開路熵循環(huán)發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開路熵循環(huán)發(fā)動機，包括氣缸活塞做功機構、氣體壓縮機構、氣體做功機構，在所述氣缸活塞做功機構的氣缸上設往復流通口，所述氣體壓縮機構的出口和所述氣體做功機構的入口經同一往復流通通道與所述往復流通口連通，在所述往復流通通道內設回熱器，在所述回熱器與所述氣缸活塞做功機構的氣缸之間的連通通道上或在所述氣缸活塞做功機構的氣缸內設燃燒室。本發(fā)明的開路熵循環(huán)發(fā)動機克服了傳統(tǒng)熱氣機中因工質的溫度和壓力難以達到更高水平而影響效率和功率密度的問題，從而可以有效節(jié)約能源并大幅度減少機構的體積、重量和制造成本，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】開路熵循環(huán)發(fā)動機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領域，特別是一種開路熵循環(huán)發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]近年來，傳統(tǒng)內燃機的高能耗、高污染排放問題日顯突出，所以，熱氣機得到了廣泛重視，然而熱氣機都是以外燃加熱方式對工質進行加熱的，眾所周知，外燃加熱過程很難得到溫度較高的工質，因此，造成大量化學損失。不僅如此，由于外燃加熱的速率有限，對材料要求高，負荷響應差，所以嚴重制約了熱氣機的單機功率和整機功率密度，最終使熱氣機的用途嚴重受限。因此，需要發(fā)明一種新型發(fā)動機。
【發(fā)明內容】
[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提出的技術方案如下:
一種開路熵循環(huán)發(fā)動機，包括氣缸活塞做功機構、氣體壓縮機構和氣體做功機構，在所述氣缸活塞做功機構的氣缸上設往復流通口，所述氣體壓縮機構的工質出口和所述氣體做功機構的工質入口經同一往復流通通道與所述往復流通口連通，在所述往復流通通道內設回熱器，在所述回熱器與所述氣缸活塞做功機構的氣缸之間的連通通道上和/或在所述氣缸活塞做功機構的氣缸內設燃燒室。
[0004]所述氣體壓縮機構的工質出口處的承壓能力大于IMPa。
[0005]在所述氣體壓縮機構的工質出口與所述往復流通通道之間的連通通道上設控制閥。
[0006]在所述氣體做功機構的工質入口與所述往復流通通道之間的連通通道上設控制閥。
[0007]所述氣體壓縮機構和/或所述氣體做功機構設為多級。
[0008]所述氣體壓縮機構設為容積型氣體壓縮機構、速度型氣體壓縮機構或設為容積型氣體壓縮機構與速度型氣體壓縮機構的組合。
[0009]所述氣體做功機構設為容積型氣體做功機構、速度型氣體做功機構或設為容積型氣體做功機構與速度型氣體做功機構的組合。
[0010]所述氣體做功機構對所述氣體壓縮機構輸出動力。
[0011]所述氣缸活塞做功機構設為并聯(lián)的多個。
[0012]本發(fā)明中，所謂的“往復流通通道”是指工質可以往復通過的通道。
[0013]本發(fā)明中，所謂的“速度型氣體壓縮機構”是指葉輪式壓縮機等。
[0014]本發(fā)明中，所謂的“容積型氣體壓縮機構”是指活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機、羅茨式壓縮機等。
[0015]本發(fā)明中，所謂的“容積型氣體做功機構”是指氣缸活塞做功機構、氣動馬達、羅茨做功機構等。
[0016]本發(fā)明中，所謂的“速度型氣體做功機構”是指葉輪動力機構等。[0017]本發(fā)明中，所述氣體壓縮機構的工質出口處的承壓能力大于lMPa、l.5MPa、2MPa、
2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、
8.5MPa、9MPa、9.5MPa、lOMPa、10.5MPa、IIMPa、11.5MPa、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、20.5MPa、2IMPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa、31MPa、32MPa、33MPa、34MPa、35MPa、36MPa、37MPa、38MPa、39MPa 或大于 40MPa。
