【技术实现步骤摘要】
本申请涉及内燃机废气处理的，具体而言，涉及一种热气机及内燃机废气余热回收系统。
技术介绍
1、驱动船舶或车辆运行的内燃机在燃烧后，会存在大量的高温废气，通常这部分废气会被直接排放至外界环境或用于加热热水。
2、燃油、天然气或其他燃料燃烧产生的大量余热资源被废气带走而未被充分利用，使燃料的能量利用效率难以有效提高。高温废气用于加热热水的方式可部分解决余热的利用，但却不能给内燃机自身的动力输出或能量转化效率带来实际的提升。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种热气机及内燃机废气余热回收系统，其中，热气机可以将内燃机内燃料燃烧后排出的高温废气的热能加以利用，并转化为动力装置对外输出的机械能，输出的机械能转化为抽气泵的压差势能，从而使输送内燃机高温废气管道的压力降低，内燃机出口的背压可以低于大气压，内燃机活塞在排出废气的过程中无需消耗能量，从而使内燃机可输出的净功增加。
2、第一方面，提供了一种热气机，包括转轮、第一活塞气缸装置、第二活塞气缸装置、转动轴、散热风扇、抽气泵、蓄热器、换热器和废气连接管。
3、其中，第一活塞气缸装置包括沿第一方向延伸的第一气缸，还包括第一活塞和第一连杆，第一活塞可滑动地设置在第一气缸内，第一连杆的一端与转轮的第一偏心位置铰接，第一连杆的另一端与第一活塞朝向转轮的一端铰接；
4、第二活塞气缸装置包括沿第二方向延伸的第二气缸，还包括第二活塞和第二连杆，第二活塞可滑动地设置在第二气缸内，第二连杆的一端与转轮
5、转动轴与转轮连接，转轮驱动转动轴转动；
6、散热风扇安装在转动轴上，并随转动轴转动，且散热风扇的吹风方向朝向第二气缸；
7、抽气泵安装在转动轴上，并由转动轴驱动；
8、换热器包括内部管路和包裹内部管路的外腔体；蓄热器第一端与第二气缸连通，蓄热器的第二端与内部管路第一端及第一气缸连通，内部管路的第二端与第一气缸连通；在蓄热器与内部管路连通的管路上设置第一单向阀，第一单向阀由蓄热器至内部管路单向导通；在蓄热器与第一气缸连通的管路上设置第二单向阀，第二单向阀由第一气缸至蓄热器单向导通；
9、废气连接管一端与换热器的外腔体的出口连接，另一端与抽气泵的出口连接；
10、其中，工作时，内燃气排出的高温废气进入换热器的外腔体；第一气缸及第二气缸内填充工质。
11、在一种可实施的方案中，第一方向与第二方向垂直；
12、第一连杆与转轮铰接的第一偏心位置与第二连杆与转轮铰接的第二偏心位置相同。
13、在一种可实施的方案中，第二气缸的外壁表面设置若干散热肋片。
14、在一种可实施的方案中，第二气缸内设置多个沿第二方向延伸的第一换热肋片，第二活塞朝向第二气缸内部一侧设置多个沿第二方向延伸的第二换热肋片；第一换热肋片与第二换热肋片交错分布；在第二活塞压缩第二气缸时，第二换热肋片插入第一换热肋片的间隔中。
15、在一种可实施的方案中，转动轴包括第一转轴和第二转轴；第一转轴的一端与转轮连接，转轮驱动转动轴转动；第一转轴的另一端通过一变速器与第二转轴连接；抽气泵安装在第二转轴上，并由第二转轴驱动。
16、在一种可实施的方案中，第一气缸朝向转轮一侧固定连接一第一延伸杆，第一延伸杆与第一连杆铰接；第一延伸杆的中心线穿过转轮圆心并与转轮的旋转轴线垂直；
17、第二气缸朝向转轮一侧固定连接一第二延伸杆，第二延伸杆与第二连杆铰接；第二延伸杆的中心线穿过转轮圆心并与转轮的旋转轴线垂直。
18、在一种可实施的方案中，还包括驱动装置，驱动装置设置在转轮处；在工作刚开始时，驱动装置用于给于转轮初始的旋转作用力。
19、在一种可实施的方案中，转轮的整个圆周按照顺时针或逆时针顺次划分为第一旋转角、第二旋转角、第三旋转角和第四旋转角；工作时，转轮依次转过第一旋转角、第二旋转角、第三旋转角和第四旋转角；
20、在转轮转过第一旋转角时，第一活塞在第一气缸内处于远离转轮一侧，且第二活塞在第二气缸内由靠近转轮向远离转轮的方向移动；
21、在转轮转过第二旋转角时，第一活塞在第一气缸内由远离转轮向靠近转轮的方向移动，且第二活塞在第二气缸内继续向远离转轮的方向移动；
22、在转轮转过第三旋转角时，第一活塞在第一气缸内继续向靠近转轮的方向移动，且第二活塞在第二气缸内处于远离转轮一侧；
23、在转轮转过第四旋转角时，第一活塞在第一气缸内由靠近转轮向远离转轮的方向移动，且第二活塞在第二气缸内由远离转轮向靠近转轮的方向移动。
24、根据本申请的第二方面，还提供了一种内燃机废气余热回收系统，包括前述的热气机；其中，内燃气的排气口与热气机的换热器的外腔体的入口连通。
25、与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：
