專利名稱：液體活塞熱氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種液體活塞熱氣機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，活塞式熱氣機(jī)中最重要的部件就是活塞和熱交換器，活塞的功能是密封與傳力，即活塞要盡可能的使高壓氣體工質(zhì)不泄漏，并且將高壓氣體工質(zhì)的壓力傳遞出去。傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)的活塞都是具有某種幾何形狀的固體構(gòu)件，為此，由于加工誤差、受力形變、冷熱變形以及磨損等問題，活塞式熱氣機(jī)的活塞與配合件(缸套等)的密封問題，特別是轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的活塞與配合件(轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的殼體)的密封問題，一直是影響發(fā)動機(jī)效率和壽命的關(guān)鍵問題之一。不僅如此，傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)的活塞傳力都是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)完成的， 而曲柄連桿機(jī)構(gòu)的體積和重量都十分龐大，影響發(fā)動機(jī)的整體質(zhì)量、效率和制造成本。所以，急需發(fā)明一種能夠不受密封殼體(例如缸套)形狀及其加工誤差、不受受力形變、冷熱變形以及磨損等問題的影響，且具有良好密封功能和傳力功能、能省略曲柄連桿機(jī)構(gòu)的，利用新型活塞、高效加熱和冷卻的熱交換器以及擺脫曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律限制的，可以靈活控制活塞運(yùn)動規(guī)律實(shí)現(xiàn)斯特林循環(huán)模式和卡諾循環(huán)模式的熱氣機(jī)。傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)從根本上講是設(shè)在封閉殼體內(nèi)的固體活塞在氣體工質(zhì)的作用下發(fā)生直線運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)或擺動，固體活塞把自身運(yùn)動傳遞出去對外作功的機(jī)構(gòu)。由于密封殼體(例如缸套等)和固體活塞均是固體結(jié)構(gòu)件，兩者均不可避免地存在加工誤差、受力形變、 冷熱變形以及磨損等問題，如果從邏輯上、數(shù)學(xué)上和幾何學(xué)上仔細(xì)分析這一機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，可以得出這樣的結(jié)論傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)的固體活塞與密封殼體的全方位徹底密封是永遠(yuǎn)無法解決的。傳統(tǒng)熱氣機(jī)是以斯特林發(fā)動機(jī)為代表的，斯特林發(fā)動機(jī)受曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的限制，很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的斯特林循環(huán)，更不可能用一臺熱氣機(jī)有選擇的實(shí)現(xiàn)斯特林循環(huán)和卡諾循環(huán)。不僅如此，斯特林發(fā)動機(jī)的加熱效率和冷卻效率十分有限，因此，很難做成大型斯特林發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下
一種液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸、熱氣液缸、冷液壓動力機(jī)構(gòu)、熱液壓動力機(jī)構(gòu)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，所述冷氣液缸經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道與所述熱氣液缸連通，在所述冷氣液缸上設(shè)冷卻器，在所述熱氣液缸上設(shè)加熱器；
所述冷氣液缸上設(shè)冷液體工質(zhì)出口和冷液體工質(zhì)回流口，所述冷液體工質(zhì)出口與所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述冷液體工質(zhì)回流口連通，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷氣體工質(zhì)和所述冷液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)對所述冷液體工質(zhì)施壓迫使所述冷液體工質(zhì)推動所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述冷液體工質(zhì)經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口回流到所述冷氣液缸內(nèi)；
所述熱氣液缸上設(shè)熱液體工質(zhì)出口和熱液體工質(zhì)回流口，所述熱液體工質(zhì)出口與所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述熱液體工質(zhì)回流口連通，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱氣體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)對所述熱液體工質(zhì)施壓迫使所述熱液體工質(zhì)推動所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述熱液體工質(zhì)經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口回流到所述熱氣液缸內(nèi)；
