一種v型高低壓動(dòng)力設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，包括集熱器、保溫管、氣化反應(yīng)器、霧化器、氣缸、活塞、活塞環(huán)、自動(dòng)排氣閥、排氣控制閥、儲(chǔ)液罐、壓力閥、連桿、曲軸、保溫層、單向進(jìn)氣閥、機(jī)殼、散熱器和轉(zhuǎn)動(dòng)軸；機(jī)殼上氣缸分成左右兩組，兩組氣缸成V型結(jié)構(gòu)，左邊一組氣缸是高壓缸，右邊一組氣缸是低壓缸。本實(shí)用新型的V型結(jié)構(gòu)縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度；氣缸之間已相互錯(cuò)開布置，有較大的空間，能擴(kuò)大氣缸直徑來提高排量和功率；工質(zhì)循環(huán)使用，無污染；熱能轉(zhuǎn)換效率65%-98%；能替代常規(guī)能源消耗，經(jīng)濟(jì)效益高，節(jié)能環(huán)保，噪音小。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于熱能動(dòng)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)熱能或尾氣、工廠排出的高溫氣體等熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的動(dòng)力機(jī)器。 -種V型高低壓動(dòng)力設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的動(dòng)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(gè)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(duì)燃料要求較高，對(duì)燃料的潔凈度要求嚴(yán)格，對(duì)環(huán)境污染。
[0005] 外燃機(jī)，如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是其中一種，斯特林發(fā)動(dòng)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(shí)，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(dòng) 機(jī)本身（除加熱器外）不需要作任何更改。同時(shí)斯特林發(fā)動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)單，零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少40%，降價(jià)空間 大；維護(hù)成本低。
[0007] 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨(dú)立于燃?xì)獾?工質(zhì)通過加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對(duì)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(shí)現(xiàn)了高效、低噪和低排放運(yùn)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(shí)現(xiàn)了高效率、 低噪音、低污染和低運(yùn)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(yùn)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(diǎn) 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(shí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)尚存在的主要問題和缺點(diǎn)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(dòng)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(dòng)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] V型發(fā)動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)單的說就是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定夾角布置一起 (左右兩列氣缸中心線的夾角Y <180° )，使兩組汽缸形成一個(gè)夾角的平面，從側(cè)面看汽 缸呈V字形(通常的夾角為60° )，故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0013] 與直列布局形式相比，V型發(fā)動(dòng)機(jī)縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，而更低的安裝位置可 以便于設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出風(fēng)阻系數(shù)更低的車身，同時(shí)得益于汽缸對(duì)向布置，還可抵消一部分振 動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平順。由于汽缸之間已相互錯(cuò)開布置，因此在汽缸之間有較大的空 間，這樣便于通過擴(kuò)大汽缸直徑來提高排量和功率。V型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸均成一角度對(duì)向布 置，可以抵消一部分振動(dòng)。不足之處是：v型發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是必須使用兩個(gè)汽缸蓋，結(jié)構(gòu)較 為復(fù)雜。