專利名稱：直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱機(jī)，尤其是屬于一種直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
熱機(jī)的共同特點(diǎn)是燃料燃燒釋放出熱能，這些熱能又傳遞給工作物質(zhì)——水蒸汽或燃?xì)猓ぷ魑镔|(zhì)獲得熱能后，膨脹做功，把一部分熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)工作物質(zhì)的熱能減少，溫度降低，余下的熱能以排氣或散熱形式去掉。熱機(jī)既有內(nèi)燃機(jī)也有外燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的基本特點(diǎn)是讓燃料在機(jī)器的氣缸內(nèi)燃燒，生成高溫高壓的燃?xì)?，利用這種燃?xì)庾鳛楣ぷ鹘橘|(zhì)去推動(dòng)活塞或氣輪等做功。而燃料在氣缸外或氣輪等膨脹機(jī)燃燒，然后將某種受熱后產(chǎn)生的蒸汽導(dǎo)入氣缸或汽輪等膨脹機(jī)做功的熱機(jī)，稱為外燃機(jī)。由于熱機(jī)在工作過(guò)程中產(chǎn)生排放及散熱，所以實(shí)際只有約35～40％的熱能被轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能輸出。由于現(xiàn)在的世界性的能源緊張，熱機(jī)效率的提高對(duì)節(jié)省能源是非常的有利。同時(shí)，渦旋機(jī)械自19世紀(jì)初期由法國(guó)工程師克拉斯(CRUEX)提出后，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已取得了工業(yè)化的應(yīng)用。由于渦旋機(jī)械具有容積效率高、體積小、噪聲低、動(dòng)力平衡良好等諸多優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬廣，在空調(diào)、泵送液體、增壓氣體等方面已有應(yīng)用，也有將渦旋機(jī)械作為膨脹機(jī)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)上的構(gòu)思。這種構(gòu)思的渦旋式發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于外燃式熱機(jī)，由外界將高溫高壓氣體輸入渦旋機(jī)械中讓其膨脹做功輸出動(dòng)力。其循環(huán)的熱效率，主要隨壓力的增大而增大，而提高壓力的同時(shí)會(huì)帶來(lái)壓縮終了空氣高溫的升高，這樣渦旋機(jī)械在高溫下工作，特別是高溫梯度下工作時(shí)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件要產(chǎn)生不一致的線性膨脹量，容易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)件間的咬死現(xiàn)象。同時(shí)高溫工作時(shí)，也會(huì)讓渦旋機(jī)械的潤(rùn)滑性能加劇惡化。所以克服這些困難也是渦旋發(fā)動(dòng)機(jī)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述熱機(jī)的缺點(diǎn)，結(jié)合渦旋機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，解決渦旋機(jī)械高溫咬死問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出高效節(jié)能的直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明將液態(tài)的工作介質(zhì)直接輸入渦旋機(jī)械的中心壓縮腔中受熱瞬間蒸發(fā)膨脹，推動(dòng)渦旋盤工作而輸出動(dòng)力。由于工作介質(zhì)是在渦旋盤的中心壓縮腔吸熱膨脹做功，做功后排出的同時(shí)也將渦旋盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱帶走，這樣既解決了渦旋盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于高溫而變形咬死的現(xiàn)象，也降低了潤(rùn)滑性能及高溫密封材料的要求，從而大大降低了直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)難度。同時(shí)，由于本發(fā)明系統(tǒng)是直接將工作介質(zhì)以液態(tài)輸入而不是將高溫高壓氣體輸入，可以節(jié)省了制造高溫高壓氣體的能量與機(jī)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能，降低制造成本的目標(biāo)。


