專利名稱：廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于內(nèi)燃蒸汽發(fā)動機領(lǐng)域，特別一種廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機。
背景技術(shù)：
目前的摩托車、汽車、火車、拖拉機、輪船及發(fā)電機等的內(nèi)燃發(fā)動機(包括汽油、柴油、重油及煤油發(fā)動機)，都是液體燃料在氣缸內(nèi)燃燒作功后，將帶熱量的廢氣直接向外界排放，既浪費熱能又污染環(huán)境?，F(xiàn)有的蒸汽機屬外燃式蒸汽機，都是容器內(nèi)的水被容器外燃燒加熱，水受熱產(chǎn)生蒸汽后，蒸汽通過管道進入氣缸推動活塞才作功，稱為外燃式蒸汽機。外燃式蒸汽機同樣污染環(huán)境及浪費能源，因此作為動力源已被淘汰。
現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動機的作功過程，不是整個作功行程都產(chǎn)生動能，因為它是瞬間作功，即活塞處在氣缸上止點時，液體燃料進入燃燒室與壓縮空氣反應，瞬間增大氣體將活塞推動，隨著活塞的移動，容積不斷增大，氣壓逐漸下降，作功力逐漸減弱。因此，燃料燃燒后的熱能不能充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種既能充分利用廢氣的熱能又可減少環(huán)境污染的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機。為實現(xiàn)上述目的本實用新型采取的技術(shù)方案是該廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機包括內(nèi)燃機氣缸、電控噴水嘴、水泵、水箱、水調(diào)壓器、溫度感應開關(guān)、氣壓接觸開關(guān)及控制電路，所述電控噴水嘴、溫度感應開關(guān)及氣壓接觸開關(guān)安裝在氣缸蓋上并與氣缸內(nèi)相通，所述水泵的進水口與水箱相連接，出水口連接水調(diào)壓器，水調(diào)壓器連接電控噴水嘴。
所述水箱還與一個廢氣過濾水室連接，由止水針控制廢氣過濾水室的液面，廢氣過濾水室裝有排氣管及出氣管，排氣管的一端連接氣缸蓋上的排氣口，另一端處于廢氣過濾水室液面下方，出氣管位于液面上方，廢氣過濾水室底部設(shè)有沉淀物出口開關(guān)。
所述廢氣過濾水室內(nèi)還裝有一水濾器，水濾器前裝有隔板，所述水泵的進水口與水濾器連接。
所述水調(diào)壓器與電控噴水嘴之間還設(shè)有高壓水分流器，高壓水分流器為一密封容器，有一進水口連接水調(diào)壓器，至少兩個出水口分別連接各氣缸的電控噴水嘴。
所述水泵為電動式加壓泵或由主機帶動的加壓泵。
所述控制電路電源與12V蓄電池相接，負極接地、接發(fā)動機外殼，并與電控噴水嘴、溫度感應開關(guān)、氣壓接觸開關(guān)的一極相接；電源的正極接溫度控制接觸器的線圈一極、接觸器常開電路的一極及氣壓控制接觸器的線圈一極；溫度控制接觸器的線圈另一極輸出a2接溫度感應開關(guān)a2′的另一極，氣壓控制接觸器線圈的另一極輸出a3接氣壓接觸開關(guān)a3′的另一極，氣壓控制接觸器常閉電路的一極輸出a1接電控噴水嘴a1′的另一極，溫度控制接觸器常開電路的另一極接氣壓控制接觸器常閉電路的另一極。
本新型是利用內(nèi)燃發(fā)動機氣缸內(nèi)的液體燃料充分燃燒后，活塞向下止點運行一定位置(稱為第一次作功)，活塞繼續(xù)下行缸內(nèi)的容積增大氣壓開始減弱時，瞬間向氣缸內(nèi)注入適量的水，與氣缸內(nèi)的熱氣完全汽化，氣體迅速膨脹，再次快速推動活塞運行(稱為第二次作功)，實現(xiàn)活塞在一次行程上產(chǎn)生二次作功的功效，充分利用了廢氣的熱能，并且排出的廢氣經(jīng)水過濾后再向外界排放，大大降低了對環(huán)境的污染。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖及第一次作功活塞工作狀態(tài)圖；圖2是第二次作功活塞工作狀態(tài)圖；圖3是第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型的控制電路圖。
具體實施方式
