[發明專利]程控開關式溫差發動機

有效

• 申請號: 201410058639.5
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103790635B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 虞一揚
• 申請（專利權）人: 上海領勢新能源科技有限公司
• 主分類號: F01B29/10
• 分類號: F01B29/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機的技術領域。

背景技術

斯特林發動機是一種著名的熱氣機，也是一種溫差發動機，它具有效率高，污染低等優點。但是斯特林發動機也有很大的缺陷，它采用加熱缸和冷卻缸的設計，缸體本身就是熱交換器，缸體有限的表面積限制了它的熱交換能力，因此很難做出大功率的機器，目前所知最大功率也不到200Kw。總之，斯特林發動機自身的缺陷限制了它的使用范圍，對斯特林發動機研究熱情極高，應用案例卻很少。

發明內容

本發明提出了一種溫差發動機，它同樣使用空氣作為工質，利用加熱器和冷卻器兩端的溫差產生氣壓差并將其轉化為動力，它使用程控開關進行控制，可精確控制工質的流動，使工質在恰當的時間定向流動實現做功。依據本發明設計的發動機不但理論效率高，還可以產生大功率輸出，有更廣的使用范圍，對使用場合沒有特殊要求，制造也極為簡單。

本發明的技術方案是：一種程控開關式溫差發動機，包括ECU、開關式熱交換裝置組合、專用氣動馬達，所述的開關式熱交換裝置組合包括進氣門、冷卻器、換氣門、加熱器、出氣門，加熱器的一端通過出氣門與專用氣動馬達的進氣口連接，冷卻器的一端通過進氣門與專用氣功馬達的出氣口連接，加熱器和冷卻器的另一端通過換氣門連接在一起。

所述的開關式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門為電磁閥，受ECU控制。

所述的專用氣動馬達的一種，是活塞式氣動馬達，包括氣缸、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、缸蓋、設置在缸蓋上的進氣口、出氣口，缸蓋上安裝有開關式熱交換裝置組合，設置在缸蓋上的進氣口與開關式熱交換裝置組合的出氣門連接，設置在缸蓋上的出氣口與開關式熱交換裝置組合的進氣門連接。每臺活塞式氣動馬達上安裝的開關式熱交換裝置組合至少有兩組。

所述的活塞式氣動馬達裝置有活塞位置傳感器，信號送ECU處理。

所述的活塞式氣動馬達可安裝氣壓傳感器，信號送ECU處理。

所述的開關式熱交換裝置組合中的加熱器和冷卻器可安裝氣體壓力傳感器，信號送ECU處理。

所述的加熱器和冷卻器，冷卻器的容積與加熱器的容積成比例關系，其比例根據預期的高壓和低壓而確定。

所述的ECU將開關式熱交換裝置組合分為工作狀態和準備狀態，同一時間只有一組開關式熱交換裝置組合處于工作狀態，其余的若干組開關式熱交換裝置組合處于準備狀態。

所述的開關式熱交換裝置組合處于準備狀態時，裝置中的進氣門、出氣門、換氣門都處于關閉狀態。

所述的開關式熱交換裝置組合處于工作狀態時，ECU根據活塞位置對開關進行控制，當活塞處于上止點(此刻氣缸容積最小)，ECU打開進入工作狀態的開關式熱交換裝置組合的出氣門，加熱器中的高溫高壓氣體進入氣缸，推動活塞下行；當活塞行進到下止點(此刻氣缸容積最大)，開關式熱交換裝置組合的出氣門關閉，進氣門打開，換氣門打開，活塞由下止點向上止點運動，把氣缸內的空氣經由開關式熱交換裝置組合的進氣門推入冷卻器，而冷卻器中的空氣經過換氣門推入加熱器。當活塞再次到達上止點，進氣門關閉，換氣門關閉，該組開關式熱交換裝置組合結束工作狀態進入準備狀態，ECU將選擇另一個開關式熱交換裝置組合進入工作狀態并重復上述過程。

所述的加熱器包含至少一個中空管道，供氣體流通并加熱。

所述的冷卻器包含至少一個中空管道，供氣體流通并冷卻。

所述的程控開關式溫差發動機在單缸單獨使用時，必需加裝飛輪，利用飛輪的慣性使發動機能夠連續運轉；當為多缸或多個發動機聯合使用時，可不安裝飛輪，而利用多缸間行程的配合實現連續運轉。

所述的開關式熱交換裝置組合交替進入工作狀態，其它為準備狀態。

所述的開關式熱交換裝置組合中的冷卻器上安裝有加氣口，用于補充氣體。

本發明的有益效果

本發明提出的這種新型發動機，可將溫差引起的氣體氣壓差變化轉化為動力，將深刻地改變能量利用方式。由于溫差無處不在，且可人為制造，因此應用范圍極為廣泛，比如應用在太陽能發電領域可大幅度降低太陽能發電成本、可應用于內燃機高溫廢氣發電以提高汽車燃油利用的效率、可利用工業余熱產生動力或電力以達到節能和能量回收的目的等等。該發明對于發展可再生能源以替代傳統能源、提高能源利用效率以降低能源消耗都將產生巨大的作用，對節能減排、保護環境以及工業轉型升級都將作出巨大貢獻，將促使一個綠色工業文明時代的到來。

附圖說明

圖1為該程控開關式溫差發動機整體組成結構示意圖；