旋转式热机引擎制造技术

一种旋转式热机引擎，设有一箱体、一转子组及一可压缩流体，该箱体设有一冷却组、一隔热组及一加热组，该转子组可转动地与该箱体相结合且设有两相互啮合并可紧密旋转的共轭转子，使该箱体在该两共轭转子与该加热组的空间中形成一高温区，于该两共轭转子与该冷却组的空间中形成一低温区，且各共轭转子的中心处设有一中心轴，各中心轴用以提供相对应共轭转子传递旋转扭力，该可压缩流体填充于该转子组与该箱体加热组、冷却组及隔热组间的高温区及低温区，本发明专利技术能够提高扭力输出及温差发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种热机引擎，尤指一种有别于现有往复活塞式史特灵引擎(Stirling Engine),而是利用旋转式共轭转子及可压缩流体热能温差以产生扭力动能输出，进而得产生电力的旋转式热机引擎。
技术介绍
目前,太阳能光电板发电效率偏低(一般约在15%上下)，且其购置成本相对偏高，若无政府大力补贴，则需数十年以上才能回收设置成本，很难达到商转售电的的目标。太阳热电在追求环保、洁净能源的今天，是很受欢迎而相对技术门槛较高的再生能源方式，一般较小型的太阳热电系统多使用以史特灵温差热机引擎(Stirling Engine,简称为史特灵引擎)为动力核心的温差发电装置，而史特灵热机引擎的内部密封一可压缩流体，由于使用往复式活塞的运动方式，因此，无法全时对于高温区的热源库和低温区的冷源库资源进行充分利用，亦即高温区和低温区有一半以上的时间无法被利用到；再者，既有史特灵温差热机引擎在高温区的空间内，可压缩流体受热膨胀产生正压时，会推动该往复式活塞而输出功，而当该可压缩流体在该高温区的空间中进行收缩时，反而可能需消耗飞轮的能量进而将该可压缩流体推送至该低温区；反之，位于低温区的往复式活塞也只有在遇冷收缩时，方能以负压方式来收缩空间而使往复式活塞进行做功，因此，在低温区空间膨胀时却无法做功，相对降低理想卡诺(Carnot)热机循环的作功效能；另外，既有史特灵热机引擎结构复杂，且在运作时由于往复式活塞往复运动，使其施加在机构组件上的往复冲击力道很大，进而产生相当程度的噪音，也降低机件的寿命，因此，如何提升既有温差热机引擎效率，并藉以增进发电装置整体上的效益，诚有其需改善之处。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种旋转式热机引擎，提高扭力输出及发电效率。本专利技术的技术解决方案是一种旋转式热机引擎，其包含有一箱体、一转子组及一位于该箱体及该转子组间的可压缩流体，其中该箱体设有一冷却组、一隔热组及一加热组，其中各组间依序地紧密相接合，该冷却组为一开口朝上的壳体，该隔热组与该冷却组相结合而位于该冷却组上方，该加热组与该隔热组相结合，且该加热组为一开口朝下的壳体；该转子组可转动地与该箱体相结合，且该转子组设有两相互啮合并能够紧密旋转的共轭转子，使该箱体在该两共轭转子与该加热组围成的空间中形成一高温区，于两所述共轭转子与该冷却组围成的空间中形成一低温区，且各所述共轭转子的中心处设有一中心轴，各中心轴用以向一外部设备传递旋转扭力；以及该可压缩流体填充于所述的高温区及低温区。进一步，该冷却组的壳体设有一结合槽，该隔热组设有两相结合于该冷却组顶面的密封板，而该转子组的两共轭转子可转动地与该隔热组的两密封板相结合，而各共轭转子的中心轴可贯穿该隔热组的两密封板或仅其中一密封板。再进一步，该冷却组设有两半壳体及一绕流板，各半壳体于顶面凹设有一结合槽，而该绕流板设于两半壳体之间且于中段处形成一共轭转子槽；该隔热组设有两连接板及两密封板，其中两连接板分别与该绕流板的两端相结合，而两密封板设于该冷却组的两半壳体的结合槽中且与两连接板相结合，使两共轭转子的上半部设置于两密封板间，让位于两共轭转子及该隔热组间之的共轭转子槽形成该高温区；该加热组设有一中心板、两侧绕板及两外盖板，其中该中心板与该隔热组的两连接板相结合而位于两共轭转子的上方处，两侧绕板设于该中心板的两侧且分别与该隔热组的两密封板相结合，而两外盖板分别盖设于两侧绕板远离该中心板的一侧；以及该转子组的两共轭转子可转动地与该冷却组的两半壳体相结合而设于该绕流板的共轭转子槽中，使位于两共轭转子及该冷却组之间的共轭转子槽形成该低温区，而各共轭转子的中心轴贯穿该冷却组的两半壳体或其中一半壳体。