一種負(fù)壓動力機(jī)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種負(fù)壓動力機(jī)器，包括連接管、氣缸、活塞、活塞環(huán)、連桿、散熱器、排氣控制閥、機(jī)殼、排液孔、進(jìn)氣單向閥、曲軸、軸承、缸蓋和傳動軸；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，活塞上設(shè)有排氣控制閥，活塞連接連桿，連桿連接曲軸，曲軸設(shè)有軸承，軸承固定在傳動軸上，傳動軸通過軸承固定在機(jī)殼上，機(jī)殼上設(shè)有排液孔，進(jìn)氣單向閥連接連接管，氣缸外層設(shè)有散熱器。本實用新型具有熱能轉(zhuǎn)換效率15%-95%；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；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；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?。
【專利說明】-種負(fù)壓動力機(jī)器

【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。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 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。本實用新型提出的負(fù)壓動力設(shè)備是利用現(xiàn)有單缸或 多缸發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，結(jié)合斯特林發(fā)動機(jī)優(yōu)點的動力設(shè)備。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。
[0013] 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。
[0014] 本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種負(fù)壓動力機(jī)器，其特征是：包括連接管、氣 缸、活塞、活塞環(huán)、連桿、散熱器、排氣控制閥、機(jī)殼、排液孔、進(jìn)氣單向閥、曲軸、軸承、缸蓋和 傳動軸；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， 活塞上設(shè)有排氣控制閥，活塞連接連桿，連桿連接曲軸，曲軸設(shè)有軸承，軸承固定在傳動軸 上，傳動軸通過軸承固定在機(jī)殼上，機(jī)殼下部設(shè)有排液孔，進(jìn)氣單向閥連接連接管，氣缸外 層設(shè)有散熱器。
[0015] 進(jìn)一步，所述散熱器制成散熱片形式。
[0016] 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)。
[0017] 進(jìn)一步，在所述缸蓋中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥。
[0018] 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。
[0019] 進(jìn)一步，所述活塞上設(shè)有排氣控制閥能根據(jù)熱氣源溫度自動調(diào)節(jié)排氣。
[0020] 上述負(fù)壓動力機(jī)器做功方法如下：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，通過排氣控制閥排出；動能通過傳動軸輸出。
[0021] 本實用新型的優(yōu)點是：1.熱能轉(zhuǎn)換效率15%-95%;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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖中：1為連接管；2為氣缸；3為活塞；4為活塞環(huán)；5為連桿；6為散熱器；7為排 氣控制閥；8為機(jī)殼；9為排液孔；10為進(jìn)氣單向閥；11為曲軸；12為軸承；13為缸蓋；14為 傳動軸。

【具體實施方式】
[0024] 參照附圖，本實用新型的實施方式是：
[0025] 實施例1
[0026] -種負(fù)壓動力機(jī)器，包括連接管1、氣缸2、活塞3、活塞環(huán)4、連桿5、散熱器6、排氣 控制閥7、機(jī)殼8、排液孔9、進(jìn)氣單向閥10、曲軸11、軸承12、缸蓋13和傳動軸14 ;活塞3設(shè) 在氣缸2內(nèi)，活塞3上設(shè)有活塞環(huán)4 ;氣缸2上止點上部或缸蓋13上設(shè)有進(jìn)氣單向閥10,活 塞3上設(shè)有排氣控制閥7,活塞3連接連桿5,連桿5連接曲軸11，曲軸11設(shè)有軸承12,軸 承12固定在傳動軸14上，傳動軸14通過軸承固定在機(jī)殼8上，機(jī)殼8下部設(shè)有排液孔9， 進(jìn)氣單向閥10連接連接管1，氣缸2外層設(shè)有散熱器6。
[0027] 實施例2
[0028] 如實施例1中的負(fù)壓動力機(jī)器，在缸蓋13中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥10,氣缸5上止點 設(shè)有排氣控制閥7，進(jìn)氣單向閥10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6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。
[0029] 實施例3
[0030] 如實施例1和實施例2中的負(fù)壓動力機(jī)器，機(jī)殼8是由銅合金制成的散熱器6,利 用發(fā)動機(jī)自帶冷卻系統(tǒng)冷卻；氣缸2容量大小根據(jù)內(nèi)燃機(jī)尾氣排放量設(shè)計；進(jìn)氣單向閥10 與傳動軸14關(guān)聯(lián)或者用電控方式控制，每一個循環(huán)開啟關(guān)閉一次。
【權(quán)利要求】
1. 一種負(fù)壓動力機(jī)器，包括連接管（1)、氣缸（2)、活塞（3)、活塞環(huán)（4)、連桿（5)、散熱 器（6)、排氣控制閥（7)、機(jī)殼（8)、排液孔（9)、進(jìn)氣單向閥（10)、曲軸（11)、軸承（12)、缸蓋 (13 )和傳動軸（14);活塞（3 )設(shè)在氣缸（2 )內(nèi)，活塞（3 )上設(shè)有活塞環(huán)（4);氣缸（2 )上止點 上部或缸蓋（13 )上設(shè)有進(jìn)氣單向閥（10 )，活塞（3 )上設(shè)有排氣控制閥（7 )，活塞（3 )連接連 桿（5 )，連桿（5 )連接曲軸（11)，曲軸（11)設(shè)有軸承（12 )，軸承（12 )固定在傳動軸（14)上， 傳動軸（14)通過軸承固定在機(jī)殼（8)上，機(jī)殼（8)下部設(shè)有排液孔（9)，進(jìn)氣單向閥（10)連 接連接管（1)，氣缸（2)外層設(shè)有散熱器（6)。
2. 如權(quán)利要求1所述負(fù)壓動力機(jī)器，其特征是：所述散熱器（6)制成散熱片形式。
3. 如權(quán)利要求1所述負(fù)壓動力機(jī)器，其特征是：在所述散熱器（6)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所述負(fù)壓動力機(jī)器，其特征是：在所述缸蓋（13)中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥 (10)。
5. 如權(quán)利要求1所述負(fù)壓動力機(jī)器，其特征是：所述氣缸（2)上的排氣控制閥（7)能根 據(jù)熱氣源溫度自動調(diào)節(jié)排氣。
6. 如權(quán)利要求1所述負(fù)壓動力機(jī)器，其特征是：所述活塞（3)上設(shè)有排氣控制閥（7)能 根據(jù)熱氣源溫度自動調(diào)節(jié)排氣。
【文檔編號】F02G1/043GK203892046SQ201420214997
【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