冷源做功热气机制造技术

本发明专利技术公开了一种冷源做功热气机，包括气缸活塞机构、加热器、冷却器、气体做功机构和气体压缩机构，所述气缸活塞机构的气缸经排气通道与所述气体作功机构的气体入口连通，所述气体做功机构的气体出口经所述冷却器和所述气体压缩机构的入口连通；所述气体压缩机构的气体出口经回充通道与所述气缸活塞机构的气缸连通，所述加热器设置在所述气缸活塞机构的气缸上和/或设置在所述排气通道上和/或设置在所述回充通道上处。本发明专利技术结构简单、效率高、造价低使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热能与动力领域，尤其是一种冷源做功热气机。
技术介绍
传统热气机例如斯特林发动机，其冷缸和热缸的压力基本相同，而且压缩比非常低(目前世界上最好的斯特林发动机的压缩比仅为2左右)，这些都严重影响着斯特林发动机的效率，不仅如此，冷缸和热缸之间必须具有特定的相位差，这就不可避免的影响其使用范围。因此需要专利技术一种新型热气机。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出的技术方案如下: 方案1.一种冷源做功热气机，包括气缸活塞机构、加热器、冷却器、气体做功机构和气体压缩机构，所述气缸活塞机构的气缸经排气通道与所述气体做功机构的气体入口连通，所述气体做功机构的气体出口经所述冷却器与所述气体压缩机构的气体入口连通；所述气体压缩机构的气体出口经回充通道与所述气缸活塞机构的气缸连通，所述加热器设置在所述气缸活塞机构的气缸上和/或设置在所述排气通道上和/或设置在所述回充通道上。方案2.—种冷源做功热气机，包括气缸活塞机构、内燃燃烧室、冷却器、气体做功机构和气体压缩机构，所述气缸活塞机构的气缸经排气通道与所述气体做功机构的气体入口连通，所述气体做功机构的气体出口经所述冷却器和所述气体压缩机构的气体入口连通，所述气体压缩机构的气体出口经回充通道与所述气缸活塞机构的气缸连通，形成工质闭合回路；所述内燃燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸内和/或设置在所述排气通道内和/或设置在所述回充通道内，在所述工质闭合回路上设工质导出口。方案3.在方案I或方案2的基础上，进一步在所述排气通道上设排气正时控制阀。方案4.在方案I或方案2的基础上，进一步在所述回充通道上设回充正时控制阀。方案5.在方案4的基础上，进一步在所述回充正时控制阀和所述气体压缩机构的气体出口之间的所述回充通道上设工质储罐。方案6.在方案I或方案2的基础上,进一步在所述气缸活塞机构的气缸上、与所述排气通道的连通处设排气门；在所述气缸活塞机构的气缸上、与所述回充通道的连通处设回充门。方案7.在方案I或方案2的基础上，进一步将所述气体做功机构设为涡轮动力机构或设为活塞式气体做功机构。方案8.在方案I或方案2的基础上，进一步将所述气体压缩机构设为叶轮压气机或设为活塞式气体压缩机构。方案9.在方案I或方案2的基础上，进一步使所述气体做功机构对所述气体压缩机构输出动力。方案10.在方案I或方案2的基础上，所述冷源做功热气机进一步还包括热交换式回热器，所述热交换式回热器的被冷却流体通道设为所述排气通道，所述热交换式回热器的被加热流体通道设为所述回充通道。方案11.在方案I的基础上，所述冷源做功热气机进一步还包括热交换式回热器，所述热交换式回热器的被冷却流体通道设为所述排气通道，所述热交换式回热器的被加热流体通道设为所述回充通道，将所述加热器设置在所述气缸活塞机构的气缸和所述热交换式回热器之间的所述排气通道上。方案12.在方案2基础上，所述冷源做功热气机进一步还包括热交换式回热器，所述热交换式回热器的被冷却流体通道设为所述排气通道，所述热交换式回热器的被加热流体通道设为所述回充通道，将所述内燃燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸和所述热交换式回热器之间的所述排气通道内。方案13.在方案I或方案2的基础上，进一步将所述排气通道和所述回充通道在靠近所述气缸活塞机构的一端一体化设置为往复通道，所述气体做功机构的气体入口和所述气体压缩机构的气体出口均与所述往复通道的另一端连通。方案14.在方案13的基础上，所述冷源做功热气机进一步还包括填料式回热器，所述填料式回热器设在所述往复通道内。方案15.在方案I的基础上，进一步将所述排气通道和所述回充通道在靠近所述气缸活塞机构的一端一体化设置为往复通道，所述气体做功机构的气体入口和所述气体压缩机构的气体出口均与所述往复通道的另一端连通，所述冷源做功热气机还包括填料式回热器，所述填料式回热器设在所述往复通道内，所述加热器设置在所述气缸活塞机构的气缸和所述填料式回热器之间的所述往复通道上。方案16.在方案2的基础上，进一步所述排气通道和所述回充通道在靠近所述气缸活塞机构的一端一体化设置为往复通道，所述气体做功机构的气体入口和所述气体压缩机构的气体出口均与所述往复通道的另一端连通，所述冷源做功热气机还包括填料式回热器，所述填料式回热器设在所述往复通道内，将所述内燃燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸和所述填料式回热器之间的所述往复通道内。