一种原动机和做功方法技术

本发明专利技术属于一种原动机，具体是涉及到一种原动机和做功方法，一种原动机包括蒸发器、机体和能量体，所述能量体滑动设置在机体内，能量体底部和机体内壁之间形成密闭的型腔，蒸发器与型腔连通，蒸发器持续吸热蒸发液态工质，工质汽化体积膨胀推动能量体上移做功直至上极限行程，当环境温度低于蒸发温度时，能量体因自重下移压缩气态工质完成液化，本发明专利技术通过蒸发器蒸发液态工质，体积膨胀推动能量体上移做功，输出机械能，待环境温度降至液化行程设定值时,通过能量体自重压缩气态工质进行液化行程，整个做功行程和液化行程无需其它辅助设备，避免了不必要的能量损耗，整体结构简单，成本低，性能稳定，效率高，具有积极的经济价值。

A prime motive and method of doing work

【技术实现步骤摘要】
一种原动机和做功方法
本专利技术属于一种原动机，具体是涉及到一种原动机和做功方法。
技术介绍
原动机泛指利用能源产生原动力的一切机械。是现代生产、生活领域中所需动力的主要来源。目前利用空气热能转换为机械能的设备中，一般利用蒸发温度低的工质，吸热膨胀做功，但是这种利用液体蒸发成气态，需要其余机械设备来完成，而气态工质变回液态，同样也需要用其它设备压缩气态工质或提高排气压力来完成，该方式会减少工作压差，减少做功，例如通过压缩机械将气态工质压缩成液态，上述两个步骤，增加了设备的制造成本，同时需要消耗大量的动能或者电能，导致成本高，能量损坏大等问题。目前对于低于80°的热能，基本上很难利用，属于废热，很多情况下还需要冷却设备进行冷却，造成双重能源的消耗，虽然已有通过螺杆膨胀机进行低温热能回收的，但是机器设备昂贵，效率和性能不佳，不具备经济效益，虽然发展了很长时间，但是依然停留在实验室。申请号为CN201510375201.4，名称为“一种利用低温介质获取冷气、电能的方法及其装置”的中国专利技术专利记载有一种利用低温介质获取冷气、电能的装置，其说明书第[0029]段记载有“制冷剂在第一冷凝器13中冷凝并向换热介质释放冷凝热，由换热介质吸收冷凝热，制冷剂冷凝后成为液体通过第一膨胀机构15减压后在第一蒸发器16中蒸发；……制冷剂蒸发时吸收换热介质的热量发生膨胀对旋片式动力机17做功，而使旋片式动力机17运转产生机械能，做功后的制冷剂以气态工质状态经发电气态工质压缩机12压缩入第一冷凝器13实现循环，源源不断地为旋片式动力机17提供膨胀动能”。该专利技术中，需要通过膨胀机构15减压在经过第一蒸发器16蒸发，蒸发发生膨胀对旋片式动力机17做功后，再经过发电气态工质压缩机12压缩回到第一冷凝器13实现循环，其做功的循环路径中，制冷剂的蒸发和液化分别需要膨胀机构和发电气态工质压缩机12，增加了成本，需要消耗大量的动能或者电能，导致能量的浪费，无法产生经济效益，同时，该种循环管路的设计，制冷剂流动途径较长，途中会损耗部分能量，同样会造成能量损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种原动机和做功方法，原动机利用太阳能集热、大中型中央空调、工业废烟气水、大型发动机等产生的热量，输出为机械能，整个做功过程和液化行程无需其它辅助设备，避免了不必要的能量损耗，整体结构简单，成本低，性能稳定，效率高，具有积极的经济价值。本专利技术的内容包括蒸发器、机体和能量体，所述能量体滑动设置在机体内，能量体底部和机体内壁之间形成密闭的型腔，蒸发器与型腔底部连通，蒸发器持续吸热蒸发液态工质推动能量体上移做功直至上极限行程，当环境温度低于蒸发温度时，能量体因自重下移压缩气态工质完成液化。本专利技术还包括散热器，散热器用于排放液化行程产生的热量。本专利技术还包括控制器，以及设置在能量体上的上限位开关和下限位开关，控制器和上限位开关、下限位开关和散热器电连接。本专利技术还包括用于锁止能量体的锁止器，控制器和锁止器电连接。更进一步地，所述蒸发器内设置有温度传感器，温度传感器用于检测蒸发器温度是否达到做功设定值，控制器与温度传感器电连接。本专利技术还包括环境温度传感器和/或压力传感器，压力传感器用于监测型腔内的压力值，环境温度传感器和/或压力传感器与控制器电连接。更进一步地，所述蒸发器通过管道Ⅰ连通有储液器，管道Ⅰ上设置有电磁阀，控制器与电磁阀电连接。更进一步地，所述储液器内设置有上液位传感器和下液位传感器，控制器与上液位传感器和下液位传感器电连接。一种做功方法，包括如下步骤：蒸发器内液态工质吸热蒸发，形成气态工质通至型腔内推动能量体向上移动并对外做功，直至上极限形成；当环境温度低于蒸发温度时，能量体因自重下移压缩气态工质完成液化。更进一步地，步骤具体为：步骤1：能量体处于底部，当温度传感器检测蒸发器内温度达到做功设定时，控制器控制电磁阀开启，储液器内液态工质流到蒸发器内，蒸发并形成气态工质通至型腔内推动能量体向上移动并对外做功；步骤2：当能量体上移至上极限行程后，触发上限位开关，控制器接收上限位开关的信号，控制电磁阀关闭，并控制锁止器锁止能量体位置；步骤3：当环境温度传感器检测环境温度达到液化行设定时，控制器控制散热器工作，型腔内气态工质压力下降，当压力传感器检测压力降至设定值时，控制器控制锁止器解除锁定，同时控制电磁阀开启，能量体向下移动，液化气态工质流回至储液器内；步骤4：当能量体下移至下极限行程后，触发下限位开关，控制器接收下限位开关的信号后，控制电磁阀关闭，散热器(5)停止工作；步骤5：重新进行步骤，以此往复做功行程和液化行程。本专利技术的有益效果是，本专利技术通过蒸发器蒸发液态工质，体积膨胀推动能量体上移做功，输出机械能，待环境温度降至液化行程设定值时,通过能量体自重压缩气态工质进行液化行程，整个做功行程和液化行程无需其它辅助设备，避免了不必要的能量损耗，整体结构简单，成本低，性能稳定，效率高，具有积极的经济价值；设置散热器，排放液化行程过程中压缩气态工质产生的热量，进一步降低型腔内的压力，使能量体的重力势能大于型腔内气态工质液化需要的能量，能量体在液化行程过程中，同样能对外做功。本专利技术设置储液器，增加蒸发器的输出总量和能量体的做功行程，提高工作效率；设置锁止器，防止能量体因外部温度变化改变位置和状态。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1中A-A处剖视图。在图中，1输液罐、2蒸发器、3机体、301隔板、4能量体、401限位杆、402限位齿、5散热器、501换热管、6型腔、7电磁阀、8温度传感器、9压力传感器、10上液位传感器、11下液位传感器、12上限位开关、13下限位开关、14锁止器、15管道Ⅰ、16管道Ⅱ、17控制器、18环境温度传感器。具体实施方式如图1-2所示，本专利技术包括包括蒸发器2、机体3和能量体4，所述能量体4滑动设置在机体3内，能量体4底部和机体3内壁之间形成密闭的型腔6，蒸发器2与型腔6底部连通，蒸发器2持续吸热蒸发液态工质推动能量体4上移做功直至上极限行程，当环境温度低于蒸发温度时，能量体4因自重下移压缩气态工质完成液化。具体地，蒸发器2与型腔6底部通过管道Ⅱ16连接，管道Ⅱ16呈L形设置，一端与型腔6底部连通，另一端与蒸发器2顶部连通，利于在液化行程气态工质在液化时，液态工质受重力流回蒸发器2内；能量体4呈铅垂设置，提高做功行程和液化行程过程的稳定性；能量体4通过通过密封件与机体3内腔滑动密封，密封件优选为活塞环，提高型腔6的密封效果和能量体4移动的平稳性。本专利技术还包括散热器5，散热器5用于排放液化行程产生的热量。散热器5设置在能量体4上与能量体4一同上下移动，散热器5的换热管501贯穿机体3置于型腔6内，具体地，将能量体4的底板为导热性高的材质，换热管501一端与散热器5连通，另一端置于能量体4的底板内，用于将型腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原动机，其特征是，包括蒸发器(2)、机体(3)和能量体(4)，所述能量体(4)滑动设置在机体(3)内，能量体(4)底部和机体(3)内壁之间形成密闭的型腔(6)，蒸发器(2)与型腔(6)连通，蒸发器(2)持续吸热蒸发液态工质推动能量体(4)上移做功直至上极限行程，当环境温度低于蒸发温度时，能量体(4)因自重下移压缩气态工质完成液化。/n

