氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及使用該發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣以及發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸外部液冷器中冷卻液的熱量進(jìn)行有效利用的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及使用該發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛。該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸連接與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室相通的排氣通道,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸的外部設(shè)有液冷器,液冷器連接換熱裝置,所述換熱裝置包括第一換熱單元和第二換熱單元,第一換熱單元包括具有進(jìn)氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室以及用于對(duì)該氨氣加熱增壓腔室進(jìn)行加熱的第一流路,第二換熱單元包括具有進(jìn)液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室以及分別對(duì)該氨水加熱氣化腔室進(jìn)行加熱的第二流路和第三流路,第一流路的入口與所述排氣通道連接。
【專利說明】氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及使用該發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及使用該發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛,具體涉及一種氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱主要分為兩個(gè)部分,一是燃燒室排氣口排放的尾氣,二是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸外部液冷器中冷卻液(一般為水)帶走的熱量。以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例,正常工作時(shí)要求液冷器中冷卻液溫度控制在80 - 90°C之間,在此溫度范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率才最高,超過或低于這個(gè)溫度范圍就將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;而普通柴油機(jī)排氣溫度一般為400— 450°C左右,汽油機(jī)比柴油機(jī)的排氣溫度要高,可以達(dá)到750°C以上,汽車排氣管末端出口溫度在80°C左右。由以上數(shù)據(jù)可以看出,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的余熱。但是,這些大量的余熱一直以來都沒有得到過有效利用。另夕卜,由于排氣管末端溫度在80°C左右,在這個(gè)溫度下本可以自然沉降的顆粒物進(jìn)一步分解,由PMlO變?yōu)镻M2.5,從而加劇了目前大氣污染,同時(shí)車輛排放的高溫?zé)犸L(fēng)也是氣候變暖的重要原因。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣以及發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸外部液冷器中冷卻液的熱量進(jìn)行有效利用的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及使用該發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛。
[0004]本發(fā)明的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸連接與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室相通的排氣通道,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸的外部設(shè)有液冷器,液冷器連接換熱裝置,所述換熱裝置包括第一換熱單元和第二換熱單元,第一換熱單元包括具有進(jìn)氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室以及用于對(duì)該氨氣加熱增壓腔室進(jìn)行加熱的第一流路,第二換熱單元包括具有進(jìn)液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室以及分別對(duì)該氨水加熱氣化腔室進(jìn)行加熱的第二流路和第三流路,第一流路的入口與所述排氣通道連接,第一流路的出口與第二流路的入口連接,第二流路的出口連接排氣裝置,第三流路的入口與所述液冷器的出口連接,第三流路的出口通過第一動(dòng)力裝置與所述液冷器的入口連接,氨氣加熱增壓腔室的進(jìn)氣口與氨水加熱氣化腔室的排氣口導(dǎo)通,氨氣加熱增壓腔室的排氣口與由氨氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電的汽輪發(fā)電機(jī)的氨氣輸入端相連,該汽輪發(fā)電機(jī)的氨氣輸出端與氨氣水冷回收裝置連接,氨水加熱氣化腔室的排液口通過第二動(dòng)力裝置與氨氣水冷回收裝置中的噴淋器連接,該噴淋器使用氨水加熱氣化腔室中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(jī)所排放的氨氣,氨氣水冷回收裝置的氨水輸出端通過第三動(dòng)力裝置與氨水加熱氣化腔室的進(jìn)液口連接。
