[实用新型]内燃机余热回收装置

说明书

本实用新型属于一种回收内燃机的余热，并将余热转化为内燃机工作动力的新型余热回收装置。

一般公知的各种车辆、船舶等生产交通工具所采用的内燃机系统余热浪费较大，燃油放出的热能转化为发动机输出功率的热能只占百分之三十至四十左右，其余热能大部分被冷却水和废气带走而浪费了。

本实用新型的目的在于设计一种新型内燃机余热回收装置，充分回收内燃机系统被冷却水和废气带走的热能，并使之转化为内燃机工作动力，以达到节油节能、提高经济效益的目的。

本实用新型的目的是采用下述方法实现的：在一般公知的内燃机系统上增加冷却水余热回收单元、废气余热回收单元和气轮发动机单元，在内燃机工作时，冷却水余热回收单元及废气余热回收单元分别将冷却水余热及废气余热加以回收，将热能传递给工质——被余热增温的空气，这些被增温的空气由气泵送入气轮发动机单元做功，驱动气轮发动机转动。气轮发动机进而驱动传动轴转动，以便达到提高内燃机功率和节油节能的目的。

以下将结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1为本实用新型的工作原理逻辑框图。

图2为本实用新型冷却水余热回收单元A的结构示意图。

图3为本实用新型废气余热回收单元B的结构示意图，其中Ⅰ－Ⅰ剖面显示单元B的横断面。

图4为本实用新型气轮发动机单元C的结构示意图。

图5为图4的气动轮23局部D放大示意图，Ⅱ－Ⅱ剖面为叶片26横断面。

参照图1～5，本实用新型由冷却水余热回收单元A、废气余热回收单元B和气轮发动机单元C组成。冷却水余热回收单元A由水箱10、密封罩8及出气口7组成。密封罩8装在水箱10后面并与后者构成空腔9，该空腔9通过出气口7与气泵1相通。水箱10的进水口6与水泵3相通，出水口11与内燃机4冷却水循环系统相联。空腔9通过水箱10空气冷却通道12与大气相通。废气余热回收单元B由隔热外壳14和装有许多传热片16的排烟管15组成。隔热外壳14上有进气口19和排气口17，隔热外壳14与排烟管15之间有一个具有一定容积的热交换腔20。进气口19与气泵1相通，排气口17与气轮发动机单元C的进气口21相通。排烟管15入口13与内燃机4的排烟系统相通，排烟管15出口18与排烟筒2相通。气轮发动机单元C由气动轮23、喷咀22和外壳24组成。气动轮23固定在内燃机4的传动轴5上，气动轮23上装有均匀分布的U型叶片26，呈辐射状。这些U型叶片26的外端固定在同一圆环27上，喷咀22固定在外壳24上。

本实用新型的工作原理如下：

当内燃机系统开始工作时，气泵1随之转动，空气通过水箱10的空气冷却通道12进入冷却水余热回收单元A的空腔9中，部分回收了冷却水的余热，气体的温度开始升高。经过冷却水余热回收单元AA升温后的气体大部分被气泵1压入废气余热回收单元B的热交换腔20中，小部分被压入到刹车贮气罐中。在热交换腔20中，温度为600～800℃的废气通过排烟管15的散热片16与空气进行热交换，此时空气再度经过升温、增压，强化了做功能力。

在废气余热回收单元B中增温增压的气体经喷咀22连续不断地向气动轮23的U型叶片26喷射，驱动气动轮23带动传动轴5转动。做完功的气体经排放管25泄放到大气中。至此，本实用新型完成了一个做功全过程。

由于本实用新型所选择的喷咀22的横断面和气动轮23半径可确保喷出气体的线速度大于气动轮23的最大线速度，所以，本实用新型可不间断地协助内燃机4驱动传动轴5。加之气动轮23与喷咀22间是通过气体联接的，虽然驱动传动轴5转动的有内燃机4和气轮发动机单元C两个驱动机构，也可以保证两个驱动机构同步工作。

本实用新型正常工作时具有连续性和平稳性，可使内燃机节油30～50％，充分回收了冷却水余热和废气余热，提高了内燃机系统工作效率并提高了经济效益。