所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受過程控制機(jī)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。在所述氣體工質(zhì)連通管道上設(shè)回?zé)崞?。所述加熱器的熱源設(shè)為低品位熱源。在所述冷氣液缸內(nèi)設(shè)氣液隔離板，所述氣液隔離板將所述冷氣液缸內(nèi)的所述冷液體工質(zhì)和所述冷氣體工質(zhì)隔離，所述氣液隔離板與所述冷氣液缸密封滑動配合。在所述熱氣液缸內(nèi)設(shè)氣液隔離板，所述氣液隔離板將所述熱氣液缸內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)和所述熱氣體工質(zhì)隔離，所述氣液隔離板與所述熱氣液缸密封滑動配合。在所述氣體工質(zhì)連通管道上設(shè)氣體工質(zhì)控制閥；所述氣體工質(zhì)控制閥、所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受所述過程控制機(jī)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。所述氣體工質(zhì)連通管道設(shè)為氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道，以增加氣體工質(zhì)和液體工質(zhì)之間的傳熱效率。一種液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸、熱氣液缸、冷液壓動力機(jī)構(gòu)、熱液壓動力機(jī)構(gòu)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，所述冷氣液缸經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道與所述熱氣液缸連通，
所述冷氣液缸上設(shè)冷液體工質(zhì)出口和冷液體工質(zhì)回流口，所述冷液體工質(zhì)出口與所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述冷液體工質(zhì)回流口連通，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷氣體工質(zhì)和所述冷液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)對所述冷液體工質(zhì)施壓迫使所述冷液體工質(zhì)推動所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述冷液體工質(zhì)經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口回流到所述冷氣液缸內(nèi)；
所述熱氣液缸上設(shè)熱液體工質(zhì)出口和熱液體工質(zhì)回流口，所述熱液體工質(zhì)出口與所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述熱液體工質(zhì)回流口連通，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱氣體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)對所述熱液體工質(zhì)施壓迫使所述熱液體工質(zhì)推動所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述熱液體工質(zhì)經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口回流到所述熱氣液缸內(nèi)；
所述冷液體工質(zhì)回流口設(shè)在所述冷氣液缸的冷氣體工質(zhì)的區(qū)域內(nèi)，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)經(jīng)冷卻器與所述冷液體工質(zhì)回流口連通；和/或所述熱液體工質(zhì)回流口設(shè)在所述熱氣液缸的熱氣體工質(zhì)的區(qū)域內(nèi)，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)經(jīng)加熱器與所述熱液體工質(zhì)回流 □連通；
所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受過程控制機(jī)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。本發(fā)明所公開的液體活塞熱氣機(jī)在壓縮沖程完了時的壓力大于等于3. 5MPa、 4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、8. 5MPa、9MPa、9. 5MPa、 10MPa、10. 5MPa、llMPa、ll. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14. 5MPa、15MPa、 15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、25MPa、 30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa 或 60MPa。本發(fā)明所公開的液體活塞熱氣機(jī)的原理是在所述過程控制機(jī)構(gòu)的控制下，利用兩氣液缸內(nèi)的液體工質(zhì)的數(shù)量發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)對氣體工質(zhì)的壓縮、膨脹和移動，從而實(shí)現(xiàn)從加熱器吸熱向冷卻器排熱，并使所述液體工質(zhì)通過液壓動力機(jī)構(gòu)對外輸出動力，達(dá)到設(shè)定的循環(huán)模式。在所述熱氣液缸內(nèi)被加熱的熱氣體工質(zhì)經(jīng)所述氣體工質(zhì)連通管道進(jìn)入所述冷氣液缸，并推動所述冷氣液缸內(nèi)的冷液體工質(zhì)流向所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)，所述冷液體工質(zhì)通過所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)向外輸出動力后經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)回流至所述冷氣液缸， 此時所述冷氣液缸內(nèi)的冷氣體工質(zhì)經(jīng)所述氣體工質(zhì)連通管道進(jìn)入所述熱氣液缸內(nèi)，并推動所述熱氣液缸內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)流向所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)，所述熱液體工質(zhì)通過所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)向外輸出動力后經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)回流至所述熱氣液缸，又將所述熱氣液缸內(nèi)的熱氣體工質(zhì)壓入所述冷氣液缸內(nèi)，進(jìn)入下一個工作循環(huán)。