專利名稱：一種單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多級活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，特別是一種帶再熱功能的單閥結(jié)構(gòu)的多級活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前傳統(tǒng)的各種動力設(shè)備，比如分布式電源、移動動力等，一方面消耗了大量的消耗化石燃料，另一方面其尾氣排放導(dǎo)致了一系列的環(huán)境污染問題，引起了人們廣泛的關(guān)注。迫切需要研發(fā)低污染/無污染、高效的動力系統(tǒng)。有研究者通過改造傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，提出了基于壓縮空氣的活塞式膨脹機(jī)。該系統(tǒng)除掉內(nèi)燃機(jī)的供油系統(tǒng)，改造進(jìn)排氣門以及進(jìn)排氣凸輪等，利用高壓氣源為膨脹機(jī)供氣，轉(zhuǎn)化為膨脹機(jī)的軸功。公布的資料顯示該膨脹機(jī)為單級系統(tǒng)，具有進(jìn)、排氣的雙閥結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工作參數(shù)較低(工作壓力、溫度等)，存在一定的密封困難的問題，膨脹機(jī)效率較低。單閥結(jié)構(gòu)膨脹機(jī)只有一個進(jìn)氣閥，位于氣缸的頂端，排氣閥位于活塞的下止點(diǎn)附近，不需要專門的控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其關(guān)閉，具有結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。為緩解當(dāng)前動力領(lǐng)域的耗能和污染問題，迫切需要高效、環(huán)境友好以及適用于分布式能源和移動動力領(lǐng)域的單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型公開了一種多級活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，是新型的帶再熱的單閥結(jié)構(gòu)的多級活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、效率高、運(yùn)行可靠、運(yùn)行成本低、膨脹比高、環(huán)境友好、能利用中低溫?zé)嶂档膯伍y結(jié)構(gòu)的多級活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是—種單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，包括多級膨脹機(jī)，每一級膨脹機(jī)包括氣缸與活塞機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣結(jié)構(gòu)、排氣結(jié)構(gòu)、連桿與曲軸運(yùn)動系統(tǒng)，其特征在于，所述氣缸與活塞機(jī)構(gòu)包括氣缸、置于氣缸中的活塞，所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)有若干排氣門，所述活塞的裙部設(shè)有活塞環(huán)；所述進(jìn)氣結(jié)構(gòu)包括進(jìn)氣腔及置于其中的進(jìn)氣閥體，所述進(jìn)氣腔設(shè)置于氣缸的頂部，其側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口，底部與氣缸進(jìn)氣門聯(lián)通，所述進(jìn)氣閥體用以控制所述進(jìn)氣門的開閉；所述排氣結(jié)構(gòu)包括置于氣缸外壁的排氣腔，所述排氣腔通過所述排氣門與氣缸聯(lián)通，排氣腔的側(cè)壁上設(shè)有排氣口 ；所述連桿與曲軸運(yùn)動系統(tǒng)包括連桿、曲軸，所述連桿一端與活塞連接，另一端與曲軸連接；所述多級膨脹機(jī)連接在同一個曲軸上，其中，第一級膨脹機(jī)的進(jìn)氣口通過管線與高壓氣體源聯(lián)通，上一級膨脹機(jī)的排氣口與下一級膨脹機(jī)的進(jìn)氣口通過管線聯(lián)通，第一級膨脹機(jī)的進(jìn)氣管線中、及相鄰兩級膨脹機(jī)之間的通氣管線中均設(shè)有再熱設(shè)備。所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的級數(shù)為21級，級數(shù)的多少由能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所需完成的膨脹比大小決定。各級共用一個曲軸，輸出軸功，各級具有相同的旋轉(zhuǎn)速度。各級之間有多種布置方案a)各個氣缸的軸心線位于同一個平面上，置于曲軸的同側(cè)或者兩側(cè)；b)各級氣缸軸心線為V行布置；c)各級氣缸軸心線W型布置；d)各級氣缸軸心線為雙V型布置； e)各級氣缸軸心圍繞曲軸星型均勻布置。[0009]本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其每一級為單閥結(jié)構(gòu)，氣缸的進(jìn)、排氣門附近皆有一定的緩沖容積稱為進(jìn)氣腔和排氣腔。