專利名稱：內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱內(nèi)燃機(jī))的熱能回收裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，內(nèi)燃機(jī)是在燃燒液體燃料(汽油、柴油)、氣體燃料(天然氣、煤氣、沼 氣)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)力的熱功機(jī)械裝置，即將燃料化學(xué)能變成熱能，最后轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。內(nèi) 燃機(jī)主要包括活塞式和渦輪式。按照活塞運(yùn)動(dòng)方式，分為往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式；按照用途，又可 分為汽車用、工程機(jī)械用、發(fā)電用、船用、農(nóng)用和摩托車用等。在內(nèi)燃機(jī)工作中，熱功效率表示輸入與輸出的關(guān)系，內(nèi)燃機(jī)的熱功效率等于內(nèi)燃 機(jī)的輸出功率與燃料燃燒時(shí)所能獲得的熱功轉(zhuǎn)化率之比。內(nèi)燃機(jī)的熱功效率有機(jī)械效率和 熱效率兩個(gè)指標(biāo)。機(jī)械效率等于有效功率與指示功率之比。熱效率是燃料燃燒后用于做 功的那部分熱量與所能產(chǎn)生的總熱量之比。燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量，一部分被內(nèi)燃機(jī)冷 卻系統(tǒng)帶走，一部分隨燃燒后的隨廢氣排出，只有少部分熱量用于做功。因此，內(nèi)燃機(jī)的熱 功效率很低，通常四沖程內(nèi)燃機(jī)為20% 25%，即使是高性能的內(nèi)燃機(jī)，其熱效率也不到 30%。內(nèi)燃機(jī)之所以燃燒的熱能沒有全部轉(zhuǎn)化為有用功，其主要損失消耗在如幾個(gè)方面1、 內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)件、傳動(dòng)部件的摩擦(主要是活塞環(huán)與汽缸壁的摩擦、軸承摩擦、機(jī)構(gòu)傳動(dòng))、 潤(rùn)滑油黏度、等方面消耗(內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率)約12%。2、隨著燃料燃燒的廢氣產(chǎn)生、排氣機(jī)構(gòu)的排氣門提前開啟而造成了燃料能被排到 大氣中，這一部分能量損失叫做排氣損失(泵氣損失)，排氣損失約占總能量的40%左右。3、當(dāng)內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒后，熱量傳遞給了接觸部件、潤(rùn)滑機(jī)油，導(dǎo)熱傳遞使得內(nèi)燃機(jī) 金屬零件、機(jī)油溫度越來(lái)越高，為防止金屬需部件因溫度過(guò)高變形，影響強(qiáng)度、精度，防止機(jī) 油溫度過(guò)高降低機(jī)油的潤(rùn)滑能力，因此必須進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，這就需要布置冷卻風(fēng)扇、散熱器 和機(jī)油冷卻器等冷卻手段強(qiáng)制冷卻內(nèi)燃機(jī)，最終把熱能散到內(nèi)燃機(jī)體外的大氣環(huán)境中去。 一般情況下，冷卻損失約占總能量的20%左右。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)目前內(nèi)燃機(jī)熱功轉(zhuǎn)化效率低、熱量損失大的不足，提 供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，配套后在不影響內(nèi)燃機(jī)燃料消耗率、能量輸出的前提下，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī) 的熱能生產(chǎn)供給，并能降低內(nèi)燃機(jī)噪音，減少溫室氣體排放的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，包括內(nèi)燃機(jī)，其特征 是所述內(nèi)燃機(jī)上冷卻液循環(huán)水泵的進(jìn)出口經(jīng)冷卻液循環(huán)輸送管道和冷卻液回流水管連接 至熱能回收器上的對(duì)應(yīng)接口，內(nèi)燃機(jī)的排氣管從熱能回收器穿過(guò)后再連接至排氣消聲器， 熱能回收器上的循環(huán)水回流管道和循環(huán)管道均連接到保溫儲(chǔ)水箱上，保溫儲(chǔ)水箱上設(shè)有智 能溫度控制輸送水泵，智能溫度控制輸送水泵的輸送管道連接至用戶端。