附圖1是本實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其中包括熱源1、循環(huán)泵2、換熱盤管3、渦旋盤4、渦旋盤5、動(dòng)力輸出6、散熱7、循環(huán)泵8、熱馬達(dá)9、進(jìn)液口10、渦盤進(jìn)液口11、液管12、排氣口13。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
如附圖1所示，首先將熱源1的輸出口與循環(huán)泵2的入口連接，循環(huán)泵2的出口與熱馬達(dá)9內(nèi)的換熱盤管3入口連接，換熱盤管3的出口再與熱源1的輸入口連接，形成熱循環(huán)。
熱馬達(dá)9的排氣口13與散熱7相連，散熱7出口與循環(huán)泵8的入口相接，循環(huán)泵8的出口與熱馬達(dá)9的進(jìn)液口10相接，熱馬達(dá)9的進(jìn)液口10與渦盤進(jìn)液口11之間通過(guò)液管12相連，形成一個(gè)膨脹循環(huán)，而液管12是通過(guò)換熱盤管3的中心進(jìn)行吸熱。
當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，循環(huán)泵2將熱介質(zhì)從熱源1中泵入換熱盤管3中，與液管12進(jìn)行熱交換，使液管12中的工作介質(zhì)吸收熱量進(jìn)行預(yù)熱；被吸收了熱量而降低溫度的熱介質(zhì)循環(huán)回到熱源1中再吸收熱量進(jìn)行周而復(fù)始的熱交換循環(huán)。在液管12中吸收了熱量進(jìn)行預(yù)熱的工作介質(zhì)通過(guò)渦旋盤4上的渦盤進(jìn)液口11進(jìn)入到渦旋盤的中心壓縮腔，在中心壓縮腔中迅速蒸發(fā)膨脹，推動(dòng)渦旋盤5運(yùn)動(dòng)，與渦旋盤5相連的動(dòng)力輸出6則將動(dòng)力源源不斷的輸出。同時(shí)汽化并吸收了渦旋盤熱量的工作介質(zhì)從熱馬達(dá)9的排氣口13排出進(jìn)入散熱7，將熱量散去冷凝恢復(fù)為液態(tài)，液態(tài)的工作介質(zhì)通過(guò)循環(huán)泵8泵入熱馬達(dá)9中的液管12預(yù)熱再進(jìn)入渦旋盤的中心壓縮腔吸熱汽化膨脹，就這樣進(jìn)行周而復(fù)始的膨脹循環(huán)，使到動(dòng)力源源不斷的輸出，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定動(dòng)力輸出功能。
綜上所述，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔本發(fā)明利用工作介質(zhì)的熱脹冷縮的特性，使其直接在渦旋機(jī)械的中心壓縮腔膨脹推動(dòng)渦旋盤工作，省卻了提供高溫高壓氣體的設(shè)備，從結(jié)構(gòu)上大簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。
(2)節(jié)能能源直接膨脹，可以節(jié)省高溫高壓氣體在輸送過(guò)程中的熱量散失，減少了能源的浪費(fèi)。同時(shí)工作介質(zhì)膨脹時(shí)主要是吸收了渦旋機(jī)械本身的熱量，需要要外界提供的熱量較少，所以耗費(fèi)的提供熱量的能源較少。
(3)環(huán)保膨脹做完功的介質(zhì)再循環(huán)工作，沒(méi)有將大量的廢氣排入大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)，主要由熱源、換熱盤管、渦旋機(jī)械、循環(huán)泵、散熱及動(dòng)力輸出組成，其主要特征是將液態(tài)的膨脹工質(zhì)輸入渦旋機(jī)械的中心壓縮腔進(jìn)行蒸發(fā)膨脹，推動(dòng)渦旋盤工作而輸出動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于給工作介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱的換熱盤管也可以是板式換熱器、管殼式換熱器或其它型式的換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于作為膨脹機(jī)的渦旋機(jī)構(gòu)可以是一對(duì)或一對(duì)以上，則動(dòng)力輸出可以是一組或一組以上。
全文摘要
一種直熱式發(fā)動(dòng)機(jī)，針對(duì)熱機(jī)的熱效率轉(zhuǎn)化率低的缺點(diǎn)，結(jié)合渦旋機(jī)械的渦旋結(jié)構(gòu)及其容積效率高、動(dòng)力平衡性好的特點(diǎn)，將液態(tài)的工作介質(zhì)直接輸入渦旋機(jī)械的中心壓縮腔中受熱瞬間蒸發(fā)膨脹，推動(dòng)渦旋盤工作而輸出動(dòng)力。
文檔編號(hào)F01C1/00GK1587668SQ20041006257
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者郎風(fēng) 申請(qǐng)人:郎風(fēng)