[发明专利]一种以内燃机废气能量驱动的逆升压式空气循环制冷系统

说明书

技术领域

本发明公开了一种以内燃机废气能量驱动的逆升压式空气循环制冷系统，适用于汽车空调。它由为一体化的四轮式涡轮增压—制冷器、热交换器、比例调压阀、CPU工况控制器以及信号传感器等组成。动力涡轮吸收内燃机的废气能量作为动力源，带动同轴的制冷涡轮机和压气机，依靠涡轮机使其流过的气体膨胀降温的特点，达到制冷调温的目的。

该技术具有充分利用废气能量—即节能和环保两大优势。

背景技术

目前对于中小排量汽车，大都采用非独立式空调装置，由发动机动力输出轴带动；对于大排量汽车，则大都采用独立式空调装置，由另外一套辅助动力装置带动。无论何种形式，国内外汽车空调全都采用蒸气压缩制冷技术。这种制冷方式是以消耗发动机动力为代价，同时还要满足工质环保性要求。

当前，世界上很多国家都在研究如何利用汽车发动机的废热作为制冷装置的能源。本发明是以内燃机废气能量驱动的逆升压式空气循环制冷系统，利用空气这种无任何危害的、廉价制冷工质，通过特殊设计的热力循环方式，在达到制冷要求的前提下又基本不影响发动机的动力性。适用于汽车空调等。

发明内容

一种以内燃机废气能量驱动的逆升压式空气循环制冷系统，是由为一体化的四轮式涡轮增压—制冷器或两只涡轮增压器、热交换器、风机、比例调压阀、喷射泵、电控旁通阀、CPU工况控制器以及信号传感器和温度传感器等组成。

该系统以内燃机歧管排出的废气为动力，采用逆升压式空气循环制冷，升压后排出的高温高压气体一部分为发动机补充废气驱动能，使废能的耗用最小化；另一部分经降温后采用适时控制系统对发动机微增压，弥补因插入涡轮增压器后对发动机产生的功率损失，同时又可抑制排气噪音。该技术具有节能和环保两大优势，适用于将内燃机的排气能量作为制冷空调的能源，如汽车等。

具体实施方式

附图1一种以内燃机废气能量驱动的逆升压式空气循环制冷系统原理图。

附图2-两涡轮增压器串联的逆升压式空气循环制冷系统原理图。

系统设计为，带有电控旁通阀(3)的动力涡轮(5)由发动机(1)排气驱动，排出的废气通过消音器(4)排向大气环境。动力涡轮(5)带动同轴的四轮式涡轮增压—制冷器(TCT)旋转，与热交换器(12)以及轴流风机(13)组成基本的逆升压式空气循环制冷系统。制冷时，通过调节电控旁通阀(3)的开度，控制涡轮增压—制冷器(TCT)的转速，由此，可防止发动机(1)在转速较低时，避免因插入涡轮增压器(TCT)后增加发动机(1)活塞的泵气功而“闷车”；不制冷时，通过电控旁通阀(3)对排气旁路。制冷系统设置温度传感器(11)和温度显示仪(10)，与鼓风机(9)和电控旁通阀(3)四者组成制冷系统的温度调控。轴流风机(13)用来克服逆升压式制冷回路中的热交换器(12)和管路系统的阻损，以提高制冷量。

制冷后，经两级升压排出的高温高压气体，一部分通过射流泵(2)为发动机(1)补充废气驱动能，使废能耗用最小化；另一部分经中冷器(14)、比例调压阀(17)、喷射泵(19)引射入经过空滤器(18)的大气，通过信号传感器(15)、CPU工况控制器(16)和比例调压阀(17)的联合作用，适时对发动机(1)微增压，弥补因插入涡轮增压器(TCT)后对发动机(1)产生的功率损失；两路气体密闭回馈给发动机(1)，抑制压气机(6)的排气噪音。

四轮式涡轮增压—制冷器(TCT)的一端为动力涡轮(5)，另一端为制冷涡轮(8)，中间为两级压气机(6、7)串联，同轴驱动。中间两级压气机(6、7)可为两级径流式压气机组合，也可为一级轴流压气机与一级径流压气机组合而成。四轮式涡轮增压—制冷器(TCT)也可采用两个涡轮增压器(A、B)串联组合而成。

喷射泵(2、19)是将具有一定压力的工作气体通过喷嘴以一定速度喷出时，由于射流质点的横向紊动扩散作用，将吸入管内的空气带走，管内形成负压，吸入被吸流体。因此，可将两种不同压力和流量的流体按设计要求汇流后，以设定的压力和流量进入系统工作。