專利名稱：一種外熱機(jī)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外熱機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種把外部熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī)系統(tǒng)；同時(shí)，本發(fā)明還涉及外熱機(jī)的工作方法。
背景技術(shù)：
所謂外熱機(jī)，是一種使用熱源從熱機(jī)外部加熱，完成熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)械裝置。有代表性的是蒸汽機(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。蒸汽機(jī)，利用熱源對(duì)水加熱使之產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽缸或汽輪機(jī)做功。但是蒸汽機(jī)需要水資源，同時(shí)在中溫300 400°C轉(zhuǎn)換效率較低，而且隨著溫度的降低效率下降較快。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，利用氣體的加熱膨脹與冷卻壓縮來(lái)做功。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)雖不需要水，但是制造精密，密封要求非常高，成本高昂，目前離規(guī)模商業(yè)、化使用仍有不少距離。本技術(shù)旨在提出一種使用氣體做工質(zhì)，同時(shí)制造容易的外熱機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種外熱機(jī)，能有效利用氣體工質(zhì)，把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并且制造成本相對(duì)低廉。此外，本發(fā)明還提供上述外熱機(jī)的工作方法，能有效利用氣體工質(zhì)，把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并且制造成本相對(duì)低廉。為解決上述技術(shù)問題，一種外熱機(jī)，其包括吸熱組件、氣缸部件，吸熱組件包括殼體和吸熱芯體，吸熱芯體被固定在殼體內(nèi)；氣缸部件包括進(jìn)氣閥、排氣閥、氣缸、缸蓋和活塞；所述殼體設(shè)置有氣體通道，該氣體通道的一端設(shè)有吸熱芯體，另一端連接氣缸，氣缸內(nèi)的氣體可通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能。本發(fā)明利用現(xiàn)今內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)領(lǐng)域的成熟制造技術(shù)，使機(jī)器制造簡(jiǎn)單同時(shí)成本低廉。設(shè)計(jì)上采用設(shè)置具有大表面積，對(duì)工質(zhì)具有很強(qiáng)加熱作用的吸熱芯體，同時(shí)缸內(nèi)氣體在經(jīng)活塞壓縮后才進(jìn)入吸熱芯體，氣體壓縮后導(dǎo)熱能力有較大提高，又進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)工質(zhì)的加熱作用，使之具備對(duì)工質(zhì)的快速加熱作用。本發(fā)明的加熱過程與內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火爆炸效果相似，使之具備內(nèi)燃機(jī)相似的循環(huán)過程，也就具備了內(nèi)燃機(jī)的高效特性。同時(shí)具備利用外熱的功能，使之不像內(nèi)燃機(jī)僅僅局限于流體燃料，可以方便利用300°C以上的各種熱源，因此，在新能源領(lǐng)域可以大顯身手。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造，可有效使用300度以上熱源發(fā)電，而且不需要水，整體效率高、造價(jià)低，并且在采用閉式增壓模式后能有效提高單位排量下的功率，同時(shí)延長(zhǎng)機(jī)體的使用壽命。另外本發(fā)明也可以用于百瓦以下的領(lǐng)域。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的殼體為T形、錐形、球形、柱形、矩形、H形或多管形。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的進(jìn)氣閥和排氣閥沿氣缸鏡像分布或軸向分布。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的進(jìn)氣閥和排氣閥設(shè)置于缸蓋上或氣缸上或兩者皆有。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的吸熱芯體由若干層絲網(wǎng)疊加而成，或由多孔材料燒結(jié)而成，或由多層孔板疊加而成，并具有較小的體積表面積比。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的活塞端頭設(shè)置有空心杯，用于防止熱量從殼體向活塞傳遞，活塞壁上設(shè)有散熱環(huán)和密封環(huán)，其中，散熱環(huán)可用于活塞散熱，密封環(huán)用于阻止氣缸內(nèi)氣體泄漏。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的進(jìn)氣閥與氣體增壓設(shè)備相連。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的氣體增壓設(shè)備包括儲(chǔ)氣罐、冷卻器，儲(chǔ)氣罐與排氣閥、進(jìn)氣閥連通，從氣缸排出的氣體經(jīng)冷卻器冷卻進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的儲(chǔ)氣罐連接風(fēng)機(jī)，用于使儲(chǔ)氣罐的氣體通過進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的增壓設(shè)備還包括補(bǔ)氣泵，用于補(bǔ)充外熱機(jī)運(yùn)行中泄漏的氣體。