實施例一如圖1、圖2所示，本實用新型的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，包括內(nèi)燃機氣缸體1、電控噴水嘴6、廢氣過濾水室15、水泵23、水調(diào)壓器24、溫度感應開關(guān)7、氣壓接觸開關(guān)8及控制電路29，在現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動機(包括摩托車、汽車、拖拉機、火車、輪船和發(fā)電機等)的氣缸體1的氣缸蓋11上安裝電控噴水嘴6、溫度感應開關(guān)7及氣壓接觸開關(guān)8，并與氣缸內(nèi)12相通，所述廢氣過濾水室15為一可盛水的容器，在其上裝有排氣管16及出氣管17，排氣管16的一端連接氣缸蓋11上的排氣口30，另一端處于廢氣過濾水室15液面下方，出氣管17設(shè)在廢氣過濾水室15的頂部，水箱28與廢氣過濾水室15連接，水箱28的水流經(jīng)止水針18進入廢氣過濾水室15，由安裝在廢氣過濾水室15內(nèi)的浮子19控制止水針18開關(guān)，以實現(xiàn)水位不能超過設(shè)計的高度。在廢氣過濾水室15下部的一側(cè)裝有水濾器20，水濾器20前面裝有隔板21，齒輪式加壓水泵23的進水口26連接水濾器20，水濾器20的作用在于防止水中的雜質(zhì)進入水泵23，隔板21的作用是防止氣體串入進水口26。水泵23的出水口27連接一個水調(diào)壓器24，是為了將加壓水泵23輸出的高壓水保持在設(shè)定的壓力范圍，水調(diào)壓器24連接電控噴水嘴6。如果是兩缸以上的發(fā)動機，還需在水調(diào)壓器24與電控噴水嘴6之間安裝一個高壓水分流器25，單缸發(fā)動機則不需要。高壓水分流器25的進水口31連接水調(diào)壓器24，出水口32的數(shù)量是根據(jù)發(fā)動機的氣缸數(shù)而設(shè)計的。在廢氣過濾水室15的底部裝有沉淀物出口開關(guān)22，用于將水中的雜質(zhì)沉淀物排放，該開關(guān)可采用手動或自動控制等方式。高壓水分流器25的四條管道A、B、C、D分別連接發(fā)動機的1、2、3、4缸的電控噴水嘴6。
圖1、圖2所示，控制電路29出口a1連接第1氣缸電控噴水嘴6的電路，a2為連接第1氣缸溫度感應開關(guān)7電路，a3連接氣壓接觸開關(guān)8電路；b1、b2、b3為第二氣缸工作電路，分別連接電控噴水嘴6，溫度感應開關(guān)7及氣壓接觸開關(guān)8的電路；同樣c1、c2、c3為第三氣缸工作電路，d1、d2、d3為第四氣缸工作電路?？刂齐娐犯鶕?jù)氣缸內(nèi)12的溫度變化及氣壓變化來控制電控噴水嘴6的噴水時刻及噴水量。
如下敘述工作過程當活塞2將空氣(柴油、重油機等)或混合氣(汽油機)壓縮最小容積，活塞處在上止點，噴油嘴9噴油(或火花塞點火)燃油或混合氣燃燒，氣體膨脹活塞2運動(如圖1所示)稱為第一次作功；活塞2往下運行一定過程(如圖2所示)氣體已充分燃燒，這時氣缸內(nèi)12的溫度升到最高，溫度感應開關(guān)7(第一缸溫度感應開關(guān)a2’，如圖5所示，以第一缸為例，下同)打開，電流通過a2接通溫度控制接觸器(第一缸為La1)的線圈，這時La1的常開接觸器受磁吸被接通，同時氣缸內(nèi)12的氣壓也是最大，氣壓接觸開關(guān)8(第一缸為a3)打開電流通過a3接通氣壓控制接觸器(第一缸為La2)的線圈，La2的常閉接觸器受磁吸被斷開；當活塞2繼續(xù)下行，容積增大，氣壓開始減弱，氣壓接觸開關(guān)8關(guān)閉，La2的線圈斷路，常閉接觸器復回原位，電控噴水嘴6(第一缸為a1’)的電路經(jīng)a1、經(jīng)La2的常閉接觸器、經(jīng)la1的常開接觸器被接通，向氣缸內(nèi)12噴水；水吸收氣缸內(nèi)12的熱量，氣缸內(nèi)的溫度下降至不能產(chǎn)生蒸汽時，溫度感應開關(guān)7(第一缸為a2’)關(guān)閉，La1的常開接觸器復回原位，電控噴水嘴的電路被斷開而停止噴水。當水吸收氣缸內(nèi)還未排出的廢氣熱量產(chǎn)生蒸汽時，氣缸內(nèi)12的氣體迅速膨脹，活塞2加速向下運行，稱為第二次作功。當活塞2行至下止點(以四沖程廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機為例)，排氣門5打開，曲軸14受慣性推動活塞2上行，將接近常溫的廢氣從氣缸內(nèi)12排出，廢氣通過排氣管16由廢氣過濾水室15的水下排出，廢氣經(jīng)過水濾后從出氣管17向外排放。加壓水泵23將廢氣過濾水室15的水抽出經(jīng)水調(diào)壓器24再送至電控噴水嘴。
實施例二如圖3所示，所述水泵23的進水口直接與水箱28連接，廢氣過濾水室15內(nèi)不用安裝水濾器20及隔板21，其他部件及構(gòu)造與實施例一相同。工作時，水泵23直接抽取水箱28中的水，由出水口27送至水調(diào)壓器24經(jīng)高壓水分流器25至電控噴水嘴6。工作原理與實施例一相同。
