專利名稱：利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力裝置，特別是一種利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，該裝置利用內(nèi)燃機排氣口所排出的高溫廢氣作為能源，通過一個特殊設(shè)計的鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽，來帶動一個新型的汽輪機轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生可用動力的裝置。
背景技術(shù)：
目前，內(nèi)燃機在工作中是利用燃料燃燒時所發(fā)生的體積膨脹推動活塞做往復(fù)運動，通過連桿曲軸變?yōu)樾D(zhuǎn)運動而做功的。而燃料燃燒膨脹做功的同時產(chǎn)生的熱能，其中一小部分通過熱傳導(dǎo)傳給機體，使機體溫度升高，大部分熱量則通過排氣管排入大氣中白白浪費，對環(huán)境也造成不良影響。
現(xiàn)在已有燃氣輪機發(fā)電裝置使用傳統(tǒng)汽輪機利用廢氣的情況，但在內(nèi)燃機上卻未見有同類裝置應(yīng)用，特別是在交通運輸、工程機械領(lǐng)域，目前還沒有發(fā)現(xiàn)利用這部分熱能的先例。
世界上大量的內(nèi)燃機從排氣口排出的熱能總和是非常巨大的。如何將這部分熱能加以利用，在能源緊缺和環(huán)境惡化壓力不斷增大的今天，意義是非常重大的。
在當今世界上，內(nèi)燃機使用最為廣泛的當屬交通運輸、工程機械和小型發(fā)電機領(lǐng)域，隨著石油價格的不斷高漲，使用內(nèi)燃機的成本也在水漲船高，有些時候已經(jīng)到了不可承受程度。內(nèi)燃機工作時燃料爆燃所產(chǎn)生的熱量，根據(jù)作用時間估計，通過熱傳遞傳給機體的部分是很少的，不會超過30％，那么，至少有70％的熱量是通過排氣口排出的，如果把這部分能量利用起來，其利用率只要達到40％，那么，總體節(jié)能效果可達25％以上，這將是非?？捎^的。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，提供一種利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，該裝置能夠?qū)?nèi)燃機高溫廢氣加以利用。
為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，其特征在于，該裝置由一臺汽輪機和鍋爐組成；所述的鍋爐包括一個殼體，殼體外有保溫層，殼體內(nèi)的中央布置有吸熱管的熱交換室，吸熱管上方有用于集存高壓蒸汽的汽室，汽室上有蒸汽出口，下方設(shè)有水箱，水箱上設(shè)有補水口，熱交換室與汽室和水箱均相連通，吸熱管的一端通過管路連接內(nèi)燃機排氣管，另一端連接消音器；汽輪機的進汽段與鍋爐的出汽口連接，汽輪機的排汽段與大氣相通。
本實用新型由于采用鍋爐和汽輪機來將內(nèi)燃機高溫廢氣熱能利用起來，驅(qū)使汽輪機作功，一方面節(jié)約能源，降低內(nèi)燃機的使用成本；另一方面減少內(nèi)燃機排出的熱量對環(huán)境造成的不良影響。


圖1是本實用新型的鍋爐部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的汽輪機結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖和工作原理對本實用新型作進一步的詳細說明。
具體實施方式
本實用新型的利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，包含鍋爐部分和汽輪機兩部分。
鍋爐部分如圖1所示，鍋爐形狀根據(jù)內(nèi)燃機排氣口的結(jié)構(gòu)特征進行設(shè)計，力求熱量損失小，能量轉(zhuǎn)換效率高。其截面分為三層，上層為汽室，用于集存高壓蒸汽，上方設(shè)計有蒸汽出口；中間為熱交換室，布有吸熱水管，上部與汽室相通，下部與水箱相通；下層為水箱，水箱上設(shè)計有補水口。整個鍋爐外表由保溫層包裹。鍋爐的前端有一個管狀接口直接與內(nèi)燃機排氣口連接，使內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫氣體直接進入熱交換室加熱吸熱水管；鍋爐的后端也有一個管狀接口，該管狀接口與消音器相連，溫度已降低的廢氣從消音器排出。
