一种采用低品位热能的高效发动机及其工作方法技术

一种采用低品位热能的高效发动机及其工作方法，属于发动机技术领域。所述采用低品位热能的高效发动机包括液体工质箱、供高温工质结构和容器循环转动组，液体工质箱内部设置有环形流道，环形流道的一侧设置有阻隔填充物，供高温工质结构内的高温工质一进入到液体工质箱的环形流道带动容器循环转动组工作，容器循环转动组包括若干组容器循环转动单元，容器循环转动单元包括纵向传动结构和若干个缩胀容器，缩胀容器在工质一的作用下带动纵向传动结构工作，对外输出做功。所述采用低品位热能的高效发动机及其工作方法，实现了将低品位热能转换成机械能输出，能量转换效率高、成本低廉、维护量低、可无人值守。可无人值守。可无人值守。

【技术实现步骤摘要】
一种采用低品位热能的高效发动机及其工作方法


[0001]本专利技术涉及发动机
，特别涉及一种采用低品位热能的高效发动机及其工作方法。

技术介绍

[0002]太阳每年向地球辐射大量的能量，在地球上除向宇宙散失掉的部分，剩余部分以热量形式在地球上各种物质和各个物体之间进行传递，并维持地球的温度，一直周而复始。按热力学定律，热量总是从高温物体向低温物体传递，这个过程每时每刻都在进行。同时也因为有大气层的参与，所以地球上的地表气温从零下几十摄氏度到零上几十摄氏度之间，并没有太大的温差。
[0003]在地球上的自然界中存在着大量的能量，这些能量很多以热能形式存在，但是多数都不能得以利用。例如烈日下暴晒的茫茫沙漠里的灼热砂子，广袤无垠海洋里的温暖海水。而这些热能作为能源形式的一种，能量密度比较高，如果能将热能转化成机械能或者电能利用价值非常高。例如我国大连市冬季某时，大气气温
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10℃，而海水温度10℃。这时从海里抽出1吨海水后在大气中降温至0℃，这个过程这1吨海水以热量形式向周围大气中释放出了约41850kJ的能量，如果这些能量完全转化为机械能则可以驱动一台普通家用轿车在日常使用状态下行驶约70km。
[0004]从工业革命开始，人类利用各种机械设备进行生产活动，极大推进物质文明的建设。比如，从早期的蒸汽机到后来的内燃机、电动机等，都是将能量以各种形式来转换的机械。在这个过程中发现，能源的能量密度越高，越容易被利用。人类从发现煤炭、石油和天然气到现在，一直大量利用化石能源，因为化石能源可以产生高品位热能，其在大气环境下燃烧温度可高达上千摄氏度，并且应用方便。用化石能源来发电、驱动各种交通工具、冬季采暖等等，大大提高了人类生活水平和生产力水平。但是，化石燃料的环保问题日益凸出，给环境造成了极大的破坏。
[0005]目前，无污染的新能源利用被积极推动，低碳环保能源成为世界大的趋势。现有化石能源和太阳能光热设备的大规模利用，通常需要将工质加热到高温高压状态，转换成高品位热能，然后推动汽轮机工作，输出给用能设备使用。自然界中的温暖海水、酷热暑期的热空气、戈壁和沙漠里的阳光、温泉里的地热泉水在现有工程技术条件下，这些热能品位太低很难高效利用，而已经规模化利用的，则需要较大投资来建造，比如，光伏、光热设备或者运行条件较高的地热电站等。
[0006]因此，本申请提出一种新型的发动机及其工作方法，通过汲取低品位热能作为能源，使其在低投资、轻维护、无污染的前提下得以为人类所用。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种采用低品位热能的高效发动机及其工作方法，实现了将低品位热能转换成机械能输出，能量转换效率高、成本低廉、
维护量低、可无人值守，适合大规模推广应用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0009]一种采用低品位热能的高效发动机，包括液体工质箱、与所述液体工质箱连通的供高温工质结构以及设置于所述液体工质箱的容器循环转动组；
[0010]所述液体工质箱内部设置有环形流道，所述环形流道的一侧设置有阻隔填充物；
[0011]所述供高温工质结构的高温工质出口与液体工质箱的高温工质入口相连，使供高温工质结构内的高温工质一进入到液体工质箱的环形流道，以带动容器循环转动组工作；所述液体工质箱的低温工质出口将其内部的低温工质一排出；
[0012]所述容器循环转动组包括若干组容器循环转动单元，所述容器循环转动单元包括贯穿液体工质箱的纵向传动结构以及设置于纵向传动结构的若干个缩胀容器，所述缩胀容器在工质一的作用下带动纵向传动结构工作，对外输出做功。
[0013]进一步的，所述液体工质箱包括绝热保温壳体以及设置于所述绝热保温壳体内的中部填充物，所述绝热保温壳体与中部填充物之间形成环形流道，所述环形流道内设置有工质一，环形流道内工质一的液面高于供高温工质结构的高温工质出口；所述阻隔填充物固设于液体工质箱内部靠近供高温工质结构的一侧。
[0014]进一步的，所述供高温工质结构采用集热器、换热器或者盛装有高温工质的外部容器。
