一种冷式发动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冷式发动机，包含：一个高压容器，用于将工作流体保持在环境温度，该高压容器设有入口和出口；一个低压容器，低压容器有一个入口连接至高压容器的出口，用于在低温条件下接收工作流体；一个热交换器，热交换器的入口与低压容器的出口相连，热交换器的出口与高压容器的入口相连；其中，热交换器包含一台将工作流体从低压容器的出口输送至高压容器的入口的泵；且热交换器经配置后可从热交换器的外部介质中吸收热量，以增加热交换器处的工作流体压力。本实用新型专利技术提供的冷式发动机，无需高温运行，无需使用化石燃料燃烧，利用低温流体即可产生机械能，运行效率高，节能环保，结构简单，使用方便，值得广泛推广应用。

A cold engine

【技术实现步骤摘要】
一种冷式发动机
本技术涉及一种发动机，具体涉及一种冷式发动机。
技术介绍
目前发动机主要是采用内燃机，内燃机(ICE)是一种热力发动机，燃料在氧化剂(通常是空气)作用下于燃烧室(通常是工作流体流动回路的组成部分)内燃烧，燃料燃烧产生的高温高压气体膨胀后对发动机某些部件(例如：活塞、涡轮叶片、转子、喷嘴等)直接施加作用力，该作用力推动部件移动一段距离，将化学能(热能)转化为有用的机械能。气体体积变化时热能转化为机械能，通常压力变化或温度变化可造成气体体积变化。内燃机封闭外壳中的气体体积变化通常由燃料快速加热导致。另外，工作流体的流动也可以将热能转化为机械能，例如：郎肯循环系统中热水产生蒸汽时伴生高压，并且允许排泄并膨胀至较低压力，从而驱动叶片或叶轮转动。通常而言，只要加热产生的体积变化存在压差便可产生机械能，高温加热是一种常见的产生机械能的方法，因此的内燃机通常需要高温运行，效率较低。此外，目前内燃机采用的燃料主要是天然气或石油产品等化石燃料，其中石油产品则包括汽油、柴油或重油等。但是化石燃料消耗速度远高于生成速，且化石燃料燃烧会造成环境污染，不仅影响人类身体健康，还是全球变暖的主要因素。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本技术的目的是提供一种冷式发动机。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种冷式发动机，包含：一个高压容器，用于将工作流体(例如二氧化碳或CO2，工作流体同时也是一种制冷剂)保持在环境温度，该高压容器设有入口和出口；一个低压容器，低压容器有一个入口连接至高压容器的出口，用于在低温条件下接收工作流体；一个热交换器，热交换器的入口与低压容器的出口相连，热交换器的出口与高压容器的入口相连；其中，热交换器包含一台将工作流体从低压容器的出口输送至高压容器的入口的泵；且热交换器经配置后可从热交换器的外部介质中吸收热量，以增加热交换器处的工作流体压力。所述冷式发动机还包含一个将高压容器连接到低压容器的减压阀。所述冷式发动机还包含一个将高压容器连接到低压容器的备选连接器(例如：短管、长管、管道和通路)。高压容器和低压容器通过备选连接器至少连接至一个热交换器。短管采用不锈钢材质，外径(OD)约为6毫米，管壁厚度约为2毫米。所述热交换器还包含一个与泵串接的旋转装置，用于将工作流体从低压容器的出口输送至高压容器的入口。所述旋转装置包含一个用于接收工作流体的工作腔室和一个用于接收制冷剂的热腔室，工作腔室和热腔室彼此分开并相邻。所述热交换器包含一个用于存放制冷剂的辅助热交换器，辅助热交换与旋转装置的热腔室相连。所述热交换器包含一个用于将旋转装置连接至高压容器入口的主热交换器，主热交换器与旋转装置的工作腔室相连。所述旋转装置包含一个转子和至少一个可动叶片，可动叶片从转子延伸至旋转装置的壁(圆柱壁)。例如：该旋转装置可以是一个风扇叶片与旋转轴连接的涡轮机，流体注入后推动风扇叶片转动。旋转装置包含一个用于提供工作腔室的内壁和一个用于提供热腔室的外壁(例如：机箱)。内壁包含一个导热(沿着热腔室导热)的部分，外壁具导热性。本技术所述的高压容器又称储存缸、高压缸，可以是一个中空容器、中空缸体、中空罐体、中空容器、筒仓或中空腔室，具有厚壁或由致密材料制成的缸壁，以便承受容器内部施加的压力。高压容器内部的压力高于大气压力(101,325帕斯卡或1.01325巴或14.6969磅/平方英寸)，高压容器内部施加的内部压力可达七十巴(70巴)或更高。高压容器的材质可采用黄铜、铝、淬硬钢或不锈钢材质，高压容器的壁厚至少为十毫米(10毫米)。所述高压容器的入口和出口(特别是高压入口部分和高压出口部分)分别至少设有一个阀门。所述高压容器的高压入口部分设有高压入口阀，高压入口阀设置在工作流体高压容器上游，可使用球阀、止回阀和泄压阀。其中，球阀用于充装或释放工作流体，采用中空穿孔旋转球控制阀门流量；当球孔与流动方向成一直线时阀门打开，阀门手轮转动90度时关闭；手轮在阀门打开时与流动方向对齐，关闭时垂直于流动方向，以便目视确认阀门状态(打开或关闭)；球阀也可以自动驱动。