當(dāng)活塞上行接近上止點(diǎn)附近時，進(jìn)氣閥開啟，該級膨脹機(jī)進(jìn)氣，活塞下行到一定的位置，進(jìn)氣閥關(guān)閉。氣缸排氣門位于氣缸下止點(diǎn)附近，排氣門小孔沿氣缸圓周均勻分布；當(dāng)活塞下行至下止點(diǎn)附近時，排氣門開啟，氣缸排氣進(jìn)入排氣腔；當(dāng)活塞從下止點(diǎn)上行到一定位置時，排氣閥關(guān)閉。排氣腔內(nèi)的氣體經(jīng)過排氣門進(jìn)入下一級膨脹機(jī)循環(huán)。[0010]當(dāng)經(jīng)過加熱的高壓氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)后，驅(qū)動活塞運(yùn)動，活塞的動能通過連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為曲軸的軸功輸出。[0011]本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的流程為[0012]高壓氣體經(jīng)過再熱系統(tǒng)，吸收熱量，被加熱的該高壓的氣體進(jìn)入膨脹機(jī)第一級的進(jìn)氣腔，活塞部件上行至氣缸上止點(diǎn)附近時刻時，進(jìn)氣閥開啟，被加熱高壓氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)部?；钊麖纳现裹c(diǎn)下行，經(jīng)過一定的時間后，進(jìn)氣閥關(guān)閉，進(jìn)入氣缸內(nèi)部的高壓的氣體驅(qū)動活塞運(yùn)動，活塞的動能通過連桿與曲軸機(jī)構(gòu)輸出軸功。當(dāng)活塞下行接近下止點(diǎn)位置時，氣缸排氣門開啟，經(jīng)過該級膨脹機(jī)膨脹的氣體進(jìn)入排氣腔。然后活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)方向運(yùn)動，壓縮氣缸內(nèi)的氣體，直至進(jìn)氣閥開啟，開始進(jìn)氣過程，本級膨脹機(jī)進(jìn)入下一個循環(huán)。排氣腔內(nèi)的空氣后經(jīng)過排氣口進(jìn)入下一級膨脹機(jī)循環(huán)。[0013]所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，每一級存在一個進(jìn)氣腔。進(jìn)氣腔內(nèi)的高壓氣體與進(jìn)氣閥彈簧共同作用于進(jìn)氣閥上，為進(jìn)氣閥提供預(yù)緊力。每一級存在一個排氣腔，排氣腔位于氣缸的外壁，與氣缸的排氣門以及本級的排氣口聯(lián)通。[0014]所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，氣缸與活塞系統(tǒng)為單閥結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)氣閥體包括孔板、 進(jìn)氣閥、彈性體，所述彈性體設(shè)置于孔板和進(jìn)氣閥之間，進(jìn)氣閥的開啟可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)a)所述活塞的頂部設(shè)有活塞芯桿，所述進(jìn)氣閥和活塞芯桿位于同一軸線上，所述進(jìn)氣閥體和活塞芯桿相互配合以控制進(jìn)氣門的開閉。當(dāng)活塞上行并接近上止點(diǎn)位置時，活塞心桿推動進(jìn)氣閥運(yùn)動，進(jìn)氣腔內(nèi)的氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)。當(dāng)活塞自上止點(diǎn)下行時，進(jìn)氣閥逐漸關(guān)閉， 進(jìn)氣過程結(jié)束；b)所述進(jìn)氣腔中還設(shè)有電磁閥，所述進(jìn)氣閥和電磁閥位于同一軸線上，所述進(jìn)氣閥體和電磁閥相互配合以控制進(jìn)氣門的開閉。當(dāng)活塞上行并接近上止點(diǎn)位置時，位于進(jìn)氣閥上部的電磁閥通電產(chǎn)生磁力，吸引進(jìn)氣閥開啟，經(jīng)過一定的時間后，磁力消失，在高壓空氣與彈簧預(yù)緊力作用下進(jìn)氣閥關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣過程。實(shí)際運(yùn)行時，這兩種方式可以任選其一。其中進(jìn)氣閥的結(jié)構(gòu)形式，可以為針閥結(jié)構(gòu)，也可以選用球型結(jié)構(gòu)。[0015]所述的單活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，所述活塞芯桿和活塞頂部平面之間設(shè)有墊片，通過所述墊片調(diào)節(jié)所述活塞芯桿相對于活塞頂部平面的高度。通過增厚或者減薄墊片的厚度， 活塞心桿增高或者降低，從而調(diào)節(jié)上止點(diǎn)附近時心桿與進(jìn)氣閥接觸的時刻以及時長，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。[0016]所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，氣缸的排氣門位于活塞的下止點(diǎn)附近，沿氣缸圓周均勻分布。