專利名稱：一種利用蒸汽能的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)，具體的說是涉及一種利用水蒸氣作為動力能源的內(nèi)燃機(jī)。
自從瓦特將蒸汽機(jī)進(jìn)一步改良，人類社會經(jīng)歷了三次產(chǎn)業(yè)革命，生產(chǎn)力得到了飛躍發(fā)展，現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)已充分應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，它利用燃油被壓縮時燃燒做功產(chǎn)生的巨大能量轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿脑?，產(chǎn)生扭矩作為驅(qū)動力的來源。常見的汽油機(jī)、柴油機(jī)，甚至使用酒精等其他燃料的內(nèi)燃機(jī)都是利用這一原理。到了近代，隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們曾在其結(jié)構(gòu)上反復(fù)改進(jìn)，以求功能不斷完善、性能不斷提高，但能提取柴油、汽油的石油資源并非取之不盡、用之不竭，隨著對石油需求量的不斷增加，人類逐步開采發(fā)掘，地球的石油資源儲量已日漸減少，人們也一直試圖尋找一種新的能源作為替代產(chǎn)品。另外，內(nèi)燃機(jī)燃油燃燒產(chǎn)生的廢氣對環(huán)境保護(hù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，成為工業(yè)革命以來大氣層最重要的污染源之一，到目前還沒有發(fā)現(xiàn)更為行之有效的方法或技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，完全解決上述課題。
本實用新型的目的在于針對上述不足，試圖提供一種利用蒸汽能的內(nèi)燃機(jī)，利用蒸汽能作為內(nèi)燃機(jī)的新能源，或者作為一種補(bǔ)充能源，使其在燃燒室內(nèi)膨脹做功，轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。
水是生命的源泉，流動的水不但具有動能和勢能，當(dāng)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)即汽化時也會產(chǎn)生巨大的能量，根據(jù)工程熱力學(xué)原理，在一定的壓力和空間下，當(dāng)水吸收一定的熱量，水分子擴(kuò)散，水就可由液態(tài)發(fā)生物理變化，變?yōu)樗魵?。?jù)統(tǒng)計，在760mm汞柱的大氣壓下，單位質(zhì)量的水在汽化后，體積可以膨脹1700倍，如果把水放在一個密閉的容器內(nèi)加熱，水在汽化后可產(chǎn)生巨大的壓強(qiáng)，生活中常見的鍋爐爆炸現(xiàn)象就是這個壓強(qiáng)引起的，如果將這一蒸汽引入內(nèi)燃機(jī)燃燒室，使其對汽缸活塞作功，則可解決內(nèi)燃機(jī)的動力來源問題。
公知的四沖程內(nèi)燃機(jī)燃燒室有進(jìn)、排氣門各一個，柴油機(jī)由機(jī)體上的噴油嘴向燃燒室噴射高壓的霧狀柴油，汽油機(jī)是使燃油在化油器內(nèi)與空氣充分混合并進(jìn)入燃燒室，再由火花塞點火，在汽缸的壓縮行程即將終了時，高溫高壓的燃油燃燒作功，使汽缸進(jìn)入作功行程，本實用新型在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的機(jī)體上任何一處設(shè)置有一噴水嘴，連接外部的水箱，并在機(jī)體上安裝的單獨的凸輪軸驅(qū)動的水泵控制下，在瞬間可噴射高壓霧狀水。
所述水路和油路的原理、構(gòu)造大致相同，由單獨的機(jī)體外的水箱、濾清器、水路管道、水泵及連接的伸進(jìn)燃燒室的噴水嘴組成，水泵外還有回水管路，水泵受與配氣凸輪軸、油泵驅(qū)動軸(汽油機(jī)沒有)并聯(lián)的凸輪軸驅(qū)動，可定時向燃燒室噴水。
根據(jù)所述的結(jié)構(gòu)，本實用新型，噴水嘴可將高壓的經(jīng)過過濾的水瞬間向燃燒室噴射，這時遇到高溫高壓狀態(tài)，水的小顆粒在水霧狀態(tài)下會急劇汽化，汽化的水蒸氣迅速作功，可產(chǎn)生動力。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型詳細(xì)加以說明。


圖1為本實用新型水路示意圖2為本實用新型燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型第一種實施方式活塞作功示意圖；圖4為本實用新型第二種實施方式活塞作功示意圖；圖5為本實用新型第三種實施方式活塞作功示意圖。
在
圖1中，水路和油路的原理、構(gòu)造大致相同，由單獨的機(jī)體外的水箱1、濾清器2、水路管道3、水泵4及連接的伸進(jìn)燃燒室的噴水嘴5組成，水泵外還有回水管路6，水泵4受與配氣凸輪軸、油泵驅(qū)動軸(汽油機(jī)沒有)并聯(lián)的凸輪軸驅(qū)動，可定時向燃燒室噴水。
