一種水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，包括連接管、進(jìn)氣單向閥、缸蓋、排氣控制閥、氣缸、活塞、活塞環(huán)、連桿、散熱器、機(jī)殼、曲軸和飛輪；氣缸以曲軸為中心呈現(xiàn)180°角度水平對置式設(shè)置，活塞設(shè)在氣缸內(nèi)，活塞上設(shè)有活塞環(huán)；氣缸上止點上部或缸蓋上設(shè)有進(jìn)氣單向閥，氣缸上設(shè)有排氣控制閥，進(jìn)氣單向閥連接連接管，氣缸外層設(shè)有散熱器，活塞連接連桿，連桿連接曲軸，曲軸通過軸承固定在機(jī)殼，曲軸連接飛輪。本實用新型具有熱能轉(zhuǎn)換效率65%-98%；該設(shè)備是對高溫?zé)釟膺M(jìn)行循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益高，噪音?。恢圃斐杀镜?；重心低、低振動、穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于負(fù)壓動力設(shè)備領(lǐng)域，尤其是利用太陽能、地?zé)?、可燃物燃燒產(chǎn)生的 高溫氣體、內(nèi)燃機(jī)熱氣或尾氣、工廠排出的高溫氣體等熱能導(dǎo)入氣缸，利用氣缸內(nèi)的高溫介 質(zhì)氣體和氣缸外部的散熱構(gòu)成溫度差，使密閉氣缸產(chǎn)生負(fù)壓把熱能轉(zhuǎn)換成動能的動力設(shè) 備。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的動力設(shè)備有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)。
[0003] 蒸汽機(jī)：離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排 氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復(fù)式機(jī)器，慣性限制了轉(zhuǎn)速的提高；工作過 程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。
[0004] 內(nèi)燃機(jī)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對燃料要求較高，對燃料的潔凈度要求嚴(yán)格，對環(huán)境污染。
[0005] 外燃機(jī)，如斯特林發(fā)動機(jī)是其中一種，斯特林發(fā)動機(jī)與內(nèi)燃機(jī)比較具備以下優(yōu) 占·
[0006] 適用于各種能源，無論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料，當(dāng)采用載熱系統(tǒng)（如熱 管）間接加熱時，幾乎可以使用任何高溫?zé)嵩矗ㄌ柲芊派湫酝凰睾秃朔磻?yīng)等），而發(fā)動 機(jī)本身（除加熱器外）不需要作任何更改。同時斯特林發(fā)動機(jī)無需壓縮機(jī)增壓，使用一般 風(fēng)機(jī)即可滿足要求，并允許燃料具有較高的雜質(zhì)含量；斯特林發(fā)動機(jī)單機(jī)容量小，機(jī)組容量 從20 - 50kw，可以因地制宜的增減系統(tǒng)容量；結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少40%，降價空間 大；維護(hù)成本低。
[0007] 斯特林發(fā)動機(jī)在運行時，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨立于燃?xì)獾?工質(zhì)通過加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對外做功，因此避免了類似內(nèi)燃機(jī)的爆震做功和間 歇燃燒過程，從而實現(xiàn)了高效、低噪和低排放運行。高效：總能效率達(dá)到80%以上；低噪：1 米處裸機(jī)噪音底于68dBA ;低排放：尾氣排放達(dá)到歐5標(biāo)準(zhǔn)。
[0008] 由于工質(zhì)不燃燒，外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實現(xiàn)了高效率、 低噪音、低污染和低運行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w，如：天然氣、沼氣、石油氣、氫 氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。 只要熱腔達(dá)到700°C，設(shè)備即可做功運行，環(huán)境溫度越低，發(fā)電效率越高。外燃機(jī)最大的優(yōu)點 是出力和效率不受海拔高度影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。
[0009] 同時斯特林發(fā)動機(jī)尚存在的主要問題和缺點是：制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較 難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，材料成本高，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機(jī)器較為 笨重；膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的2-3 倍等。