在上述方案基礎(chǔ)上，初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)熱 源對(duì)殼體加熱時(shí)，將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能；壓縮完畢后，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近端點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣閥、排氣閥打開，氣缸外冷氣體在風(fēng)機(jī)設(shè)備的增壓作用下從進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，推動(dòng)缸內(nèi)熱氣從排氣閥排出，執(zhí)行換氣過程；換氣完畢后，進(jìn)氣閥、排氣閥關(guān)閉；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。其中，第一方向與第二方向可以相反。在上述方案基礎(chǔ)上，初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)熱源對(duì)殼體加熱時(shí)，將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能；壓縮完畢后，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近第二端點(diǎn)時(shí)排氣閥打開，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞的推動(dòng)作用下排出氣缸，活塞到達(dá)第一端點(diǎn)，排氣閥關(guān)閉，進(jìn)氣閥打開，活塞向第二方向運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，活塞到達(dá)第二端點(diǎn)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成換氣過程；換氣完畢后，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。其中，第一方向與第二方向可以相反。一種上述外熱機(jī)的工作方法，所述方法包括如下步驟初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)；熱源對(duì)殼體加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能；壓縮完畢，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近端點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣閥、排氣閥打開，氣缸外的冷氣體在風(fēng)機(jī)設(shè)備的增壓作用下從進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，推動(dòng)缸內(nèi)熱氣從排氣閥排出，執(zhí)行換氣過程；換氣完畢，進(jìn)氣閥、排氣閥關(guān)閉；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。一種上述外熱機(jī)的工作方法，所述方法包括如下步驟初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)；熱源對(duì)殼體加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能；壓縮完畢，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近第二端點(diǎn)時(shí)排氣閥打開，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞的推動(dòng)作用下排出氣缸，活塞到達(dá)第一端點(diǎn)，排氣閥關(guān)閉，進(jìn)氣閥打開，活塞向第二方向運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，活塞到達(dá)第二端點(diǎn)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成換氣過程；換氣完畢，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。
其中，第一方向與第二方向可以相反。本發(fā)明可以很方便的用于太陽(yáng)能發(fā)電、垃圾場(chǎng)沼氣發(fā)電、核能發(fā)電等能源領(lǐng)域，有助于開發(fā)利用新能源。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于本發(fā)明的熱機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，造價(jià)較低，同時(shí)具備較高的熱效率，既可以有效地使用低品位能源，也可以實(shí)現(xiàn)百瓦以下的領(lǐng)域，同時(shí)還能很方便的用于太陽(yáng)能發(fā)電、垃圾發(fā)電等新能源領(lǐng)域，有助于有效地開發(fā)利用新能源。


圖I為本發(fā)明的具體實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的具體實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的具體實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的具體實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的具體實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的具體實(shí)施例六的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明I-殼體；2-進(jìn)氣閥；3-排氣閥； 4-活塞； 5-氣缸；6-吸熱芯體；7-氣體通道；8-隔熱圈；9-空心杯； 10-散熱環(huán)；11-密封環(huán)； 12-風(fēng)機(jī)；13-儲(chǔ)氣罐； 14-冷卻器；15-補(bǔ)氣泵。 16-缸蓋