26、本申请提供的一种热气机，以近似等容回热的形式最大限度吸收内燃机排出的高温废气的热量，以绝热膨胀的形式通过第一气缸的第一活塞对外输出功。输出功后，进行等容回热降温后使工质进入第二气缸，并以等温压缩的形式对外散热且回到初始状态，完成一个动力循环。动力循环重复进行，便可以一直输出功。动力循环输出的功一部分用于驱动散热风扇，其他部分用于驱动抽气泵运转，降低高温废气的排出压力，从而使内燃机可以在较低的背压下运行，内燃机在排气过程中的耗功降低，输出的净功增加。
27、换言之，本申请的热气机可以将内燃机内燃料燃烧后排出的高温废气的热能加以利用，并转化为动力装置对外输出的机械能，输出的机械能转化为抽气泵的压差势能，从而使输送内燃机高温废气管道的压力降低，内燃机出口的背压可以低于大气压，内燃机活塞在排出废气的过程中无需消耗能量，从而使内燃机可输出的净功增加。
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1.一种热气机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直；
3.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述第二气缸(31)的外壁表面设置若干散热肋片(311)。
4.根据权利要求3所述的热气机，其特征在于，所述第二气缸(31)内设置多个沿第二方向延伸的第一换热肋片(301)，所述第二活塞(32)朝向所述第二气缸(31)内部一侧设置多个沿第二方向延伸的第二换热肋片(302)；所述第一换热肋片(301)与所述第二换热肋片(302)交错分布；在所述第二活塞(32)压缩所述第二气缸(31)时，所述第二换热肋片(302)插入所述第一换热肋片(301)的间隔中。
5.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述转动轴(4)包括第一转轴(41)和第二转轴(42)；所述第一转轴(41)的一端与所述转轮(1)连接，所述转轮(1)驱动所述转动轴(4)转动；所述第一转轴(41)的另一端通过一变速器(12)与所述第二转轴(42)连接；所述抽气泵(6)安装在所述第二转轴(42)上，并由所述第二转轴(42
6.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述第一气缸(21)朝向所述转轮(1)一侧固定连接一第一延伸杆(211)，所述第一延伸杆(211)与所述第一连杆(23)铰接；所述第一延伸杆(211)的中心线穿过所述转轮(1)圆心并与所述转轮(1)的旋转轴线垂直；
7.根据权利要求1-6任一项所述的热气机，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置设置在所述转轮(1)处；在工作刚开始时，所述驱动装置用于给于所述转轮(1)初始的旋转作用力。
8.根据权利要求1-6任一项所述的热气机，其特征在于，所述转轮(1)的整个圆周按照顺时针或逆时针顺次划分为第一旋转角、第二旋转角、第三旋转角和第四旋转角；工作时，所述转轮(1)依次转过第一旋转角、第二旋转角、第三旋转角和第四旋转角；
9.一种内燃机废气余热回收系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的热气机；其中，内燃气的排气口与所述热气机的换热器(8)的外腔体(82)的入口连通。
...【技术特征摘要】
1.一种热气机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直；
3.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述第二气缸(31)的外壁表面设置若干散热肋片(311)。
4.根据权利要求3所述的热气机，其特征在于，所述第二气缸(31)内设置多个沿第二方向延伸的第一换热肋片(301)，所述第二活塞(32)朝向所述第二气缸(31)内部一侧设置多个沿第二方向延伸的第二换热肋片(302)；所述第一换热肋片(301)与所述第二换热肋片(302)交错分布；在所述第二活塞(32)压缩所述第二气缸(31)时，所述第二换热肋片(302)插入所述第一换热肋片(301)的间隔中。
5.根据权利要求1所述的热气机，其特征在于，所述转动轴(4)包括第一转轴(41)和第二转轴(42)；所述第一转轴(41)的一端与所述转轮(1)连接，所述转轮(1)驱动所述转动轴(4)转动；所述第一转轴(41)的另一端通过一变速器(12)与所述第二转轴(42)连接；所述抽气泵(6)...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴腾马，张成友，刘志杰，梁博涵，
申请(专利权)人：江南造船集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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