所述熱能回收器包括內(nèi)部裝有水的熱能回收腔體，在熱能回收腔體上設(shè)有回流管 道接口和循環(huán)管道接口，它們分別連接循環(huán)水回流管道和循環(huán)管道；熱能回收腔體內(nèi)還設(shè)有兩個(gè)廢氣蝸流室，兩個(gè)廢氣蝸流室之間由多根管式或翅形式蒸發(fā)換熱管相連通，其中一 個(gè)廢氣蝸流室與所述內(nèi)燃機(jī)的排氣管相連，另一個(gè)廢氣蝸流室通過(guò)管道與排氣消聲器相 連。所述熱能回收腔體內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的進(jìn)出口分別與所述冷卻液回流水管和 冷卻液循環(huán)輸送管道相連。所述蒸發(fā)器為熱循環(huán)水熱傳導(dǎo)管式或翅形式蒸發(fā)器，其材質(zhì)為不銹鋼、銅或鋁。 所述熱能回收腔體的頂部設(shè)有液位檢視口。所述保溫儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)有液位控制閥，液位控制閥的進(jìn)水口與外部的常供水管相 連。所述循環(huán)管道上設(shè)有強(qiáng)制循環(huán)水泵。本實(shí)用新型的有益效果有符合節(jié)能、減排、能源再生、低碳經(jīng)濟(jì)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展需要，提高了內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行效能，能對(duì)內(nèi)燃機(jī)排氣能量與冷卻熱能進(jìn)行回收、儲(chǔ)蓄再利用， 減輕內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過(guò)程中熱排放的溫室氣體排放污染，另一方面提高了內(nèi)燃機(jī)燃料能的熱、 功轉(zhuǎn)化效率，讓內(nèi)燃機(jī)的富余熱能被回收、儲(chǔ)蓄、再利用于需要熱能的場(chǎng)所，如清潔衛(wèi)生， 工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供熱、增溫，生活供暖等。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，可廣泛應(yīng)用于固定式、移 動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)上，如汽車內(nèi)燃機(jī)、工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、船用內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)用內(nèi)燃機(jī)等。在不 影響內(nèi)燃機(jī)燃料消耗率、功率輸出的前提下，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的熱能生產(chǎn)供給，且熱能生產(chǎn)供給 量達(dá)到內(nèi)燃機(jī)每做功1千瓦，回收熱能約1. 3kw,回收熱能約占總余熱量的65%，也使得內(nèi) 燃機(jī)綜合熱功效率從30%左右提高到68%左右，同時(shí)還降低內(nèi)燃機(jī)的噪音約8%。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型熱能回收器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為兩臺(tái)本實(shí)用新組合使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說(shuō)明如圖1所示，本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)12 的冷卻液循環(huán)輸送管道2和冷卻液回流水管3連接至熱能回收器5蒸發(fā)器21的對(duì)應(yīng)接口， 并通過(guò)內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)制循環(huán)水泵1將循環(huán)冷卻熱水輸送到熱能回收器5，經(jīng)熱能回收器5充分吸 收交換熱能后，經(jīng)冷卻液循環(huán)回流管道2回流到內(nèi)燃機(jī)12維護(hù)熱平衡。此外，內(nèi)燃機(jī)12的 排氣管11也從熱能回收器5穿過(guò)后再連接至排氣消聲器6，通過(guò)熱能回收器5對(duì)內(nèi)燃機(jī)12 排出的廢氣熱量進(jìn)行回收利用。