[發(fā)明專利]高效高溫型外燃機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910071621.8
• 申請(qǐng)日: 2009-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN101509437A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雷濤
• 主分類號(hào): F02G1/043
• 分類號(hào): F02G1/043;F02G1/053;F02G1/057
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，其中汽車應(yīng)用的數(shù)量是最多的，給人類生活帶來(lái)了諸多便利，但其熱/機(jī)轉(zhuǎn)換效率一般是在20％～40％之間，其余60％～80％的熱能無(wú)法利用而需要向外排放，同時(shí)因燃料不能完全燃燒，其尾氣將向空氣中排放大量的污染氣體，使空氣受到嚴(yán)重的污染，具統(tǒng)計(jì)這些是造成地球環(huán)境變暖的主要原因之一。給人類將來(lái)的生活環(huán)境帶來(lái)了無(wú)法挽回的損失與破壞。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是斯特林于1816年發(fā)明的。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī)，因?yàn)樗麄兝碚撋系男蕩缀醯扔诶碚撟畲笮剩Q為卡諾循環(huán)效率。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)氣體受熱膨脹、遇冷收縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。這是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣(或氦)作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過(guò)程。由于外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。

但是，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)還有許多問(wèn)題要解決，例如膨脹室、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。所以，還不能成為大批量使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率低(在20％～40％之間)，燃燒不完全而向空氣中排放大量的污染氣體的問(wèn)題，及現(xiàn)有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)還存在膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等成本很高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的2-3倍的問(wèn)題。進(jìn)而提出了一種高效高溫型外燃機(jī)。

它包括做功氣缸1、做功活塞2、倒氣氣缸3、倒氣活塞4、燃燒室5、燃具6、熱交換器7、飛輪總成8；

做功氣缸1右端口與倒氣氣缸3的左端口相對(duì)接，做功活塞2設(shè)置在做功氣缸1內(nèi)部并與其內(nèi)表面密封滑動(dòng)連接，倒氣活塞4設(shè)置在倒氣氣缸3的內(nèi)部并與其內(nèi)表面密封滑動(dòng)連接；倒氣氣缸3的右端為閉合端，其上開有通孔并與閥門3-3的一個(gè)端口連通，閥門3-3的另一端口與燃燒室5內(nèi)腔連通；閥門3-3在倒氣活塞4的右端距倒氣氣缸3內(nèi)部右端面最近時(shí)開通，閥門3-3在倒氣活塞4的右端距倒氣氣缸3內(nèi)部右端面最遠(yuǎn)時(shí)關(guān)閉；燃具6設(shè)置在燃燒室5內(nèi)，燃具6的燃燒火焰上端靠近閥門3-3的另一端口處；燃燒室5上側(cè)開有廢氣出口5-1，燃燒室5的下端進(jìn)氣端口通過(guò)熱交換器7與外部自然空氣進(jìn)氣端口7-1連通；做功氣缸1的右端設(shè)置有排氣閥門3-1，高溫時(shí)的空氣體積減去低溫時(shí)的體積再除以做功活塞2的截面積的數(shù)值為做功活塞2自最左端向右端運(yùn)動(dòng)的做功行程，然后排氣閥門3-1開通，做功活塞2因飛輪慣性繼續(xù)向右端運(yùn)行-排氣行程，即將剩余氣體完全排出，然后直到做功活塞2運(yùn)動(dòng)到最右端時(shí)關(guān)閉；倒氣氣缸3的右端開有回?zé)岢鰵舛丝?-2，做功氣缸1的右端開有回?zé)徇M(jìn)氣端口1-1，回?zé)岢鰵舛丝?-2通過(guò)熱交換器7與回?zé)徇M(jìn)氣端口1-1連通；做功氣缸1的外部設(shè)置有散熱器1-2；做功活塞2通過(guò)第一連桿2-1、第一活動(dòng)連桿2-2與飛輪總成8的搖臂8-1轉(zhuǎn)動(dòng)連接；倒氣活塞4的第二連桿4-1穿過(guò)做功活塞2上的通孔2-3后通過(guò)第二活動(dòng)連桿4-2與飛輪總成8的搖臂8-1轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二連桿4-1與做功活塞2上的通孔2-3內(nèi)表面密封滑動(dòng)連接。

本發(fā)明能將燃料的燃燒熱能直接高效的轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，而不需要傳熱媒介，其高溫端的工作溫度可在500℃～1500℃(視燃料燃燒的溫度而定)，低溫端的工作溫度在室溫與100℃之間，其熱轉(zhuǎn)換效率為50％～80％，高溫端與低溫端溫差越大，其熱轉(zhuǎn)換效率越高。其總零件數(shù)為現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)總零件數(shù)的30％以下。

其高溫端的材料及燃燒室的材料應(yīng)用現(xiàn)有材料即可能實(shí)現(xiàn)，例如可用現(xiàn)有高耐溫陶瓷，其耐溫為1300℃～1700℃，即制造成本低廉，而能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)銷售的目的。

由于燃料是持續(xù)不斷地燃燒，這就有可能把不希望在外面產(chǎn)生的污染物降低到最小限度，進(jìn)而降低了環(huán)境污染。

它還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲極小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)材料要求低、使用方便、維護(hù)費(fèi)用低、成本低廉、功率/重量比大的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實(shí)施方式三的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖1中飛輪總成8的搖臂8-1運(yùn)動(dòng)到左端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖1中飛輪總成8的搖臂8-1運(yùn)動(dòng)到下端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實(shí)施方式四的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1、圖3、圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由做功氣缸1、做功活塞2、倒氣氣缸3、倒氣活塞4、燃燒室5、燃具6、熱交換器7、飛輪總成8組成；