[0005]本發(fā)明上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),燃燒室排氣口排放的高溫尾氣首先進(jìn)入第一換熱單元的第一流路,然后再從第一流路的出口進(jìn)入第二換熱單元的第二流路,最后從第二流路的出口流出換熱裝置,最后從排氣裝置排放,而液冷器中對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸進(jìn)行冷卻后溫度升高的冷卻液則進(jìn)入第二換熱單元的第三流路,進(jìn)行換熱冷卻后從第三流路出口流出,再通過第一動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)返回液冷器的入口,從而在液冷器與換熱裝置之間進(jìn)行循環(huán)流動(dòng),當(dāng)尾氣進(jìn)入第二流路后,由于其已經(jīng)在第一換熱單元中進(jìn)行過了一次換熱(即與進(jìn)入氨氣加熱增壓腔室中的氨氣進(jìn)行換熱),因此其溫度已經(jīng)顯著下降,但是,由于氨的沸點(diǎn)較低,從進(jìn)液口進(jìn)入氨水加熱氣化腔室中的氨水仍然能夠被第二流路中的尾氣以及第三流路中的冷卻液共同加熱而大量轉(zhuǎn)化為氨氣,此后,氨水加熱氣化腔室中產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入氨氣加熱增壓腔室,這時(shí),這些氨氣再與剛進(jìn)入第一換熱單元的第一流路中的高溫尾氣發(fā)生熱交換,使氨氣進(jìn)一步被加熱和增壓,提高后續(xù)汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率,氨水加熱氣化腔室中經(jīng)過換熱的剩余氨液從氨水加熱氣化腔室的排液口排出并在第二動(dòng)力裝置作用下進(jìn)入氨氣水冷回收裝置的噴淋器,該噴淋器使用氨水加熱氣化腔室中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(jī)所排放的氨氣,從氨氣水冷回收裝置中回收到的高濃度氨水最后通過第三動(dòng)力裝置進(jìn)入氨水加熱氣化腔室的進(jìn)液口,如此循環(huán),從而充分利用活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室排氣口排出的尾氣以及液冷器中冷卻液的熱量進(jìn)行發(fā)電。
[0006]本發(fā)明上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)利用了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室所排尾氣的熱量以及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸外部液冷器中冷卻液吸收的熱量。通常,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室所排尾氣的溫度為400 - 800°C,而內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸外部液冷器中冷卻液的溫度則低于100°C,兩者相差很大,人們往往難以同時(shí)將這兩種熱源進(jìn)行有效組合利用,因此本發(fā)明申請(qǐng)日前未見到有人提出過同時(shí)利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室所排尾氣的熱量以及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸外部液冷器中冷卻液吸收的熱量的想法。由于本發(fā)明的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中采用的換熱裝置恰好能夠?qū)⑸鲜鰞煞N熱源進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,其一方面利用串聯(lián)的第一流路和第二流路實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫尾氣的兩級(jí)降溫,一方面利用第三流路對(duì)溫度本就不高的冷卻液進(jìn)行降溫(而這剛好又是第二換熱單元需要的,因?yàn)槟軌蚴拱彼訜釟饣皇抑械陌彼诜纸猱a(chǎn)生氨氣的同時(shí)不產(chǎn)生或少產(chǎn)生水蒸氣),從而將產(chǎn)生高壓且低含水量的氨氣,有利于汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電。
[0007]作為第一換熱單元的一種具體結(jié)構(gòu),所述氨氣加熱增壓腔室是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成,這些換熱管的兩端分別安裝在孔板上,換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室的進(jìn)氣口,上端為氨氣加熱增壓腔室的排氣口,第一換熱單元中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路。作為第一換熱單元的另一種具體結(jié)構(gòu),所述第一流路是由在第一換熱單元中曲折延伸的換熱管構(gòu)成,第一換熱單元中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨氣加熱增壓腔室。
[0008]作為第二換熱單元的一種具體結(jié)構(gòu),所述第二流路和第三流路分別由在第二換熱單元中延伸的換熱管構(gòu)成,第二換熱單元中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室。在此基礎(chǔ)上,所述第二流路和第三流路在第二換熱單元中共同形成的溫度場(chǎng)可具有由上往下溫度降低的梯度。當(dāng)?shù)诙髀泛偷谌髀吩诘诙Q熱單元中共同形成的溫度場(chǎng)可具有由上往下溫度降低的梯度時(shí),氨水加熱氣化腔室中的氨水由下往上逐漸加熱汽化,起到一定的氨氣增壓效果,有利于進(jìn)一步提高后續(xù)汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