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例I如圖I所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，包括殼體I、進(jìn)氣閥2、排氣閥3、活塞4、氣缸5、缸蓋16，殼體I的為T形，其內(nèi)部固定有吸熱芯體6，且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有氣體通道7 ;進(jìn)氣閥2設(shè)置于缸蓋16上，排氣閥3設(shè)置于氣缸5上。散熱環(huán)10、密封環(huán)11設(shè)置于活塞4上?；钊?前端設(shè)置有空心杯9。進(jìn)氣閥2連接有風(fēng)機(jī)設(shè)備，熱源對(duì)殼體I加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體6。初始狀態(tài)，假設(shè)缸內(nèi)有冷氣，活塞4在圖示的氣缸5的最右端，進(jìn)氣閥2、排氣閥3均處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊?向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的壓縮下通過氣體通道7進(jìn)入吸熱芯體6吸收熱能。壓縮完畢，活塞4在氣體的膨脹壓力下向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近最右端時(shí)進(jìn)氣閥2、排氣閥3打開，缸外冷氣體在風(fēng)機(jī)設(shè)備的增壓作用下從進(jìn)氣閥2進(jìn)入氣缸5，推動(dòng)缸內(nèi)熱氣從排氣閥3排出，執(zhí)行換氣過程。換氣完畢，進(jìn)氣閥
2、排氣閥3關(guān)閉。活塞4向左運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。實(shí)施例2如圖2所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，包括殼體I、進(jìn)氣閥2、排氣閥3、活塞4、氣缸5、缸蓋16，殼體I的為矩形，設(shè)置于氣缸5外，其內(nèi)部固定有吸熱芯體6，且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有氣體通道7 ;進(jìn)氣閥2、排氣閥3沿氣缸5鏡像對(duì)稱布置于氣缸5上。熱源對(duì)殼體I加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體6。初始狀態(tài)，假設(shè)缸內(nèi)有冷氣，活塞4在圖示的氣缸5的最右端,進(jìn)氣閥2、排氣閥3均處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊?向左運(yùn)動(dòng),缸內(nèi)氣體在活塞4的壓縮下通過氣體通道7進(jìn)入吸熱芯體6吸收熱能。壓縮完畢，活塞4在氣體的膨脹壓力下向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近最右端時(shí)排氣閥3打開，活塞4向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的推動(dòng)作用下排出氣缸5，活塞4到達(dá)最左端，排氣閥3關(guān)閉，進(jìn)氣閥2打開，活塞4向右運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥2進(jìn)入氣缸5，活塞到達(dá)最右端，進(jìn)氣閥2關(guān)閉，完成換氣過程。換氣完畢，活塞4向左運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。實(shí)施例3 如圖3所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖，包括殼體I、進(jìn)氣閥2、排氣閥3、活塞4、氣缸5、缸蓋16，殼體I的為矩形，設(shè)置于氣缸5內(nèi)，其內(nèi)部固定有吸熱芯體6，且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有氣體通道7 ;進(jìn)氣閥2、排氣閥3沿氣缸5鏡像對(duì)稱布置于氣缸5上。熱源對(duì)殼體I加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體6。初始狀態(tài)，假設(shè)缸內(nèi)有冷氣，活塞4在圖示的氣缸5的最右端,進(jìn)氣閥2、排氣閥3均處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊?向左運(yùn)動(dòng),缸內(nèi)氣體在活塞4的壓縮下通過氣體通道7進(jìn)入吸熱芯體6吸收熱能。壓縮完畢，活塞4在氣體的膨脹壓力下向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近最右端時(shí)排氣閥3打開，活塞4向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的推動(dòng)作用下排出氣缸5，活塞4到達(dá)最左端，排氣閥3關(guān)閉，進(jìn)氣閥2打開，活塞4向右運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥2進(jìn)入氣缸5，活塞到達(dá)最右端，進(jìn)氣閥2關(guān)閉，完成換氣過程。換氣完畢，活塞4向左運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。實(shí)施例4如圖4所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖，包括殼體I、進(jìn)氣閥2、排氣閥3、活塞4、氣缸5、缸蓋16,殼體I的為多管形,設(shè)置于氣缸5外,其內(nèi)部固定有吸熱芯體6，且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有氣體通道7 ;進(jìn)氣閥2、排氣閥3沿氣缸5鏡像對(duì)稱布置于氣缸5上。熱源對(duì)殼體I加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體6。初始狀態(tài)，假設(shè)缸內(nèi)有冷氣，活塞4在圖示的氣缸5的最右端，進(jìn)氣閥2、排氣閥3均處于關(guān)閉狀態(tài)。活塞4向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的壓縮下通過氣體通道7進(jìn)入吸熱芯體6吸收熱能。壓縮完畢，活塞4在氣體的膨脹壓力下向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近最右端時(shí)排氣閥3打開，活塞4向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的推動(dòng)作用下排出氣缸5，活塞4到達(dá)最左端，排氣閥3關(guān)閉，進(jìn)氣閥2打開，活塞4向右運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥2進(jìn)入氣缸5，活塞4到達(dá)最右端，進(jìn)氣閥2關(guān)閉，完成換氣過程。