[0010] 有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器等。集熱器吸收太陽輻 照，集熱器內(nèi)換熱介質(zhì)溫度升高，換熱介質(zhì)通過蒸發(fā)器把熱量傳給有機(jī)工質(zhì)。有機(jī)工質(zhì)在蒸 發(fā)器中定壓加熱，高壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；膨脹機(jī)尾部 排出的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器中定壓冷凝，冷凝器出口的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過泵加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器 完成一次發(fā)電循環(huán)。
[0011]有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)換效率不高，體積大，需要借助結(jié)構(gòu)復(fù)雜的膨脹機(jī)做功。 [0012] 水平對置式發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)活塞平均分布在曲軸兩側(cè)，在水平方向上左右運動。使 發(fā)動機(jī)的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩(wěn)，發(fā)動機(jī)安裝在整 車的中心線上，兩側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消，大大降低車輛在行駛中的振動，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速得到很大提升，減少噪音。
[0013] 水平對置式發(fā)動機(jī)的最大優(yōu)點是重心低。由于它的汽缸為"平放"，不僅降低了汽 車的重心，還能讓車頭設(shè)計得又扁又低，這些因素都能增強(qiáng)汽車的行駛穩(wěn)定性。同時，水平 對置式的汽缸布局是一種對稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動機(jī)更好， 運行時的功率損耗也是最小。當(dāng)然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。 低重心：產(chǎn)生的橫向震動容易被支架吸收、有效將全車較重的發(fā)動機(jī)重心降低，更容易達(dá)到 整體平衡。低振動：活塞運動的平衡良好（180度左右抵消)。相比直列式，在曲軸方面所需 的平衡配重因素減少，有助轉(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速，并保證發(fā)動機(jī)平穩(wěn)的工 作。同樣相比其它發(fā)動機(jī)行式油耗最低。
[0014] 缺點是：除了因為水平對置式結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜外，還有如機(jī)油潤滑等問題很難解決。 橫置的氣缸因為重力的原因，會使機(jī)油流到底部，使一邊氣缸得不到充分的潤滑。雖然保時 捷和斯巴魯很好的解決了眾多技術(shù)難題，但高精度的制造要求也帶來了更高的養(yǎng)護(hù)成本， 并且由于機(jī)體較寬，因而并不利于布局。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本實用新型克服了斯特林發(fā)動機(jī)存在的膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器 等的成本高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的2-3倍等問題；克服了有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)需要膨脹 機(jī)或汽輪機(jī)，制造成本高的技術(shù)難題。本實用新型提出的水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備是把熱 能吸收后對氣缸進(jìn)行散熱冷卻產(chǎn)生負(fù)壓拉動活塞做功。
[0016] 本實用新型提供了一種熱能轉(zhuǎn)換效率高、最大功率范圍內(nèi)能調(diào)整工質(zhì)數(shù)量來調(diào)整 輸出功率、能通過調(diào)整溫度進(jìn)行調(diào)整輸出功率、機(jī)器輸出功率平穩(wěn)的負(fù)壓力動力機(jī)器。
[0017] 本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，包括連接管、進(jìn)氣 單向閥、缸蓋、排氣控制閥、氣缸、活塞、活塞環(huán)、連桿、散熱器、機(jī)殼、曲軸和飛輪；氣缸以曲 軸為中心呈現(xiàn)180°角度水平對置設(shè)置，活塞設(shè)在氣缸內(nèi)，活塞上設(shè)有活塞環(huán)；氣缸上止點 上部或缸蓋上設(shè)有進(jìn)氣單向閥，氣缸上設(shè)有排氣控制閥，進(jìn)氣單向閥連接連接管，氣缸外層 設(shè)有散熱器，活塞連接連桿，連桿連接曲軸，曲軸通過軸承固定在機(jī)殼，曲軸連接飛輪。
[0018] 進(jìn)一步，所述散熱器制成散熱片形式。
[0019] 進(jìn)一步，在所述散熱器上設(shè)置循環(huán)管道和在管道內(nèi)注入循環(huán)冷卻介質(zhì)。