方案17.在方案I或方案2的基础上，所述冷源做功热气机进一步包括至少两个所述气缸活塞机构，所述回充通道经进气分配装置与所述气体压缩机构的气体出口连通，所述排气通道经排气分配装置与所述气体做功机构的气体入口连通。方案18.在方案2的基础上，所述冷源做功热气机进一步还包括四类门气缸活塞机构，所述四类门气缸活塞机构的供气口与所述工质闭合回路连通，所述四类门气缸活塞机构的回充口与所述工质导出口连通。方案19.在方案18的基础上，进一步将所述气缸活塞机构设置为两个以上。本专利技术的原理是:在所述气缸活塞机构的活塞处于上止点附近时，经所述气体压缩机构增压后的气体工质直接或经所述回热器(填料式回热器或热交换器式回热器)供送到所述加热器内，在所述加热器内吸热(恒温吸热、吸热升压或吸热升温)后推动所述气缸活塞机构的活塞下行对外做功，当所述气缸活塞机构的活塞趋近下止点时(或越过下止点时)，气体工质直接或经所述回热器(填料式回热器或热交换器式回热器)进入所述气体做功机构，推动所述气体做功机构做功；从所述气体做功机构排出的气体工质经所述冷却器冷却后进入所述气体压缩机构，如此循环周而复始对外做功。本专利技术中，在设有所述排气正时控制阀或所述回充正时控制阀的结构中，所述冷源做功热气机中气体工质的流动可以通过所述排气正时控制阀或所述回充正时控制阀进行控制。本专利技术中，在设有所述涡轮动力机构和所述叶轮压气机的结构中，通过所述涡轮动力机构和所述叶轮压气机控制所述冷源做功热气机中气体工质的流动。本专利技术中，所述加热器是指能够在系统外部对工质进行加热的装置，可以是太阳能加热器，还可以是热交换器或其他外然形式的加热器。本专利技术中，所述工质闭合回路是指所述气缸活塞机构、所述内燃燃烧室、所述冷却器、所述气体做功机构和气体压缩机构等及它们之间的连通通道构成的工质可循环流动的空间。本专利技术中，所述内燃燃烧室是指氧化剂和还原剂发生燃烧化学反应后所形成的高温产物直接作为循环工质或与所述工质闭合回路内事先存在的其它气体混合后作为循环工质的燃烧室。根据技术常识，需要在所述工质闭合回路上设置氧化剂和还原剂的入口，或者将氧化剂和还原剂预先存入所述工质闭合回路中。本专利技术中，所述气缸包括气缸套、气缸盖以及由气缸套和气缸盖所形成的容积空间，所述气缸上的连通口可设置在气缸盖上，也可设置在气缸套上。本专利技术中，所述热交换器式回热器是指设在所述冷却器之前的，能够将来自所述加热器流向所述冷却器的高温工质的热量传递给即将进入所述加热器的工质的热交换器。本专利技术中，所述填料式回热器是指当高温工质流过多孔填料区域时将自身的热量留给填料，当低温工质逆行流过多孔填料区域时吸收填料所存储的热量的装置。 本专利技术中，所述冷却器是指能够使工质降温的装置，它可以是散热器，也可以是热交换器。本专利技术中，所述工质储罐用于实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷源做功热气机，其特征在于：包括气缸活塞机构（1）、加热器（2）、冷却器（3）、气体做功机构（4）和气体压缩机构（5），所述气缸活塞机构（1）的气缸经排气通道（6）与所述气体做功机构（4）的气体入口连通，所述气体做功机构（4）的气体出口经所述冷却器（3）与所述气体压缩机构（5）的气体入口连通；所述气体压缩机构（5）的气体出口经回充通道（7）与所述气缸活塞机构（1）的气缸连通，所述加热器（2）设置在所述气缸活塞机构（1）的气缸上和/或设置在所述排气通道（6）上和/或设置在所述回充通道（7）上。

【技术特征摘要】
2012.03.04 CN 201210054213.3;2012.03.05 CN 2012101.一种冷源做功热气机，其特征在于:包括气缸活塞机构(I)、加热器(2)、冷却器(3)、气体做功机构(4)和气体压缩机构(5),所述气缸活塞机构(I)的气缸经排气通道(6)与所述气体做功机构(4)的气体入口连通，所述气体做功机构(4)的气体出口经所述冷却器(3)与所述气体压缩机构(5)的气体入口连通；所述气体压缩机构(5)的气体出口经回充通道(7 )与所述气缸活塞机构(I)的气缸连通，所述加热器(2 )设置在所述气缸活塞机构(I)的气缸上和/或设置在所述排气通道(6)上和/或设置在所述回充通道(7)上。2.一种冷源做功热气机，其特征在于:包括气缸活塞机构(I)、内燃燃烧室(8)、冷却器(3)、气体做功机构(4)和气体压缩机构(5),所述气缸活塞机构(I)的气缸经排气通道(6)与所述气体做功机构(4)的气体入口连通，所述气体做功机构(4)的气体出口经所述冷却器(3)和所述气体压缩机构(5 )的气体入口连通，所述气体压缩机构(5)的气体出口经回充通道(7)与所述气缸活塞机构(I)的气缸连通，形成工质闭合回路；所述内燃燃烧室(8)设置在所述气缸活塞机构(I)的气缸内和/或设置在所述排气通道(6)内和/或设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳北彪，
申请(专利权)人：摩尔动力北京技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：