專利名稱：氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動機，無論是內(nèi)燃機、外燃機還是混燃機的燃燒室排放出的污染物是目前環(huán)境保護中的最大障礙。因此，關(guān)于新能源動力系統(tǒng)的研究日趨火熱。但是新能源動力系統(tǒng)很難在短時間內(nèi)得以廣泛實際應(yīng)用，因此如何減少或杜絕傳統(tǒng)能源動力轉(zhuǎn)換過程中的污染物排放是更為現(xiàn)實急迫的任務(wù)。不僅如此，在今后相當長的時間內(nèi)人類的能源結(jié)構(gòu)仍然將以碳氫化合物為主，其中包括化石能源和生物質(zhì)能源。為此如果能夠開發(fā)出以碳氫化合物或碳氫氧化合物為燃料的零排放或近零排放的熱動力系統(tǒng)，將對于環(huán)境保護起到更大的作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下一種氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，包括壓縮式空分系統(tǒng)，爆排發(fā)動機和二氧化碳液化器，所述壓縮式空分系統(tǒng)的液氧出口與所述爆排發(fā)動機的燃燒室連通，所述爆排發(fā)動機的排氣道與所述二氧化碳液化器連通，所述壓縮式空分系統(tǒng)的氮氣出口與所述二氧化碳液化器連通，在所述二氧化碳液化器內(nèi)以氮氣的冷能為推動力使所述爆排發(fā)動機排氣中的二氧化碳液化和/或固化。在所述爆排發(fā)動機和所述二氧化碳液化器之間設(shè)排氣降溫熱交換器。所述二氧化碳液化器設(shè)為混合式二氧化碳液化器。在所述爆排發(fā)動機和所述二氧化碳液化器之間設(shè)排氣降溫熱交換器，在所述排氣降溫熱交換器上設(shè)熱交換器水出口。在所述二氧化碳液化器上設(shè)液化器水出口。在所述爆排發(fā)動機的燃燒室上設(shè)回流流體入口，在所述二氧化碳液化器上設(shè)回流流體出口，所述回流流體出口經(jīng)高壓泵與所述回流流體入口連通。在所述壓縮式空分系統(tǒng)的液氧出口與所述爆排發(fā)動機的燃燒室之間設(shè)液氧高壓泵和氧吸熱熱交換器。氧吸熱熱交換器設(shè)為氧吸熱排氣熱交換器、氧吸熱燃燒室熱交換器或氧吸熱壓縮式空分熱交換器。本發(fā)明的原理是利用壓縮式空分系統(tǒng)產(chǎn)生的液氧為爆排發(fā)動機提供氧化劑，而同時產(chǎn)生的低溫氮氣用來冷卻爆排發(fā)動機的排氣，將排氣中的二氧化碳進行液化和/或固化。本發(fā)明中所謂的壓縮式空分系統(tǒng)是指壓縮式的空氣分離系統(tǒng)，用來將氧氣和氮氣及其他空氣成分分離；所謂的爆排發(fā)動機是指只有爆炸作功過程和排氣過程的發(fā)動機，這種發(fā)動機是將高壓氧化劑充入燃燒室后噴入燃料，在燃燒室內(nèi)不再進行壓縮，并且可以對所述爆排發(fā)動機充入膨脹劑來提高爆排發(fā)動機的作功能力，這種發(fā)動機是指只進行爆炸作功沖程和排氣沖程的活塞式熱動力系統(tǒng)以及葉輪式(如燃氣輪機的燃燒室和透平部分)、 轉(zhuǎn)子式等一切由熱轉(zhuǎn)換成動力的熱動力系統(tǒng)；所謂壓氣機是指對氣體進行壓縮的機構(gòu)，如活塞式、渦輪式、螺桿式、齒輪式、轉(zhuǎn)子式壓氣機等；所述膨脹劑是指不參與燃燒化學反應(yīng)起升溫或降溫以及調(diào)整作功工質(zhì)摩爾數(shù)的作用并參與膨脹作功的工質(zhì)；所謂二氧化碳液化器是指一切能使二氧化碳液化的裝置，所謂混合式二氧化碳液化器是指通過與低溫流體混合的降溫方式使二氧化碳液化的裝置；所謂排氣降溫熱交換器是指將排氣降溫的裝置，可以是散熱器，也可以是以降溫為目的的熱交換器，還可以是混合式降溫裝置；所謂連通是指直接連通、經(jīng)過若干過程(包括與其他物質(zhì)混合等)的間接連通或經(jīng)泵、控制閥等受控連通； 所謂氧吸熱熱交換器是指為了使氧以具有一定溫度的高壓氣態(tài)形式進入燃燒室所設(shè)的熱交換器，其目的是讓氧在進入燃燒室之前吸收低品位熱量；所謂氧吸熱排氣熱交換器是指設(shè)在排氣道上的氧吸熱熱交換器；所謂氧吸熱燃燒室熱交換器是指設(shè)在發(fā)動機燃燒室壁上的氧吸熱熱交換器；所謂氧吸熱壓縮式空分熱交換器是指設(shè)在壓縮式空分系統(tǒng)中的壓縮機上的氧吸熱熱交換器。本發(fā)明所謂的熱交換器水出口可以作為水的排放出口，也可以將此水出口經(jīng)高壓泵或經(jīng)高壓泵再經(jīng)熱交換器加熱汽化后與爆排發(fā)動機的燃燒室連通。本發(fā)明所謂的液化器水出口可以作為水的排放出口，也可以將此水出口經(jīng)高壓泵或經(jīng)高壓泵再經(jīng)熱交換器加熱汽化后與爆排發(fā)動機的燃燒室連通。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明所公開的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機實現(xiàn)了發(fā)動機的高效、低排放，大大提高了發(fā)動機的環(huán)保性和節(jié)能性。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖10為本發(fā)明實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式實施例1如圖1所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，包括壓縮式空分系統(tǒng)1，爆排發(fā)動機2 和二氧化碳液化器3，壓縮式空分系統(tǒng)1的液氧出口與爆排發(fā)動機2的燃燒室連通，爆排發(fā)動機2的排氣道與二氧化碳液化器3連通，壓縮式空分系統(tǒng)1的氮氣出口與二氧化碳液化