较佳地，该绕流板底面贯穿设有一冷源入口，该绕流板于内部设有两分别与该冷源入口相通的绕流管道，且该绕流板在两半壳体之间的外侧面上贯穿设有两分别与两绕流管道相通的冷源出口。较佳地，该加热组的中心板于顶面贯穿设有一高温流体入口及两分别位于该高温流体入口两侧的高温流体出口，该中心板于两侧边贯穿设有多个长孔，而各侧绕板贯穿设有多个间隔设置的侧流管道，其中各侧流管道与该中心板上其中两相邻的长孔相连通。较佳地，该加热组可直接与外部热源相接触，以取得所需热源，且该外部热源可为太阳聚焦光热。较佳地，两共轭转子相啮合的齿间具有一间距。较佳地，该旋转式热机引擎于该共轭转子槽的低温区及高温区之间设有一缓冲管，其中该缓冲管的两端分别与该低温区及该高温区相连通且分别设有一与该低温区及该高温区相连通的容室，其中各容室内设有多个间隔排列的鳍片，该缓冲管于中段处枢设有一可摆动的簧片，以形成该可压缩流体由低温区移往高温区的单向通路，避免该共轭转子槽的低温区在将该可压缩流体移往高温区而产生过大的压力时所导致高温区及低温区之间产生过大的压差。较佳地，该中心板于底面横向间隔凹设有多个沟槽，且各侧绕板于内表面间隔设有多个凹槽，藉以增加导热面积。较佳地，所述冷却组、隔热组及加热组之间相结合之处涂有一胶体，藉以提供进一步的密封效果。较佳地，该冷却组的各半壳体于内表面分别凹设有两相通的轴承槽，而该转子组的各共轭转子于两半壳体的轴承槽中设有一轴承。较佳地，该冷却组及该加热组由红铜、铝、石墨或碳化硅的高导热材质所制成。藉由上述的技术手段，本专利技术旋转式热机引擎至少具有以下的优点及功效一、本专利技术旋转式热机引擎通过结构配置的方式，藉由该隔热组将该共轭转子槽区分成两独立的高温区及低温区，因此通过可压缩流体，外界的热源及冷源之间进行连续的热量交换，可有效增加热量交换作用的时间，亦即可大幅提高对热源及冷源的热量交换效率。二、本专利技术旋转式热机引擎通过旋转式的共轭转子作为内部可压缩流体在高温区(受热膨胀)与在低温区(遇冷收缩)以达成作功的功能，由于其作功施力对共轭转子轴心的方向一致，因此，不论是膨胀或收缩皆可推动该共轭转子以相互啮合对转的方式向着单一方向旋转，且由于可全时段在热源及冷源之间交换热能，所以本专利技术旋转式热机引擎的施力作功的效能，约可为既有史特林热机引擎往复式活塞的二倍，可得到较高的扭力输出，进而可提高温差发电的效率。三、本专利技术旋转式热机引擎通过精简的结构配置，于共轭转子槽中设置两轮式共轭转子的方式，由于其各转子的旋转方向永远不变，因此可平顺地进行运转，不仅可大幅降低运转时所产生的噪音，也增加机构可靠度与使用寿命，且可方便维护与使用。附图说明图1为本专利技术旋转式热机引擎第一实施例的外观立体图；图2为本专利技术旋转式热机引擎第一实施例的立体分解图；图3为本专利技术旋转式热机引擎第一实施例绕流板剖面侧视图；图4为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例的外观立体图；图5为本专利技术旋转式热机引擎第二实 施例的另一外观立体图；图6为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例的立体分解图；图7为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例绕流板剖面侧视图；图8为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例两共轭转子相啮合的局部放大剖面侧视图；图9为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例加热组的放大立体分解图；图10为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