技術領域

本實用新型涉及內燃機廢氣利用的技術領域，尤其涉及利用內燃機廢氣制取高溫高壓蒸汽直接噴入正在燃燒或燃燒后的氣缸中增壓做功的的內燃機高溫蒸汽直噴增壓裝置。

背景技術

公知技術的內燃機廢氣利用，是利用內燃機排出的廢氣的壓力帶動渦輪機工作，或同時利用廢氣產生的熱量制取蒸汽，用蒸汽與廢氣同時驅動渦輪機工作，渦輪機高速旋轉帶動空氣壓縮機將空氣增壓后在氣缸吸氣時注入氣缸，使氣缸內空氣壓力比自然吸氣壓力大，即氣缸內的空氣濃度增高，使氣缸對外做功的能力增大，以此達到提高內燃機的機械效率的目的。該技術存在著結構復雜、造價高、運行和維修費用高、廢氣能量回收利用率低的缺點。

實用新型內容

??本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種用內燃機廢氣制取的高溫高壓蒸汽直接噴入正在燃燒或燃燒后的氣缸中增壓做功的的內燃機高溫蒸汽直噴增壓裝置，本實用新型造價低、使用維修方便、內燃機廢氣回收利用率高、運行和維修費用低、節能效果好、具有調節和改善內燃機的工作溫度，提高內燃機的性能和使用壽命，減少氧化物的產生和排放等優點。

