[其他]第二類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87105068
• 申請(qǐng)日: 1987-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN87105068A
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊正祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊正祥
• 主分類號(hào): F03G7/00
• 分類號(hào): F03G7/00;F25B29/00;F01D1/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于熱動(dòng)原動(dòng)動(dòng)力機(jī)械，是一種低溫差、低壓差發(fā)動(dòng)機(jī)，其理論根據(jù)是本人建立的“第二類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)定律”（見所附論文），采用了二種現(xiàn)有實(shí)用技術(shù)，是具有首創(chuàng)性的組合發(fā)明。

現(xiàn)有的熱動(dòng)動(dòng)力機(jī)械，即“第一類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)”基本都是采用人工制造高溫差的方法，通過熱膨脹等來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。各種內(nèi)燃機(jī)、活塞式蒸汽機(jī)、燃汽輪機(jī)等都屬于第一類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。由于用人工制造高溫差的方法因石油、煤炭的日趨貧乏和核技術(shù)的不成熟而受到很大的限制，同時(shí)，人工釋放高熱能又使環(huán)境溫度大幅度上升，引起一系列公害，最終將威脅人類的生存和發(fā)展。

本發(fā)明的任務(wù)就是放棄采用人工制造高溫差并通過一定方式做功實(shí)現(xiàn)預(yù)定機(jī)械運(yùn)動(dòng)這種“第一類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)”的基本原理，根據(jù)“第二類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)定律”，采用從一般環(huán)境等單一熱源中吸收熱能，通過內(nèi)部變換而采用低溫差，等比容壓差移動(dòng)做功的方法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而使以往的“不可再生能源”變成了“可再生能源”，并保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境。

本發(fā)明的典型實(shí)施例是機(jī)械式的，稱為“機(jī)械式第二類熱動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)”，它采用了二種現(xiàn)有的實(shí)用技術(shù)，即全封閉蒸汽壓縮式熱泵技術(shù)和蒸汽汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

我們知道，目前實(shí)用的冷凍機(jī)，如使用氨制冷劑的工業(yè)冷凍機(jī)，可以在環(huán)境溫度為30℃，蒸發(fā)溫度為-15℃的情況下，使制冷系數(shù)達(dá)到4.8這樣的水平，那么相應(yīng)的熱泵“制熱系數(shù)”就可高達(dá)4.8+1＝5.8，如記入90%的機(jī)械效率則制熱系數(shù)為5.2。汽輪機(jī)的單機(jī)效率一般可高達(dá)90%，由于在本實(shí)施例中，蒸汽在接近等比容狀態(tài)的壓差移動(dòng)做功時(shí)，蒸汽溫度由0開始最終要上升到0.75左右，所以取汽輪機(jī)單機(jī)效率為80%，用圖解法（參見附圖2和3），可算得此時(shí)可供汽輪機(jī)做功的能量占蒸汽所含可釋放能量的73%，則實(shí)際熱功轉(zhuǎn)換效率為73%×80%，約為58%，加上液泵等附屬設(shè)備最低可達(dá)到50%，如果用熱泵為汽輪機(jī)供熱，用汽輪機(jī)的輸出動(dòng)力的一部分為熱泵提供動(dòng)力，則有：

5.2×50%-1＝1.6

就是說(shuō)可以從汽輪機(jī)輸出軸上得到是熱泵所需回授機(jī)械能的1.6倍的動(dòng)力輸出，可以用來(lái)發(fā)電或直接驅(qū)動(dòng)船只（注：以上有關(guān)數(shù)據(jù)摘自農(nóng)業(yè)出版社《制冷機(jī)的理論和性能》1982年出版）。

本實(shí)施例的工作熱原理方框圖見附圖1。圖中左半部的冷凝器、蒸發(fā)器是全封閉蒸汽壓縮式熱泵的主要工作部分;右半部的汽化器、液化器是汽輪機(jī)的重要熱附屬結(jié)構(gòu)，使汽輪機(jī)的工質(zhì)工作于全封閉循環(huán)狀態(tài)，二者間以液泵相連;汽輪機(jī)和熱泵間以一定的機(jī)械形式相連接，以提供動(dòng)力。

附圖1中的實(shí)線及箭頭表示工質(zhì)的運(yùn)動(dòng)路線與方向，虛線及箭頭表示熱量傳輸情況。可見，冷凝器和液化器是同一個(gè)熱交換器（應(yīng)與其它部分絕熱）;蒸發(fā)器和汽化器是同一個(gè)熱交換器，這個(gè)熱交換器是整個(gè)實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)的吸熱器，和外界熱源如海水接觸吸熱，提供能源。應(yīng)該注意的是，蒸發(fā)器必須先對(duì)液化器進(jìn)行充分冷卻，然后再?gòu)耐饨鐭嵩吹哪俏鼰幔赃@個(gè)交換器是由機(jī)內(nèi)和機(jī)外二部分構(gòu)成的。

附圖1中，Q₁、Q₂、Q₃是熱泵每壓縮單位質(zhì)量的工質(zhì)，熱交換換器中發(fā)生熱交換的值，A表示穩(wěn)定工作時(shí)所輸出的相應(yīng)的機(jī)械能的值。設(shè)汽輪機(jī)的實(shí)際熱功轉(zhuǎn)換效率為α，熱泵的“制熱系數(shù)”為β，則有以下推導(dǎo)：

α= (Q₁-Q₂)/(Q₁) ①

β= (Q₁)/((Q₁-Q₂)-A) ②

解之，得關(guān)系式： (A)/((Q₁-Q₂)-A) =αβ-1③

式中的（Q₁-Q₂）-A為熱泵所需回授的機(jī)械能，將α＝50%，β＝5.2代入③式得1.6與前面分析的相同。

根據(jù)能量守恒定律，A＝Q₃代入③式得：

αβ-1= (Q₃)/(Q₁-Q₂-Q₃) ④

④式的意義是：當(dāng)實(shí)際上的αβ-1＞0時(shí)，說(shuō)明Q₃＞0，整個(gè)發(fā)動(dòng)極為吸熱狀態(tài)，可以自動(dòng)工作;當(dāng)αβ-1＜0時(shí)，說(shuō)明Q₃＜0，發(fā)動(dòng)機(jī)既使被啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)了也不能自動(dòng)工作;當(dāng)αβ-1＝0時(shí)，為臨界狀態(tài)。