換氣完畢，活塞4向左運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。實(shí)施例5如圖5所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖，包括殼體I、進(jìn)氣閥2、排氣閥3、活塞4、氣缸5、缸蓋16，殼體I的為T形，其內(nèi)部固定有吸熱芯體6，且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有氣體通道7 ;進(jìn)氣閥2、排氣閥3沿氣缸5鏡向?qū)ΨQ布置于缸蓋16上。進(jìn)氣閥2連接氣體增壓設(shè)備，氣體增壓設(shè)備包括儲(chǔ)氣罐13、冷卻器14、補(bǔ)氣泵15，排氣閥3與冷卻器14連接。冷卻器14用于將從排氣閥3排出的熱氣冷卻，儲(chǔ)氣罐13用于儲(chǔ)存冷卻后的氣體，補(bǔ)氣泵15用于補(bǔ)充系統(tǒng)運(yùn)行中泄漏的氣體。熱源對(duì)殼體I加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體6。初始狀態(tài)，假設(shè)氣缸內(nèi)有冷氣，活塞4在圖示的氣缸5的最右端，進(jìn)氣閥2、排氣閥3均處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊?向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的壓縮下通過氣體通道7進(jìn)入吸熱芯體6吸收熱能。壓縮完畢，活塞4在氣體的膨脹壓力下向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近最右端時(shí)排氣閥3打開，活塞4向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的推動(dòng)下從排氣閥3排出氣缸5，經(jīng)過冷卻器14的冷卻進(jìn)入儲(chǔ)氣13?；钊?到達(dá)最左端后，排氣閥3關(guān)閉，進(jìn)氣閥2打開，活塞4向右運(yùn)動(dòng)，儲(chǔ)氣罐13內(nèi)的氣體進(jìn)入氣缸5。進(jìn)氣完畢，進(jìn)氣閥2關(guān)閉，換氣完畢?；钊?向左運(yùn)動(dòng)繼續(xù)完成下個(gè)循環(huán)。實(shí)施例6如圖6所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例六的結(jié)構(gòu)示意圖，包括殼體I、進(jìn)氣閥2、排氣閥3、活塞4、氣缸5、缸蓋16，殼體I的為T形，其內(nèi)部固定有吸熱芯體6，且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有氣體通道7 ;進(jìn)氣閥2、排氣閥3沿氣缸5軸向平行布置于氣缸5上。散熱環(huán)10、密封環(huán)11設(shè)置于活塞4上?；钊?前端設(shè)置有空心杯9。進(jìn)氣閥2連接氣體增壓設(shè)備，氣體增壓設(shè)備包括儲(chǔ)氣罐13、冷卻器14、風(fēng)機(jī)12、補(bǔ)氣泵15，排氣閥3與冷卻器14連接，進(jìn)氣閥2與風(fēng)機(jī)12連接。冷卻器14用于將從排氣閥3排出的熱氣冷卻,儲(chǔ)氣罐13用于儲(chǔ)存冷卻后的 氣體，補(bǔ)氣泵15用于補(bǔ)充系統(tǒng)運(yùn)行中泄漏的氣體。熱源對(duì)殼體I加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體6。初始狀態(tài)，假設(shè)氣缸內(nèi)有冷氣，活塞4在圖示的氣缸5的最右端，進(jìn)氣閥2、排氣閥3均處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊?向左運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞4的壓縮下通過氣體通道7進(jìn)入吸熱芯體6吸收熱能。壓縮完畢，活塞4在氣體的膨脹壓力下向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近最右端時(shí)排氣閥3、進(jìn)氣閥2打開，風(fēng)機(jī)12將氣體從儲(chǔ)氣罐13壓入氣缸5。缸內(nèi)熱氣從排氣閥3排出，經(jīng)過冷卻器14冷卻后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐13。換氣完畢，進(jìn)氣閥2、排氣閥3關(guān)閉?；钊?向左運(yùn)動(dòng)繼續(xù)完成下個(gè)循環(huán)。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種外熱機(jī)，其特征在于包括吸熱組件、氣缸部件，吸熱組件包括殼體和吸熱芯體，吸熱芯體被固定在殼體內(nèi)；氣缸部件包括進(jìn)氣閥、排氣閥、氣缸、缸蓋和活塞；所述殼體設(shè)置有氣體通道，該氣體通道的一端設(shè)有吸熱芯體，另一端連接氣缸，氣缸內(nèi)的氣體可通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外熱機(jī)，其特征在于所述的殼體為矩形、T形、球形、柱形或多管形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外熱機(jī)，其特征在于所述的吸熱芯體由若干層絲網(wǎng)疊加而成，或由多孔材料構(gòu)成，或由多層孔板疊加而成，并具有較小的體積表面積比。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外熱機(jī)，其特征在于所述的活塞端頭設(shè)置有空心杯，活塞壁上設(shè)有散熱環(huán)和密封環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外熱機(jī)，其特征在于吸熱組件設(shè)置于氣缸內(nèi)或氣缸外。