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔組成；或者預(yù)熱器由干式缸套活塞式內(nèi)燃機氣缸體及其冷卻空腔、氣缸蓋及氣缸蓋冷卻空腔組成。將溴化鋰溶液或者氨水溶液充注在氣缸體冷卻空腔和氣缸蓋冷卻空腔以冷卻內(nèi)燃機，于是現(xiàn)有內(nèi)燃機的冷卻水系統(tǒng)就不用了，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
文檔編號F25B27/02GK1419092SQ02155009
公開日2003年5月21日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者肖尤明, 徐烈 申請人:上海交通大學