[0018]本發(fā)明中，所述氣體壓縮機構的工質出口處的工質壓力與其承壓能力相匹配，SP所述氣體壓縮機構的工質出口處的最高工質壓力達到其承壓能力。
[0019]本發(fā)明中，應根據(jù)發(fā)動機、熱氣機及熱動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統(tǒng)。
[0020]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明的開路熵循環(huán)發(fā)動機通過利用內燃加熱方式代替熱氣機的外燃加熱方式，將內燃加熱方式的直接加熱以致加熱效率高的優(yōu)勢應用到熱氣機上，同時通過設置所述回熱器將做功完成后從所述氣缸活塞做功機構的氣缸內排出的工質的熱量傳遞給即將進入所述氣缸活塞做功機構的氣缸內做功的工質，使得加熱過程中產生的熱量能夠更加有效地利用，克服了傳統(tǒng)熱氣機中因工質的溫度和壓力難以達到更高水平而影響效率和功率密度的問題，從而可以有效節(jié)約能源并大幅度減少機構的體積、重量和制造成本，具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例2的結構示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例3的結構示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例4的結構示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例5的結構示意圖；
圖中:
I氣缸活塞做功機構、2氣體壓縮機構、3氣體做功機構、4往復流通口、41往復流通通道、5回熱器、6燃燒室、7控制閥、8葉輪式壓縮機、9活塞式壓縮機、10葉輪動力機構、11氣缸活塞做功機構。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
如圖1所示的開路熵循環(huán)發(fā)動機，包括氣缸活塞做功機構1、氣體壓縮機構2、氣體做功機構3，在所述氣缸活塞做功機構I的氣缸上設往復流通口 4，所述氣體壓縮機構2的工質出口和所述氣體做功機構3的工質入口經同一往復流通通道41與所述往復流通口 4連通，在所述往復流通通道41上設回熱器5，在所述氣缸活塞做功機構I的氣缸內設燃燒室6。
[0023]實施例2
如圖2所示的開路熵循環(huán)發(fā)動機，其在實施例1的基礎上:在所述氣體壓縮機構2的工質出口與所述往復流通通道41之間的連通通道上和在所述氣體做功機構3的工質入口與所述往復流通通道41之間的連通通道上分別增設控制閥7，在所述回熱器5與所述氣缸活塞做功機構I的氣缸之間的連通通道上設燃燒室6，代替所述氣缸活塞做功機構I的氣缸內的所述燃燒室6。
[0024]作為可以變換的實施方式，所述控制閥7可以擇一的設置在所述氣體壓縮機構2的工質出口與所述往復流通通道41之間的連通通道上和所述氣體做功機構3的工質入口與所述往復流通通道41之間的連通通道上。
[0025]實施例3
如圖3所示的開路熵循環(huán)發(fā)動機，其在實施例2的基礎上:所述氣體壓縮機構2、所述氣體做功機構3分別設為多級，其中所述氣體壓縮機構2設為容積型氣體壓縮機構與速度型氣體壓縮機構的組合，所述氣體做功機構3設為容積型氣體做功機構與速度型氣體做功機構的組合，具體的所述氣體壓縮機構2設為兩級葉輪式壓縮機8與一級活塞式壓縮機9的組合，并間隔布置，所述氣體做功機構3設為兩級葉輪動力機構10與一級氣缸活塞做功機構11的組合，并間隔布置。本實施例中所述葉輪動力機構10對所述葉輪式壓縮機8輸出動力。
[0026]作為可以變換的實施方式，所述氣體壓縮機構2、所述氣體做功機構3可以擇一設為多級。
[0027]作為可以變換的實施方式，所述氣體壓縮機構2可以設為多級容積型氣體壓縮機構或多級速度型氣體壓縮機構。
[0028]作為可以變換的實施方式，所述氣體做功機構3可以設為多級容積型氣體做功機構或多級速度型氣體做功機構。
[0029]實施例4
如圖4所示的開路熵循環(huán)發(fā)動機，其在實施例2的基礎上:將所述氣體壓縮機構2具體地設為葉輪式壓縮機8，所述氣體做功機構3具體地設為葉輪動力機構10，所述葉輪動力機構10對所述葉輪式壓縮機8輸出動力。
[0030]作為可以變換的實施方式，可以使所述葉輪動力機構10對外輸出動力代替對所述葉輪式壓縮機8輸出動力。
