專(zhuān)利名稱(chēng)：一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，尤其是一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)集冷 卻、余熱回用、節(jié)能為一體。適用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的功用在于使發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?。發(fā) 動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，燃燒室燃燒的溫度可高達(dá)1973 2773K( 170(T250(TC )，直接與高溫氣體 接觸的機(jī)件(譬如，汽缸壁、缸蓋、氣門(mén)、活塞等)如不采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施，則過(guò)高的溫度將 使金屬材料的強(qiáng)度顯著下降，運(yùn)動(dòng)件將可能因熱膨脹而破壞正常的配合間隙，潤(rùn)滑油也將 因高溫?zé)龘p變質(zhì)或黏度下降，使發(fā)動(dòng)機(jī)零件之間不能保持正常的油膜而導(dǎo)致零件卡死或加 劇磨損。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)必須加以適度冷卻。如圖1、圖2，目前使用的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)通常由百葉窗1、散熱器2、、散熱器 蓋、風(fēng)扇4、水泵5、節(jié)溫器6、冷卻水套7、水溫表8、機(jī)體水套9、分水管和放水閥11組成。 冷卻水套是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和氣缸蓋內(nèi)的通道，這些通道把氣缸、閥門(mén)、各種出入口包圍起 來(lái)，冷卻液流到發(fā)動(dòng)機(jī)需要冷卻的地方，來(lái)防止缸體局部過(guò)熱，最后變熱的冷卻液流出發(fā)動(dòng) 機(jī)。風(fēng)扇通常在氣缸體前方，由曲軸前部的皮帶輪驅(qū)動(dòng)，一條軟管把水泵和散熱器的底部連 在一起，散熱器底部是存儲(chǔ)冷卻液的地方，變熱的冷卻液進(jìn)入水泵中心，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離 心力把液體向外甩出，冷卻液通過(guò)出口流入冷卻水套，進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)冷卻。上述冷卻方式通 過(guò)冷卻液散熱器將發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱排放到空氣中，這些熱量極其可觀的的余熱并沒(méi)有充分利 用，造成嚴(yán)重的浪費(fèi)，同時(shí)，不利于節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)，例如造成城市熱島效應(yīng)等。根據(jù)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的需要，油電混合動(dòng)力汽車(chē)成為新的發(fā)展趨勢(shì)。而目前的油電 混合動(dòng)力汽車(chē)需要為蓄電池單獨(dú)充電，一是需要大量資源投入，建立大量的專(zhuān)用充電站，即 占用土地資源，又要投入大量資金，還要擠占電網(wǎng)電能消耗，二是充電時(shí)間太長(zhǎng)，不利于油 電混合動(dòng)力汽車(chē)的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法及系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)可有效利 用發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室產(chǎn)生的余熱，將熱量轉(zhuǎn)換成為電能儲(chǔ)存。本發(fā)明的技術(shù)方案是
噴頭將水箱水以噴淋方式自上而下直接噴灑在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上進(jìn)行熱交換，由于氣缸 體表面溫度高達(dá)數(shù)千度，則水箱水噴至氣缸體上時(shí)瞬間汽化，利用水汽化吸收熱量的原理， 達(dá)到使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的目的，與此同時(shí)，膨脹產(chǎn)生的大量高壓水蒸汽通過(guò)蒸汽出口集中排出， 通過(guò)蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流給蓄電池供電，
本發(fā)明還可以是蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置可以為風(fēng)葉，蒸汽出口排出的水蒸汽直接對(duì)準(zhǔn)風(fēng)葉，風(fēng) 葉帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)葉發(fā)電機(jī)可采用普通發(fā)電機(jī)，在其轉(zhuǎn)軸上安裝風(fēng)葉葉片，進(jìn)而向蓄電池動(dòng)態(tài)充
3電 ο一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法，它采用噴淋方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套內(nèi)的氣缸進(jìn)行冷 卻，所產(chǎn)生的蒸汽從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套送出，通過(guò)蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)電，向蓄電池供電，在實(shí)現(xiàn) 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸冷卻的同時(shí)，將產(chǎn)生的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體以及設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外的 冷卻水套，所述冷卻水套上設(shè)置多個(gè)噴頭，各噴頭通過(guò)水泵連接水箱，冷卻水套上設(shè)有蒸汽 出口，蒸汽出口連接蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置，蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)連接蓄電池。所述蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置為渦輪機(jī)，渦輪機(jī)的葉輪連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸。所述蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置為風(fēng)葉輪，風(fēng)葉輪連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，風(fēng)葉輪外設(shè)有集中蒸汽的 殼體。所述噴頭設(shè)置在冷卻水套上方，使得噴出的水自上而下噴淋到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外表面。所述噴頭設(shè)置在冷卻水套側(cè)部。所述蒸汽出口設(shè)置在冷卻水套的側(cè)下方或下方。便于冷凝水排放。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)省去冷卻液和相應(yīng)的冷卻液循環(huán)部件，有利于減小發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)的整體體積。本發(fā)明真正做到余熱的充分利用，將大量余熱通過(guò)蒸汽帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā) 電，產(chǎn)生可觀的電能。本發(fā)明的方法及其系統(tǒng)尤其適用于油電混合動(dòng)力的汽車(chē)，將冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生 的蒸汽動(dòng)能不斷動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)化為電能向汽車(chē)蓄電池充電，可免除混合動(dòng)力汽車(chē)專(zhuān)用充電站的 建設(shè)，從而可以大大節(jié)省資源投入，有利于油電混合動(dòng)力汽車(chē)的快速發(fā)展，符合節(jié)能減排的 國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中汽車(chē)強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)的工作原理框圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中汽車(chē)強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)的示意圖。圖3是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)之一的結(jié)構(gòu)原理圖。圖4是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)之二的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2中1為百葉窗、2為散熱器、3為散熱器蓋、4為風(fēng)扇、5為水泵、6為節(jié)溫器、7 為氣缸蓋水套、8為水溫表、9為冷卻水套、10為分水管、11為放水閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
