[發(fā)明專利]單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310048414.7
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103104370A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳北彪
• 申請（專利權(quán)）人: 摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F02G1/043
• 分類號: F02G1/043;F02G1/053
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

目前熱氣機(jī)即斯特林發(fā)動機(jī)，一般包含有熱缸和冷缸，以及兩缸之間的工質(zhì)通道，氣體工質(zhì)循環(huán)地在熱缸中被加熱和在冷缸中被降溫，推動兩缸中的活塞對外輸出做功?，F(xiàn)有技術(shù)中的冷缸起到的作用是冷卻工質(zhì)和向熱缸回送工質(zhì)，造成目前斯特林發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。因此需要發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單的熱氣機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

方案一：一種單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)，包括有氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，所述進(jìn)氣口和所述排氣口處分別設(shè)有對應(yīng)的進(jìn)氣門和排氣門，還包括工質(zhì)通道，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口，在所述往復(fù)流通口處設(shè)對應(yīng)的往復(fù)流通控制門；所述工質(zhì)通道的一端與所述往復(fù)流通口連通，另一端為密封設(shè)置；在所述工質(zhì)通道的密封端上設(shè)冷卻器；在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)設(shè)內(nèi)燃燃燒室。

方案二：在方案一的基礎(chǔ)上，在所述冷卻器與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸之間的所述工質(zhì)通道上設(shè)回?zé)崞鳌?/p>

方案三：在方案一的基礎(chǔ)上，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)設(shè)為對置氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)氣口、所述排氣口和所述往復(fù)流通口設(shè)置在所述對置氣缸活塞機(jī)構(gòu)中兩個活塞之間的氣缸上。

方案四：在方案一的基礎(chǔ)上，所述單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)還包括渦輪動力機(jī)構(gòu)，所述渦輪動力機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述排氣口連通。

方案五：在方案一的基礎(chǔ)上，所述單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)還包括壓氣機(jī)，所述壓氣機(jī)的氣體出口與所述進(jìn)氣口連通。

方案六：在方案五的基礎(chǔ)上，所述單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)還包括渦輪動力機(jī)構(gòu)，所述渦輪動力機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述排氣口連通；所述渦輪動力機(jī)構(gòu)對所述壓氣機(jī)輸出動力。

方案七：在方案六的基礎(chǔ)上，所述壓氣機(jī)設(shè)為葉輪壓氣機(jī)，所述葉輪壓氣機(jī)的氣體出口與所述進(jìn)氣口連通，所述渦輪動力機(jī)構(gòu)和所述葉輪壓氣機(jī)共軸設(shè)置。

方案八：在方案一的基礎(chǔ)上，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)點(diǎn)火裝置。

方案九：在方案一至方案八中任一方案的基礎(chǔ)上，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)，所述活塞液體機(jī)構(gòu)包括氣液缸和氣液隔離結(jié)構(gòu)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)設(shè)在所述氣液缸內(nèi)。

方案十：在方案九的基礎(chǔ)上，所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動時的慣性力之和。

方案十一：在方案一至方案八中任一方案的基礎(chǔ)上，所述單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)還包括四類門氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述四類門氣缸活塞機(jī)構(gòu)的供氣口與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的所述進(jìn)氣口連通，所述四類門氣缸活塞機(jī)構(gòu)的回充口與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的所述排氣口連通。

方案十二：在方案一至方案八中任一方案的基礎(chǔ)上，所述單缸三類門熵循環(huán)發(fā)動機(jī)還包括低溫冷源，所述低溫冷源用于提供低溫物質(zhì)，所述低溫物質(zhì)用于冷卻所述工質(zhì)通道的密封端中或即將進(jìn)入所述工質(zhì)通道的密封端的工質(zhì)。

方案十三：在方案一至方案八中任一方案的基礎(chǔ)上，所述工質(zhì)通道的密封端設(shè)為三通環(huán)形密封端，所述冷卻器設(shè)在所述三通環(huán)形密封端的環(huán)形通道上，所述冷卻器將所述環(huán)形通道分割成兩個半環(huán)通道，在所述三通環(huán)形密封端的三通節(jié)點(diǎn)和所述冷卻器之間的一個半環(huán)通道上設(shè)半環(huán)通道葉輪壓氣機(jī)，在所述冷卻器和所述三通環(huán)形密封端的三通節(jié)點(diǎn)之間的另一個半環(huán)通道上設(shè)半環(huán)通道渦輪動力機(jī)構(gòu)。

方案十四：在方案十三的基礎(chǔ)上，在所述三通節(jié)點(diǎn)和所述半環(huán)通道葉輪壓氣機(jī)之間設(shè)壓氣機(jī)控制閥。

方案十五：在方案十三的基礎(chǔ)上，在所述三通節(jié)點(diǎn)和所述半環(huán)通道渦輪動力機(jī)構(gòu)之間設(shè)渦輪控制閥。

方案十六：在方案十四的基礎(chǔ)上，在所述三通節(jié)點(diǎn)和所述半環(huán)通道渦輪動力機(jī)構(gòu)之間設(shè)渦輪控制閥。

本發(fā)明的原理是：所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)以吸氣沖程-壓縮沖程-爆炸做功沖程-供氣沖程-回充沖程-排氣沖程工作模式工作，其中供氣沖程和回充沖程可進(jìn)行兩次以上，爆炸做功沖程產(chǎn)生的高溫高壓工質(zhì)作為熱氣機(jī)循環(huán)的循環(huán)工質(zhì)。

本發(fā)明中，所謂的“供氣沖程”是指由所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸向所述工質(zhì)通道內(nèi)供氣。

本發(fā)明中，所謂的“回充沖程”是指由所述工質(zhì)通道向所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)充氣。

本發(fā)明中，所謂的“冷卻器”是指一切可以對氣體進(jìn)行降溫的裝置，例如散熱器、混合式降溫器（與冷流體混合降低氣體溫度的裝置）等，其目的是對即將被壓縮的氣體、在壓縮過程中的氣體和已經(jīng)被壓縮的氣體進(jìn)行降溫。