【技术特征摘要】
1.一种原动机，其特征是，包括蒸发器(2)、机体(3)和能量体(4)，所述能量体(4)滑动设置在机体(3)内，能量体(4)底部和机体(3)内壁之间形成密闭的型腔(6)，蒸发器(2)与型腔(6)连通，蒸发器(2)持续吸热蒸发液态工质推动能量体(4)上移做功直至上极限行程，当环境温度低于蒸发温度时，能量体(4)因自重下移压缩气态工质完成液化。


2.如权利要求1所述的原动机，其特征是，还包括散热器(5)，散热器(5)用于排放液化行程产生的热量。


3.如权利要求2所述的原动机，其特征是，还包括控制器(17)，以及设置在能量体(4)上的上限位开关(12)和下限位开关(13)，控制器(17)和上限位开关(12)、下限位开关(13)以及散热器(5)电连接。


4.如权利要求3所述的原动机，其特征是，还包括用于锁止能量体(4)的锁止器(14)，控制器(17)和锁止器(14)电连接。


5.如权利要求4所述的原动机，其特征是，所述蒸发器(2)内设置有温度传感器(8)，温度传感器(8)用于检测蒸发器(2)温度是否达到做功设定值，控制器(17)与温度传感器(8)电连接。


6.如权利要求4所述的原动机，其特征是，还包括环境温度传感器(18)和/或压力传感器(9)，压力传感器(9)用于监测型腔(6)内的压力值，环境温度传感器(18)和/或压力传感器(9)与控制器(17)电连接。


7.如权利要求5或6所述的原动机，其特征是，所述蒸发器(2)通过管道Ⅰ(15)连通有储液器(1)，管道Ⅰ(15)上设置有电磁阀(7)，控制器(17)与电磁阀(7)电连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：钟学斌，
申请(专利权)人：湖南友风新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43