本發(fā)明中的所謂液壓動力機(jī)構(gòu)是指一切可以利用液體壓力產(chǎn)生動力同時具備利用動力產(chǎn)生液體泵效應(yīng)的系統(tǒng)，如液壓馬達(dá)、液壓缸等，在所述液壓動力機(jī)構(gòu)的動力軸上可設(shè)蓄能飛輪。本發(fā)明所公開液體活塞熱氣機(jī)充分利用了所述液壓動力機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢取代了固體活塞曲柄連桿機(jī)構(gòu)，可以大幅度提高發(fā)動機(jī)的效率，大幅度降低熱氣機(jī)的體積和質(zhì)量。為了使所謂的液壓動力機(jī)構(gòu)連續(xù)對外輸出動力，可以在熱氣機(jī)內(nèi)設(shè)置兩個或多個氣液缸對，所有氣液缸對并聯(lián)設(shè)置，所有氣液缸對中的一部分與另一部分工作相位不同。所述氣液缸對的工作模式包括作功一冷卻一壓縮一加熱過程(沖程)，所謂工作相位不同是指處于不同工作過程。本發(fā)明所謂的“工作循環(huán)的某一過程”可以是傳統(tǒng)意義上所說的發(fā)動機(jī)沖程，也可以是指工作循環(huán)中的某一階段。
本發(fā)明的所謂協(xié)調(diào)工作是指為保證只有液體工質(zhì)直接與液壓動力機(jī)構(gòu)接觸，推動液壓動力機(jī)構(gòu)作功過程所需要的按邏輯關(guān)系的工作過程；所謂氣液缸是指可以利用氣體工質(zhì)對液體工質(zhì)加壓并可以將液體工質(zhì)壓出、可以將液體工質(zhì)回流、可以將低壓氣體工質(zhì)排出的容器；所謂液體工質(zhì)回送系統(tǒng)是指能夠把來自于液壓動力機(jī)構(gòu)液體出口的液體工質(zhì)回送到所述氣液缸內(nèi)的系統(tǒng)，可以是由回流控制閥(一般可用逆止閥)和蓄能儲罐構(gòu)成，也可以是由泵、儲罐和回流控制閥構(gòu)成，還可以是其他形式的系統(tǒng)，但是所述液體工質(zhì)回流系統(tǒng)應(yīng)具備泵、閥和液體儲存功能。本發(fā)明中所謂的液體工質(zhì)是指一切可以用于推動液壓動力機(jī)構(gòu)的液體，如水、油、 液壓油、液體二氧化碳、液氮、液氦等；所謂氣體工質(zhì)是指可以由加熱器吸收熱量并在循環(huán)過程中不發(fā)生或至少不全部發(fā)生相變的氣體。所謂氣體工質(zhì)和所謂液體工質(zhì)可以是同一種的物質(zhì)的兩種不同狀態(tài)，也可以是不同物質(zhì)。所述冷液體工質(zhì)是指進(jìn)出所述冷氣液缸的液體工質(zhì)，所述熱液體工質(zhì)是指進(jìn)出所述熱氣液缸的液體工質(zhì)，所述冷液體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)可以是同一種液體，也可以是不同種液體，當(dāng)所述冷液體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)可以是同一種液體時，兩液體可共用液壓動力機(jī)構(gòu)和液體工質(zhì)回流系統(tǒng)，在這種結(jié)構(gòu)中，根據(jù)液壓領(lǐng)域公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)泵、閥、儲液罐、蓄能罐和傳感器等。本發(fā)明中的所述冷氣體工質(zhì)和所述熱氣體工質(zhì)是處于兩個不同氣液缸內(nèi)同一種物質(zhì)，其溫度、壓力可相同，也可不同。本發(fā)明所公開的液體活塞熱氣機(jī)，所謂氣體工質(zhì)處于完全密封狀態(tài)，因此可以使所述氣體工質(zhì)在非工作狀態(tài)下仍然處于高壓狀態(tài)，故可以使用優(yōu)質(zhì)氣體工質(zhì)，如氦氣等。本發(fā)明中，可根據(jù)液壓領(lǐng)域的公知技術(shù)，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)其他控制閥、蓄能儲罐、 泵、傳感器等必要裝置。在本發(fā)明中，可以在所述氣液隔離板上設(shè)隔熱層或?qū)⑺鰵庖焊綦x板自身設(shè)為由絕熱材料制成。所述液體工質(zhì)在進(jìn)入所述液壓動力機(jī)構(gòu)之前和/或流出所述液壓動力機(jī)構(gòu)之后設(shè)排熱器(所述排熱器可以是散熱器，也可以是熱交換器)。當(dāng)本發(fā)明所公開的液體活塞熱氣機(jī)用于車輛時，可以省略變速箱和制動系統(tǒng)，其速度控制通過電腦控制相應(yīng)的閥來實(shí)現(xiàn)車輛的行駛、剎車、加減速及負(fù)荷響應(yīng)。在本發(fā)明中，兩個或多個液壓動力機(jī)構(gòu)可以分別獨(dú)立設(shè)置，也可以設(shè)置成一體式， 每個所述液壓動力機(jī)構(gòu)的功率可以設(shè)為不同或相同。本發(fā)明所公開的液體活塞熱氣機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)無級變速。通過調(diào)整進(jìn)入所述液壓動力機(jī)構(gòu)的液體流量，可以實(shí)現(xiàn)速度的變化，甚至實(shí)現(xiàn)無級變速。在液壓動力機(jī)構(gòu)的液體工質(zhì)出口設(shè)蓄能罐，并設(shè)旁通，實(shí)現(xiàn)剎車蓄能，實(shí)現(xiàn)對剎車能量的回收。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立兩驅(qū)，或獨(dú)立四驅(qū)，實(shí)現(xiàn)車輛原地轉(zhuǎn)圈、轉(zhuǎn)向?？梢詫?shí)現(xiàn)左右輪系向相反的方向轉(zhuǎn)動，使車輛原地調(diào)頭。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明省略了發(fā)動機(jī)的活塞曲柄連桿機(jī)構(gòu)，可制造效率高、體積小、重量輕的大功率熱氣機(jī)。


圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖中
