[发明专利]“工业肺”内燃机

说明书

本发明涉及一种“工业肺”内燃机，属于内燃机节能环保技改产品。由卷式(或中空纤维膜)富氧膜组件及其附件和安装在内燃机上的排吸排循环机组成的加压＋减压膜法富氧气体分离富氧燃烧系统，其整体功能如肺，故命名为“工业肺”；由其装备的内燃机称为“工业肺”内然机。

目前，各国竟相发展的富氧燃烧产业，主要为玻璃、冶金等耗能企业提供技术装备。美国DuPont公司预测，1995年美国气体分离膜产值可达15亿美元。我国有关科研单位进行膜法富氧技术用于柴油机增氧试验研究，初步结果是“膜法富氧技术用于柴油机增氧的前途是乐观的，特别是在增压柴油机中高负荷和低负荷是很难得到统一的，而采用富氧装置后，则可通过调整供氧量而使高低负荷时都能处于最佳状态”。提出研制富氧装置与柴油机配套设备的期望。

澳大利亚科技人员根据试验结果，在《富氧气体分离膜在柴油机上的应用》一文中说：“总的来说，富氧空气的全部效能就是提高燃烧效率和缩短点火延迟时间。定时装置的优化还能使柴油机的性能得到进一步的提高”。“富氧的这种能够利用较低质量的燃料成功操作发动机的能力，具有获得很大经济收益的潜力”。他们“已经设计出了一个利用废气能量的完整的高分子膜/透平机/压缩机体系，并且安装到了一个8个气缸，145KW功率的发动机上。在压力降为0.68atm的工作状态下，每个原型膜单元以30％的富集浓度透过100Nm³/hr的富氧空气。这个体系说明了用膜装置向柴油机提供富氧空气的这一概念”。但是，利用废气气压机作富氧气体分离动力，存在增加排气反压降低发动机功率的矛盾。

膜法富氧气体分离运动方式主要有加压、减压、加压＋减压三种，加压式的耗能是减压式的3倍，减压式虽然节能，却增加了膜组件用量。

以上是加压＋减压式膜组件流程，如果撤去真空泵就是加压式，如果撤去压缩机就是减压式。

本发明的目的是要提供一种生产28～30％富氧空气的“工业肺”装配在内燃机及其配套的机械上，随机生产满足内燃机燃料充分氧合燃烧作功所需要的氧气，解决内燃机15～30％未燃烧燃油充分燃烧作功问题。配合其它装置，既避免增加排气反压降低内燃机功率，又使增压柴油机高低负荷都得到统一，合理分配热能作功；使“工业肺”内燃机节省燃料、增加动力，消除污染，成为新型节能环保内燃机。

本发明的目的是这样实现的：利用排吸排循环机取代压缩机和真空泵排吸作用，安装在内燃机上为卷式(或中空纤维膜)富氧膜组件提供气体分离动力，和其它附件组成加压＋减压式膜法富氧空气分离燃烧系统，即“工业肺”。其吸程气流间断的缺点用高压空气储气囊补偿保持恒压，在压力降0.68atm工作状态下，随机生产28～30％富氧空气，并且在进排气和供油系统使用新型技改装置以及装配点火延迟控制器，满足内燃机富氧燃烧的需要。

本发明的具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1是根据本发明提出的“工业肺”内燃机各装置示意图涉及安装在内燃机上的排吸排循环机结构示意图。

图2是卷式(或中空纤维膜)富氧膜组件及其附件结构示意图和安装在汽车上的流程示意图。

图3是高压空气储气囊和富氧空气储气囊16及其配套装置示意图。

图4是根据本发明提出的“工业肺”内燃机装配汽车的结构示意图。

图1所示：

(1)缸体(A、B)；(2)连杆轴颈无油轴承及连杆大头；(3)动力轴及封套；(4)动力轮或轴柄；(5)连杆和活塞(a、b)；(6)介质孔和阀门(a₁、a₂、b₁、b₂)；(7)A缸排出管；(8)B缸吸入管；(9)B缸排出管；(10)“U”形封闭盖；(11)基座；(12)缸体介质入口；(13)缸体间腔；

(14)双锁紧螺母起动爪和双直角摇柄，附图Q是单向笛簧阀门(6a₁、6a₂、6b₁、6b₂)结构示意图。

图2中所示：

排吸排循环机A缸排出管7→进气管15→高压空气储气囊和富氧空气储气囊16→卷式(或中空纤维膜)富氧膜组件17→富氧集气管18→富氧气管19→B缸吸入管8→介质孔和阀门6b₁→B缸→介质孔和阀门6b₂→B缸排出管9→富氧空气管20→富氧气流调节器21→磁力涡轮(激发)增压空气滤清器增压室22上部→内燃机化油器23→内燃机吸气管24→内然机气缸25。

富氧空气储气囊16←→富氧空气交通管29←→富氧空气管20。