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CN100348845C - 内燃蒸汽发动机 - Google Patents

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CN100348845C
CN100348845C CNB2005100573080A CN200510057308A CN100348845C CN 100348845 C CN100348845 C CN 100348845C CN B2005100573080 A CNB2005100573080 A CN B2005100573080A CN 200510057308 A CN200510057308 A CN 200510057308A CN 100348845 C CN100348845 C CN 100348845C
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梁锡昌
王家序
潘继生
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Chongqing University
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Chongqing University
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Abstract

一种内燃蒸汽发动机，属发动机领域，包括环形气缸、旋转叶片、背压叶片盘机构、珠链传动机构、进气系统、喷水系统，珠链传动机构的主动轮安装在输出轴上、从动轮安装在背压叶片轴上，主动轮与从动轮结构相同、大小相等，保证旋转叶片与背压叶片盘的传动比为1∶1；在环形气缸壁侧面上安装有进气电磁阀、喷油器、火花塞和喷水器，在与背压叶片盘顺时针成0°～45°的环形气缸壁侧面上有排气孔；本发明排出水蒸气的温度低，将废气的大部分热量转化为机械能，并省去了发动机的水冷系统，可以显著提高发动机的热效率和机械效率，预计可将效率由0.35～0.4提高到0.5～0.6。

Description

内燃蒸汽发动机
技术领域
本发明属于发动机领域，特别适用于汽车发动机、火车发动机等。
背景技术
18世纪末瓦特发明了蒸汽机，19世纪末人类又发明了内燃机，使社会生产力得到巨大的发展。但是迄今为止，内燃式发动机的效率仍然只有0.35～0.4之间，即是说60％～65％的汽油被浪费掉。在发动机的损耗中，热损耗约占40％，究其原因是由于它把高温高压的燃气，在较短的活塞内，尚未充分利用就被放掉了。
发明内容
本发明的目的是提供一种前阶段按内燃机方式做功，而后阶段利用水雾汽化膨胀做功的内燃蒸汽发动机。
本发明的技术方案是这样的：一种内燃蒸汽发动机，包括环形气缸9、旋转叶片16、背压叶片盘机构、珠链传动机构、进气系统、喷水系统，其中背压叶片机构包括背压叶片盘18和背压叶片轴7，珠链传动机构包括主动轮13、从动轮8、珠链10、珠链松边导向轮11和珠链紧边导向轮12，进气系统包括空气滤清器2、空气压缩机3、进气管22和进气电磁阀4，喷水系统包括水箱21、高压水泵20、流量控制阀19和喷水器15，其特征在于：珠链传动机构的主动轮13安装在输出轴14上、从动轮8安装在背压叶片轴7上，主动轮13与从动轮8结构相同、大小相等，保证旋转叶片16与背压叶片盘18的传动比为1∶1；在与背压叶片盘18逆时针成0°～45°的环形气缸壁一侧面上安装有进气电磁阀4、喷油器5和火花塞6，在与背压叶片盘18逆时针成135°～215°的环形气缸壁一侧面上安装有喷水器15，在与背压叶片盘18顺时针成0°～45°的环形气缸壁一侧面上有排气孔17。
本发明所涉及的内燃蒸汽发动机推动旋转叶片的距离长，排出水蒸气的温度低，将废气的大部分热量转化为机械能，并省去了发动机的水冷系统，可以显著提高发动机的热效率和机械效率，预计可将效率由0.35～0.4提高到0.5～0.6。
附图说明
图1是内燃蒸汽发动机主视图，也是图2的B-B剖视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的C视图；
图中：1.发动机缸体，2.空气滤清器，3.空气压缩机，4.进气电磁阀，5.喷油器，6.火花塞7.背压叶片轴，8.从动轮，9.环形气缸，10.珠链，11.珠链松边导向轮，12.珠链紧边导向轮，13.主动轮，14.输出轴，15.喷水器，16.旋转叶片，17.排气孔，18.背压叶片盘，19.流量控制阀，20.高压水泵，21.水箱，22.进气管，23.排气管。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例作进一步说明：
从图1、图2可以看出，输出轴14与背压叶片轴7通过轴承固定在发动机缸体1上。在与背压叶片盘18逆时针成0°～45°的环形气缸9壁一侧面上安装有进气电磁阀4、喷油器5和火花塞6，在与背压叶片盘18逆时针成135°～215°的环形气缸壁一侧面上安装有喷水器15，在与背压叶片盘18顺时针成0°～45°的环形气缸壁一侧面上有排气孔17。环形气缸9固定在发动机缸体1上并通过低副密封套在输出轴14上；旋转叶片6通过键固定在输出轴14上并与环形气缸紧密接触；珠链传动机构的主动轮13通过键固定在输出轴14上，从动轮8与背压叶片盘18均通过键固定在背压叶片轴7上，珠链10从主动轮13出发，经珠链紧边导向轮12，带动从动轮8，再经珠链松边导向轮11，回到主动轮13，链传动机构的作用是保证旋转叶片16与背压叶片盘18严格按1∶1传动，使旋转叶片16转到背压叶片盘18的位置时，背压叶片盘18上的缺口正好将旋转叶片16让过。背压叶片盘18与旋转叶片16、环形气缸9构成环形燃烧室，环形燃烧室的平均长度约比同样大小的发动机活塞行程长度大一倍。
从图3可以看出，空气滤清器2、空气压缩机3、进气电磁阀4和进气管22构成了进气系统，水箱21、高压水泵20、流量控制阀19和喷水器15组成喷水系统。
发动机工作过程描述如下：当发动机工作时，空气压缩机3工作，将外界空气通过空气滤清器2压缩成高压气体，高压水泵20将水箱21的水增压成高压水，当旋转叶片16逆时针转过进气电磁阀4时，进气电磁阀4和喷油器5打开，高压气体和燃油进入环形气缸9形成混合气体；当混合气体量足够时，关闭进气电磁阀4和喷油器5，同时火花塞6点火，膨胀的燃气推动旋转叶片16转动；当旋转叶片16转过喷水器15位置后，流量控制阀19打开，使喷水器15向环形气缸9喷入适量高压水雾，水雾吸收燃气热量骤然变成水蒸气(体积膨胀1700倍以上)，继续推动旋转叶片16转动，输出轴14对外做功；旋转叶片通过排气孔17后，环形气缸9内的废气和水蒸气通过排气孔17经排气管23排出发动机外。由于旋转叶片16与背压叶片盘18按1∶1传动，当旋转叶片16转到背压叶片盘18的位置时，背压叶片盘18上的缺口正好将旋转叶片16让过。这样发动机完成一个工作过程。
在旋转叶片16转过喷水器15位置后，环形气缸9内的气体压力按双曲线规律下降很大，但此时环形气缸9及其内部气体的温度仍然在千度以上，此时利用水雾表面积大，与高温燃气接触能骤然汽化成水蒸气，体积膨胀1700倍以上的特征，向环形气缸9内喷入适量水雾，使水雾骤然膨胀，增大环形气缸9内气体的压力，沿圆周方向继续推动旋转叶片16转动。采用这种方法，将上千度的较低压燃气和上千度的环形气缸9的热能，转换为上百度的水蒸气，既充分利用了能源，又降低了环形气缸9的温度，省去了发动机的水冷系统。

