[发明专利]一种带燃烧器和压缩空气的气体发动机

说明书

本发明公开了一种带燃烧器和压缩空气的气体发动机，包括燃烧器、热交换器、储液箱、气动马达、液体增压泵、压缩空气储气罐、空气放大器等。压缩空气与汽车排气管进行热交换后变为高温高压空气，通过空气放大器，吸入数倍空气进入气动马达；燃烧器将水加热至高温高压状态，高温高压热水喷入气动马达，随着气动马达容积变大，高温高压热水降压闪蒸变为水蒸气，体积急剧膨胀，推动气动马达，高温高压热水与高温高压空气内能转换为气动马达的机械能，驱动车辆行驶。利用空气放大器，可产生数倍甚至数十倍的空气进入气动马达，加上压缩空气吸收的车辆尾气热能，比纯粹利用压缩空气驱动的空气发动机方案，可延长数十倍的使用时间。

技术领域

本发明涉及气体发动机技术领域，尤其涉及一种带燃烧器和压缩空气的气体发动机。

背景技术

现代社会，汽车的燃料主要为石油、天然气等化石能源，随着社会经济的发展，汽车更加普及，化石能源的消耗快速增加，燃料价格经常波动，能耗问题开始受到各个国家的重视，汽车发动机燃烧的化石燃料仅有30％～40％被转换成有用功输出，剩下的60％～70％能量排放到环境中，浪费惊人，而车尾气温度高达700～900℃，车尾气温度含有的能量与驱动车辆做功的能量相当。现有的汽车尾气能量回收方案主要为温差发电、余热制冷空调、防冻液加热、座椅加热、车内空气加热、斯特林发动机、布列顿循环发电机、蒸汽轮发电机等，综合利用效率不高，设备复杂，成本高昂，车辆制冷、制热都有时限，不能全天候使用，还存尾气进入车内的风险，对车辆动力系统无任何有利作用。因此，需要一种简单可靠，可以直接利用汽车尾气能量的做功，推动车辆行驶的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术车辆尾气能量回收效率低，设备复杂，无法直接利用汽车尾气能量推动车辆行驶的问题，而提出的一种带燃烧器和压缩空气的气体发动机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种带燃烧器和压缩空气的气体发动机，包括包括燃烧器、热交换器、储液箱、气动马达、液体增压泵、压缩空气储气罐、液体换热管、空气放大器等。

所述燃烧器内有微型高压锅炉，可将水加热至高温高压状态，所述燃烧器有进水口和出水口，进水口与液体增压泵连接，出水口与所述气动马达的高温高压喷嘴连接。

进一步地，所述燃烧器内置值班火焰，在需要的时候，控制燃烧器提前或延迟工作，可短时间维持内部微型高压锅炉水蒸汽压力，满足车辆停留后起步、加速需求。

所述热交换器采用耐高温不锈钢材质，安装在车辆排气系统的三元催化器后端，直接焊接在车辆排气系统上，内部为中空直通结构，有出气口和进气口，压缩空气从进气口进入所述热交换器，气体体积变大，压力降低，低温气体与高温排气管接触，吸热后，气压提高至满足所述气动马达工作压力，当系统不含压缩空气时，热交换器可以用来提高水的温度。

所述气动马达进气口与压缩空气管道连接，并设置高温高压喷嘴，所述燃烧器内的高温高压水通过高温高压喷嘴进入气动马达内部；压缩空气通过空气放大器吸入更多空气进入气动马达，在气动马达容积变大过程中，高温高压热水降压闪蒸为水蒸汽，变为气动马达的机械能，驱动车辆行驶。当系统不含压缩空气时，气动马达以高温高压热水为“燃料”，采用类似内燃机方式工作。

本发明中，低温压缩空气通过与车辆排气系统热交换后，变为高温高压空气，可使用少量压缩空气通过空气放大器作用即可驱动气动马达，采用外燃式燃烧器，只需少量燃料，即可水加热至高温高压状态，高温高压热水在压差作用下进入气动马达，利用高温高压热水降压闪蒸原理，提高气动马达爆发力，高温高压空气做为“燃料”进入气动马达后，由液体变为水蒸汽气，膨胀做功，高压空气在膨胀过程会出现温度下降，水蒸汽的潜热可以补偿空气温度，提高气动马达功率，降低排气温度，提高系统效率。本发明利用自然界中最广泛的水和空气做为动力，最大化吸收车辆尾气中的能量并转换为动力，驱动车辆行驶，提高燃料综合利用效率。

附图说明