1冷氣液缸、2冷液壓動力機(jī)構(gòu)、3冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、4冷液體工質(zhì)出口、5冷液體工質(zhì)回流口、6冷液體工質(zhì)、7冷氣體工質(zhì)、8冷卻器、9加熱器、10回?zé)崞鳌?2氣體工質(zhì)控制閥、 31氣液隔離板、33過程控制機(jī)構(gòu)、90低品位熱源、111氣體工質(zhì)連通管道、1001熱氣液缸、 2001熱液壓動力機(jī)構(gòu)、3001熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、4001熱液體工質(zhì)出口、5001熱液體工質(zhì)回流口、6001熱液體工質(zhì)、7001熱氣體工質(zhì)、1110氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1所示的液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸1、熱氣液缸1001、冷液壓動力機(jī)構(gòu)2、熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001，所述冷氣液缸1 經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道111與所述熱氣液缸1001連通，在所述冷氣液缸1上設(shè)冷卻器8，在所述熱氣液缸1001上設(shè)加熱器9 ；
所述冷氣液缸1上設(shè)冷液體工質(zhì)出口 4和冷液體工質(zhì)回流口 5，所述冷液體工質(zhì)出口 4 與所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3與所述冷液體工質(zhì)回流口 5連通， 在所述冷氣液缸1內(nèi)的冷液體工質(zhì)6的作用與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸1內(nèi)的冷氣體工質(zhì)7和所述冷液體工質(zhì)6的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)7對所述冷液體工質(zhì)6施壓迫使所述冷液體工質(zhì)6推動所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2對外作功；在同一個工作循環(huán)的另一過程中，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3將所述冷液體工質(zhì)6 經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口 5回流到所述冷氣液缸1內(nèi)；
所述熱氣液缸1001上設(shè)熱液體工質(zhì)出口 4001和熱液體工質(zhì)回流口 5001，所述熱液體工質(zhì)出口 4001與所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機(jī)構(gòu) 2001的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001與所述熱液體工質(zhì)回流口 5001連通，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱液體工質(zhì)6001的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱氣體工質(zhì)7001和所述熱液體工質(zhì)6001的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)7001對所述熱液體工質(zhì) 6001施壓迫使所述熱液體工質(zhì)6001推動所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001對外作功，在同一個工作循環(huán)的另一過程中，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001將所述熱液體工質(zhì)6001經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口 5001回流到所述熱氣液缸1001內(nèi)；
所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001受過程控制機(jī)構(gòu)33控制實(shí)現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式，其中，所述液體活塞熱氣機(jī)中的液體工質(zhì)設(shè)為水，氣體工質(zhì)則是指由水受熱發(fā)生相變而產(chǎn)生的氣體(水蒸氣)，選擇性地，所述液體工質(zhì)還可設(shè)為油、液壓油、液體二氧化碳、液氮、液氦等，所述氣體工質(zhì)可以和所述液體工質(zhì)是同一種物質(zhì)，也可以是不同種物質(zhì)。實(shí)施例2
如圖2所示的液體活塞熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別是在所述氣體工質(zhì)連通管道111 上設(shè)回?zé)崞?0。實(shí)施例3
如圖3所示的液體活塞熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別是所述加熱器9的熱源設(shè)為低品位熱源90。實(shí)施例4
如圖4所示的液體活塞熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別是所述冷氣液缸1和所述熱氣液缸1001對置布置，在所述冷氣液缸1內(nèi)設(shè)氣液隔離板31，所述氣液隔離板31將所述冷氣液缸1內(nèi)的所述冷液體工質(zhì)6和所述冷氣體工質(zhì)7隔離，所述氣液隔離板31與所述冷氣液缸 1密封滑動配合；在所述熱氣液缸1001內(nèi)設(shè)氣液隔離板31，所述氣液隔離板31將所述熱氣液缸1001內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)6001和所述熱氣體工質(zhì)7001隔離，所述氣液隔離板31與所述熱氣液缸1001密封滑動配合，所述氣液隔離板31均由絕熱材料制成。實(shí)施例5
如圖5所示的液體活塞熱氣機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別是所述冷氣液缸1與所述熱氣液缸1001并列布置。實(shí)施例6
