一種集束管外燃發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集束管外燃發(fā)動機，包括燃燒系統(tǒng)及動力轉(zhuǎn)換裝置，所述燃燒系統(tǒng)包括燃燒室、連接在所述燃燒室上的燃料管、進氣管、點火器、排氣道、連接在所述燃料管末端的噴油器；所述動力轉(zhuǎn)換裝置包括氣缸、設(shè)置在所述氣缸內(nèi)的活塞、連接在所述活塞下端部的曲軸，所述燃燒室下端部與所述氣缸上端部相連接，所述燃燒室與所述氣缸間設(shè)有隔離壁，所述燃燒室內(nèi)設(shè)置有集束管，所述集束管位于燃燒室內(nèi)的一端密封、另一端設(shè)有開口，所述集束管開口與所述氣缸連通，所述氣缸上端部一側(cè)設(shè)置有水噴頭、另一側(cè)設(shè)置有排氣門。本實用新型能使用多種燃料，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，熱能利用率高，高效節(jié)能。
【專利說明】一種集束管外燃發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種可利用多種熱能做功的發(fā)動機，屬于發(fā)動機領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，汽車發(fā)動機屬于一種很成熟的技術(shù)。通常主要包括機體，氣缸，活塞，曲軸，連桿，氣門機構(gòu)，燃油系統(tǒng)等。燃油經(jīng)噴嘴噴入氣缸內(nèi)，與經(jīng)過壓縮的空氣混合燃燒后產(chǎn)生熱氣，氣體膨脹推動活塞在氣缸中運動作功，并通過連桿、曲軸對外輸出動力。由于不同燃料的燃燒條件不同，這種發(fā)動機通常只能對應一種氣體或液體燃料才能最好地工作，這就對所使用的燃料要求苛刻，不能在同一發(fā)動機中使用多種燃料。另一方面，氣缸頭及燃燒室的溫度比外界高出約2000度左右(燃燒時)，導致熱量大量流失(氣缸頭內(nèi)和燃燒室的外圍都有冷卻物質(zhì)，將廢熱帶走)，從而使得熱能利用效率有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種熱能利用率高、可以同一發(fā)動機上使用多種燃料的高效節(jié)能的發(fā)動機。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種集束管外燃發(fā)動機，包括燃燒系統(tǒng)及動力轉(zhuǎn)換裝置，所述燃燒系統(tǒng)包括燃燒室、連接在所述燃燒室上的燃料管、進氣管、點火器、排氣道、連接在所述燃料管末端的噴油器；所述動力轉(zhuǎn)換裝置包括氣缸、設(shè)置在所述氣缸內(nèi)的活塞、連接在所述活塞下端部的曲軸，所述燃燒室下端部與所述氣缸上端部相連接，所述燃燒室與所述氣缸間設(shè)有隔離壁，所述燃燒室內(nèi)設(shè)置有集束管，所述集束管位于燃燒室內(nèi)的一端密封、另一端設(shè)有開口，所述集束管開口與所述氣缸連通，所述氣缸上端部一側(cè)設(shè)置有水噴頭、另一側(cè)設(shè)置有排氣門。
[0005]上述技術(shù)方案中，活塞將低溫、低壓的空氣和水汽全部強行壓入集束管內(nèi)，燃燒室內(nèi)燃料燃燒后，空氣和水汽在集束管內(nèi)吸收熱量升溫、升壓，當活塞上升過上止點時，升壓的空氣和水汽從集束管內(nèi)反噴出來，進入氣缸上部，膨脹并推動活塞在氣缸中向下運動做功。由于燃料在氣缸外部燃燒，并使用集束管采集熱量，所以可使用多種燃料。
[0006]排氣門除了排除氣缸內(nèi)多余的氣體的功能外，另一個功能是當發(fā)動機停機且完全冷卻后，氣缸內(nèi)產(chǎn)生負壓時利用大氣壓力自動打開。使空氣進去缸內(nèi)，以便啟動時氣缸內(nèi)有可用來工作的工質(zhì)氣體。
[0007]水噴頭的作用是向氣缸內(nèi)噴射水霧，降低壓縮沖程時氣缸內(nèi)氣體的溫度和壓力，以便能從集束管中吸收更多的熱量，從而提升有效功率，做更多有用功。噴水量得根據(jù)燃燒室內(nèi)的溫度增加后減少，達到用量適中，以避免在氣缸內(nèi)形成積水。
[0008]噴油器的作用是向燃燒室內(nèi)噴射燃油，通過調(diào)節(jié)噴油器噴入量的多少就可控制燃燒室和集束管的溫度高低，從而調(diào)整此發(fā)動機輸出功率的大小。溫度高輸出功率則變大，溫度低則功率變小?？捎秒娍?，氣動或機械對其進行調(diào)控。
