[實用新型]非共軛零距高低溫熱源熱氣機

無效

• 申請號: 201020578960.3
• 申請日: 2010-10-27
• 公開（公告）號: CN201818389U
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 靳北彪
• 主分類號: F02G1/047
• 分類號: F02G1/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及熱能與動力領域，尤其是一種非共軛零距高低溫熱源熱氣機。

背景技術

傳統熱氣發動機，即斯特林發動機的應用日趨廣泛，但是其機構復雜，加熱區和冷卻區的面積和加熱及冷卻時間均受限，為此，急需發明一種結構簡單，加熱和冷卻效率高，功率和體積之比高的新型熱氣發動機。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提出的技術方案如下：

一種非共軛零距高低溫熱源熱氣機，包括壓氣機、冷卻器、加熱器和爆排發動機，所述壓氣機的氣體工質出口與所述冷卻器的氣體工質入口連通，所述冷卻器的氣體工質出口與所述加熱器的氣體工質入口連通，所述加熱器的氣體工質出口與所述爆排發動機的氣體工質入口連通，所述爆排發動機的氣體工質出口與所述壓氣機的氣體工質入口連通，所述爆排發動機對所述壓氣機輸出動力或迂回輸出動力，所述爆排發動機對外輸出動力。

在所述爆排發動機的氣體工質出口與所述壓氣機的氣體工質入口之間設排氣冷卻器。

在所述壓氣機上設壓氣機冷卻器。

在所述爆排發動機上設爆排發動機加熱器。

在所述壓氣機和所述冷卻器之間、所述冷卻器和所述加熱器之間、所述加熱器和所述爆排發動機之間、所述爆排發動機和所述壓氣機之間、所述壓氣機上和/或所述爆排發動機上設控制閥。

在所述爆排發動機的氣體工質出口與所述壓氣機的氣體工質入口之間設排氣熱交換器，所述冷卻器的出口經所述排氣熱交換器與所述加熱器的氣體工質入口連通，利用排氣的熱量將經過所述冷卻器冷卻后的工質加熱后進入所述加熱器進一步加熱再進入所述爆排發動機內膨脹作功。

所述壓氣機設為葉輪壓氣機。

所述爆排發動機設為動力葉輪機。

所述壓氣機設為活塞式壓氣機。

所述爆排發動機設為活塞式爆排發動機。

本實用新型雖然是熱氣發動機，但是與傳統熱氣發動機(即斯特林發動機)不同，在斯特林發動機中，工質是在單一通道內往復流動，這就給加熱區和冷卻區帶來相當的限制，使加熱效率和冷卻效率都受影響。不僅如此，在斯特林發動機中，由于工質往復流動，所以無論是加熱區還是冷卻區都不能進行對流傳熱，因此傳熱效率及加熱后的最高溫度和冷卻后的最低溫度都受影響，進而影響發動機的效率和功率強度。而本實用新型所公開的非共軛零距高低溫熱源熱氣機中工質的流動是按單一方向進行的，形成一個單一流動方向的閉合回路，這樣就克服了斯特林發動機的上述缺陷。

本實用新型的原理是將經所述壓氣機壓縮后產生的高壓氣體工質在所述冷卻器中放熱降溫后進入所述加熱器，在所述加熱器中吸收熱量提高溫度后進入所述爆排發動機，在所述爆排發動機中膨脹作功后再進入所述壓氣機進入下一個工作循環。

本實用新型中的動力葉輪機與葉輪壓氣機可以同軸設置，也可以非同軸設置，動力葉輪機對葉輪壓氣機可直接輸出動力，也可以間接輸出動力。

本實用新型所公開的非共軛零距高低溫熱源熱氣機由于氣體工質是處于閉合循環狀態，所以可以采用效率較高的工質如氦氣等；由于加熱是采用外燃形式加熱，所以可以使用各種燃料，而且由于屬于連續燃燒，所以燃燒更容易控制，燃燒效率和排氣會更好。

本實用新型所公開的非共軛零距高低溫熱源熱氣機由于加熱區和冷卻區均是連續工作，而且加熱區和冷卻區的傳熱面積不受限制，所以傳熱負荷和效率會有大幅度提高。

本實用新型所述控制閥的開啟和關閉根據工作過程加以控制，所述的壓氣機和所述爆排發動機的排量和/或工作相位可設為不同。本實用新型所述壓氣機冷卻器的設置是為了實現氣體工質的恒溫或近恒溫壓縮過程，所述爆排發動機加熱器的設置是為了實現氣體工質的恒溫或近恒溫膨脹過程。所謂的恒溫是指溫度保持不變的過程，恒溫壓縮是指溫度保持不變的壓縮過程，恒溫膨脹是指溫度保持不變的膨脹過程；所謂近恒溫是指溫度趨于不變的過程，近恒溫壓縮是指溫度趨于不變的壓縮過程，近恒溫膨脹是指溫度趨于不變的膨脹過程。