當(dāng)活塞下行至接近下止點(diǎn)位置時，排氣門開啟，氣缸內(nèi)的空氣進(jìn)入排氣腔中。改變排氣門的截面積可以調(diào)節(jié)本級膨脹機(jī)的排氣性能。[0017]所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，，再熱設(shè)備可以是電加熱器，也可以是換熱器，換熱器結(jié)構(gòu)為套管式、管殼式、夾套式、蓄熱式、混合式或沉浸蛇管式，換熱器的外界熱源，是化石能源熱源、工業(yè)廢熱、余熱、環(huán)境熱、地?zé)?、太陽能熱或蓄熱裝置。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(I)運(yùn)行參數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高、運(yùn)行可靠性高、環(huán)境友好，適用于各類氣體膨脹做功，具有廣闊的使用前景。(2)本膨脹機(jī)系統(tǒng)采用單閥結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)較為簡單、緊湊；本膨脹機(jī)系統(tǒng)工作參數(shù)(溫度、壓力)范圍寬廣，可以在較高的壓力、溫度下工作，實(shí)現(xiàn)高膨脹比做功，可以降低高壓氣源的節(jié)流損失；運(yùn)行可靠性高，該膨脹機(jī)的單級工作過程與二沖程內(nèi)燃機(jī)工作工程類似，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)成熟，因此本實(shí)用新型的膨脹機(jī)系統(tǒng)可靠性高；適用于各類高壓氣體膨脹做功，包括在高壓的條件下，空氣、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、氟利昂、天然氣或水蒸氣；利用中低?熱值)的熱源，可以廣泛應(yīng)用工業(yè)行業(yè)的廢熱和余熱，如水泥行業(yè)、鋼鐵冶金行業(yè)、化工行業(yè)等，提高能源的利用率。

圖I為本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例I結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中兩種進(jìn)氣閥體的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中主要標(biāo)記說明A-高壓氣體源；B，D-被加熱的氣體；C，E_某一級膨脹后的氣體；1，1’_再熱設(shè)備；2-進(jìn)氣腔；3_電磁閥；4_進(jìn)氣閥桿；5-彈簧；6-進(jìn)氣門；7-氣缸；8_活塞芯桿；9-墊片；10-活塞；11-活塞環(huán)；12-排氣門；13-排氣腔；14_連桿；15_曲軸；16-排氣口
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，采用高壓氣源逐級膨脹做功，直到出口壓力滿足用戶要求；級間具有再熱機(jī)構(gòu)，利用中低溫(熱值)熱源進(jìn)行級間加熱。每一級活塞式膨脹機(jī)為單閥結(jié)構(gòu)，在上止點(diǎn)附近完成進(jìn)氣過程，氣體膨脹后，在下止點(diǎn)附近完成排氣過程，排放氣進(jìn)入下一級膨脹機(jī)循環(huán)?；钊麆幽芡ㄟ^曲軸連桿機(jī)構(gòu)輸出為軸功。實(shí)施例I圖I為本實(shí)用新型的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中給出了2級膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)來說明本實(shí)用新型的工作原理，圖中各級共用一個曲軸15，各級氣缸7直列布置，氣缸7的軸心線位于同一個截面上，各個氣缸7位于曲軸15的同一側(cè)或者兩側(cè)對置分布。膨脹機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時，高壓氣體A被外界加熱設(shè)備I加熱，進(jìn)入膨脹機(jī)系統(tǒng)第一級的進(jìn)氣腔2內(nèi)；此時在進(jìn)氣閥4上，作用有高壓氣體的壓力以及彈簧5的彈力作為的預(yù)緊力，使進(jìn)氣閥4與進(jìn)氣門6處于密封狀態(tài)；第一級的活塞10上行接近上止點(diǎn)位置時，活塞的芯桿8與進(jìn)氣閥4接觸，并推動進(jìn)氣閥4克服預(yù)緊力向上運(yùn)動，進(jìn)氣腔2內(nèi)的氣體通過進(jìn)氣門6進(jìn)入氣缸；活塞10由上止點(diǎn)下行，進(jìn)氣閥4回落，進(jìn)氣過程結(jié)束；進(jìn)入氣缸7的高壓氣體驅(qū)動活塞10運(yùn)動，通過連桿14與曲軸15機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為軸功輸出；當(dāng)活塞10接近下止點(diǎn)時排氣門12逐漸開啟，本級膨脹終了的氣體通過排氣門12進(jìn)入排氣腔13 ;活塞10由下止點(diǎn)上行，排氣門12關(guān)閉，壓縮氣缸7內(nèi)的剩余氣體，當(dāng)活塞10接近上止點(diǎn)時，進(jìn)氣閥4開啟，開始新的循環(huán)。