[0009]集束管是指一組或多組并行布置的管構(gòu)成的管束，可以是豎直設(shè)置在燃燒室底部的直管束，例如一端封閉的細鋼管或毛細管，也可以是其它形狀的管束，例如一端封閉的u形管束、環(huán)狀，矩形，三角形等，只要同時具有小的空間，大的表面積，能夠快速吸熱，傳熱的均可。集束管是本實用新型的核心部件，可使用2520#、3103#不銹鋼無縫鋼管。它的作用是進行熱交換，把從外界(如燃燒室)吸收到的熱量傳遞給集束管內(nèi)部的壓縮氣體或水汽混合物，使壓縮氣體迅速吸熱，升溫升壓后推動活塞向下運動并做功。溫度越高則壓力越高，推力就越大，從而做的功就越多。集束管的數(shù)量可從幾根至幾千根(根據(jù)缸徑?jīng)Q定)。
[0010]此外，集束管還可以為帶單向閥的，管的兩頭都與氣缸連通，但一頭只允許進而另一頭只允許出氣。還可以把細管子的兩端集中在一起，只需要設(shè)置一個進氣閥和一個出氣閥就。管內(nèi)空間與氣缸容積比大約在1:5?1:30。還可將集束管做成可變空間的形式，主要針對雙向集束管，可將管子的尾端全部連通并把尾端彎向下方，再將流動金屬錫壓入或排除就可以改變集束管空間大小了。
[0011]燃燒室還可以用其它發(fā)動機的燃燒室外壁和尾氣來替代。只要有400度以上的溫度的任何熱源都可以使本發(fā)動機正常工作。
[0012]集束管外燃發(fā)動機的燃料除了使用液體之外，還可以是氣體、固體、核能、太陽光，并能提供一定溫度(400度)的都可以，只需要相對應的另設(shè)燃燒及傳熱方式就可以了。其熱能傳遞方式可直接用燃氣加熱集束管，也可以在燃氣管道與集束管之間用低熔點導熱快的金屬填充，利用低熔點金屬(如:錫，水銀，和銅，等)傳熱。
[0013]活塞的活塞面可以是適合于此種發(fā)動機的任何形狀，如平面的，凹面的或凸起的坐寸。
[0014]做功工質(zhì)還可以使用其他的氣體或液體，如二氧化碳等。
[0015]集束管外燃發(fā)動機可以是封閉式的(沒有排氣門或有排氣門而不打開)，要保留負壓閥，但要在某條集束管上加裝安全閥防止壓力過高而導致無法正常工作，加裝儲水室用來補充缸內(nèi)的水分，此時散熱全依賴氣缸壁。
[0016]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述進氣管與所述排氣道平行且氣流方向相反。
[0017]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燃燒室內(nèi)設(shè)置有溫度感應器。
[0018]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述水噴頭上設(shè)置有霧化噴嘴。
[0019]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述氣缸外壁設(shè)置有冷卻系統(tǒng)。
[0020]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燃燒室及所述排氣道外包覆有保溫層。
[0021]由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
[0022]1、本實用新型采用集束管吸熱使水汽和空氣的混合物膨脹來推動活塞作功，燃燒室與氣缸隔離，從而同一發(fā)動機可以使用多種不同燃料；
[0023]2、本實用新型設(shè)置有溫度感應器，可以探測燃燒室中的溫度，防止溫度超過集束管在此等高溫高壓下承受能力，以至集束管損壞；
[0024]3、本實用新型進氣管與所述排氣道平行且氣流方向相反，冷空氣與燃料進入燃燒室前可以吸收排氣道的熱量來提高冷空氣及燃料的溫度，從而降低熱能消耗，更加節(jié)倉泛;
[0025]4、本實用新型的集束管使用2520#、3103#不銹鋼無縫鋼管，可在1100度的高溫下長期工作而不被氧化，并且有較高的強度和硬度；
[0026]5、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，熱能利用率高，高效節(jié)能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中:1、燃燒室；2、燃料管；3、進氣管；4、點火器；5、排氣道；6、噴油器；7、氣缸；
8、活塞；9、曲軸；10、集束管；11、水噴頭；12、排氣門；13、溫度感應器；14、隔離壁。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0030]實施例一:
[0031]如圖1所示，一種集束管外燃發(fā)動機，具有燃燒系統(tǒng)及動力轉(zhuǎn)換裝置，燃燒系統(tǒng)包括燃燒室1、連接在燃燒室1上的燃料管2、進氣管3、點火器4、排氣道5、連接在燃料管2末端的噴油器6，動力轉(zhuǎn)換裝置包括氣缸7、設(shè)置在氣缸7內(nèi)的活塞8、連接在活塞8下端部的曲軸9，燃燒室1下端部與氣缸7上端部相連接，燃燒室1與氣缸7間設(shè)有隔離壁14，，集束管10頂部密封、底部開口，集束管10開口與氣缸7連通，氣缸7上端部一側(cè)設(shè)置有水噴頭
11、另一側(cè)設(shè)置有排氣門12。
[0032]氣缸7直徑為90mm，活塞8行程為100mm，集束管10內(nèi)的空腔與氣缸7容積的比為1:20，集束管10使用3103#不銹鋼無縫鋼管。
[0033]冷空氣和燃料分別從進氣管3和燃料管2進入，從排氣道5回收余熱，冷空氣和燃料溫度逐步升高后，進入燃燒室1，同時燃料由噴油器6噴出與噴入的空氣混合并由點火器4點燃產(chǎn)生高溫，加熱集束管10。
[0034]當活塞8到達上止點時，空氣或水汽被強行壓入集束管10內(nèi)，并在其管壁上吸收熱量后升溫升壓。當活塞8上升到上止點時，集束管10中經(jīng)過升壓后的氣體，從集束管10中反噴出來，進去氣缸7頂部，膨脹推動活塞8向下運動做功。
[0035]活塞8到達下止點時，排氣門12打開，排除多余氣體。同時水噴頭11向氣缸7內(nèi)噴射水霧，以降低氣缸7內(nèi)的氣體溫度，當曲軸9轉(zhuǎn)過下止點角度時，帶動活塞8向上運動，離開下止點以后，排氣門12關(guān)閉，活塞8向上運動對氣缸7內(nèi)氣體進行壓縮，直至到達上止點，將氣缸7內(nèi)的氣體或水汽混合物全部壓入集束管10，到此一個工作周期完成。此發(fā)動機為二沖程式發(fā)動機，活塞8向上運動時為壓縮沖程，向下運動時為做功沖程。
[0036]所述的集束管10外燃發(fā)動機還有冷卻系統(tǒng)，主要對氣缸7外壁進行冷卻，以及對缸中排除的氣體中的水分進行冷凝回收。此外還有燃油，及水噴頭11用的水的加壓泵，以保障燃料管2和噴水的水噴嘴有一定的壓力。另外還有空氣泵，將空氣送入進氣道內(nèi)，送入量的多少由噴射燃料的量決定，與其成正比。
[0037]在燃燒室1以及排氣道5外圍都有保溫層。
【權(quán)利要求】
1.一種集束管外燃發(fā)動機，包括燃燒系統(tǒng)及動力轉(zhuǎn)換裝置，所述燃燒系統(tǒng)包括燃燒室(I)、連接在所述燃燒室(I)上的燃料管(2)、進氣管(3)、點火器(4)、排氣道(5)、連接在所述燃料管(2)末端的噴油器(6);所述動力轉(zhuǎn)換裝置包括氣缸(7)、設(shè)置在所述氣缸(7)內(nèi)的活塞(8)、連接在所述活塞(8)下端部的曲軸(9)，所述燃燒室(I)下端部與所述氣缸(7)上端部相連接，其特征在于:所述燃燒室(I)與所述氣缸(7)間設(shè)有隔離壁(14)，所述燃燒室(I)內(nèi)設(shè)置有集束管(10)，所述集束管(10)位于燃燒室(I)內(nèi)的一端密封、另一端設(shè)有開口，所述集束管(10)開口與所述氣缸(7)連通，所述氣缸(7)上端部一側(cè)設(shè)置有水噴頭(II)、另一側(cè)設(shè)置有排氣門(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集束管外燃發(fā)動機，其特征在于:所述燃燒室(I)內(nèi)設(shè)置有溫度感應器(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集束管外燃發(fā)動機，其特征在于:所述水噴頭(11)上設(shè)置有霧化噴嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集束管外燃發(fā)動機，其特征在于:所述進氣管(3)與所述排氣道(5)平行布置且氣流方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集束管外燃發(fā)動機，其特征在于:所述氣缸(7)外壁設(shè)置有冷卻系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集束管外燃發(fā)動機，其特征在于:所述燃燒室(I)及所述排氣道(5)外包覆有保溫層。
【文檔編號】F02G3/02GK204126763SQ201420494197
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】田家銘 申請人:田家銘