專利名稱：壓氣單元熱氣機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱能與動カ領域，尤其是一種壓氣単元熱氣機。
背景技術：
傳統(tǒng)熱氣機例如斯特林發(fā)動機，其冷缸和熱缸的壓力基本相同，而且壓縮比非常低(目前世界上最好的斯特林發(fā)動機的壓縮比僅為2左右)，這些都嚴重影響著斯特林發(fā)動機的效率，不僅如此，冷缸和熱缸之間必須具有特定的相位差，這就不可避免的影響其使用范圍。因此需要發(fā)明ー種新型熱氣機。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術方案如下:
ー種壓氣單兀熱氣機，包括氣缸活塞機構、加熱器、冷卻器和附屬氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的氣缸上和所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上均設有往復流通ロ，所述氣缸活塞機構的氣缸和所述附屬氣缸活塞機構的氣缸經各自所述往復流通ロ連通，所述加熱器設置在所述氣缸活塞機構的氣缸上和/或設置在靠近所述氣缸活塞機構的所述往復流通ロ處的通道上，所述冷卻器設置在所述附屬氣缸活塞機構上和/或設置在靠近所述附屬氣缸活塞機構的所述往復流通ロ處的通道上；所述附屬氣缸活塞機構的所述往復流通ロ處設有正時控制閥。所述正時控制閥設為與所述往復流通ロ對應的控制氣門。所述壓氣單元熱氣機還包括有儲氣罐，所述儲氣罐經閥門與靠近所述附屬氣缸活塞機構的所述往復流通ロ處的通道連通。所述正時控制閥設有兩個。所述壓氣單元熱氣機還包括有回熱器，所述回熱器設在兩個所述往復流通ロ連通的通道上。所述加熱器設為以外燃燃燒室為熱源的外燃熱交換器、以余熱為熱源的余熱熱交換器或以太陽能為熱源的太陽能熱交換器。所述加熱器設為內燃燃燒室，該熱氣機還包括有エ質導出口 ；所述エ質導出口設在所述冷卻器與所述附屬氣缸活塞機構之間的通道上，或設在所述附屬氣缸活塞機構上。所述氣缸活塞機構和所述附屬氣缸活塞機構的活塞經各自連桿與同一曲軸連接，且兩個連桿軸頸的相位差為180度。所述氣缸活塞機構和所述附屬氣缸活塞機構的活塞經各自連桿分別與兩個聯(lián)動的曲軸連接，且兩個連桿軸頸的相位差為180度。本發(fā)明的原理是:在所述氣缸活塞機構的活塞處于上止點附近吋，將所述正時控制閥關閉，并將經所述附屬氣缸活塞機構增壓后的壓縮空氣直接或經所述回熱器供送到所述加熱器內，在所述加熱器內吸熱(恒溫吸熱、吸熱升壓或吸熱升溫)后推動所述氣缸活塞機構的活塞下行對外做功，當所述氣缸活塞機構的活塞下行到一定程度時停止向所述加熱器內供送壓縮空氣，當所述氣缸活塞機構的活塞趨近下止點時(或越過下止點吋)打開所述正時控制閥，氣體エ質直接或經所述回熱器進入所述冷卻器并在所述冷卻器內被冷卻后進入所述附屬氣缸活塞機構，如此循環(huán)周而復始對外做功。本發(fā)明所述加熱器是指能夠對エ質進行加熱的裝置，它可以是熱交換器，也可以是內燃燃燒室，還可以是太陽能加熱器。本發(fā)明中，所述氣缸包括氣缸套、氣缸蓋以及由氣缸套和氣缸蓋所形成的容積空間，所述氣缸上的連通ロ可設置在氣缸蓋上，也可設置在氣缸套上。本發(fā)明中，所述回熱器是指當高溫エ質流過回熱器時將自身的熱量留在回熱器中，當?shù)蜏廿ㄙ|逆行流過回熱器時吸收回熱器所存儲的熱量的裝置。本發(fā)明中，所述冷卻器是指能夠使本發(fā)明中エ質降溫的裝置，它可以是散熱器，也可以是熱交換器。本發(fā)明中，所述壓氣単元熱氣機的エ質為在循環(huán)中不發(fā)生相變或不完全發(fā)生相變的氣體エ質，例如空氣、水和ニ氧化碳混合物、氦氣、氬氣、氫氣等。本發(fā)明中，所謂的“相位差為180度”是指完全180度，以及由于機構結構的特點以及加工精度所造成的實際工作誤差，如180度土某一微小角度。本發(fā)明中，應根據(jù)熱能與動カ領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明結構簡單、效率高、造價低使用壽命長。