如圖6所示的液體活塞熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別是所述氣體工質(zhì)連通管道111設(shè)為氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道1110，以增加氣體工質(zhì)和液體工質(zhì)之間的傳熱效率，在所述氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道1110上設(shè)氣體工質(zhì)控制閥12 ；所述氣體工質(zhì)控制閥12、所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001受過程控制機(jī)構(gòu)33控制實(shí)現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。實(shí)施例7
如圖7所示的液體活塞熱氣機(jī)，其與實(shí)施例6的區(qū)別是所述冷卻器8直插入所述冷氣液缸1內(nèi)，所述冷卻器9直插入所述熱氣液缸1001內(nèi)，以提高加熱與冷卻的效率。實(shí)施例8
如圖8所示的液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸1、熱氣液缸1001、冷液壓動力機(jī)構(gòu)2、熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001，所述冷氣液缸1 經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道111與所述熱氣液缸1001連通，
所述冷氣液缸1上設(shè)冷液體工質(zhì)出口 4和冷液體工質(zhì)回流口 5，所述冷液體工質(zhì)出口 4 與所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3與所述冷液體工質(zhì)回流口 5連通，在所述冷氣液缸1內(nèi)的冷液體工質(zhì)6的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸1內(nèi)的冷氣體工質(zhì)7和所述冷液體工質(zhì)6的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)7對所述冷液體工質(zhì)6施壓迫使所述冷液體工質(zhì)6推動所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2對外作功，在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3將所述冷液體工質(zhì)6 經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口 5回流到所述冷氣液缸1內(nèi)；
所述熱氣液缸1001上設(shè)熱液體工質(zhì)出口 4001和熱液體工質(zhì)回流口 5001，所述熱液體工質(zhì)出口 4001與所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機(jī)構(gòu) 2001的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001與所述熱液體工質(zhì)回流口 5001連通，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱液體工質(zhì)6001的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱氣體工質(zhì)7001和所述熱液體工質(zhì)6001的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機(jī)中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)7001對所述熱液體工質(zhì) 6001施壓迫使所述熱液體工質(zhì)6001推動所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001對外作功，在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001將所述熱液體工質(zhì)6001經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口 5001回流到所述熱氣液缸1001內(nèi)；
所述冷液體工質(zhì)回流口 5設(shè)在所述冷氣液缸1的冷氣體工質(zhì)7的區(qū)域內(nèi)，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3經(jīng)冷卻器8與所述冷液體工質(zhì)回流口 5連通；所述熱液體工質(zhì)回流口 5001 設(shè)在所述熱氣液缸1001的熱氣體工質(zhì)7001的區(qū)域內(nèi)，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001經(jīng)加熱器9與所述熱液體工質(zhì)回流口 5001連通；
所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)2、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)2001和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001受過程控制機(jī)構(gòu)33控制實(shí)現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式，其中，所述液體活塞熱氣機(jī)中的液體工質(zhì)設(shè)為水，所述氣體工質(zhì)設(shè)為水蒸氣。 顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸(1)、熱氣液缸(1001)、冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)、熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)，其特征在于所述冷氣液缸(1)經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道(111)與所述熱氣液缸(1001)連通，在所述冷氣液缸(1)上設(shè)冷卻器(8 )，在所述熱氣液缸(1001)上設(shè)加熱器(9 )；所述冷氣液缸(1)上設(shè)冷液體工質(zhì)出口(4)和冷液體工質(zhì)回流口(5)，所述冷液體工質(zhì)出口(4)與所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)與所述冷液體工質(zhì)回流口(5)連通；所述熱氣液缸(1001)上設(shè)熱液體工質(zhì)出口(4001)和熱液體工質(zhì)回流口(5001)，所述熱液體工質(zhì)出口(4001)與所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)與所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)連通；所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001) 和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)受過程控制機(jī)構(gòu)(33 )控制。