排氣腔13內(nèi)的氣體通過排氣口 16排出，并進(jìn)入一個再熱設(shè)備I’，然后進(jìn)入第二級的進(jìn)氣腔2，此時第二級的進(jìn)氣閥4在氣體壓力以及彈簧力的作用下與進(jìn)氣口 6處于密封狀態(tài)，當(dāng)?shù)诙壍幕钊?0上行至上止點(diǎn)附近時，開啟進(jìn)氣閥4，進(jìn)氣腔2內(nèi)的氣體進(jìn)入氣缸7內(nèi)，驅(qū)動活塞10運(yùn)動。每級的工作循環(huán)過程與第一級過程類似，直到最后一級氣體出口參數(shù)滿足用戶要求或者接近環(huán)境狀態(tài)，氣體排出膨脹機(jī)系統(tǒng)，完成一個做功過程。[0032]實(shí)施例2[0033]圖2為本實(shí)用新型的單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各級共用一個曲軸15，所有的氣缸7分成兩組，以一定的夾角布置，從側(cè)面看氣缸的軸心線成 V型分布，圖中15為曲軸的運(yùn)行圓周軌跡。膨脹機(jī)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件與實(shí)施例I類似。[0034]實(shí)施例3[0035]圖3為本實(shí)用新型的單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，該膨脹機(jī)至少為3級結(jié)構(gòu)，圖3中給出了 3級結(jié)構(gòu)的膨脹機(jī)系統(tǒng)示意圖。各級氣缸 7的軸心線圍繞曲軸成星型均勻分布，圖中15為膨脹機(jī)曲軸的運(yùn)動軌跡線。膨脹機(jī)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件與實(shí)施例1、2類似，不同之處在于當(dāng)高壓氣體在第一級膨脹完成后，該股氣體通過再熱設(shè)備1’，它可以進(jìn)入預(yù)先設(shè)計的其他的任何一個氣缸7，開始第二級膨脹做功， 以后各級按此方式選擇其下一級膨脹過程，直到最后一級。[0036]實(shí)施例4[0037]圖4為本實(shí)用新型的單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中膨脹機(jī)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件與實(shí)施例I類似，不同之處在于，在膨脹機(jī)系統(tǒng)的各級加裝了一個電磁閥設(shè)備3，通過電磁力來實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣閥4的開啟，取代了前面實(shí)施例中的利用活塞芯桿8來推動進(jìn)氣閥4。不同之處的實(shí)施方案如下，當(dāng)活塞10至上止點(diǎn)附近開始進(jìn)氣過程時，電磁閥3通電，產(chǎn)生電磁力，該電磁力作用于進(jìn)氣閥4上，克服它的預(yù)緊力，開啟進(jìn)氣閥4，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，經(jīng)過一定的時間，關(guān)閉電磁閥3供電，磁力消失，進(jìn)氣閥4歸位，進(jìn)氣過程結(jié)束。本實(shí)施例中，除去進(jìn)氣閥4的開關(guān)方式不同于實(shí)施例1、2、3，膨脹機(jī)系統(tǒng)每一級的工作循環(huán)的其他過程與實(shí)施例I相同。如果在實(shí)施例1、2、3中同樣加裝電磁閥設(shè)備，改變進(jìn)氣控制方式，那么本實(shí)施例同樣可以適用于上述實(shí)施例中，本實(shí)施例同樣適用下面的實(shí)施例。[0038]圖5為本實(shí)用新型的進(jìn)氣閥體的兩種結(jié)構(gòu)示意圖。上述實(shí)施例1、2、3、4中進(jìn)氣閥體為針型閥結(jié)構(gòu)，如圖5a所示，進(jìn)氣閥體也可以是球型閥結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖5b所示。[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，包括多級膨脹機(jī)，每一級膨脹機(jī)包括氣缸與活塞機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣結(jié)構(gòu)、排氣結(jié)構(gòu)、連桿與曲軸運(yùn)動系統(tǒng)，其特征在于 所述氣缸與活塞機(jī)構(gòu)包括氣缸(7)、置于氣缸(7)中的活塞(10),所述氣缸(7)的側(cè)壁上設(shè)有若干排氣門(12 )，所述活塞(10 )的裙部設(shè)有活塞環(huán)(11)， 所述進(jìn)氣結(jié)構(gòu)包括進(jìn)氣腔(2 )及置于其中的進(jìn)氣閥體，所述進(jìn)氣腔(2 )設(shè)置于氣缸(7 )的頂部，其側(cè)壁設(shè)有進(jìn)氣口，底部與氣缸(7)的進(jìn)氣門(6)聯(lián)通，所述進(jìn)氣閥體用以控制所述進(jìn)氣門(6)的開閉， 所述排氣結(jié)構(gòu)包括置于氣缸(7)外壁的排氣腔(13)，所述排氣腔(13)通過所述排氣門(12)與氣缸(7)聯(lián)通，排氣腔(13)的側(cè)壁上設(shè)有排氣口(16)， 所述連桿與曲軸運(yùn)動系統(tǒng)包括連桿(14)、曲軸(15)，所述連桿(14) 一端與活塞(10)連接，另一端與曲軸(15)連接， 所述多級膨脹機(jī)連接在同一個曲軸(15)上，其中，第一級膨脹機(jī)的進(jìn)氣口通過管線與高壓氣體源(A)聯(lián)通，上一級膨脹機(jī)的排氣口( 16)與下一級膨脹機(jī)的進(jìn)氣口通過管線聯(lián)通，第一級膨脹機(jī)的進(jìn)氣管線中、及相鄰兩級膨脹機(jī)之間的通氣管線中均設(shè)有再熱設(shè)備(1，I，)。