汽輪機的結(jié)構(gòu)如圖2所示，01為葉輪，其外徑為Φ1，上有葉片槽。02為殼體，其內(nèi)徑為Φ2，上有進汽通道，R為葉片。汽輪機的進汽段為A，排汽段為B，C為過度段。葉輪與殼體的內(nèi)圓偏心設(shè)置，偏心距為a，其幾何關(guān)系為1/2R2＝1/2R1+a。葉輪在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，葉片外端緊貼殼體內(nèi)圓滑動，同時在葉輪的葉片槽內(nèi)沿直徑方向內(nèi)外滑動，因葉輪和殼體偏心配置，葉輪旋轉(zhuǎn)一周，每個葉片在葉輪槽內(nèi)滑進、滑出的距離為S。汽輪機的進汽段與鍋爐的出汽口相接，高壓蒸汽從這里進入汽輪機；汽輪機的排氣段與大氣相通或?qū)肜淠鹘Y(jié)露為水。
本實用新型的工作原理是從鍋爐出來的高壓蒸汽從A段進入汽輪機后，對汽輪機的作用方式有二種(1)具有一定速度的高壓蒸汽所具有的動能傳給葉片，使葉片推動葉輪旋轉(zhuǎn)做功，這種方式和傳統(tǒng)的汽輪機相同。
(2)高壓蒸汽的壓力傳給葉片，使葉片在C區(qū)成為一個活塞來推動葉輪旋轉(zhuǎn)做功，這種方式和傳統(tǒng)的汽缸活塞相同。
在汽輪機工作時，上述兩種方式是同時起作用的，本實用新型利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，將傳統(tǒng)的汽輪機和汽缸活塞巧妙地結(jié)合在一起，能夠有效地將內(nèi)燃機的高溫廢氣轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽，作為汽輪機的動力源，降低了內(nèi)燃機的使用成本；減少了內(nèi)燃機排出的熱量對環(huán)境造成的不良影響。
權(quán)利要求1.一種利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，其特征在于，該裝置由一臺汽輪機和鍋爐組成；所述的鍋爐包括一個殼體，殼體外有保溫層，殼體內(nèi)的中央是布置有吸熱管的熱交換室，吸熱管上方有用于集存高壓蒸汽的汽室，汽室上有出汽口，下方設(shè)有水箱，水箱上設(shè)有補水口，熱交換室與汽室和水箱均相連通，吸熱管的一端通過管路連接內(nèi)燃機排氣管，另一端連接消音器；汽輪機與鍋爐的出汽口連接，汽輪機的排氣段與大氣相通。
2.如權(quán)利要求1所述的利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，其特征在于，所述的汽輪機的葉輪與殼體的內(nèi)圓偏心設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種利用內(nèi)燃機高溫廢氣作為能源的動力裝置，該裝置由一臺汽輪機的鍋爐組成；鍋爐包括一個殼體，殼體外有保溫層，殼體內(nèi)的中央是布置有吸熱管的熱交換室，吸熱管上方有用于集存高壓蒸汽的汽室，汽室上有出汽口，下方設(shè)有水箱，水箱上設(shè)有補水口，熱交換室與汽室和水箱均相連通，吸熱管的一端通過管路連接內(nèi)燃機排氣管，另一端連接消音器；汽輪機的進汽段與鍋爐的出汽口連接，汽輪機的排汽段與大氣相通。該裝置將傳統(tǒng)的汽輪機和汽缸活塞巧妙地結(jié)合在一起，能夠有效地將內(nèi)燃機的高溫廢氣轉(zhuǎn)化為高壓蒸汽，來作為汽輪機的動力源，降低了內(nèi)燃機的使用成本；減少了內(nèi)燃機排出的熱量對環(huán)境造成的不良影響。
文檔編號F02G5/02GK2937496SQ20062007954
公開日2007年8月22日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日
發(fā)明者張紹俊 申請人:張紹俊