如圖3、圖4，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體以及設(shè)置在發(fā)動(dòng) 機(jī)氣缸體外的冷卻水套，冷卻水套上設(shè)置多個(gè)噴頭，各噴頭通過(guò)水泵連接水箱，水箱可以是 發(fā)動(dòng)機(jī)原有的水箱，也可以是另加的水箱，冷卻水套上設(shè)有蒸汽出口，蒸汽出口連接蒸汽驅(qū) 動(dòng)裝置，蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)連接蓄電池。蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置可以為渦輪機(jī)，渦輪機(jī)的葉輪連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸。蒸汽沿軸向吹向渦 輪機(jī)的葉輪。
蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置也可以為風(fēng)葉輪，風(fēng)葉輪連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，風(fēng)葉輪外設(shè)有集中蒸 汽的殼體。蒸汽沿徑向吹向風(fēng)葉輪?？梢灶?lèi)似于離心式水泵的結(jié)構(gòu)。噴頭可以設(shè)置在冷卻水套上方，使得噴出的水自上而下噴淋到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外 表面。噴頭也可以設(shè)置在冷卻水套側(cè)部。蒸汽出口設(shè)置在冷卻水套的側(cè)下方或下方，便于 冷凝水排放。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法，它采用噴淋方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套內(nèi)的氣缸進(jìn)行 冷卻，所產(chǎn)生的蒸汽從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套送出，通過(guò)蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)電，向蓄電池供電，在實(shí) 現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸冷卻的同時(shí)，將產(chǎn)生的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。該電能可以用于帶動(dòng)電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛，特別適用于油電混合動(dòng)力的汽車(chē)。這樣，由于冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的蒸汽 動(dòng)能不斷動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)化為電能，從而一直向汽車(chē)蓄電池充電，可免除油電混合動(dòng)力汽車(chē)專(zhuān)用 充電站的建設(shè)，可大大節(jié)省資源投入，有利于油電混合動(dòng)力汽車(chē)的快速發(fā)展。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu) 思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā) 明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技 術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求
一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法，其特征是采用噴淋方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套內(nèi)的氣缸進(jìn)行冷卻，所產(chǎn)生的蒸汽從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套送出，通過(guò)蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)電，向蓄電池供電，在實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸冷卻的同時(shí)，將產(chǎn)生的蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
2.一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體以及設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外的冷卻水 套，其特征是所述冷卻水套上設(shè)置多個(gè)噴頭，各噴頭通過(guò)水泵連接水箱，冷卻水套上設(shè)有蒸 汽出口，蒸汽出口連接蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置，蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)連接蓄電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置為渦輪 機(jī)，渦輪機(jī)的葉輪連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置為風(fēng)葉 輪，風(fēng)葉輪連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，風(fēng)葉輪外設(shè)有集中蒸汽的殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述噴頭設(shè)置在冷卻水套 上方，使得噴出的水自上而下噴淋到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述噴頭設(shè)置在冷卻水套 側(cè)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽出口設(shè)置在冷卻 水套的側(cè)下方或下方。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方法及系統(tǒng)，其系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體以及設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外的冷卻水套，所述冷卻水套上設(shè)置多個(gè)噴頭，各噴頭通過(guò)水泵連接水箱，冷卻水套上設(shè)有蒸汽出口，蒸汽出口連接蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置，蒸汽驅(qū)動(dòng)裝置連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)連接蓄電池。本發(fā)明的方法及其系統(tǒng)尤其適用于油電混合動(dòng)力的汽車(chē)，將冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的蒸汽動(dòng)能不斷動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)化為電能，從而一直向汽車(chē)蓄電池充電，可免除混合動(dòng)力汽車(chē)專(zhuān)用充電站的建設(shè)，可大大節(jié)省資源投入，有利于油電混合動(dòng)力汽車(chē)的快速發(fā)展，符合節(jié)能減排的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。
文檔編號(hào)F02G5/00GK101979861SQ201010511280
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者田園, 田瑞民, 石超, 石金成 申請(qǐng)人:石金成