在圖2中，內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的機(jī)體上任何一處設(shè)置有一噴水嘴5，連接外部的水箱1，并在機(jī)體上安裝的單獨的凸輪軸驅(qū)動的水泵4控制下，在瞬間可噴射高壓霧狀水。
在圖3中，噴油嘴不再發(fā)生作用，而完全由噴進(jìn)燃燒室的水蒸氣作功，在活塞的作功行程即將終了時，活塞將要達(dá)到汽缸上止點，這時燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)大約達(dá)到196N/cm2，溫度達(dá)到700℃，此時在水泵的作用下，噴水嘴向燃燒室噴入霧化的飽和水，霧化的飽和水在進(jìn)入燃燒室后受壓縮空氣的溫度及熱量的影響，就會瞬間汽化，汽化后的飽和水體積會增大1700倍，這時就可推動活塞下行作功。在圖中可看出，活塞在汽缸內(nèi)的下止點A處運(yùn)動到上止點B處，這時的壓縮空氣壓強(qiáng)達(dá)到196N/cm2，在B點時，噴水嘴開始噴水，假設(shè)飽和水在汽化后產(chǎn)生的壓強(qiáng)達(dá)到C點，那么由B點上升到C點再回到A點就完成一個工作循環(huán)。
在圖4中，先由柴油燃燒提供足夠的熱量，再噴入一定質(zhì)量的飽和水，飽和水汽化后作功。同樣，在柴油機(jī)的作功行程，當(dāng)壓縮終了時，燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)約196N/cm2，溫度約700℃，燃燒室內(nèi)有兩個噴嘴，一個噴油嘴，一個噴水嘴，先噴入的柴油只是為后面噴入的飽和水提供一個熱源，因為只有壓縮空氣的熱量很小，此時先噴入少量的高溫高壓霧狀柴油，柴油燃燒產(chǎn)生熱量，幾乎是同時再噴入一定質(zhì)量的飽和水，經(jīng)霧化的飽和水進(jìn)入燃燒室受柴油燃燒所產(chǎn)生的高溫后瞬間汽化產(chǎn)生高壓，同時可以推動活塞下行作功。
由圖看出，活塞從A點將空氣壓縮至B點，此時的壓縮空氣壓強(qiáng)約196N/cm2，由B點噴入少量的柴油，柴油燃燒后的壓強(qiáng)假設(shè)達(dá)到C點，再由C點噴入一定質(zhì)量的飽和水，飽和水受高溫并汽化后假設(shè)產(chǎn)生一個高壓點Ca，那么由A點壓縮空氣到B點、C點、CA點再回到A點就完成了一個作功面。
在圖5中，柴油機(jī)按照公知的過程正常工作，一般的柴油機(jī)正常工作時所產(chǎn)生的高壓約882N/cm2，高溫約2000℃。利用柴油燃燒后產(chǎn)生的高溫，在柴油機(jī)的作功行程中，柴油燃燒后推動活塞下行至約某一處時，噴入一定質(zhì)量飽和水，此時從圖上看，柴油機(jī)已經(jīng)很少作功，而噴入的霧化飽和水遇柴油燃燒后所產(chǎn)生的大量廢氣同時會瞬間汽化再次出現(xiàn)一個高壓區(qū)，同樣可以增加柴油機(jī)的功率。
柴油燃燒后，壓強(qiáng)約882N/cm2，溫度約2000℃，活塞由C點作功下行，至C1點時，汽缸內(nèi)的壓強(qiáng)下降很多，而溫度會很高，此時向汽缸內(nèi)噴入一定質(zhì)量的飽和水，飽和水遇高溫后汽化會產(chǎn)生由C1-C2的一個面，這個“面”就增加了柴油機(jī)的功率。
權(quán)利要求一種利用蒸汽能的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的機(jī)體上任何一處設(shè)置有一噴水嘴(5)，連接外部的水箱(1)，并在機(jī)體上安裝的單獨的凸輪軸驅(qū)動的水泵(4)控制下，在瞬間可噴射高壓霧狀水；所述水路由單獨的機(jī)體外的水箱(1)、濾清器(2)、水路管道(3)、水泵(4)及連接的伸進(jìn)燃燒室的噴水嘴(5)組成，水泵外還有回水管路(6)，水泵受凸輪軸驅(qū)動，可定時向燃燒室噴水。
專利摘要本實用新型公開了一種利用蒸汽能的內(nèi)燃機(jī)，在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的機(jī)體上任何一處設(shè)置有一噴水嘴，連接外部的水箱，并在機(jī)體上安裝的單獨的凸輪軸驅(qū)動的水泵控制下，在瞬間可噴射高壓霧狀水。所述水路和油路的原理、構(gòu)造大致相同，由單獨的機(jī)體外的水箱、濾清器、水路管道、水泵及連接的伸進(jìn)燃燒室的噴水嘴組成，水泵外還有回水管路，水泵受與配氣凸輪軸、油泵驅(qū)動軸(汽油機(jī)沒有)并聯(lián)的凸輪軸驅(qū)動，可定時向燃燒室噴水。本實用新型噴水嘴可將高壓的經(jīng)過過濾的水瞬間向燃燒室噴射，這時遇到高溫高壓狀態(tài)，水的小顆粒在水霧狀態(tài)下會急劇汽化，汽化的水蒸氣迅速作功，可產(chǎn)生動力。
文檔編號F02M25/025GK2597683SQ0320066
公開日2004年1月7日 申請日期2003年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月6日
發(fā)明者張歲基 申請人:張歲基