本實用新型所述的內燃機高溫蒸汽增壓裝置，包括有內燃機氣缸、內燃機缸體、高溫內燃機廢氣排出口、高溫內燃機廢氣排出管、高壓蒸汽排出管、蒸汽罐封頭、蒸汽罐溫度壓力傳感器、蒸汽發生罐、高壓水管、蒸汽罐放水閥、中溫廢氣管、高壓水泵、高壓水泵供水管、低壓水泵、內燃機冷卻液排入管、預熱罐溫度壓力傳感器、預熱罐供水管、預熱罐、低壓水泵供水管、預熱罐放水閥、冷卻液連接管、低溫廢氣管、水箱放水閥、冷卻液排出管、內燃機廢氣排出口、水箱、內燃機電子控制器、電磁控制閥門、蒸汽噴入口、蒸汽室、蒸汽罐內燃機廢氣散熱管、預熱罐儲水室、預熱罐內燃機冷卻液散熱管、預熱罐內燃機廢氣散熱管、水箱內燃機廢氣散熱管、水箱儲水室、水箱內燃機冷卻液散熱管，內燃機產生的高溫廢氣從高溫內燃機廢氣排出口排出通過高溫內燃機廢氣排出管進入蒸汽發生罐的蒸汽室內的蒸汽罐內燃機廢氣散熱管，通過蒸汽罐內燃機廢氣散熱管對蒸汽室內的水進行加熱，使其產生高溫高壓的蒸汽；內燃機電子控制器控制電磁控制閥門在內燃機氣缸燃燒或燃燒后的時機將蒸汽室內的高溫高壓蒸汽通過高壓蒸汽排出管引出再通過蒸汽噴入口將高溫高壓的蒸汽噴入內燃機氣缸，以增加內燃機氣缸的內壓提高內燃機氣缸對外做功的能力，所述內燃機廢氣從蒸氣發生罐的蒸汽罐內燃機廢氣散熱管排出后依次進入預熱罐的預熱罐內燃機廢氣散熱管和水箱內的水箱內燃機廢氣散熱管，分別對預熱罐的預熱罐儲水室內的水和水箱的水箱儲水室的水分級預熱；同時內燃機冷卻系統的冷卻液通過內燃機冷卻液排入管依次進入預熱罐的預熱罐內燃機冷卻液散熱管和水箱的水箱內燃機冷卻液散熱管，分別對預熱罐的預熱罐儲水室內的水和水箱的水箱儲水室的水分級預熱，而冷卻液同時利用預熱罐及水箱內的水進行降溫，并通過冷卻液排出管排回內燃機冷卻系統。內燃機缸體的主體設有內燃機氣缸，在內燃機缸體的一側設有高溫內燃機廢氣排口，通過高溫內燃機廢氣排出管與蒸汽發生罐上部的蒸汽罐封頭相連接；在內燃機缸體的另一側設有蒸汽噴入口與內燃機氣缸相通；蒸汽噴入口的前端設置有電磁控制閥門，電磁控制閥門通過高壓蒸汽排出管與蒸汽發生罐的蒸汽室相連接，電磁控制閥門通過電路與內燃機電子控制器相連接。在所述蒸汽發生罐的中部內腔中設置蒸汽室。蒸汽室的上部設有蒸汽罐溫度壓力傳感器，蒸汽罐溫度壓力傳感器的探頭與蒸汽室內部相通，其電路與內燃機電子控制器相連接；所述蒸汽發生罐的上下兩端均設置有蒸汽罐封頭，在所述蒸汽發生罐與蒸汽罐封頭之間均有密封隔板，使蒸汽室與上下蒸汽罐封頭隔離，使蒸汽室內的蒸汽與內燃機廢氣隔離；蒸汽發生罐上部的蒸汽罐封頭與下部的蒸汽罐封頭通過蒸汽罐內燃機廢氣散熱管相通，蒸汽發生罐下部的蒸汽罐封頭的另一端與中溫廢氣管相連通；蒸汽室底部的一側連接有蒸汽罐放水閥。蒸汽室底部的另一側連接有高壓水管，高壓水管的另一端與高壓水泵相連通，高壓水泵通過高壓水泵供水管與預熱罐的預熱罐儲水室相連通，高壓水泵電路與內燃機電子控制器相連接。預熱罐的上端的封頭通過中溫廢氣管與蒸汽發生罐下端的蒸汽罐封頭相通，預熱罐下端的封頭通過低溫廢氣管與水箱內燃機廢氣進入口封頭相連接，預熱罐上端的封頭的底部與下端封頭的頂部均設有密封隔板，使預熱罐儲水室與封頭相隔離，也使預熱罐儲水室的水與內燃機廢氣相隔離；預熱罐上部的封頭與下端的封頭通過預熱罐內燃機廢氣散熱管相連通；預熱罐儲水室的上部設有內燃機冷卻液排入管與內燃機冷卻系統的排出口相連通，內燃機冷卻液排入管進入預熱罐儲水室內，與環繞在預熱罐內燃機廢氣散熱管周圍的螺旋形的預熱罐內燃機冷卻液散熱管相連通，預熱罐內燃機冷卻液散熱管在預熱罐儲水室底部與冷卻液連接管相連通。在預熱罐儲水室上部設有預熱罐溫度壓力傳感器，預熱罐溫度壓力傳感器的探頭部分與預熱罐儲水室相通；預熱罐溫度壓力傳感器的電路部分與內燃機電子控制器相連接。預熱罐儲水室下部的另一側通過預熱罐供水管與低壓水泵的出水端相連通，低壓水泵的供水端通過低壓水泵供水管與水箱儲水室相連通，低壓水泵供水管上設有預熱罐放水閥。