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種外熱機(jī)，其特征在于所述的進(jìn)氣閥相連一氣體增壓設(shè)備，所述的氣體增壓設(shè)備包括儲(chǔ)氣罐、冷卻器，儲(chǔ)氣罐與排氣閥、進(jìn)氣閥、冷卻器連通，從排氣閥排出的氣體經(jīng)冷卻器冷卻進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的外熱機(jī)，其特征在于所述的儲(chǔ)氣罐連接風(fēng)機(jī)，用于使儲(chǔ)氣罐里的氣體被風(fēng)機(jī)從進(jìn)氣閥壓入氣缸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的外熱機(jī)，其特征在于所述的增壓設(shè)備還包括補(bǔ)氣泵，用于補(bǔ)充外熱機(jī)運(yùn)行中泄漏的氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的外熱機(jī)，其特征在于初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)； 當(dāng)熱源對(duì)殼體加熱時(shí)，將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能； 壓縮完畢后，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近端點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣閥、排氣閥打開，氣缸外冷氣體在風(fēng)機(jī)設(shè)備的增壓作用下從進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，推動(dòng)缸內(nèi)熱氣從排氣閥排出，執(zhí)行換氣過程； 換氣完畢后，進(jìn)氣閥、排氣閥關(guān)閉；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的外熱機(jī)，其特征在于初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)； 當(dāng)熱源對(duì)殼體加熱時(shí)，將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能； 壓縮完畢后，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近第二端點(diǎn)時(shí)排氣閥打開，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞的推動(dòng)作用下排出氣缸，活塞到達(dá)第一端點(diǎn)，排氣閥關(guān)閉，進(jìn)氣閥打開，活塞向第二方向運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，活塞到達(dá)第二端點(diǎn)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成換氣過程； 換氣完畢后，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。
11.一種權(quán)利要求I至10之一所述外熱機(jī)的工作方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)； 熱源對(duì)殼體加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能； 壓縮完畢，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近端點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣閥、排氣閥打開，氣缸外的冷氣體在風(fēng)機(jī)設(shè)備的增壓作用下從進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，推動(dòng)缸內(nèi)熱氣從排氣閥排出，執(zhí)行換氣過程； 換氣完畢，進(jìn)氣閥、排氣閥關(guān)閉；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。
12.—種權(quán)利要求I至10之一所述外熱機(jī)的工作方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 初始狀態(tài)，缸內(nèi)有冷氣，進(jìn)氣閥、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)； 熱源對(duì)殼體加熱，并將熱量傳遞給吸熱芯體；活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的壓縮下通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能； 壓縮完畢，活塞在氣體的膨脹壓力下向第二方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，在接近第二端點(diǎn)時(shí)排氣閥打開，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)氣體在活塞的推動(dòng)作用下排出氣缸，活塞到達(dá)第一端點(diǎn)，排氣閥關(guān)閉，進(jìn)氣閥打開，活塞向第二方向運(yùn)動(dòng)，缸外氣體通過進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，活塞到達(dá)第二端點(diǎn)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成換氣過程； 換氣完畢，活塞向第一方向運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下個(gè)循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種外熱機(jī)及其工作方法，本外熱機(jī)包括吸熱組件、氣缸部件、氣體增壓設(shè)備三部分。吸熱組件包括殼體和吸熱芯體；氣缸部件包括進(jìn)氣閥、排氣閥、氣缸、缸蓋和活塞；所述殼體設(shè)置有氣體通道，該氣體通道的一端設(shè)有吸熱芯體，另一端連接氣缸，氣缸內(nèi)的氣體可通過氣體通道進(jìn)入吸熱芯體吸收熱能；氣體增壓設(shè)備包括風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)氣罐、冷卻器和補(bǔ)氣泵。本發(fā)明的熱機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，既可以有效地使用低品位能源，也可以實(shí)現(xiàn)百瓦以下的領(lǐng)域，同時(shí)還能很方便的用于太陽(yáng)能發(fā)電、垃圾發(fā)電等新能源領(lǐng)域，有助于有效地開發(fā)利用新能源。
文檔編號(hào)F02G1/02GK102720599SQ20121021069
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者徐大江 申請(qǐng)人:徐大江