[0009]所述第一換熱單元與第二換熱單元可以上下疊置為一整體,氨氣加熱增壓腔室與氨水加熱氣化腔室上下貫通。將換熱裝置設(shè)計(jì)成第一換熱單元與第二換熱單元上下疊置為一整體,并使氨氣加熱增壓腔室與氨水加熱氣化腔室上下貫通的形式后,不僅能夠提高設(shè)備的整體性和緊湊性,更重要的是還能夠縮短換熱介質(zhì)在第一換熱單元與第二換熱單元之間的流動(dòng)距離,減少熱量損失,并且還可以降低氨氣在第一換熱單元與第二換熱單元之間的流動(dòng)阻力。
[0010]進(jìn)一步的,所述第一流路的入口溫度為400 - 800°C,第二流路的入口溫度≥70℃且< 100°C,第二流路的出口溫度為15 — 40°C,第三流路的入口溫度為≥50°C且< 100°C。將第二流路的入口溫度控制在≥ 701:且< 100°C,位于氨水加熱氣化腔室中的氨水在分解產(chǎn)生氨氣的同時(shí)基本上不產(chǎn)生水蒸氣,這樣就能夠確保進(jìn)入第二汽輪發(fā)電機(jī)的幾乎全是氨氣,從而避免當(dāng)進(jìn)入第二汽輪發(fā)電機(jī)的是氨氣和水蒸氣的混合氣體所產(chǎn)生的問題;第一流路的入口溫度為400 — 800°C,第三流路的入口溫度為≥50°C且<100°C是目前活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室排氣口排放的尾氣以及液冷器中冷卻液的通常溫度范圍;第二流路的出口溫度為15 — 40°C,降低了排氣管末端出口溫度,減少大氣PM2.5污染。
[0011]本發(fā)明由活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛,其活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)采用上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)整體安裝于車體中,所述汽輪發(fā)電機(jī)與安裝于車體中的蓄電池電連接。為將上述氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)整體安裝于車體中可以用其換熱裝置替換目前通常安裝于汽車前部的散熱器,同時(shí)應(yīng)采用微型化的汽輪發(fā)電機(jī)。目前市面上已有微型汽輪發(fā)電機(jī)可供選用。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中換熱裝置的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中換熱裝置的另一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明安裝有氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力轎車的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示,氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100連接與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室130相通的排氣通道200,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100的外部設(shè)有液冷器120 (具體為水冷器),液冷器120連接換熱裝置300,換熱裝置300包括第一換熱單元310和第二換熱單元320,第一換熱單元310包括具有進(jìn)氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室311以及用于對(duì)該氨氣加熱增壓腔室311進(jìn)行加熱的第一流路312,第二換熱單元320包括具有進(jìn)液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室321以及分別對(duì)該氨水加熱氣化腔室321進(jìn)行加熱的第二流路322和第三流路323,第一換熱單元310與第二換熱單元320上下疊置為一整體,氨氣加熱增壓腔室311與氨水加熱氣化腔室321上下貫通,第一流路312的入口與所述排氣通道200連接,第一流路312的出口與第二流路322的入口連接,第二流路322的出口連接排氣裝置,第三流路323的入口與所述液冷器120的出口連接,第三流路323的出口通過第一動(dòng)力裝置Dl (具體采用泵)與所述液冷器120的入口連接,氨氣加熱增壓腔室311的進(jìn)氣口與氨水加熱氣化腔室321的排氣口導(dǎo)通,氨氣加熱增壓腔室311的排氣口與由氨氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電的汽輪發(fā)電機(jī)610的氨氣輸入端相連,該汽輪發(fā)電機(jī)610的氨氣輸出端與氨氣水冷回收裝置620連接,氨水加熱氣化腔室321的排液口通過第二動(dòng)力裝置D2(具體采用泵)與氨氣水冷回收裝置620中的噴淋器621 (具體采用噴射泵)連接,該噴淋器621使用氨水加熱氣化腔室321中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(jī)610所排放的氨氣,氨氣水冷回收裝置620的氨水輸出端通過第三動(dòng)力裝置D3 (具體采用泵)與氨水加熱氣化腔室321的進(jìn)液口連接。其中,第三流路323的入口與所述液冷器120的出口之間連接有熱水箱400,第三流路323的出口與所述液冷器120的入口之間連接有冷水箱500,第一動(dòng)力裝置Dl位于冷水箱500與液冷器120的入口之間,以便確保第三流路323中流速均勻。