另外其寬度加大后，發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)空間較小，不易再安排其它裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本實(shí)用新型克服了外燃機(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(dòng)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；克服了內(nèi)燃機(jī)V型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、制造成本高的問 題。本實(shí)用新型提出的V型熱能動(dòng)力設(shè)備是采用了現(xiàn)有V型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，結(jié)合斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)、有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)和內(nèi)燃機(jī)V型發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)的熱動(dòng)力設(shè)備。由集熱器把熱能吸收后對(duì) 氣化反應(yīng)器進(jìn)行加熱，使工質(zhì)高溫氣化彭脹推動(dòng)活塞產(chǎn)生動(dòng)能做功。
[0015] 本實(shí)用新型提供了 一種熱能轉(zhuǎn)換效率1?、工質(zhì)能循環(huán)使用、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)的熱 能動(dòng)力設(shè)備。
[0016] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，包括集熱器、保溫管、 氣化反應(yīng)器、霧化器、氣缸、活塞、活塞環(huán)、自動(dòng)排氣閥、排氣控制閥、儲(chǔ)液罐、壓力閥、連桿、 曲軸、保溫層、單向進(jìn)氣閥、機(jī)殼、散熱器和轉(zhuǎn)動(dòng)軸；機(jī)殼上氣缸分成左右兩組，兩組氣缸成 V型結(jié)構(gòu)，左邊一組氣缸是高壓缸，右邊一組氣缸是低壓缸；高壓缸上的上止點(diǎn)設(shè)有氣化反 應(yīng)器，高壓缸上的下止點(diǎn)設(shè)有自動(dòng)排氣閥，高壓缸外層設(shè)有保溫層；低壓缸上的上止點(diǎn)設(shè)有 單向進(jìn)氣閥和排氣控制閥，低壓缸外層設(shè)有散熱器；自動(dòng)排氣閥連接低壓缸上的進(jìn)氣單向 閥；排氣控制閥通過管道連接儲(chǔ)液罐；氣缸內(nèi)分別設(shè)有活塞，活塞上設(shè)有活塞環(huán)；活塞連接 連桿，連桿連接曲軸，曲軸連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過軸承固定在機(jī)殼上；集熱器通過保溫管 連接氣化反應(yīng)器，氣化反應(yīng)器進(jìn)氣端設(shè)有霧化器，霧化器通過管道連接壓力閥，壓力閥通過 管道連接儲(chǔ)液罐；自動(dòng)排氣閥通過緩沖管連接進(jìn)氣單向閥。
[0017] 進(jìn)一步，集熱器能吸收太陽能、地?zé)?、可燃物燃燒產(chǎn)生的高溫氣體、內(nèi)燃機(jī)尾氣、工 廠排出的高溫氣體等熱能。
[0018] 進(jìn)一步，氣化反應(yīng)器包括壓力殼、氣化導(dǎo)熱片、氣孔、霧化器，氣化導(dǎo)熱片設(shè)置在壓 力殼上，氣化導(dǎo)熱片上陣列設(shè)有氣孔，壓力殼進(jìn)氣端設(shè)有霧化器。
[0019] 進(jìn)一步，壓力閥關(guān)聯(lián)曲軸，每完成一次循環(huán)壓力閥開啟關(guān)閉一次。
[0020] 上述V型熱能動(dòng)力設(shè)備做功的方法是：左右兩排氣缸成V型結(jié)構(gòu)，左邊一組氣缸是 高壓缸，右邊一組氣缸是低壓缸；集熱器吸收太陽能、地?zé)?、可燃物燃燒產(chǎn)生的高溫氣體、內(nèi) 燃機(jī)熱能或尾氣、工廠排出的高溫氣體等熱能直接或者通過管道傳遞熱量給氣化反應(yīng)器， 管道內(nèi)設(shè)有流動(dòng)的導(dǎo)熱介質(zhì)；液體工質(zhì)通過壓力閥注入到霧化器進(jìn)行霧化，氣化反應(yīng)器對(duì) 霧化的工質(zhì)進(jìn)行氣化膨脹；活塞到達(dá)氣缸的下止點(diǎn)時(shí)，做功氣體通過自動(dòng)排氣閥排出，排出 的氣態(tài)工質(zhì)通過冷卻器冷卻，此時(shí)另一組活塞到達(dá)氣缸的上止點(diǎn)，此對(duì)氣缸的壓力閥打開， 液體工質(zhì)通過霧化器注入到氣化反應(yīng)器內(nèi)氣化膨脹推動(dòng)活塞做功；壓力閥輪流開啟關(guān)閉， 兩組氣缸內(nèi)的活塞輪流做功帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)飛輪把動(dòng)能輸出。
[0021] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：l)v型結(jié)構(gòu)縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度；2)氣缸之間已相互 錯(cuò)開布置，有較大的空間，能擴(kuò)大氣缸直徑來提高排量和功率；3)工質(zhì)循環(huán)使用，無污染； 4)熱能轉(zhuǎn)換效率65%-98% ;5)能根據(jù)所需功率調(diào)整機(jī)器氣缸容量，達(dá)到調(diào)整輸出功率；6)在 最達(dá)功率范圍內(nèi)能調(diào)整注液，達(dá)到調(diào)整輸出功率；7)對(duì)工質(zhì)進(jìn)行氣化做功整個(gè)過程不產(chǎn)生 爆震；8)能替代常規(guī)能源消耗，經(jīng)濟(jì)效益高，節(jié)能環(huán)保，噪音小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2是本實(shí)用新型氣化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3是V型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖中：1為集熱器；2為保溫管；3為氣化反應(yīng)器；4為霧化器；5為氣缸；6為活塞； 7為活塞環(huán)；8為自動(dòng)排氣閥；9為排氣控制閥；10為儲(chǔ)液罐；11為壓力閥；12為連桿；13為 曲軸；14為保溫層；15為進(jìn)氣單向閥；16為機(jī)殼；17為散熱器；18為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；19為緩沖管； 20為壓力殼；21為氣化導(dǎo)熱片；22為氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 參照附圖，本實(shí)用新型的實(shí)施方式是：
