[發明專利]液體活塞外燃機

有效

• 申請號: 201210001300.2
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102434312A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 摩爾動力(北京)技術股份有限公司
• 主分類號: F02G1/043
• 分類號: F02G1/043
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱能與動力領域，尤其是一種液體活塞外燃機。

背景技術

目前，活塞式發動機（包括活塞式外燃機、活塞式內燃機、轉子發動機等一切利用運動部件作為密封和傳力的將氣體工質的能量轉化成機械功的發動機）應用十分廣泛，這類發動機中最主要的部件就是活塞，活塞的功能是密封與傳力，即活塞要盡可能的使高壓氣體工質不泄漏，并且將高壓氣體工質的壓力傳遞出去。傳統活塞式發動機的活塞都是具有某種幾何形狀的固體構件，為此，由于加工誤差、受力形變、冷熱變形以及磨損等問題，活塞式發動機的活塞與配合件（缸套等）的密封問題，特別是轉子發動機的活塞與配合件（轉子發動機的殼體）的密封問題，一直是影響發動機效率和壽命的關鍵問題之一。不僅如此，傳統活塞式發動機的活塞傳力問題，例如活塞式內燃機和活塞式外燃機中的活塞傳力都是由曲柄連桿機構完成的，而曲柄連桿機構的體積和重量都十分龐大，影響發動機的整體質量、效率和制造成本。所以，急需發明一種能夠不受密封殼體（例如缸套）形狀及其加工誤差、不受受力形變、冷熱變形以及磨損等問題的影響具有良好密封功能和傳力功能并能省略曲柄連桿機構的新型活塞。

發明內容

傳統活塞式發動機從根本上講是設在封閉殼體內的固體活塞在氣體工質的作用下發生直線運動、旋轉或擺動，固體活塞把自身運動傳遞出去對外作功的機構。由于密封殼體（例如缸套等）和固體活塞均是固體結構件，兩者均不可避免地存在加工誤差、受力形變、冷熱變形以及磨損等問題，如果從邏輯上、數學上和幾何學上仔細分析這一機構的特點，可以得出這樣的結論：傳統活塞式發動機的固體活塞與密封殼體的全方位徹底密封是永遠無法解決的。

為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下：

一種液體活塞外燃機，包括氣液缸、液壓動力機構、液體工質回送系統和鍋爐，所述氣液缸經氣體工質控制閥與所述鍋爐的蒸氣出口連通，在所述氣液缸上設排氣口，在所述排氣口處設排氣控制閥，所述氣液缸上設液體工質出口和液體工質回流口，所述液體工質出口與所述液壓動力機構的動力液體入口連通，所述液壓動力機構的液體出口與所述液體工質回送系統連通，所述液體工質回送系統與所述液體工質回流口連通。在所述氣液缸內的液體工質的作用與傳統活塞式發動機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述氣液缸內的氣體工質和所述液體工質的相互作用關系與傳統活塞式發動機中的氣態工質和活塞的作用關系相同；在一個工作循環的某一過程中所述氣體工質對所述液體工質施壓迫使所述液體工質推動所述液壓動力機構對外作功，與此同時或在同一個工作循環的另一過程中所述液體工質回送系統將所述液體工質經所述液體工質回流口回流到所述氣液缸內。

所述排氣口經所述排氣控制閥與冷凝冷卻器連通，所述冷凝冷卻器的液體出口與高壓液體工質回送系統的液體入口連通，所述高壓液體工質回送系統的液體出口與所述鍋爐連通，所述高壓液體工質回送系統用于將來自所述冷凝冷卻器的所述氣體工質的冷凝液回送到所述鍋爐內；所述液壓動力機構、所述氣體工質控制閥、所述液體工質回送系統和所述排氣控制閥受過程控制機構控制協調工作實現：由所述鍋爐產生的所述氣體工質定量進入所述氣液缸內，所述氣體工質在所述氣液缸內對所述氣液缸內的所述液體工質施加壓力，所述氣液缸內的所述液體工質推動所述液壓動力機構對外輸出動力，在所述氣液缸內的所述液體工質減少到設定程度時所述排氣控制閥打開，所述液體工質回送系統將由所述液壓動力機構排出的所述液體工質回送到所述氣液缸內，再將所述排氣控制閥關閉，所述氣體工質控制閥打開，進入下一循環；由所述氣液缸經所述排氣控制閥排出的作功后的所述氣體工質進入所述冷凝冷卻器并在所述所述冷凝冷卻器中被冷卻冷凝，被冷凝的所述氣體工質的冷凝液經所述高壓液體工質回送系統被回送到所述鍋爐內。