[0031]作為可以變換的實施方式，所述氣體壓縮機構2還可以改設為活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機或羅茨式壓縮機。
[0032]作為可以變換的實施方式，所述葉輪動力機構10還可以設為氣缸活塞做功機構、氣動馬達或羅茨做功機構。
[0033]實施例5
如圖5所示的開路熵循環(huán)發(fā)動機，其與實施例2的區(qū)別在于:所述氣缸活塞做功機構I設為并聯(lián)的兩個。
[0034]作為可以變換的實施方式，所述氣缸活塞做功機構I還可以設為并聯(lián)的三個或更多。
[0035]作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的所有實施方式中，都可以參照本實施例設置兩個并聯(lián)的所述氣缸活塞做功機構I。
[0036]作為可以變換的實施方式，實施例3至5中的所述控制閥7可以不設或者擇一設置。[0037]具體實施時，可以選擇性的使本發(fā)明的所有實施方式中的所述氣體做功機構3對所述氣體壓縮機構2輸出動力，當所述氣體做功機構3和所述氣體壓縮機構2設為多級時，可以采用如實施例3中的一對一輸出動力的形式，也可以采用多級氣體做功機構同時對多級氣體壓縮機構輸出動力的形式。
[0038]具體實施時，可以選擇性將本發(fā)明的所有實施方式中的所述氣體壓縮機構2的工質出口處的承壓能力設為大于IMPa,從而提聞系統(tǒng)的效率。
[0039]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】
1.一種開路熵循環(huán)發(fā)動機，包括氣缸活塞做功機構(I )、氣體壓縮機構(2)和氣體做功機構(3)，其特征在于:在所述氣缸活塞做功機構(I)的氣缸上設往復流通口(4)，所述氣體壓縮機構(2)的工質出口和所述氣體做功機構(3)的工質入口經同一往復流通通道(41)與所述往復流通口(4)連通，在所述往復流通通道(41)內設回熱器(5)，在所述回熱器(5)與所述氣缸活塞做功機構(I)的氣缸之間的連通通道上和/或在所述氣缸活塞做功機構(I)的氣缸內設燃燒室(6)。
2.如權利要求1所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述氣體壓縮機構(2)的工質出口處的承壓能力大于IMPa。
3.如權利要求1所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:在所述氣體壓縮機構(2)的工質出口與所述往復流通通道(41)之間的連通通道上設控制閥(7 )。
4.如權利要求1所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:在所述氣體做功機構(3)的工質A 口與所述往復流通通道(41)之間的連通通道上設控制閥(7 )。
5.如權利要求1所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述氣體壓縮機構(2)和/或所述氣體做功機構(3)設為多級。
6.如權利要求5所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述氣體壓縮機構(2)設為容積型氣體壓縮機構、速度型氣體壓縮機構或設為容積型氣體壓縮機構與速度型氣體壓縮機構的組合。
7.如權利要求5所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述氣體做功機構(3)設為容積型氣體做功機構、速度型氣體做功機構或設為容積型氣體做功機構與速度型氣體做功機構的組合。
8.如權利要求1所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述氣體做功機構(3)對所述氣體壓縮機構(2)輸出動力。
9.如權利要求1至8中任一項所述開路熵循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述氣缸活塞做功機構(I)設為并聯(lián)的多個。
【文檔編號】F02G1/02GK103437906SQ201310314425
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權日:2012年8月20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