一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机制造技术

本发明专利技术提供了一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，涉及热机技术领域，解决了现有技术中热机热效率低、有害物排放不理想、排气噪音大、能功转化率较低和成本较高的问题，本发明专利技术将容积固定的燃烧室与压气组件分别独立设置，并将燃烧室设置于受热容器内，燃烧室接收来自压气组件的高压高温气体并加入燃料点燃燃烧，之后将燃气排入受热容器中储能，受热容器中的气体冲入偏置的膨胀气缸膨胀并推动冲击片进而带动转子转动做功，最终由转子连接的直轴式转子轴输出做功。本发明专利技术具有热效率较高，有害污染物的产生和排放较低，排气噪音低，能功转换效率高，整机结构较简单、重量轻、制造工艺难度较低、成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机
本专利技术涉及热机
，具体的说，是一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机。
技术介绍
如何提高热机效率一直是世界各国热机工程界竞相研究的核心问题和发展方向。现有的活塞式四冲程内燃机的基本构造主要由活塞、连杆、曲轴、飞轮、进、排气门、机体、喷油器、火花塞等组成，其工作原理由四个冲程组成，分别是进气冲程、压缩冲程、作功冲程、排气冲程，曲轴旋转两转，活塞在气缸内作完四个冲程完成一个工作循环，依次循环往复连续旋转。外界空气从进气门进入气缸，然后进行压缩，压缩到活塞上止点气缸内喷入燃油，火花塞点火，燃料燃烧使缸内气体的压力和温度急剧升高，之后是推动活塞下行作功，最后作功后的废气从排气门排出外界。该种内燃机广泛应用于汽车工业、军事工业、工农业生产各个领域，随着内燃机的大量生产和使用，不仅以惊人的速度消耗着全球的石油资源，而且在消耗燃料的同时也无情的向自然界排放大量的有害气体和二氧化碳，造成日益严重的环境污染，破坏了生态环境和对城市空气的污染。传统使用的活塞式热机自诞生至今有着近二百年的历史，其技术水平已达到相当完善和成熟的境地，尤其是在汽车工业以及各种动力工程产业，早已成为国民经济的支柱产业和科技水平的标杆。然而该种内燃机由于受其基本结构和热力循环形式的限制，却有着难以克服和致命的缺陷，其主要缺点有如下几点：1、有效热效率依然停留在较低水平上并难以进一步提升。据相关资料显示，作为活塞式汽油机的有效热效率大部分依然停留在25％-35％之间，现在国内最先进的商用汽油机其最高热效率只在35％—40％之间，国外发达国家如日本也在40％—43之间，这意味着超越50％的燃料能量白白浪费掉了。2、燃烧效率和尾气排放品质较差，这是由于燃料在气缸内燃烧时，受燃烧室空间和燃烧时间的限制，不能实现充分和完全燃烧。再是无法实现排气无噪音排放。3、由于活塞在气缸内的工作容积是不变的，为了工作循环的需要，排气门需要提前打开，迫使不能膨胀作功的能量气体完全膨胀作功，造成能量浪费。4、沿用笨重的曲柄连杆机构进行能功转换，机械效率、能功转换效率低、构造复杂、增加发动机的制造难度和整机制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计出一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，具有热效率较高，有害污染物的产生和排放较低，排气噪音较低，能功转换效率较高，整机结构较简单、重量轻、制造工艺难度较低、成本低的优点。本专利技术通过下述技术方案实现：一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，包括压气组件、燃烧室、火花塞、喷油嘴、扩放阀、受热容器、第一转子轴和第一能功转换装置；所述压气组件通过气路连接所述燃烧室，所述压气组件用于向所述燃烧室送入压缩空气；所述燃烧室具有容积固定的内腔，所述燃烧室安装有所述火花塞、所述喷油嘴和所述扩放阀；所述扩放阀用于控制燃烧气体排放；所述燃烧室设置于所述受热容器内并与之密封连接；燃烧后的气体能通过所述扩放阀排放至所述受热容器；所述第一能功转换装置包括膨胀气缸、转子和冲击片；所述冲击片连接于所述转子并与之设置于所述膨胀气缸内，所述第一转子轴为直轴，所述膨胀气缸偏心套装于所述第一转子轴，所述转子同轴套装于所述第一转子轴，所述冲击片能沿所述转子的径向往复移动并与所述膨胀气缸缸壁接触密封，所述膨胀气缸的缸壁顶点与所述第一转子轴接触密封，所述膨胀气缸设置有冲气口和排气口，所述冲气口和所述排气口分别位于所述膨胀气缸的缸壁顶点的相对两侧；所述受热容器通过设置有放气阀的气路连接所述膨胀气缸的所述冲气口。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机不采用强制水冷或强制风冷。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述压气组件包括机体、曲轴、压气气缸和活塞；所述机体套装于所述曲轴，所述压气气缸连接所述机体，所述活塞活动设置于所述压气气缸内并通过连杆连接所述曲轴，所述曲轴对接所述第一转子轴的一端，所述压气气缸设置有与所述曲轴传动连接的进气门和充气门，所述充气门通过气路连接所述燃烧室。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述压气组件包括第三转子轴和转子压气装置，所述转子压气装置结构与所述第一能功转换装置相同，所述第三转子轴对接所述第一转子轴的一端，所述转子压气装置套装于所述第三转子轴，所述转子压气装置的排气口通过气路连接所述燃烧室。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述受热容器设置有温控装置，所述温控装置能通过回热水吸热来调节所述受热容器的温度；所述温控装置包括连接所述受热容器的回水管。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述回水管与所述受热容器内部连通，所述温控装置能向所述受热容器内引入回热水，通过回热水吸热蒸发降低所述受热容器温度并增加所述受热容器内的气体压力。