熱能回收器5上的循環(huán)水回流管道7和循環(huán)管道9均連接 在保溫儲(chǔ)水箱15上，熱能回收器5中的熱水從循環(huán)水回流管道7輸送到保溫儲(chǔ)水箱15，并 經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)水泵8由循環(huán)管道9將降溫后的水循環(huán)輸送到熱能回收器5繼續(xù)吸收熱能并不 斷循環(huán)置換。保溫儲(chǔ)水箱15上設(shè)有智能溫度控制輸送水泵14，智能溫度控制輸送水泵14 的輸送管道13連接至用戶端，通過(guò)智能溫度控制輸送水泵14將保溫儲(chǔ)水箱15中儲(chǔ)存的熱 能輸送到用戶，用于生產(chǎn)、生活的熱水供給。本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣支管4上設(shè)有空氣濾清 器10，對(duì)進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)12的空氣進(jìn)行過(guò)濾。如圖2所示，本實(shí)用新型熱能回收器5的外部主體為熱能回收腔體18，其中裝有
4水。在熱能回收腔體18上設(shè)有回流管道接口 19和循環(huán)管道接口 20，它們分別連接循環(huán)水 回流管道7和循環(huán)管道9，實(shí)現(xiàn)熱能回收腔體18與保溫儲(chǔ)水箱15的水流動(dòng)循環(huán)。熱能回 收腔體18內(nèi)部還設(shè)有兩個(gè)廢氣蝸流室23，兩個(gè)廢氣蝸流室23之間通過(guò)多根管式或翅形式 蒸發(fā)換熱管22相連通，其中一個(gè)廢氣蝸流室23與所述內(nèi)燃機(jī)12的排氣管11相連，另一個(gè) 廢氣蝸流室通過(guò)管道與排氣消聲器6相連，內(nèi)燃機(jī)12排出的廢氣從排氣管11到廢氣蝸流 室23，再?gòu)亩喔苁交虺嵝问秸舭l(fā)換熱管22到達(dá)另一端的廢氣蝸流室，最后從排氣消聲器 6排出。管式或翅形式蒸發(fā)換熱管22采用不銹鋼、銅、鋁等材料制造。廢氣在經(jīng)過(guò)管式或翅 形式蒸發(fā)換熱管22時(shí)，與管式或翅形式蒸發(fā)換熱管22外部的水對(duì)流進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢 氣熱量的回收，并由于廢氣蝸流室23與管式或翅形式蒸發(fā)換熱管22的結(jié)構(gòu)作用，降低了內(nèi) 燃機(jī)12的排氣噪音。本實(shí)用新型在熱能回收腔體18內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)器21，蒸發(fā)器21為熱循環(huán)水熱傳導(dǎo) 管式或翅形式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器21的進(jìn)出口分別與冷卻液回流水管3和冷卻液循環(huán)輸送管 道2相連，內(nèi)燃機(jī)12的冷卻液從蒸發(fā)器21中經(jīng)過(guò)時(shí)置換熱量，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器21置換降溫后的 冷卻液通過(guò)冷卻液循環(huán)回流管道3回流到內(nèi)燃機(jī)12繼續(xù)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)，確保內(nèi)燃機(jī)12的熱 平衡技術(shù)要求，通過(guò)內(nèi)燃機(jī)溫度控制器(節(jié)溫器)控溫，將內(nèi)燃機(jī)12的溫度控制在70°C。本實(shí)用新型在熱能回收腔體18的頂部設(shè)有液位檢視口 24，用于檢察熱能回收腔 體18中的循環(huán)水是否缺少。并在保溫儲(chǔ)水箱15內(nèi)設(shè)置液位控制閥16，液位控制閥16的 進(jìn)水口與外部的常供水管17相連，常供水17不斷為保溫儲(chǔ)水箱15加水到規(guī)定液位。在保 溫儲(chǔ)水箱15上的智能溫度控制輸送水泵14的溫度控制范圍為30 70°C，一方面保降內(nèi)燃 機(jī)熱平衡的技術(shù)需要，另一方面為用戶終端提供適宜的水溫。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，與內(nèi)燃機(jī)使用壽命同步，如果在一臺(tái)100千瓦 時(shí)的 內(nèi)燃機(jī)安裝上本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)熱回收器，在不增加燃料消耗率、不降低設(shè)定功能輸送量、 有利于內(nèi)燃機(jī)工況提高的前提下，回收熱能達(dá)130千瓦 時(shí)，合468MJ，即內(nèi)燃機(jī)的熱、功比 1.3 1，內(nèi)燃機(jī)的熱功效率從30%提高到68%以上。