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖4所示,安裝氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(屬汽油發(fā)動(dòng)機(jī))的混合動(dòng)力轎車,其中,所述的換熱裝置300安裝在車體700前部,取代了目前的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100的安裝位置與現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一致,由汽輪發(fā)電機(jī)610和氨氣水冷回收裝置620組成的氨氣發(fā)電回收系統(tǒng)600 (如圖1)安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的后側(cè)部,在車體700尾部裝有與汽輪發(fā)電機(jī)610電連接的蓄電池900,車體700中安裝有由該蓄電池900的電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)800,電動(dòng)機(jī)800與車輛驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)連接。該混合動(dòng)力轎車既可以由氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng),也可以由電動(dòng)機(jī)800驅(qū)動(dòng),或者由氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)800共同進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。當(dāng)氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)610即將產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)在蓄電池900中,以便為電動(dòng)機(jī)800的工作提供電力。結(jié)合圖1,該混合動(dòng)力轎車中的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程為:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室130排放的高溫尾氣(700 - 750°C)首先進(jìn)入第一換熱單元310的第一流路312,然后再從第一流路312的出口進(jìn)入第二換熱單元320的第二流路322 (第二流路321的入口溫度控制在90°C左右),最后從第二流路322的出口流出換熱裝置(第二流路322的出口溫度為30°C左右,最后從排氣管排放,而內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100外部水冷器中對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸進(jìn)行冷卻后溫度升高的冷卻水(溫度為80 - 90°C)則通過熱水箱400中轉(zhuǎn)后進(jìn)入第二換熱單元的第三流路323,進(jìn)行換熱冷卻后從第三流路出口流出,再通過泵的驅(qū)動(dòng)返回水冷器的入口,從而在水冷器與換熱裝置之間進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。上述過程中,從進(jìn)液口進(jìn)入氨水加熱氣化腔室321中的氨水同時(shí)被第二流路322中的尾氣以及第三流路323中的冷卻水(尾氣與冷卻水的入口溫度基本上一致)共同加熱而大量轉(zhuǎn)化為氨氣,此后,氨水加熱氣化腔室321中產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入氨氣加熱增壓腔室311,這時(shí),這些氨氣再與剛進(jìn)入第一換熱單元310的第一流路311中的高溫尾氣發(fā)生熱交換,使氨氣進(jìn)一步被加熱和增壓,然后再從氨氣加熱增壓腔室311的排氣口直接到汽輪發(fā)電機(jī)610以驅(qū)動(dòng)其發(fā)電,氨水加熱氣化腔室321中經(jīng)過換熱的剩余氨液(稀氨水)從氨水加熱氣化腔室321底部的排液口排出并在泵作用下進(jìn)入氨氣水冷回收裝置620的噴淋器621(噴射泵),噴射泵210使用稀氨水來噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(jī)610所排放的氨氣,從而將氨氣水冷回收至氨氣水冷回收裝置620中,然后再通過泵的作用將氨氣水冷回收裝置620中的濃氨水打入氨水加熱氣化腔室321中。
[0020]該實(shí)施例1中,如圖1所示,第一換熱單元310的具體結(jié)構(gòu)為:氨氣加熱增壓腔室311是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元310中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成,這些換熱管的兩端分別安裝在孔板302上,換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室311的進(jìn)氣口,上端為氨氣加熱增壓腔室311的排氣口,第一換熱單元310中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路312。第二換熱單元的具體結(jié)構(gòu)為:第二流路322和第三流路323分別由在第二換熱單元320中延伸的換熱管構(gòu)成,第二換熱單元320中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室321。第一換熱單元310中所采用的換熱管能夠?qū)ζ渲斜患訜岬陌睔馄鸬胶芎玫膲嚎s作用。從圖1中還可看出,第二流路322和第三流路323的換熱管分別位于氨水加熱氣化腔室321中心軸線的兩側(cè),并呈左右對(duì)稱布置,同時(shí),第二流路322和第三流路323的換熱管均是從上向下彎曲延伸的,即熱介質(zhì)在換熱管中整體上由上往下流動(dòng),因此,第二流路322和第三流路323能夠在第二換熱單元320中共同形成具有由上往下溫度逐漸降低梯度的溫度場(chǎng),這樣氨水加熱氣化腔室321中的氨水能夠由下往上逐漸均勻的加熱汽化,有利于進(jìn)一步提高后續(xù)汽輪發(fā)電機(jī)610的發(fā)電效率。
[0021]實(shí)施例2