水箱一側的內燃機廢氣進入口封頭的一端與低溫廢氣管相連通，另一端在水箱內部與水箱內燃機廢氣散熱管相連通；水箱內燃機廢氣散熱管在水箱的另一端與內燃機廢氣排出管的封頭相連通；水箱內燃機廢氣進入口封頭和水箱內燃機廢氣排出管封頭靠近水箱一端均有隔板密封，使封頭與水箱儲水室相隔離，也使封頭內的廢氣與水箱內的水相隔離。水箱內燃機廢氣進入口封頭與水箱內燃機廢氣排出管封頭通過水箱內燃機廢氣散熱器相連通。冷卻液連接管從水箱一端的上部進入水箱，與水箱內的水箱內燃機冷卻液散熱管相連接，水箱內燃機冷卻液散熱管的另一端與冷卻液排出管相連接，冷卻液排出管的另一端與內燃機冷卻系統的冷卻液進入口相連接，在水箱的下部設有水箱放水閥。在所說的水箱儲水室里面裝有用于制取水蒸汽的純凈水，水箱內燃機廢氣散熱管和水箱內燃機冷卻液散熱管均浸入水中。內燃機冷機工作時，內燃機電子控制器控制低壓水泵工作，通過低壓水泵供水管將水箱內的水吸入，通過預熱罐供水管注入到預熱罐的預熱罐儲水室內，當預熱罐儲水室內的水位達到一定程度，內燃機電子控制器控制高壓水泵工作，高壓水泵通過高壓水泵供水管將預熱罐內的水吸入，通過高壓水管將水注入到蒸汽發生罐的蒸汽室內。當蒸汽室內和預熱罐儲水室的水位達到工作要求后，蒸汽罐溫度壓力傳感器和預熱罐溫度壓力傳感器將數據信號傳入內燃機電子控制器，內燃機電子控制器分別控制高壓水泵和低壓水泵停止工作。內燃機廢氣從高溫內燃機廢氣排出口排出，通過高溫內燃機廢氣排出管進入蒸汽發生罐封頭內，內燃機廢氣通過蒸汽發生罐封頭進入蒸汽發生罐內的蒸汽罐內燃機廢氣散熱管，蒸汽罐內燃機廢氣散熱管開始對蒸汽室內的水進行加熱；內燃機廢氣從蒸汽罐內燃機廢氣散熱管排出，通過蒸汽發生罐的下封頭、中溫廢氣管和預熱罐的上封頭進入預熱罐內的預熱罐內燃機廢氣散熱管，預熱罐內燃機廢氣散熱管開始對預熱罐儲水室內的水進行加熱；內燃機廢氣從預熱罐內燃機廢氣散熱管排出，通過預熱罐下封頭、低溫廢氣管和水箱內燃機廢氣進入口封頭進入水箱內燃機廢氣散熱管內，同時水箱內燃機廢氣散熱管開始對水箱內的水進行加熱；水箱內燃機廢氣散熱管內的廢氣通過水箱內燃機廢氣排出管封頭、內燃機廢氣排出管將廢氣排入大氣。內燃機冷卻系統的冷卻液從內燃機機冷卻系統排出后，通過內燃機冷卻液排入管進入到預熱罐內的預熱罐內燃機冷卻液散熱管，并對預熱罐的水進行加熱，同時也使內燃機冷卻液得以降溫；冷卻液從預熱罐內燃機冷卻液散熱管排出后通過冷卻液連接管進入水箱內燃機冷卻液散熱管，水箱內燃機冷卻液散熱管對水箱內的水進行加熱，同時水箱內的水也對內燃機冷卻液散熱管內的冷卻液進行降溫；最后內燃機冷卻液通過冷卻液排出管進入內燃機冷卻系統。蒸汽發生罐內的水被加熱到高溫高壓狀態，其壓力超過內燃機氣缸工作時的最高壓力，蒸汽室內的高溫高壓蒸汽通過高壓蒸汽排出管進入電磁控制閥門的進氣端，同時蒸汽罐溫度壓力傳感器將蒸汽室內的溫度壓力匯入到內燃機電子控制器，內燃機電子控制器根據內燃機的工作狀態，控制電磁控制閥門工作，在內燃機氣缸燃燒時或燃燒后的最佳時機電磁控制閥門通過蒸汽噴入口將適量的高溫高壓蒸汽噴入內燃機氣缸，內燃機氣缸內的高溫氣體進一步對噴入的蒸汽進行加熱，使氣缸內的混合氣體進一步膨脹，內燃機氣缸內的壓力進一步增大，提高了內燃機對外作功的能力，從而達到了提高內燃機機械效率的目的。如果蒸汽發生罐制取蒸汽的量達到一定的程度，內燃機電子控制器可以控制某個內燃機氣缸，在某個行程內不噴油，同時控制電磁控制閥門直接將高溫高壓蒸汽噴入內燃機氣缸，推動氣缸對外做功。內燃機電子控制器分別對蒸汽罐溫度壓力傳感器和預熱罐的溫度壓力傳感器的數據進行掃描、監控，一方面控制、平衡高溫高壓蒸汽的使用量，另一方面分別控制高壓水泵和低壓水泵工作，持續對蒸汽發生罐和預熱罐補充水。在內燃機不工作時，如果天氣溫度低于零度，將通過蒸汽罐放水閥、預熱罐放水閥和水箱放水閥分別將蒸汽發生罐、預熱罐儲水室和水箱儲水室內的水放出。