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述受热容器设置有压控装置，所述压控装置包括充气泵，所述充气泵与所述受热容器内腔连通，所述充气泵能根据所述受热容器内的气压向所述受热容器内充气调节气压。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：还包括第二能功转换装置，所述第二能功转换装置与所述第一能功转换装置的结构相同，所述第二能功装换装置的转子同轴套装于所述第一转子轴，所述第二能功转换装置的膨胀气缸偏心套装于所述第一转子轴，所述第二能功转换装置的冲气口通过气路与所述第一能功转换装置的所述排气口连接。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述第二能功转换装置的膨胀气缸的容积大于所述第一能功转换装置的所述膨胀气缸的容积。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述第一转子轴的一端安装有飞轮。进一步的为更好的实现本专利技术，特别采用下述设置结构：所述受热容器的外壁设置有隔热结构。本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术中，燃烧室与压气组件分别独立设置，能够高效利用燃料燃烧所产生的总热量，即大幅提升发动机的能耗比，节能显著。燃烧气体能够实现完全膨胀做功，废气中的有害污染物大量减少，并且废气在排出大气时实现无噪音排放，成为无排气噪音发动机。该中燃热气轮机省去了强制冷却系统，动力输出曲轴，排气消音装置等，整机结构简化，加工生产难度降低，减少了材料消耗和总制造成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机的结构示意图；图2是第一能功转换装置的安装方位示意图；图中标记为：1、机体；2、曲轴；3、压气气缸；4、活塞；5、进气门；6、充气门；7、火花塞；8、喷油嘴；9、燃烧室；10、扩放阀；11、受热容器；12、放气阀；13、膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，其特征在于：包括压气组件、燃烧室(9)、火花塞(7)、喷油嘴(8)、扩放阀(10)、受热容器(11)、第一转子轴(16)和第一能功转换装置；/n所述压气组件通过气路连接所述燃烧室(9)，所述压气组件用于向所述燃烧室(9)送入压缩空气；/n所述燃烧室(9)具有容积固定的内腔，所述燃烧室(9)安装有所述火花塞(7)、所述喷油嘴(8)和所述扩放阀(10)；所述扩放阀(10)用于控制燃烧气体排放；/n所述燃烧室(9)设置于所述受热容器(11)内并与之密封连接；燃烧后的气体能通过所述扩放阀(10)排放至所述受热容器(11)；/n所述第一能功转换装置包括膨胀气缸(13)、转子(15)和冲击片(14)；所述冲击片(14)连接于所述转子(15)并与之设置于所述膨胀气缸(13)内，所述第一转子轴(16)为直轴，所述膨胀气缸(13)偏心套装于所述第一转子轴(16)，所述转子(15)同轴套装于所述第一转子轴(16)，所述冲击片(14)能沿所述转子(15)的径向往复移动并与所述膨胀气缸(13)缸壁接触密封，所述膨胀气缸(13)的缸壁顶点与所述第一转子轴(16)接触密封，所述膨胀气缸(13)设置有冲气口(19)和排气口(20)，所述冲气口(19)和所述排气口(20)分别位于所述膨胀气缸(13)的缸壁顶点的相对两侧；/n所述受热容器(11)通过设置有放气阀(12)的气路连接所述膨胀气缸(13)的所述冲气口(19)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，其特征在于：包括压气组件、燃烧室(9)、火花塞(7)、喷油嘴(8)、扩放阀(10)、受热容器(11)、第一转子轴(16)和第一能功转换装置；
所述压气组件通过气路连接所述燃烧室(9)，所述压气组件用于向所述燃烧室(9)送入压缩空气；
所述燃烧室(9)具有容积固定的内腔，所述燃烧室(9)安装有所述火花塞(7)、所述喷油嘴(8)和所述扩放阀(10)；所述扩放阀(10)用于控制燃烧气体排放；
所述燃烧室(9)设置于所述受热容器(11)内并与之密封连接；燃烧后的气体能通过所述扩放阀(10)排放至所述受热容器(11)；
所述第一能功转换装置包括膨胀气缸(13)、转子(15)和冲击片(14)；所述冲击片(14)连接于所述转子(15)并与之设置于所述膨胀气缸(13)内，所述第一转子轴(16)为直轴，所述膨胀气缸(13)偏心套装于所述第一转子轴(16)，所述转子(15)同轴套装于所述第一转子轴(16)，所述冲击片(14)能沿所述转子(15)的径向往复移动并与所述膨胀气缸(13)缸壁接触密封，所述膨胀气缸(13)的缸壁顶点与所述第一转子轴(16)接触密封，所述膨胀气缸(13)设置有冲气口(19)和排气口(20)，所述冲气口(19)和所述排气口(20)分别位于所述膨胀气缸(13)的缸壁顶点的相对两侧；
所述受热容器(11)通过设置有放气阀(12)的气路连接所述膨胀气缸(13)的所述冲气口(19)。


2.根据权利要求1所述的一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，其特征在于：所述压气组件包括机体(1)、曲轴(2)、压气气缸(3)和活塞(4)；所述机体(1)套装于所述曲轴(2)，所述压气气缸(3)连接所述机体(1)，所述活塞(4)活动设置于所述压气气缸(3)内并通过连杆连接所述曲轴(2)，所述曲轴(2)对接所述第一转子轴(16)的一端，所述压气气缸(3)设置有与所述曲轴传动连接的进气门(5)和充气门(6)，所述充气门(6)通过气路连接所述燃烧室(9)。


3.根据权利要求2所述的一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，其特征在于：所述压气组件包括第三转子轴和转子压气装置，所述转子压气装置结构与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高富，高天祥，
申请(专利权)人：高富，
类型：发明
国别省市：山东;37