例加热组的局部立体剖面示意图；图11为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例加热组的另一局部立体剖面示意图；图12为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例的剖面侧视示意图；图13为本专利技术旋转式热机引擎第二实施例加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式热机引擎，其特征在于，该旋转式热机引擎包含有一箱体、一转子组及一位于该箱体及该转子组间的可压缩流体，其中：该箱体设有一冷却组、一隔热组及一加热组，其中所述各组间依序紧密地相接合，该冷却组为一开口朝上的壳体，该隔热组与该冷却组相结合而位于该冷却组上方，该加热组与该隔热组相结合，且该加热组为一开口朝下的壳体；该转子组能够转动地与该箱体相结合，且该转子组设有两相互啮合并能够紧密旋转的共轭转子，使该箱体在两所述共轭转子与该加热组围成的空间中形成一高温区，于两所述共轭转子与该冷却组围成的空间中形成一低温区，且各所述共轭转子的中心处设有一中心轴，各所述中心轴用以向一外部设备传递旋转扭力；以及该可压缩流体填充于所述高温区及低温区。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式热机引擎，其特征在于，该旋转式热机引擎包含有一箱体、一转子组及一位于该箱体及该转子组间的可压缩流体，其中 该箱体设有一冷却组、一隔热组及一加热组，其中所述各组间依序紧密地相接合，该冷却组为一开口朝上的壳体，该隔热组与该冷却组相结合而位于该冷却组上方，该加热组与该隔热组相结合，且该加热组为一开口朝下的壳体； 该转子组能够转动地与该箱体相结合，且该转子组设有两相互啮合并能够紧密旋转的共轭转子，使该箱体在两所述共轭转子与该加热组围成的空间中形成一高温区，于两所述共轭转子与该冷却组围成的空间中形成一低温区，且各所述共轭转子的中心处设有一中心轴，各所述中心轴用以向一外部设备传递旋转扭力；以及 该可压缩流体填充于所述高温区及低温区。2.如权利要求1所述的旋转式热机引擎，其特征在于，该冷却组的壳体设有一结合槽，该隔热组设有两相结合于该冷却组顶面的密封板，而该转子组的两共轭转子能够转动地与该隔热组的两密封板相结合，而各所述共轭转子的中心轴能够贯穿该隔热组的两密封板或仅其中一密封板。3.如权利要求1或2所述的旋转式热机引擎，其特征在于，于所述冷却组、隔热组及加热组之间相结合之处涂有一胶体，藉以提供进一步的密封效果。4.如权利要求1所述的旋转式热机引擎，其特征在于 该冷却组设有两半壳体及一绕流板，各所述半壳体于顶面凹设有一结合槽，而该绕流板设于两半壳体之间且于中段处形成一共轭转子槽； 该隔热组设有两连接板及两密封板，其中两连接板分别与该绕流板的两端相结合，而两密封板设于该冷却组的两半壳体的结合槽中且与两所述连接板相结合，使两所述共轭转子的上半部设置于两密封板间，让位于两所述共轭转子及该隔热组之间的共轭转子槽形成该高温区； 该加热组设有一中心板、两侧绕板及两外盖板，其中该中心板与该隔热组的两连接板相结合而位于两所述共轭转子的上方处，两所述侧绕板设于该中心板的两侧且分别与该隔热组的两密封板相结合，而两所述外盖板分别盖设于两所述侧绕板远离该中心板的一侧；以及 该转子组的两共轭转子能够转动地与该冷却组的两半壳体相结合而设于该绕流板的共轭转子槽中，使位于两所述共轭转子及该冷却组之间的共轭转子槽形成该低温区，而各所述共轭转子的中心轴贯穿该冷却组的两半壳体或其中一半壳体。5.如权利要求4所述的旋转式热机引擎，其特征在于，该绕流板底面贯穿设有一冷源入口，该绕流板于内部设有两分别与该冷源入口相通的绕流管道，且该绕流板在两所述半壳体之间的外侧面上贯穿设有两分别与两绕流管道相通的冷源出口。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晖凡，
申请(专利权)人：林晖凡，
类型：发明
国别省市：