2.如權(quán)利要求I所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述活塞(10)的頂部設(shè)有活塞芯桿(8)，所述進(jìn)氣閥體包括孔板、進(jìn)氣閥(4)、彈性體(5)，所述彈性體(5)設(shè)置于孔板和進(jìn)氣閥(4)之間，所述進(jìn)氣閥(4)和活塞芯桿(8)位于同一軸線上，所述進(jìn)氣閥體和活塞芯桿(8)相互配合以控制進(jìn)氣門(6)的開閉。
3.如權(quán)利要求I所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)氣閥體包括孔板、進(jìn)氣閥(4)、彈性體(5)，所述彈性體(5)設(shè)置于孔板和進(jìn)氣閥(4)之間，所述進(jìn)氣腔(2)中還設(shè)有電磁閥(3)，所述進(jìn)氣閥(4)和電磁閥(3)位于同一軸線上，所述進(jìn)氣閥體和電磁閥(3)相互配合以控制進(jìn)氣門(6 )的開閉。
4.如權(quán)利要求2或3所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)氣閥(4)為針閥結(jié)構(gòu)或球閥結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求I所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述多級膨脹機(jī)中，各個氣缸(7)的軸心位于同一個平面上，位于曲軸(15)的同側(cè)或者兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于各級氣缸(7)的軸心為V行布置、W型布置、雙V型布置或各級氣缸(7)的軸心圍繞曲軸星型均勻布置。
7.如權(quán)利要求2所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述活塞芯桿(8)和活塞(10)頂部平面之間設(shè)有墊片(9)，通過所述墊片(9)調(diào)節(jié)所述活塞芯桿(8)相對于活塞(10)頂部平面的高度。
8.如權(quán)利要求I所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述排氣門(12)位于活塞(10)的下止點(diǎn)附近，沿氣缸(7)圓周均勻分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述的再熱設(shè)備(1，I’)為電加熱器，或換熱器，換熱器結(jié)構(gòu)為套管式、管殼式、夾套式、蓄熱式、混合式或沉浸蛇管式，換熱器的熱源為化石能源熱源、工業(yè)廢熱、余熱、環(huán)境熱、地?zé)?、或太陽能熱?br> 專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單閥結(jié)構(gòu)的活塞式膨脹機(jī)系統(tǒng)，主要包括氣缸與活塞系統(tǒng)、各級進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)、曲軸與連桿傳動系統(tǒng)以及再熱系統(tǒng)。本實(shí)用新型公開的活塞式膨脹機(jī)的每級進(jìn)氣口為單閥結(jié)構(gòu)，當(dāng)活塞運(yùn)行至上止點(diǎn)附近時，進(jìn)氣閥門打開，氣缸進(jìn)氣，然后活塞下行，經(jīng)過一定的時間，進(jìn)氣門關(guān)閉；當(dāng)活塞下行至下止點(diǎn)附近時，排氣門打開，氣缸排氣，然后氣缸上行，經(jīng)過一定的時間后，排氣門關(guān)閉；活塞繼續(xù)上行，壓縮缸內(nèi)的殘余氣體，直至打開進(jìn)氣門，開始下一個循環(huán)。各級膨脹機(jī)的連桿共用一個曲軸工作，本實(shí)用新型的多級活塞式膨脹機(jī)具有高膨脹比、高效率、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運(yùn)行可靠性高、環(huán)境友好、可回收中低溫(熱值)廢熱等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01B17/02GK202810945SQ20122051610
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者陳海生, 張新敬, 王藝斐, 劉金超, 譚春青 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所