如圖3所示，本實(shí)用新型可以兩臺(tái)或兩臺(tái)以上組合使用，以達(dá)到更好的熱利用率。本實(shí)用新型涉及的其它未說(shuō)明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求一種內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，包括內(nèi)燃機(jī)(12)，其特征是所述內(nèi)燃機(jī)(12)上冷卻液循環(huán)水泵(1)的進(jìn)出口經(jīng)冷卻液循環(huán)輸送管道(2)和冷卻液回流管道(3)連接至熱能回收器(5)上的對(duì)應(yīng)接口，內(nèi)燃機(jī)(12)的排氣管(11)從熱能回收器(5)穿過(guò)后再連接至排氣消聲器(6)，熱能回收器(5)上的循環(huán)水回流管道(7)和循環(huán)管道(9)均連接到保溫儲(chǔ)水箱(15)上，保溫儲(chǔ)水箱(15)上設(shè)有智能溫度控制輸送水泵(14)，智能溫度控制輸送水泵(14)的輸送管道(13)連接至用戶端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，其特征是所述熱能回收器(5)包括 內(nèi)部裝有水的熱能回收腔體(18)，在熱能回收腔體(18)上設(shè)有回流管道接口(19)和循環(huán) 管道接口(20)，它們分別連接循環(huán)水回流管道(7)和循環(huán)管道(9)；熱能回收腔體(18)內(nèi) 還設(shè)有兩個(gè)廢氣蝸流室(23)，兩個(gè)廢氣蝸流室(23)之間由多根管式或翅形式蒸發(fā)換熱管 (22)相連通，其中一個(gè)廢氣蝸流室(23)與所述內(nèi)燃機(jī)(12)的排氣管(11)相連，另一個(gè)廢 氣蝸流室通過(guò)管道與排氣消聲器(6)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，其特征是所述熱能回收腔體(18)內(nèi)設(shè) 有蒸發(fā)器(21)，蒸發(fā)器(21)的進(jìn)出口分別與所述冷卻液回流水管(3)和冷卻液循環(huán)輸送管 道(2)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，其特征是所述蒸發(fā)器(21)為熱循環(huán)水 熱傳導(dǎo)管式或翅形式蒸發(fā)器，其材質(zhì)為不銹鋼、銅或鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，其特征是所述熱能回收腔體(18)的頂 部設(shè)有液位檢視口(24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，其特征是所述保溫儲(chǔ)水箱(15)內(nèi) 設(shè)有液位控制閥(16)，液位控制閥(16)的進(jìn)水口與外部的常供水管(17)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，其特征是所述循環(huán)管道(9)上設(shè) 有強(qiáng)制循環(huán)水泵(8)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)熱能回收裝置，包括內(nèi)燃機(jī)(12)，其特征是所述內(nèi)燃機(jī)(12)上冷卻液循環(huán)水泵(1)的進(jìn)出口通過(guò)管道連接至熱能回收器(5)上的對(duì)應(yīng)接口，內(nèi)燃機(jī)(12)的排氣管(11)從熱能回收器(5)穿過(guò)后再連接至排氣消聲器(6)，熱能回收器(5)上的循環(huán)水回流管道(7)和循環(huán)管道(9)均連接到保溫儲(chǔ)水箱(15)上，保溫儲(chǔ)水箱(15)內(nèi)設(shè)有智能溫度控制輸送水泵(14)，智能溫度控制輸送水泵(14)的輸送管道(13)連接至用戶端。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的熱能生產(chǎn)供給，可回收熱能約65％，也使得內(nèi)燃機(jī)綜合熱功效率從30％左右提高到68％左右，同時(shí)還降低內(nèi)燃機(jī)的噪音約8％。
文檔編號(hào)F01N5/02GK201723283SQ20102023579
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者劉婧劼 申請(qǐng)人:劉婧劼