Claims (1)

1.一种内燃蒸汽发动机，包括环形气缸(9)、旋转叶片(16)、背压叶片盘机构、珠链传动机构、进气系统、喷水系统，其中背压叶片机构包括背压叶片盘(18)和背压叶片轴(7)，珠链传动机构包括主动轮(13)、从动轮(8)、珠链(10)、珠链松边导向轮(11)和珠链紧边导向轮(12)，进气系统包括空气滤清器(2)、空气压缩机(3)、进气管(22)和进气电磁阀(4)，喷水系统包括水箱(21)、高压水泵(20)、流量控制阀(19)和喷水器(15)，其特征在于：珠链传动机构的主动轮(13)安装在输出轴(14)上、从动轮(8)安装在背压叶片轴(7)上，主动轮(13)与从动轮(8)结构相同、大小相等，保证旋转叶片(16)与背压叶片盘(18)的传动比为1∶1；在与背压叶片盘(18)逆时针成0°～45°的环形气缸壁一侧面上安装有进气电磁阀(4)、喷油器(5)和火花塞(6)，在与背压叶片盘(18)逆时针成135°～215°的环形气缸壁一侧面上安装有喷水器(15)，在与背压叶片盘(18)顺时针成0°～45°的环形气缸壁一侧面上有排气孔(17)。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1282261A (en) * 1970-01-05 1972-07-19 Vear Oliver Goument Improvements in positive-displacement rotary internal combustion engines
CN1045443A (zh) * 1989-03-10 1990-09-19 姜文博 内燃机喷水冷却节能法
CN2260175Y (zh) * 1996-04-03 1997-08-20 熊振新 一种内燃蒸气发动机
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