一种高效联合混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效联合混合动力系统，包括内燃机、蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、水泵、发电机、动力电池及电动机；所述的内燃机的燃烧室位于蒸汽发生器内，蒸汽发生器顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口与汽轮机的蒸汽进口连接，汽轮机的蒸汽出口与冷凝器连接，冷凝器通过水泵与蒸汽发生器连接；汽轮机的转子与发电机连接，发电机通过线缆与动力电池连接，动力电池线缆分别与水泵、冷凝器和电动机连接。本实用新型专利技术结构简单，通过在内燃机燃烧室外设置蒸汽发生器，蒸汽发生器能够将内燃机散发的热能转化为电能，大大提高了内燃机的效率；本实用新型专利技术还具有废气涡轮机或风电转换器，可以将废气内的热能转化为电能加以利用，进一步提高了内燃机的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效联合混合动力系统
本技术涉及一种动力系统，具体是涉及一种高效联合混合动力系统。
技术介绍
随着能源的日益短缺和环境问题的日益严峻，内燃机的节能减排受到人们的关注。排气损失和辐射散热是内燃机各项损失中比例较大的两项，超过了有用功，如果能把废气和辐射散发的能量转化为有用功，就能使内燃机的效率得到显著提高。现广泛采用的废气涡轮增压方案，就是在这一方面进行的探索和实践。随着废气涡轮增压方案的应用，内燃机的升功率得到了显著提高，但是对于辐射散发的能量却没有研究，将其转化为有用功。而且，辐射散热对于内燃机的散热不充分，使得内燃机的使用寿命较短。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单，能够对内燃机的废气和辐射散发的能量转化为有用功，提高内燃机的效率的高效联合混合动力系统。本技术的采用的技术方案是：一种高效联合混合动力系统，包括内燃机、蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、水泵、发电机、动力电池及电动机；所述的内燃机的燃烧室位于蒸汽发生器内，蒸汽发生器顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过高压蒸汽输送管与汽轮机的蒸汽进口连接，汽轮机的蒸汽出口与冷凝器连接，冷凝器通过水泵与蒸汽发生器连接；所述的汽轮机的转子与发电机连接，发电机通过线缆与动力电池连接，动力电池线缆分别与水泵、冷凝器和电动机连接。上述的高效联合混合动力系统中，所述的内燃机采用的是涡轮增压发动机，还包括空气压缩机，所述的空气压缩机的转子与汽轮机的转子连接，所述的空气压缩机的出气口与燃烧室的进气口连接。上述的高效联合混合动力系统中，还包括废气涡轮机和高压涡轮机，所述的高压涡轮机的进气口与燃烧室的废气出口连接，高压涡轮机的出气口通过管道与废气涡轮机的进气口连接；废气涡轮机转子的一端与汽轮机转子连接，另一端与空气压缩机转子的一端连接；空气压缩机转子的另一端与高压涡轮机转子连接。上述的高效联合混合动力系统中，还包括水箱，水箱通过水泵与蒸汽发生器连接。上述的高效联合混合动力系统中，空气压缩机的进气口处设有空气过滤器。上述的高效联合混合动力系统中，蒸汽发生器上设有安全阀、压力报警器、结冰报警器和缺水报警器。上述的另一种高效联合混合动力系统中，所述的内燃机采用的是燃气轮机，所述的汽轮机的转子与燃气轮机的主轴连接；主轴上燃气轮机出气端通过轴承安装有风电转换器；汽轮机的转子与发电机的转子连接，发电机的转子通过差速器或减速机与电动机连接，电动机通过线缆与动力电池连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术结构简单，通过在内燃机燃烧室外设置蒸汽发生器，蒸汽发生器能够将内燃机散发的热能转化为蒸汽，进而通过汽轮机和发电机转化为电能，将散发的热能利用，大大提高了内燃机的效率；本技术还具有废气涡轮机或风电转换器，可以将废气内的热能转化为电能加以利用，进一步提高了内燃机的效率。附图说明图1是本技术实施例1的结构图。图2是本技术实施例2的结构图。图中：1.发电机，2.离合器，3.汽轮机，4.废气涡轮机，5.空气压缩机，6.排气管，7.高压蒸汽输送管，8.压力报警器，9.蒸汽发生器，10.高压涡轮机，11.安全阀，12.缺水报警器，13.水箱，14.水泵，15.曲轴，16.活塞，17.输水管，18.内燃机，19.转轴，20.结冰报警器，21.进气管，22.空气过滤器，23.出气口，24.水泵，25.冷凝器，26.动力电池，27.线缆，28.电动机，29.压气机，30.燃料喷射器，31.燃烧室，32热转换壁.33.主轴，34.整流罩，35.涡轮机，36.差速器或减速机，37.离合器，38.离合器，39.轴承，40.风电转换器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。