4器3連通，在二氧化碳液化器3內(nèi)以氮氣的冷能為推動力使爆排發(fā)動機2的排氣中的二氧化碳液化和/或固化。實施例2如圖2所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于在爆排發(fā)動機2和二氧化碳液化器3之間設(shè)排氣降溫熱交換器5。實施例3如圖3所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于所述二氧化碳液化器3設(shè)為混合式二氧化碳液化器300。實施例4如圖4所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于在爆排發(fā)動機2和二氧化碳液化器3之間設(shè)排氣降溫熱交換器5，在排氣降溫熱交換器5上設(shè)熱交換器水出口 501。實施例5如圖5所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于在二氧化碳液化器3上設(shè)液化器水出口 301。實施例6如圖6所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于在爆排發(fā)動機2的燃燒室上設(shè)回流流體入口 201，在二氧化碳液化器3上設(shè)回流流體出口 302，回流流體出口 302經(jīng)高壓泵6與回流流體入口 201連通。實施例7如圖7所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于在壓縮式空分系統(tǒng)1的液氧出口與爆排發(fā)動機2的燃燒室之間設(shè)液氧高壓泵7和氧吸熱熱交換器10。實施例8如圖8所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例7的區(qū)別在于氧吸熱熱交換器10設(shè)為氧吸熱排氣熱交換器101。實施例9如圖9所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例7的區(qū)別在于氧吸熱熱交換器10設(shè)為氧吸熱燃燒室熱交換器102。實施例10如圖10所示的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其與實施例7的區(qū)別在于氧吸熱熱交換器10設(shè)為氧吸熱壓縮式空分熱交換器103。
權(quán)利要求
1.一種氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，包括壓縮式空分系統(tǒng)(1)，爆排發(fā)動機(2)和二氧化碳液化器(3)，其特征在于所述壓縮式空分系統(tǒng)(1)的液氧出口與所述爆排發(fā)動機(2) 的燃燒室連通，所述爆排發(fā)動機(2)的排氣道與所述二氧化碳液化器(3)連通，所述壓縮式空分系統(tǒng)(1)的氮氣出口與所述二氧化碳液化器(3)連通，在所述二氧化碳液化器(3)內(nèi)以氮氣的冷能為推動力使所述爆排發(fā)動機(2)排氣中的二氧化碳液化和/或固化。
2.如權(quán)利要求1所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于在所述爆排發(fā)動機(2) 和所述二氧化碳液化器(3)之間設(shè)排氣降溫熱交換器(5)。
3.如權(quán)利要求1所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于所述二氧化碳液化器 (3)設(shè)為混合式二氧化碳液化器(300)。
4.如權(quán)利要求1所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于在所述爆排發(fā)動機(2) 和所述二氧化碳液化器(3)之間設(shè)排氣降溫熱交換器(5)，在所述排氣降溫熱交換器(5)上設(shè)熱交換器水出口(501)。
5.如權(quán)利要求1所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于在所述二氧化碳液化器(3)上設(shè)液化器水出口(301)。
6.如權(quán)利要求1所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于在所述爆排發(fā)動機(2) 的燃燒室上設(shè)回流流體入口(201)，在所述二氧化碳液化器(3)上設(shè)回流流體出口(302)， 所述回流流體出口(302)經(jīng)高壓泵(6)與所述回流流體入口(201)連通。
7.如權(quán)利要求1所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于在所述壓縮式空分系統(tǒng)(1)的液氧出口與所述爆排發(fā)動機(2)的燃燒室之間設(shè)液氧高壓泵(7)和氧吸熱熱交換器(10)。
8.如權(quán)利要求7所述氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，其特征在于氧吸熱熱交換器(10) 設(shè)為氧吸熱排氣熱交換器(101)、氧吸熱燃燒室熱交換器(102)或氧吸熱壓縮式空分熱交換器(103)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機，包括壓縮式空分系統(tǒng)，爆排發(fā)動機和二氧化碳液化器，所述壓縮式空分系統(tǒng)的液氧出口與所述爆排發(fā)動機的燃燒室連通，所述爆排發(fā)動機的排氣道與所述二氧化碳液化器連通，所述壓縮式空分系統(tǒng)的氮氣出口與所述二氧化碳液化器連通，在所述二氧化碳液化器內(nèi)以氮氣的冷能為推動力使所述爆排發(fā)動機的排氣中的二氧化碳液化和/或固化。本發(fā)明所公開的氮液化二氧化碳閉合發(fā)動機實現(xiàn)了發(fā)動機的高效、低排放，大大提高了發(fā)動機的環(huán)保性和節(jié)能性。
文檔編號F01N3/02GK102213162SQ20101029480
公開日2011年10月12日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者靳北彪 申請人:靳北彪