[0015]进一步的，所述集热器包括集热器腔体以及设置于所述集热器腔体内的若干根集热管，所述集热器腔体由透光罩与绝热壳体围合而成，所述集热管吸收太阳光的热量对集热管内的工质一加热，加热后的工质一从集热管顶端的高温工质出口进入液体工质箱，液体工质箱内的低温工质通过集热管底端的低温工质入口进入集热管内进行加热。
[0016]进一步的，所述换热器包括外壳体以及设置于外壳体内部的换热管，所述外壳体设置有外循环工质上管口和外循环工质下管口，所述换热管的内部设置所述工质一，换热管顶端的高温工质出口以及底端的低温工质入口均与液体工质箱连通。
[0017]进一步的，所述盛装有高温工质的外部容器内部设置有泵，所述泵将高温工质一送入液体工质箱的高温工质入口，所述液体工质箱低温工质出口排出的低温工质一通过外部收集装置收集。
[0018]进一步的，所述纵向传动结构包括设置于液体工质箱外部的从动轴一和动力输出轴以及设置于液体工质箱内部的从动轴二，所述从动轴一、动力输出轴和从动轴二的外部均套装有传动轮，所述传动轮的外部连接有传送带，所述传送带连接有若干个所述缩胀容器，所述缩胀容器内部填充有工质二。
[0019]进一步的，所述缩胀容器为密封的空腔结构，所述缩胀容器的外壁全采用柔性材料或者部分采用柔性材料制成。
[0020]进一步的，所述工质一采用液体工质，所述工质二采用气体工质或者低沸点的介质。
[0021]一种采用低品位热能的高效发动机的工作方法，包括如下步骤：
[0022]S1、供高温工质结构的高温工质一进入液体工质箱，液体工质箱内的低温工质一经低温工质出口排出，使液体工质箱内工质一的持续流动；
[0023]S2、高温工质一在液体工质箱的环形流道流动时，受到阻隔填充物的隔挡，在上移
区域内的流量大于下移区域的流量，上移区域内的缩胀容器体积之和大于下移区域内缩胀容器的体积之和，使位于上移区域的缩胀容器产生的浮力与位于下移区域的缩胀容器产生的浮力出现差值，上移区域的缩胀容器拉动传送带开始向上运动，发动机启动；
[0024]S3、上移区域受热膨胀的缩胀容器不断向上进入冷却区域，在大气环境中散热冷却，体积开始缩小；缩小体积后的缩胀容器进入下移区域中进行再加热，再经过平移区域和下移区域后的缩胀容器逐渐增大，实现纵向传动结构的持续工作，对外输出做功。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1)本专利技术通过集热器、换热器或者盛装有高温工质的外部容器将液体工质一加热，并形成流动循环，通过内装工质二的缩胀容器在液体工质箱中被加热膨胀并且产生浮力，从而驱动容器循环转动单元运动，带动动力输出轴转动做功，实现将低品位热能转换成机械能输出；
[0027]2)本专利技术通过不同直接外循环液体工质形式或换热器形式，可高效利用温泉热、地热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用低品位热能的高效发动机，其特征在于，包括液体工质箱、与所述液体工质箱连通的供高温工质结构以及设置于所述液体工质箱的容器循环转动组；所述液体工质箱内部设置有环形流道，所述环形流道的一侧设置有阻隔填充物；所述供高温工质结构的高温工质出口与液体工质箱的高温工质入口相连，使供高温工质结构内的高温工质一进入到液体工质箱的环形流道，以带动容器循环转动组工作；所述液体工质箱的低温工质出口将其内部的低温工质一排出；所述容器循环转动组包括若干组容器循环转动单元，所述容器循环转动单元包括贯穿液体工质箱的纵向传动结构以及设置于纵向传动结构的若干个缩胀容器，所述缩胀容器在工质一的作用下带动纵向传动结构工作，对外输出做功。2.根据权利要求1所述的采用低品位热能的高效发动机，其特征在于，所述液体工质箱包括绝热保温壳体以及设置于所述绝热保温壳体内的中部填充物，所述绝热保温壳体与中部填充物之间形成环形流道，所述环形流道内设置有工质一，环形流道内工质一的液面高于供高温工质结构的高温工质出口；所述阻隔填充物固设于液体工质箱内部靠近供高温工质结构的一侧。3.根据权利要求1所述的采用低品位热能的高效发动机，其特征在于，所述供高温工质结构采用集热器、换热器或者盛装有高温工质的外部容器。4.根据权利要求3所述的采用低品位热能的高效发动机，其特征在于，所述集热器包括集热器腔体以及设置于所述集热器腔体内的若干根集热管，所述集热器腔体由透光罩与绝热壳体围合而成，所述集热管吸收太阳光的热量对集热管内的工质一加热，加热后的工质一从集热管顶端的高温工质出口进入液体工质箱，液体工质箱内的低温工质通过集热管底端的低温工质入口进入集热管内进行加热。5.根据权利要求3所述的采用低品位热能的高效发动机，其特征在于，所述换热器包括外壳体以及设置于外壳体内部的换热管，所述外壳体设置有外循环工质上管口和外循环工质下管口，所述换热管的内部设置所述工质一，换热管顶端...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹彦博，
申请(专利权)人：沈阳漠南动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：