[0022]實(shí)施例2是在實(shí)施例的基礎(chǔ)上,僅對(duì)其第一換熱單元310的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整。如圖2所示,實(shí)施例2的第一換熱單元310的具體結(jié)構(gòu)為:第一流路312是由在第一換熱單元310中曲折延伸的換熱管構(gòu)成,第一換熱單元310中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨氣加熱增壓腔室311。
[0023]實(shí)施例3
[0024]安裝氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(屬柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的貨車,其中,所述的換熱裝置300同樣安裝在車體700前部,取代了目前的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100的安裝位置與現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一致,由汽輪發(fā)電機(jī)610和氨氣水冷回收裝置620組成的氨氣發(fā)電回收系統(tǒng)600 (如圖1)安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的后側(cè)部,車體700中裝有與汽輪發(fā)電機(jī)610電連接的蓄電池900。結(jié)合圖1,該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程為:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室130排放的高溫尾氣(400 - 450°C)首先進(jìn)入第一換熱單元310的第一流路312,然后再從第一流路312的出口進(jìn)入第二換熱單元320的第二流路322 (第二流路321的入口溫度控制在90°C左右),最后從第二流路322的出口流出換熱裝置(第二流路322的出口溫度為30°C左右,最后從排氣管排放,而內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸100外部水冷器中對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸進(jìn)行冷卻后溫度升高的冷卻水(溫度為50 - 60°C )則通過熱水箱400中轉(zhuǎn)后進(jìn)入第二換熱單元的第三流路323,進(jìn)行換熱冷卻后從第三流路出口流出,再通過泵的驅(qū)動(dòng)返回水冷器的入口,從而在水冷器與換熱裝置之間進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。上述過程中,從進(jìn)液口進(jìn)入氨水加熱氣化腔室321中的氨水同時(shí)被第二流路322中的尾氣以及第三流路323中的冷卻水共同加熱而大量轉(zhuǎn)化為氨氣,此后,氨水加熱氣化腔室321中產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入氨氣加熱增壓腔室311,這時(shí),這些氨氣再與剛進(jìn)入第一換熱單元310的第一流路311中的高溫尾氣發(fā)生熱交換,使氨氣進(jìn)一步被加熱和增壓,然后再從氨氣加熱增壓腔室311的排氣口直接到汽輪發(fā)電機(jī)610以驅(qū)動(dòng)其發(fā)電,氨水加熱氣化腔室321中經(jīng)過換熱的剩余氨液(稀氨水)從氨水加熱氣化腔室321底部的排液口排出并在泵作用下進(jìn)入氨氣水冷回收裝置620的噴淋器621 (噴射泵),噴射泵210使用稀氨水來噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(jī)610所排放的氨氣,從而將氨氣水冷回收至氨氣水冷回收裝置620中,然后再通過泵的作用將氨氣水冷回收裝置620中的濃氨水打入氨水加熱氣化腔室321中。
[0025]該實(shí)施例3中,如圖3所示,第一換熱單元310的具體結(jié)構(gòu)為:氨氣加熱增壓腔室311是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元310中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成,這些換熱管的兩端分別安裝在孔板302上,換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室311的進(jìn)氣口,上端為氨氣加熱增壓腔室311的排氣口,第一換熱單元310中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路312。第二換熱單元的具體結(jié)構(gòu)為:第二流路322和第三流路323分別由在第二換熱單元320中延伸的換熱管構(gòu)成,第二換熱單元320中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室321。第一換熱單元310中所采用的換熱管能夠?qū)ζ渲斜患訜岬陌睔馄鸬胶芎玫膲嚎s作用。從圖3中還可看出,第二流路322的換熱管位于第三流路323的換熱管上方(第二流路322的換熱管與第三流路323的換熱管可上下重疊一部分),由于第二流路322的入口溫度高于第三流路323的入口溫度,因此,第二流路322和第三流路323能夠在第二換熱單元320中共同形成具有由上往下溫度逐漸降低梯度的溫度場(chǎng),這樣氨水加熱氣化腔室321中的氨水能夠由下往上逐漸均勻的加熱汽化,有利于進(jìn)一步提高后續(xù)汽輪發(fā)電機(jī)610的發(fā)電效率。
【權(quán)利要求】