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 一種V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，包括集熱器1、保溫管2、氣化反應(yīng)器3、霧化器4、氣缸 5、活塞6、活塞環(huán)7、自動(dòng)排氣閥8、排氣控制閥9、儲(chǔ)液罐10、壓力閥11、連桿12、曲軸13、保 溫層14、單向進(jìn)氣閥15、機(jī)殼16、散熱器17和轉(zhuǎn)動(dòng)軸18 ;機(jī)殼16上氣缸5分成左右兩組，兩 組氣缸5成V型結(jié)構(gòu)，左邊一組氣缸5是高壓缸，右邊一組氣缸5是低壓缸；高壓缸上的上 止點(diǎn)設(shè)有氣化反應(yīng)器3,高壓缸上的下止點(diǎn)設(shè)有自動(dòng)排氣閥8,高壓缸外層設(shè)有保溫層14 ; 低壓缸上的上止點(diǎn)設(shè)有進(jìn)氣單向閥15和排氣控制閥9,低壓缸外層設(shè)有散熱器17 ;自動(dòng)排 氣閥8連接低壓缸上的進(jìn)氣單向閥15 ;排氣控制閥9通過管道連接儲(chǔ)液罐10 ;氣缸5內(nèi)分 別設(shè)有活塞6,活塞6上設(shè)有活塞環(huán)7 ;活塞6連接連桿12,連桿12連接曲軸13,曲軸13連 接轉(zhuǎn)動(dòng)軸18,轉(zhuǎn)動(dòng)軸18通過軸承固定在機(jī)殼16上；集熱器1通過保溫管2連接氣化反應(yīng) 器3，氣化反應(yīng)器3進(jìn)氣端設(shè)有霧化器4,霧化器4通過管道連接壓力閥11，壓力閥11通過 管道連接儲(chǔ)液罐10 ;自動(dòng)排氣閥8通過緩沖管19連接進(jìn)氣單向閥15。
[0029] 實(shí)施例2
[〇〇3〇] 如實(shí)施例1中的V型熱能動(dòng)力設(shè)備，所述氣化反應(yīng)器3包括壓力殼20、氣化導(dǎo)熱片 21、 氣孔22、霧化器4,氣化導(dǎo)熱片21設(shè)置在壓力殼20上，氣化導(dǎo)熱片21上陣列設(shè)有氣孔 22, 壓力殼20進(jìn)氣端設(shè)有霧化器4 ;所述壓力閥11關(guān)聯(lián)曲軸13,每完成一次循環(huán)壓力閥開 啟關(guān)閉一次；V型熱能動(dòng)力設(shè)備氣缸5數(shù)量一般為5、6、8、10、12、16 ;相鄰氣缸5以一定夾角 布置一起，左右兩列氣缸5中心線的夾角γ <180°，兩組氣缸5形成一個(gè)夾角的平面，從 側(cè)面看氣缸5排列呈V字形，通常的夾角為60°。
【權(quán)利要求】
1. 一種V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，包括集熱器（1)、保溫管（2)、氣化反應(yīng)器（3)、霧化器 (4)、氣缸（5)、活塞（6)、活塞環(huán)（7)、自動(dòng)排氣閥（8)、排氣控制閥（9)、儲(chǔ)液罐（10)、壓力閥 (11)、連桿（12)、曲軸（13)、保溫層（14)、單向進(jìn)氣閥（15)、機(jī)殼（16)、散熱器（17)和轉(zhuǎn)動(dòng) 軸（18);機(jī)殼（16)上氣缸（5)分成左右兩組，兩組氣缸（5)成V型結(jié)構(gòu)，左邊一組氣缸（5) 是高壓缸，右邊一組氣缸（5)是低壓缸；高壓缸上的上止點(diǎn)設(shè)有氣化反應(yīng)器（3)，高壓缸上 的下止點(diǎn)設(shè)有自動(dòng)排氣閥（8 )，高壓缸外層設(shè)有保溫層（14 );低壓缸上的上止點(diǎn)設(shè)有單向進(jìn) 氣閥（15 )和排氣控制閥（9 )，低壓缸外層設(shè)有散熱器（17 );自動(dòng)排氣閥（8 )連接低壓缸上的 進(jìn)氣單向閥（15);排氣控制閥（9)通過管道連接儲(chǔ)液罐（10);氣缸（5)內(nèi)分別設(shè)有活塞（6)， 活塞（6)上設(shè)有活塞環(huán)（7);活塞（6)連接連桿（12)，連桿（12)連接曲軸（13)，曲軸（13)連 接轉(zhuǎn)動(dòng)軸（18 )，轉(zhuǎn)動(dòng)軸（18 )通過軸承固定在機(jī)殼（16 )上；集熱器（1)通過保溫管（2 )連接 氣化反應(yīng)器（3)，氣化反應(yīng)器（3)進(jìn)氣端設(shè)有霧化器（4)，霧化器（4)通過管道連接壓力閥 (11 )，壓力閥（11)通過管道連接儲(chǔ)液罐（10);自動(dòng)排氣閥（8)通過緩沖管（19)連接進(jìn)氣單 向閥（15)。
2. 如權(quán)利要求1所述V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，所述集熱器（1)能吸收太陽能、 地?zé)帷⒖扇嘉锶紵a(chǎn)生的高溫氣體、內(nèi)燃機(jī)尾氣、工廠排出的高溫氣體。
3. 如權(quán)利要求1所述V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，所述氣化反應(yīng)器（3)包括壓力殼 (20)、氣化導(dǎo)熱片（21)、氣孔（22)、霧化器（4)，氣化導(dǎo)熱片（21)設(shè)置在壓力殼（20)上，氣化 導(dǎo)熱片（21)上陣列設(shè)有氣孔（22)，壓力殼（20)進(jìn)氣端設(shè)有霧化器（4)。
4. 如權(quán)利要求1所述V型高低壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，所述壓力閥（11)關(guān)聯(lián)曲軸（13)， 每完成一次循環(huán)壓力閥開啟關(guān)閉一次。
【文檔編號(hào)】F02G1/044GK203892060SQ201420215475
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:郭遠(yuǎn)軍