止回阀与回流入口串联，防止工作流体流出高压缸。泄压阀是一种用于限制系统压力的安全阀；若不设置泄压阀，压力可能会上升并导致过程不稳定、仪器或设备故障或缸体破裂；压力泄放就是使受压流体从辅助通道流出高压容器；泄压阀(安全阀)的设计或设置可确保阀门在预设压力条件下打开，以保证高压容器和其他设备压力不超过设计容限；超过设定压力时，阀门强制打开且流体(液体或/和气体)通过辅助路径分流，致使泄压阀变成“最小阻力通道”。所述高压容器的高压出口部分设有高压出口阀，高压出口阀设置在出口部分，工作流体通过此处从高压容器排向低压容器。高压出口阀是直接或通过管道连接在高压容器底部的一种启动/停止阀，可以使流出的工作流体始终首先呈现液体状态。该启动/停止(开/关)阀通常用于不需要节流或流量控制的系统。阀门打开过流，关闭止流。此类阀门又称作开/关服务或隔断阀。其通常与手动手轮配合使用，也可以通过执行器自动执行。流体(液体或/和气体)需要分流时或在不需要精确测量的情况下混合应用时可使用启动/停止阀。自动启动/停止阀可在安全管理系统中用于在紧急情况下立即关闭系统。使用的流体为空气或气体时，启动/停止(开/关)阀用于调节通过管道(导管)的流量。所述高压容器的入口和出口分别设置的阀门可独立操作以控制流入或流出高压容器的流体流量。例如：高压入口阀和高压出口阀也可配合操作，两阀门可通过机械装置(齿轮、轴和继电器)进行控制，而机械装置则由电子装置(计算机)进行本地或远程控制。所述高压容器也可以是一种具有圆柱或其他多边形横截面的导管、长管、管道或通道。换而言之，高压容器是一个至少两个末端未封闭的高压容器，每个末端均可设置一个螺帽，用于紧固至每个单独的热交换器，螺帽中心位置设有一个孔，使螺帽与高压容器滑动接触。所述工作流体是一种驱使设备制动的加压气体或液体，包括蒸汽机中的蒸汽、热空气发动机中的空气以及液压马达或液压缸中的液压油。热力系统中的工作流体是吸收或传递能量的液体或气体。本技术所用的工作流体包含二氧化碳(特别是液态二氧化碳)，还包含空气、水、氢氟烃(HFC)、全氟化碳(FC)、氯氟烃(CFC)和含氢氯氟烃(HCFC)。其中，空气和水需要极高温度热量才能成为有效的工作流体，二氧化碳(CO2)是本申请的首选工作流体，二氧化碳能够在极低温度条件下运行，此外，CO2反应性相对较弱，不易燃且不消耗臭氧，全球变暖潜能值(GWP)仅为1。目前二氧化碳可用作汽车空调系统、住宅空调、热水泵、商用制冷和自动售货机的制冷剂(液体或/和气体，例如：R-744制冷剂)。本技术所述的低压容器又称膨胀缸，低压力容器的入口(特别是低压入口部分)设有低压入口阀。低压入口阀设置在工作流体低压容器上游。低压入口阀用于调节进入低压力容器的工作流体流量。低压入口阀又称减压阀，即使来自高压容器的入口压力较高，减压阀仍能在低压容器处保持恒定的出口压力。所述低压容器包含一个至少可承受七十巴(70巴)内部压力的容器壁。低压容器的材质可采用黄铜、淬硬钢、铝或不锈钢材质，低压容器的壁厚至少为十毫米(10毫米)。本申请所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷式发动机，其特征在于，包含：一个高压容器，用于将工作流体保持在环境温度，该高压容器设有入口和出口；一个低压容器，低压容器有一个入口连接至高压容器的出口，用于在低温条件下接收工作流体；一个热交换器，热交换器的入口与低压容器的出口相连，热交换器的出口与高压容器的入口相连；其中，热交换器包含一台将工作流体从低压容器的出口输送至高压容器的入口的泵；且热交换器经配置后可从热交换器的外部介质中吸收热量，以增加热交换器处的工作流体压力。

【技术特征摘要】
1.一种冷式发动机，其特征在于，包含：一个高压容器，用于将工作流体保持在环境温度，该高压容器设有入口和出口；一个低压容器，低压容器有一个入口连接至高压容器的出口，用于在低温条件下接收工作流体；一个热交换器，热交换器的入口与低压容器的出口相连，热交换器的出口与高压容器的入口相连；其中，热交换器包含一台将工作流体从低压容器的出口输送至高压容器的入口的泵；且热交换器经配置后可从热交换器的外部介质中吸收热量，以增加热交换器处的工作流体压力。2.根据权利要求1所述的冷式发动机，其特征在于：包含一个将高压容器连接到低压容器的减压阀。3.根据权利要求1或2所述的冷式发动机，其特征在于：包含一个将高压容器连接到低压容器的备选连接器。4.根据权利要求1所述的冷式发动机，其特征在于：所述热交换器还包含一个与泵串接的旋转装置，用于将工作流体从低压容器的出口输送至高压容器的入口。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮周，
申请(专利权)人：陈亮周，吴松海，
类型：新型
国别省市：新加坡,SG