1.氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸(100),內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸(100)連接與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(130)相通的排氣通道(200),內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞缸(100)的外部設(shè)有液冷器(120),液冷器(120)連接換熱裝置(300),其特征在于:所述換熱裝置(300)包括第一換熱單元(310)和第二換熱單元(320),第一換熱單元(310)包括具有進(jìn)氣口和排氣口的氨氣加熱增壓腔室(311)以及用于對(duì)該氨氣加熱增壓腔室(311)進(jìn)行加熱的第一流路(312),第二換熱單元(320 )包括具有進(jìn)液口、排液口和排氣口的氨水加熱氣化腔室(321)以及分別對(duì)該氨水加熱氣化腔室(321)進(jìn)行加熱的第二流路(322)和第三流路(323),第一流路(312)的入口與所述排氣通道(200)連接,第一流路(312)的出口與第二流路(322)的入口連接,第二流路(322)的出口連接排氣裝置,第三流路(323)的入口與所述液冷器(120)的出口連接,第三流路(323)的出口通過第一動(dòng)力裝置(Dl)與所述液冷器(120)的入口連接,氨氣加熱增壓腔室(311)的進(jìn)氣口與氨水加熱氣化腔室(321)的排氣口導(dǎo)通,氨氣加熱增壓腔室(311)的排氣口與由氨氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電的汽輪發(fā)電機(jī)(610)的氨氣輸入端相連,該汽輪發(fā)電機(jī)(610)的氨氣輸出端與氨氣水冷回收裝置(620)連接,氨水加熱氣化腔室(321)的排液口通過第二動(dòng)力裝置(D2 )與氨氣水冷回收裝置(620 )中的噴淋器(621)連接,該噴淋器(621)使用氨水加熱氣化腔室(321)中經(jīng)過換熱的剩余氨液噴淋冷卻來自于汽輪發(fā)電機(jī)(610)所排放的氨氣,氨氣水冷回收裝置(620)的氨水輸出端通過第三動(dòng)力裝置(D3)與氨水加熱氣化腔室(321)的進(jìn)液口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:所述氨氣加熱增壓腔室(311)是由多根豎直設(shè)置在第一換熱單元(310)中并沿水平方向間隔布置的換熱管的管腔構(gòu)成,這些換熱管的兩端分別安裝在孔板(302)上,換熱管的下端為氨氣加熱增壓腔室(311)的進(jìn)氣口,上端為氨氣加熱增壓腔室(311)的排氣口,第一換熱單元(310)中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成第一流路(312)。
3.如權(quán)利要求1所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:所述第一流路(312)是由在第一換熱單元(3 10)中曲折延伸的換熱管構(gòu)成,第一換熱單元(310)中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨氣加熱增壓腔室(311)。
4.如權(quán)利要求1所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:所述第二流路(322)和第三流路(323)分別由在第二換熱單元(320)中延伸的換熱管構(gòu)成,第二換熱單元(320)中所述換熱管的外側(cè)構(gòu)成氨水加熱氣化腔室(321)。
5.如權(quán)利要求4所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:所述第二流路(322)和第三流路(323)在第二換熱單元(320)中共同形成的溫度場(chǎng)具有由上往下溫度降低的梯度。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:所述第一換熱單元(310)與第二換熱單元(320)上下疊置為一整體,氨氣加熱增壓腔室(311)與氨水加熱氣化腔室(321)上下貫通。
7.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:所述第一流路(312)的入口溫度為400 - 800°C,第二流路(322)的入口溫度≥70°C且< 100°C,第二流路(322)的出口溫度為15 - 40°C,第三流路(323)的入口溫度為≥50 °C且< 100。。。
8.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于:第三流路(323)的入口與所述液冷器(120)的出口之間連接熱水箱(400),第三流路(323)的出口與所述液冷器(120 )的入口之間連接冷水箱(500 ),第一動(dòng)力裝置(DI)位于冷水箱(500)與液冷器(120)的入口之間。
9.由活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛,其特征在于:所述的活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)采用權(quán)利要求1 - 9中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),該氨電活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)整體安裝于車體(700)中,所述汽輪發(fā)電機(jī)(610)與車體(700)中的蓄電池(900)電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的由活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛,其特征在于:所述車體(700)中安裝有由蓄電池(900)的電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)(800),電動(dòng)機(jī)(800)與車輛驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)連接?!?br>
【文檔編號(hào)】F01K19/00GK103850826SQ201410093811
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】楊學(xué)軍 申請(qǐng)人:四川京典能源科技有限公司