實施例三如圖4所示，本實施方式是不安裝廢氣過濾水室15，所述氣缸的排氣口30排出的廢氣直接排向外界，水泵23的進水口26直接連接水箱28，出水口27連接水調(diào)壓器24經(jīng)高壓水分流器25至電控噴水嘴6。工作原理與實施例一相同，不同之處在于發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣不經(jīng)水濾而直接排出。但是由于電控噴水嘴向氣缸內(nèi)噴水，已對氣缸內(nèi)的廢氣進行了一次凈化，所以也可在一定程度上減少了對環(huán)境的污染。
權(quán)利要求1.一種廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，包括內(nèi)燃機氣缸、電控噴水嘴、水泵、水箱、水調(diào)壓器、溫度感應開關(guān)、氣壓接觸開關(guān)及控制電路，其特征在于所述電控噴水嘴(6)、溫度感應開關(guān)(7)及氣壓接觸開關(guān)(8)安裝在氣缸蓋(11)上并與氣缸內(nèi)(12)相通，所述水泵(23)的進水口(26)與水箱(28)相連接，出水口(27)連接水調(diào)壓器(24)，水調(diào)壓器(24)連接電控噴水嘴(6)，所述控制電路連接電控噴水嘴(6)、溫度感應開關(guān)(7)及氣壓接觸開關(guān)(8)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，其特征在于所述水箱(28)還與一個廢氣過濾水室(15)連接，由止水針(18)控制廢氣過濾水室(15)的液面，廢氣過濾水室(15)裝有排氣管(16)及出氣管(17)，排氣管(16)的一端連接氣缸蓋上的排氣口(30)，另一端處于廢氣過濾水室(15)液面下方，出氣管(17)位于液面上方，廢氣過濾水室(15)底部設(shè)有沉淀物出口開關(guān)(20)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，其特征在于所述廢氣過濾水室(15)內(nèi)還裝有一水濾器(20)，水濾器(20)前裝有隔板(21)，所述水泵(23)的進水口(26)與水濾器(20)連接。
4.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，其特征在于所述水調(diào)壓器(24)與電控噴水嘴(6)之間還設(shè)有高壓水分流器(25)，高壓水分流器(25)為一密封容器，有一進水口(31)連接水調(diào)壓器(24)，至少兩個出水口(32)分別連接各氣缸的電控噴水嘴(6)。
5.據(jù)權(quán)利要求1或3所述的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，其特征在于所述水泵(23)為電動式加壓泵或由主機帶動的加壓泵。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，其特征在于所述控制電路電源與蓄電池相接，負極接地、接發(fā)動機外殼，并與電控噴水嘴溫度感應開關(guān)、氣壓接觸開關(guān)的一極相接；電源的正極接溫度控制接觸器的線圈一極，接觸器常開電路的一極及氣壓控制接觸器的線圈一極；溫度控制接觸器的線圈另一極輸出a2接溫度感應開關(guān)a2’的另一極氣壓控制接觸器線圈的另一極輸出a3接氣壓接觸開關(guān)a3’的另一極，氣壓控制接觸器常閉電路的一極輸出a1接電控噴水嘴a1’的另一極，溫度控制接觸器常開電路的另一極接氣壓控制接觸器常閉電路的另一極。
專利摘要廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機，該廢氣水濾內(nèi)燃式蒸汽發(fā)動機包括內(nèi)燃機氣缸、電控噴水嘴、水泵、水箱、水調(diào)壓器、溫度感應開關(guān)、氣壓接觸開關(guān)及控制電路，所述電控噴水嘴、溫度感應開關(guān)及氣壓接觸開關(guān)安裝在氣缸蓋上并與氣缸內(nèi)相通，所述水泵的進水口與水箱相連接，出水口連接水調(diào)壓器，水調(diào)壓器連接電控噴水嘴。本實用新型是利用內(nèi)燃發(fā)動機氣缸內(nèi)的液體燃料充分燃燒后，活塞向下止點運行一定位置，缸內(nèi)的氣壓開始減弱時，瞬間往氣缸內(nèi)注入適量的水，與氣缸內(nèi)的熱氣完全汽化氣體迅速膨脹，再次快速推動活塞運行，實現(xiàn)活塞在一次行程上產(chǎn)生二次作功的功效，利用了廢氣的熱能，并且排出的廢氣經(jīng)水過濾后再向外界排放，降低了對環(huán)境的污染。
文檔編號F02B47/02GK2781018SQ20052005791
公開日2006年5月17日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者賴必達 申請人:賴必達