[0020] 進(jìn)一步，在所述缸蓋中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥。
[0021] 進(jìn)一步，所述氣缸上的排氣控制閥能根據(jù)熱氣源溫度自動調(diào)節(jié)排氣。
[0022] 上述水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備做功方法如下：外界熱氣源通過連接管經(jīng)開啟的進(jìn) 氣單向閥，活塞向后移動把熱氣輸入到氣缸；活塞到達(dá)下止點時關(guān)閉進(jìn)氣單向閥；氣缸內(nèi) 的熱氣通過散熱器散熱冷卻，氣缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓拉動活塞向前運動做功；冷卻后的做功氣體 或液體利用活塞到達(dá)上止點時，通過排氣控制閥4排出；通過活塞輪流做功，把動能輸出。
[0023] 本實用新型的優(yōu)點是：1.熱能轉(zhuǎn)換效率65%_98% ;2.生產(chǎn)時能根據(jù)所需功率調(diào)整 機(jī)器氣缸容量和數(shù)量調(diào)整輸出功率；3.在最達(dá)功率范圍內(nèi)能調(diào)整輸入氣體調(diào)整輸出功率； 4.該設(shè)備是對高溫?zé)釟膺M(jìn)行循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益高，噪音??；5.制造成本低；6.重心低、低 振動、穩(wěn)定性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖中：1為連接管；2為進(jìn)氣單向閥；3為缸蓋；4為排氣控制閥；5為氣缸；6為活 塞；7為活塞環(huán)；8為連桿；9為散熱器；10為機(jī)殼；11為曲軸；12為飛輪。

【具體實施方式】
[0026] 參照附圖1-2,本實用新型的實施方式是：
[0027] 實施例1
[0028] 一種水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，包括連接管1、進(jìn)氣單向閥2、缸蓋3、排氣控制閥 4、氣缸5、活塞6、活塞環(huán)7、連桿8、散熱器9、機(jī)殼10、曲軸11和飛輪12 ;氣缸5以曲軸11 為中心呈現(xiàn)180°角度水平對置設(shè)置，活塞6設(shè)在氣缸5內(nèi)，活塞6上設(shè)有活塞環(huán)7 ;氣缸5 上止點上部或缸蓋3上設(shè)有進(jìn)氣單向閥2,氣缸5上設(shè)有排氣控制閥4,進(jìn)氣單向閥2連接 連接管1，氣缸5外層設(shè)有散熱器9,活塞6連接連桿8,連桿8連接曲軸11，曲軸11通過軸 承固定在機(jī)殼10,曲軸11連接飛輪12。
[0029] 實施例2
[0030] 如實施例1中的水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，在缸蓋3中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥2,氣缸 5上設(shè)有排氣控制閥4，進(jìn)氣單向閥2連接連接管1，連接管1連接內(nèi)燃機(jī)熱氣出口或其他熱 氣源；散熱器9上設(shè)置循環(huán)管道和在管道內(nèi)注入循環(huán)冷卻介質(zhì)水，利用循環(huán)流動的水進(jìn)行 冷卻。
【權(quán)利要求】
1. 一種水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，包括連接管（1)、進(jìn)氣單向閥（2)、缸蓋（3)、排氣控 制閥（4)、氣缸（5)、活塞（6)、活塞環(huán)（7)、連桿（8)、散熱器（9)、機(jī)殼（10)、曲軸（11)和飛輪 (12);氣缸（5)以曲軸（11)為中心呈現(xiàn)180°角度水平對置設(shè)置，活塞（6)設(shè)在氣缸（5)內(nèi)， 活塞（6)上設(shè)有活塞環(huán)（7);氣缸（5)上止點上部或缸蓋（3)上設(shè)有進(jìn)氣單向閥（2)，氣缸 (5 )上設(shè)有排氣控制閥（4)，進(jìn)氣單向閥（2 )連接連接管（1)，氣缸（5 )外層設(shè)有散熱器（9 )， 活塞（6)連接連桿（8)，連桿（8)連接曲軸（11)，曲軸（11)通過軸承固定在機(jī)殼（10)，曲軸 (11)連接飛輪（12)。
2. 如權(quán)利要求1所述水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，其特征是，所述散熱器（9)制成散熱片 形式。
3. 如權(quán)利要求1所述水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，其特征是，在所述散熱器（9)上設(shè)置循 環(huán)管道和在管道內(nèi)注入循環(huán)冷卻介質(zhì)。
4. 如權(quán)利要求1所述水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，其特征是，在所述缸蓋（3)中部設(shè)有進(jìn) 氣單向閥（2)。
5. 如權(quán)利要求1所述水平對置式負(fù)壓動力設(shè)備，其特征是，所述氣缸（5)上的排氣控制 閥（4 )能根據(jù)熱氣源溫度自動調(diào)節(jié)排氣。
【文檔編號】F02G1/04GK203892044SQ201420214952
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】郭遠(yuǎn)軍 申請人:郭遠(yuǎn)軍