一种柴油发动机的能量转换装置及其方法
专利汇可以提供一种柴油发动机的能量转换装置及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种柴油 发动机 的 能量 转换装置，包括内壳体和 外壳 体；所述内壳体和外壳体为圆柱形壳体结构；所述内壳体同轴心于所述外壳体内侧；所述内壳体和外壳体之间形成环柱腔，所述环柱腔内呈螺旋状盘旋设置有螺旋导流带；所述螺旋导流带的螺旋外缘和螺旋内缘分别一体化连接所述内壳体外壁和外壳体内壁；所述螺旋导流带将所述环柱腔分割成螺旋预热通道；本发明的结构简单，充分利用了柴油机尾气中蕴含的能量。，下面是一种柴油发动机的能量转换装置及其方法专利的具体信息内容。
1.一种柴油发动机的能量转换装置，其特征在于：包括内壳体(49)和外壳体(13)；所述内壳体(49)和外壳体(13)为圆柱形壳体结构；所述内壳体(49)同轴心于所述外壳体(13)内侧；所述内壳体(49)和外壳体(13)之间形成环柱腔，所述环柱腔内呈螺旋状盘旋设置有螺旋导流带(48)；所述螺旋导流带(48)的螺旋外缘和螺旋内缘分别一体化连接所述内壳体(49)外壁和外壳体(13)内壁；所述螺旋导流带(48)将所述环柱腔分割成螺旋预热通道(47)；
还包括冷空气进气管(46)和热空气出气管(45)；所述冷空气进气管(46)的一端连通所述螺旋预热通道(47)的一端，所述热空气出气管(45)的一端连通所述螺旋预热通道(47)的另一端；所述热空气出气管(45)的另一端连通发动机的进气门；所述内壳体(49)的内腔为内壳腔(6)；
所述内壳腔(6)内还同轴心设置有蓄气分流筒(5)，所述蓄气分流筒(5)为圆柱形密闭空腔结构，且所述蓄气分流筒(5)内腔为尾气分流腔(19)；所述蓄气分流筒(5)一体化固定于所述内壳腔(6)靠近所述热空气出气管(45)的一端；
还包括发动机排气管(14)，所述发动机排气管(14)的排气口(18)同轴心连通所述蓄气分流筒(5)的尾气分流腔(19)；所述尾气分流腔(19)内还同轴心设置有引流锥(17)，所述引流锥(17)为硬质圆锥体结构，所述引流锥(17)的尖端朝向所述排气口(18)一侧，所述引流锥(17)的粗端一体化固定连接排气口(18)对侧的端壁(19.1)；
还包括若干尾气动能喷管(11)，所述尾气动能喷管(11)为硬质弯管结构；至少六根尾气动能喷管(11)的进气端连通所述尾气分流腔(19)；且六根尾气动能喷管(11)与尾气分流腔(19)的六个连通处呈圆周阵列于端壁(19.1)上；
所述内壳腔(6)远离所述蓄气分流筒(5)的一端内壁同轴心设置有输出轴穿过孔(12)，动能输出轴(2)的一端可转动穿过所述输出轴穿过孔(12)并伸入所述内壳腔(6)内；
还包括动能转换叶轮(3)，所述动能转换叶轮(3)同轴心于所述内壳腔(6)内，且所述动能转换叶轮(3)与所述动能输出轴(2)的一端同步连接；所述动能转换叶轮(3)可带动所述动能输出轴(2)同步旋转；所述动能输出轴(2)传动连接发电机的转子；动能输出轴(2)可带动发电机的转子旋转；
各所述尾气动能喷管(11)的尾气喷射端(10)与所述动能转换叶轮(3)上的若干能量转换叶片(8)相对应；
所述动能转换叶轮(3)为与所述内壳腔(6)同轴心的环体筒状结构，所述动能转换叶轮(3)与所述内壳体(49)内壁之间形成烟气换热通道(26)；所述转换叶轮(3)沿轴线方向依次包括一体化连接的左环体(41)、中环体(42)和右环体(43)；所述中环体(42)和右环体(43)之间的同轴心一体化固定设置有分隔盘(9)；所述分隔盘(9)同轴心一体化同步连接所述动能输出轴(2)；所述分隔盘(9)左侧形成旋流腔(20)，所述分隔盘(9)右侧形成排气腔(21)；