实施例1如图1所示，本技术包括内燃机18（内燃机采用的是涡轮增压发动机）、水箱13、蒸汽发生器9、汽轮机3、冷凝器25、水泵24、水泵14、空气压缩机5、发电机1、动力电池26、废气涡轮机4和高压涡轮机10；所述的内燃机18的燃烧室（气缸）位于蒸汽发生器9内，蒸汽发生器9顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过高压蒸汽输送管7与汽轮机3的蒸汽进口连接，汽轮机3的蒸汽出口与冷凝器25连接，冷凝器25通过水泵24与蒸汽发生器9连接。所述的汽轮机3的转子与发电机1连接，发电机1通过线缆27与动力电池26连接，动力电池26线缆分别与水泵24和冷凝器25及电动机28连接。所述的空气压缩机5的转子与汽轮机3的转子连接，所述的空气压缩机5的出气口与燃烧室18的进气口连接，空气压缩机5的进气管21上设有空气过滤器22。所述的高压涡轮机10的进气口与燃烧室的废气出口连接，高压涡轮机10的出气口通过排气管6与废气涡轮机4的进气口连接。废气涡轮机4转子的一端与汽轮机3转子连接，另一端与空气压缩机5转子的一端连接；空气压缩机5转子的另一端与高压涡轮机10转子通过转轴19连接。所述的水箱13通过水泵14与蒸汽发生器9连接，所述的蒸汽发生器9上设有压力报警器8、安全阀11、结冰报警器20和缺水报警器12。本技术还包括电动机28，电动机28通过线缆与动力电池26连接，用于动力输出。本技术将高压涡轮10、废气涡轮4、汽轮机3通过转轴19连接，同轴同时做功减轻了高压涡轮10的压力负荷。本技术通过内燃机18、汽轮机3、和发电机1、动力电池26、电动机28之间采用不同的组合方式，可以产生多种不同的动力输出模式。实施例2如图2所示，本技术包括内燃机18（内燃机18采用的是燃气轮机）、蒸汽发生器9、汽轮机3、冷凝器25、水泵24、发电机1、动力电池26、风电转换器40及电动机28。所述的内燃机18的燃烧室置于蒸汽发生器9内，蒸汽发生器9顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过高压蒸汽输送管7与汽轮机3的蒸汽进口连接，汽轮机3的蒸汽出口与冷凝器25连接，冷凝器25通过水泵24与蒸汽发生器9连接。主轴33的一端与汽轮机3转子的一端连接，汽轮机3的转子的另一端与发电机1转子的一端连接，发电机1转子的另一端通过减速机36（或差速器）与电动机28连接。主轴33上燃气轮机出气端通过轴承39安装有风电转换器40，所述的发电机1通过线缆与动力电池26连接，动力电池26通过线缆分别与水泵24、电动机28和冷凝器25连接。本技术的燃气轮机18的燃烧室31相较于现有的同型号的燃气轮机的燃烧室长，加长燃烧室更有利于热量通过热转换壁32传给蒸汽发生器9转变成高压蒸汽传给汽轮机3做功，本技术的燃气轮机18的燃烧室31内设有整流罩34，整流罩34位于压气机29的后方主轴33的前端。由于整流罩34的隔热作用，降低了主轴33的温度，使得燃烧室高温气流尽可能向着四周扩散，将热量通过热转换壁32传递给蒸汽发生器9，减轻高压涡轮35的高温负荷。本技术的高压涡轮35、汽轮机3的转子同轴同时做功，减轻了高压涡轮35的压力负荷。本技术通过内燃机（燃气轮机）18、汽轮机3、发电机1和动力电池26、电动机28之间采用不同的组合方式，可以产生多种不同的动力输出模式。本技术可以在燃料喷射器30向燃烧室31喷射液氧混合燃料或其他高能燃料，进一步提高燃烧室温度，提高本技术的总功率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效联合混合动力系统，其特征是：包括内燃机、蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、水泵、发电机、动力电池及电动机；所述的内燃机的燃烧室位于蒸汽发生器内，蒸汽发生器顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与汽轮机的蒸汽进口连接，汽轮机的蒸汽出口与冷凝器连接，冷凝器通过水泵与蒸汽发生器连接；所述的汽轮机的转子与发电机连接，发电机通过线缆与动力电池连接，动力电池线缆分别与水泵、冷凝器和电动机连接。

【技术特征摘要】
1.一种高效联合混合动力系统，其特征是：包括内燃机、蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、水泵、发电机、动力电池及电动机；所述的内燃机的燃烧室位于蒸汽发生器内，蒸汽发生器顶部设有蒸汽出口，蒸汽出口通过管道与汽轮机的蒸汽进口连接，汽轮机的蒸汽出口与冷凝器连接，冷凝器通过水泵与蒸汽发生器连接；所述的汽轮机的转子与发电机连接，发电机通过线缆与动力电池连接，动力电池线缆分别与水泵、冷凝器和电动机连接。2.根据权利要求1所述的高效联合混合动力系统，其特征是：所述的内燃机采用的是涡轮增压发动机，还包括空气压缩机，所述的空气压缩机的转子与汽轮机的转子连接，所述的空气压缩机的出气口与燃烧室的进气口连接。3.根据权利要求2所述的高效联合混合动力系统，其特征是：还包括废气涡轮机和高压涡轮机，所述的高压涡轮机的进气口与燃烧室的废气出口连接，高压涡轮机的出气口通过管道与废气涡轮机的进气口连接；废气涡轮机转子的一端与汽轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦，
申请(专利权)人：刘彦，
类型：新型
国别省市：湖南,43