圖1所示的是本發(fā)明實施例1的結構示意 圖2所示的是本發(fā)明實施例2的結構示意 圖3所示的是本發(fā)明實施例3的結構示意 圖4所示的是本發(fā)明實施例4的結構示意 圖5所示的是本發(fā)明實施例5的結構示意 圖6所示的是本發(fā)明實施例6的結構示意 圖7所示的是本發(fā)明實施例7的結構示意圖。圖中:
I氣缸活塞機構、11往復流通ロ、2加熱器、21エ質導出ロ、3冷卻器、4附屬氣缸活塞機構、41往復流通ロ、410控制氣門、5正時控制閥、6回熱器、7儲氣罐。
具體實施例方式實施例1
如圖1所不的壓氣單兀熱氣機，包括氣缸活塞機構1、加熱器2、冷卻器3和附屬氣缸活塞機構4,所述氣缸活塞機構I的氣缸上設有往復流通ロ 11，所述附屬氣缸活塞機構4的氣缸上設有往復流通ロ 41，所述往復流通ロ 11與所述往復流通ロ 41連通。所述加熱器2設置在靠近所述氣缸活塞機構I的所述往復流通ロ 11處的通道上，所述加熱器2設為外燃式加熱方式。所述冷卻器3設置在靠近所述附屬氣缸活塞機構4的所述往復流通ロ 41處的通道上；所述附屬氣缸活塞機構4的所述往復流通ロ 41處設正時控制閥5?？蛇x擇的，所述加熱器2可設為以太陽能為熱源的太陽能熱交換器。實施例2
如圖2所示的壓氣單元熱氣機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述正時控制閥5改設為與所述往復流通ロ 41對應的控制氣門410。實施例3
如圖3所示的壓氣單元熱氣機，其與實施例2的區(qū)別在于:所述壓氣單元熱氣機還包括有回熱器6，所述附屬氣缸活塞機構4上的所述往復流通ロ 41不設控制氣門410，而在靠近所述往復流通ロ 41的通道上設有正時控制閥5 ;所述冷卻器3設在所述附屬氣缸活塞機構4上；所述加熱器2設為以余熱為熱源的余熱熱交換器。所述回熱器6設在所述加熱器2與所述正時控制閥5之間的通道上。實施例4
如圖4所示的壓氣單元熱氣機，其與實施例2的區(qū)別在于:所述加熱器2設為內燃燃燒室結構，在靠近所述往復流通ロ 41的通道上還設有正時控制閥5 ;所述加熱器2與所述正時控制閥5之間的通道上設有エ質導出ロ 21，所述冷卻器3設在所述附屬氣缸活塞機構4上。實施例5
如圖5所示的壓氣單元熱氣機，其與實施例4的區(qū)別在于:所述加熱器2設在所述氣缸活塞機構I內，所述壓氣單元熱氣機還包括有儲氣罐7，所述儲氣罐7經控制閥和所述正時控制閥5與所述往復流通ロ 41之間的通道連通；所述往復流通ロ 11與所述エ質導出ロ 21之間的通道上設有回熱器6。實施例6
如圖6所示的壓氣單元熱氣機，其與實施例4的區(qū)別在于:所述氣缸活塞機構I的活塞經連桿與曲軸的連桿軸頸連接，所述附屬氣缸活塞機構4的活塞經連桿與同一曲軸的不同連桿軸頸連接，與所述氣缸活塞機構I的活塞連接的所述連桿軸頸和與所述附屬氣缸活塞機構4的活塞連接的所述連桿軸頸之間的相位差為180度，且所述氣缸活塞機構I和所述附屬氣缸活塞機構4共線設置。所述冷卻器3設在所述正時控制閥5與所述エ質導出ロ 21之間的通道上。在所述加熱器2與所述エ質導出ロ 21之間的通道上設有回熱器6。實施例7
如圖7所示的壓氣單元熱氣機，其與實施例6的區(qū)別在于:所述附屬氣缸活塞機構4設為并聯(lián)設置的兩個，兩個所述往復流通ロ 41并聯(lián)連通后與另ー個所述往復流通ロ 11連通；所述氣缸活塞機構I的活塞經連桿與曲軸的連桿軸頸連接，所述附屬氣缸活塞機構4的活塞經連桿與同一曲軸的不同連桿軸頸連接，與所述氣缸活塞機構I的活塞連接的所述連桿軸頸和與所述附屬氣缸活塞機構4的活塞連接的所述連桿軸頸之間的相位差為180度，且所述氣缸活塞機構I和所述附屬氣缸活塞機構4共線設置。上述實施例1-7的所述壓氣単元熱氣機的エ質均可設為水蒸氣或設為氣體混合物。
顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領域的公知技術和本發(fā)明所公開的技術方案，可以推導出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種壓氣單兀熱氣機，其特征在于:包括氣缸活塞機構(I)、加熱器(2)、冷卻器(3)和附屬氣缸活塞機構(4),所述氣缸活塞機構(I)的氣缸上和所述附屬氣缸活塞機構(4)的氣缸上均設有往復流通ロ，所述氣缸活塞機構(I)的氣缸和所述附屬氣缸活塞機構(4)的氣缸經各自所述往復流通ロ連通，所述加熱器(2)設置在所述氣缸活塞機構(I)的氣缸上和/或設置在靠近所述氣缸活塞機構(I)的所述往復流通ロ處的通道上，所述冷卻器(3)設置在所述附屬氣缸活塞機構(4)上和/或設置在靠近所述附屬氣缸活塞機構(4)的所述往復流通ロ處的通道上；所述附屬氣缸活塞機構(4)的所述往復流通ロ處設有正時控制閥(5)。
2.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述正時控制閥(5)設為與所述往復流通ロ對應的控制氣門。
3.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述壓氣單元熱氣機還包括有儲氣罐(7)，所述儲氣罐(7)經閥門與靠近所述附屬氣缸活塞機構(4)的所述往復流通ロ處的通道連通。
4.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述正時控制閥(5)設有兩個。
5.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述壓氣單元熱氣機還包括有回熱器(6 )，所述回熱器(6 )設在兩個所述往復流通ロ連通的通道上。
6.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述加熱器(2)設為以外燃燃燒室為熱源的外燃熱交換器、以余熱為熱源的余熱熱交換器或設為以太陽能為熱源的太陽能熱交換器。
7.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述加熱器(2)設為內燃燃燒室，該熱氣機還包括有エ質導出ロ(21);所述エ質導出ロ(21)設在所述冷卻器(3)與所述附屬氣缸活塞機構(4)之間的通道上，或設在所述附屬氣缸活塞機構(4)上。
8.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述氣缸活塞機構(I)和所述附屬氣缸活塞機構(4)的活塞經各自連桿與同一曲軸連接，且兩個連桿軸頸的相位差為180度。
9.按權利要求1所述壓氣単元熱氣機，其特征在于:所述氣缸活塞機構(I)和所述附屬氣缸活塞機構(4)的活塞經各自連桿分別與兩個聯(lián)動的曲軸連接，且兩個連桿軸頸的相位差為180度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓氣單元熱氣機，包括氣缸活塞機構、加熱器、冷卻器和附屬氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的氣缸上和所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上均設有往復流通口，所述氣缸活塞機構的氣缸和所述附屬氣缸活塞機構的氣缸經各自所述往復流通口連通，所述加熱器設置在所述氣缸活塞機構的氣缸上和/或設置在靠近所述氣缸活塞機構的所述往復流通口處的通道上，所述冷卻器設置在所述附屬氣缸活塞機構上和/或設置在靠近所述附屬氣缸活塞機構的所述往復流通口處的通道上；所述附屬氣缸活塞機構的所述往復流通口處設有正時控制閥。本發(fā)明結構簡單、效率高、造價低使用壽命長。
文檔編號F02G1/053GK103089483SQ201310037710
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權日2012年3月2日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司