所述左环体(41)的左端部(1)与所述内壳腔(6)的左端壁(16)间隙设置；所述右环体(43)的右端部(44)与所述内壳腔(6)的右端壁(50)之间设置烟气通过间隙(3.2)；
所述中环体(42)的环体内壁呈圆周阵列设置有若干能量转换叶片(8)；所述能量转换叶片(8)为矩形直叶片结构；能量转换叶片(8)所在面与经过能量转换叶片(8)根部的直径线(23)所呈夹角为α，满足35°＜α＜55°，所述直径线(23)所对应的圆环结构为中环体(42)；
若干所述尾气动能喷管(11)的末端呈发散状向外延伸，且各所述尾气动能喷管(11)末端的尾气喷口(10)呈圆周阵列分布于所述中环体(42)的环体所围合的内侧；
任意一个能量转换叶片(8)的所在面都能旋转至与尾气喷口(10)的喷口延伸线(22)重合；所述能量转换叶片(8)的数量是尾气动能喷管(11)数量的整数倍；
所述左环体(41)的圆柱壁面呈圆周阵列均布有若干烟气溢出消声孔(7)，各所述烟气溢出消声孔(7)将所述旋流腔(20)和烟气换热通道(26)之间相互导通；还包括排烟管(15)，所述排烟管(15)的进气端伸入所述排气腔(21)中。
2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机的能量转换装置的方法，其特征在于：发动机连续启动运行时，发动机的进气门处在吸气冲程过程中连续产生负压，进而造成热空气出气管(45)形成持续负压，进而在负压作用下，外界空气通过冷空气进气管(46)进入到螺旋预热通道(47)中，进而空气沿螺旋预热通道(47)向热空气出气管(45)流动，在此过程中内壳体(49)中高温尾气所放出的大量热量被螺旋预热通道(47)中流动的空气吸收，进而起到对即将进入发动机进气门的空气进行了预热的效果，同时螺旋预热通道(47)本身是空腔结构，因而还起到隔绝部分震动的效果，进而起到一定的消声功能，在发动机运行过程中，螺旋预热通道(47)中的空气始终为连续流动状态下，进而流动的空气可以加速整个内壳体(49)和外壳体(13)的散热；
与此同时发动机的排气门连续向发动机排气管(14)排出呈节律周期变化的尾气冲击波，进而尾气冲击波从发动机排气管(14)的排气口(18)冲出至尾气分流腔(19)中，在引流锥(17)的作用下，尾气分流腔(19)中的尾气冲击波呈喇叭状逐渐扩开的散开，进而，尾气分流腔(19)中被引流锥(17)扩开的冲击波被均匀分流到各个尾气动能喷管(11)中，进入到尾气动能喷管(11)中的烟气冲击波分别从各个尾气喷口(10)处喷出，此时各个尾气喷口(10)处喷出的烟气和冲击波呈发散状喷向动能转换叶轮(3)内壁上的能量转换叶片(8)上，进而驱动动能转换叶轮(3)连续旋转，进而带动所述动能输出轴(2)旋转，进而动能输出轴(2)带动外部发电机的转子旋转，进而起到发电的效果；与此同时动能转换叶轮(3)内壁的能量转换叶片(8)的连续旋转配合各个尾气喷口(10)处同时喷出的烟气和冲击波在旋流腔(20)中形成旋流，进而将残余冲击动能分解在旋流腔(20)中，进而起到消声的效果；然后旋流腔(20)中的烟气通过各个烟气溢出消声孔(7)溢出至烟气换热通道(26)中，进而烟气换热通道(26)中的高温烟气向排烟管(15)方向运行，高温烟气在通过烟气换热通道(26)过程中连续将热量传导给内壳体(49)，进而内壳体(49)将热量连续传递到螺旋预热通道(47)中的空气中；然后烟气换热通道(26)中的烟气通过烟气通过间隙(3.2)进入到排气腔(21)中，最终排气腔(21)中的烟气通过转换器排烟管(15)排出。
一种柴油发动机的能量转换装置及其方法
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