2.如權(quán)利要求1所述液體活塞熱氣機(jī)，其特征在于在所述氣體工質(zhì)連通管道(111)上設(shè)回?zé)崞?10)。
3.如權(quán)利要求1所述液體活塞熱氣機(jī)，其特征在于所述加熱器(9)的熱源設(shè)為低品位熱源(90)。
4.如權(quán)利要求1所述液體活塞熱氣機(jī)，其特征在于在所述冷氣液缸(1)內(nèi)設(shè)氣液隔離板(31 )，所述氣液隔離板(31)將所述冷氣液缸(1)內(nèi)的所述冷液體工質(zhì)(6)和所述冷氣體工質(zhì)(7)隔離，所述氣液隔離板(31)與所述冷氣液缸(1)密封滑動配合。
5.如權(quán)利要求1所述液體活塞熱氣機(jī)，其特征在于在所述熱氣液缸(1001)內(nèi)設(shè)氣液隔離板(31)，所述氣液隔離板(31)將所述熱氣液缸(1001)內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)(6001)和所述熱氣體工質(zhì)(7001)隔離，所述氣液隔離板(31)與所述熱氣液缸(1001)密封滑動配合。
6.如權(quán)利要求1所述液體活塞熱氣機(jī)，其特征在于在所述氣體工質(zhì)連通管道(111)上設(shè)氣體工質(zhì)控制閥(12)；所述氣體工質(zhì)控制閥(12)受所述過程控制機(jī)構(gòu)(33)控制。
7.如權(quán)利要求1所述液體活塞熱氣機(jī)，其特征在于所述氣體工質(zhì)連通管道(111)設(shè)為氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道(1110)。
8.一種液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸(1)、熱氣液缸(1001)、冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)、熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)，其特征在于所述冷氣液缸(1)經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道(111)與所述熱氣液缸(1001)連通，所述冷氣液缸(1)上設(shè)冷液體工質(zhì)出口(4)和冷液體工質(zhì)回流口(5)，所述冷液體工質(zhì)出口(4)與所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)與所述冷液體工質(zhì)回流口(5)連通；所述熱氣液缸(1001)上設(shè)熱液體工質(zhì)出口(4001)和熱液體工質(zhì)回流口(5001)，所述熱液體工質(zhì)出口(4001)與所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)與所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)連通；所述冷液體工質(zhì)回流口( 5 )設(shè)在所述冷氣液缸(1)的冷氣體工質(zhì)(7 )的區(qū)域內(nèi)，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)經(jīng)冷卻器(8)與所述冷液體工質(zhì)回流口(5)連通；和/或所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)設(shè)在所述熱氣液缸(1001)的熱氣體工質(zhì)(7001)的區(qū)域內(nèi)，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)經(jīng)加熱器(9)與所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)連通；所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)(2)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)(2001) 和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)受過程控制機(jī)構(gòu)(33)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體活塞熱氣機(jī)，包括冷氣液缸、熱氣液缸、冷液壓動力機(jī)構(gòu)、熱液壓動力機(jī)構(gòu)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，冷氣液缸經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道與所述熱氣液缸連通，在所述冷氣液缸上設(shè)冷卻器，在所述熱氣液缸上設(shè)加熱器；所述冷氣液缸的冷液體工質(zhì)出口經(jīng)冷液壓動力機(jī)構(gòu)和冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與冷液體工質(zhì)回流口連通；所述熱氣液缸的熱液體工質(zhì)出口經(jīng)熱液壓動力機(jī)構(gòu)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與熱液體工質(zhì)回流口連通；所述冷液壓動力機(jī)構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機(jī)構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受過程控制機(jī)構(gòu)控制。本發(fā)明省略了發(fā)動機(jī)的活塞曲柄連桿機(jī)構(gòu)，可制造效率高、體積小、重量輕的大功率熱氣機(jī)。
文檔編號F02G1/055GK102434311SQ20121000121
公開日2012年5月2日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司