一種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，包括低壓缸、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、進(jìn)氣單向閥、連接管、缸蓋、飛輪、機(jī)殼、排氣控制閥和散熱器；機(jī)殼上直列并列設(shè)有低壓缸，低壓缸上設(shè)有活塞，活塞上設(shè)有活塞環(huán)，活塞連接連桿，連桿連接曲軸，曲軸固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接飛輪；低壓缸的上止點(diǎn)或缸蓋上設(shè)有進(jìn)氣單向閥，低壓缸上止點(diǎn)設(shè)有排氣控制閥，進(jìn)氣單向閥連接連接管，低壓缸外層設(shè)有散熱器。具有熱能轉(zhuǎn)換效率15%-60%；生產(chǎn)時(shí)能根據(jù)所需功率調(diào)整機(jī)器氣缸容量和數(shù)量調(diào)整輸出功率；在最達(dá)功率范圍內(nèi)能調(diào)整輸入氣體調(diào)整輸出功率；該設(shè)備是對高溫?zé)釟膺M(jìn)行循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益高，噪音??；制造成本低。
【專利說明】一種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備領(lǐng)域，尤其是利用太陽能、地?zé)?、可燃物燃燒產(chǎn)生的 高溫氣體、內(nèi)燃機(jī)熱氣或尾氣、工廠排出的高溫氣體等熱能導(dǎo)入氣缸，利用氣缸內(nèi)的高溫介 質(zhì)氣體和氣缸外部的散熱構(gòu)成溫度差，使密閉氣缸產(chǎn)生負(fù)壓把熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的動(dòng)力設(shè) 備。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)。
[0003] 蒸汽機(jī)：離不開鍋爐，整個(gè)裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排 氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復(fù)式機(jī)器，慣性限制了轉(zhuǎn)速的提高；工作過 程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。
[0004] 內(nèi)燃機(jī)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對燃料要求較高，對燃料的潔凈度要求嚴(yán)格，對環(huán)境污染。
[0005] 外燃機(jī)，如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是其中一種，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)比較具備以下優(yōu) 占·
[0006] 適用于各種能源，無論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料，當(dāng)采用載熱系統(tǒng)（如熱 管）間接加熱時(shí)，幾乎可以使用任何高溫?zé)嵩矗ㄌ柲芊派湫酝凰睾秃朔磻?yīng)等），而發(fā)動(dòng) 機(jī)本身（除加熱器外）不需要作任何更改。同時(shí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)無需壓縮機(jī)增壓，使用一般 風(fēng)機(jī)即可滿足要求，并允許燃料具有較高的雜質(zhì)含量；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)容量小，機(jī)組容量 從20 - 50kw，可以因地制宜的增減系統(tǒng)容量；結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少40%，降價(jià)空間 大；維護(hù)成本低。
[0007] 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨(dú)立于燃?xì)獾?工質(zhì)通過加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對外做功，因此避免了類似內(nèi)燃機(jī)的爆震做功和間 歇燃燒過程，從而實(shí)現(xiàn)了高效、低噪和低排放運(yùn)行。高效：總能效率達(dá)到80%以上；低噪：1 米處裸機(jī)噪音底于68dBA ;低排放：尾氣排放達(dá)到歐5標(biāo)準(zhǔn)。
[0008] 由于工質(zhì)不燃燒，外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實(shí)現(xiàn)了高效率、 低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w，如：天然氣、沼氣、石油氣、氫 氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。 只要熱腔達(dá)到700°C，設(shè)備即可做功運(yùn)行，環(huán)境溫度越低，發(fā)電效率越高。外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn) 是出力和效率不受海拔高度影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。
[0009] 同時(shí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)尚存在的主要問題和缺點(diǎn)是：制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較 難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，材料成本高，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機(jī)器較為 笨重；膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的2-3 倍等。
[0010] 有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器等。集熱器吸收太陽輻 照，集熱器內(nèi)換熱介質(zhì)溫度升高，換熱介質(zhì)通過蒸發(fā)器把熱量傳給有機(jī)工質(zhì)。有機(jī)工質(zhì)在蒸 發(fā)器中定壓加熱，高壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；膨脹機(jī)尾部 排出的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器中定壓冷凝，冷凝器出口的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過泵加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器 完成一次發(fā)電循環(huán)。
[0011]有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)換效率不高，體積大，需要借助結(jié)構(gòu)復(fù)雜的膨脹機(jī)做功。 [0012] 直列式發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸緊湊，穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少，由此而 來的是制造成本也較低；去不足之處是功率較低，難以適合配備6缸以上的汽車。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本實(shí)用新型克服了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)存在的膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器 等的成本高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的2-3倍等問題；克服了有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)需要膨脹 機(jī)或汽輪機(jī)，制造成本高的技術(shù)難題；克服了內(nèi)燃機(jī)直列式發(fā)動(dòng)機(jī)功率低的技術(shù)問題。本實(shí) 用新型提出的直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備是利用現(xiàn)有直列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，結(jié)合斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、有 機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)和內(nèi)燃機(jī)直列式發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)的負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備。本實(shí)用新型提出的直列式負(fù) 壓動(dòng)力設(shè)備是把熱能吸收后對氣缸進(jìn)行散熱冷卻產(chǎn)生負(fù)壓拉動(dòng)活塞做功。
[0014] 本實(shí)用新型提供了一種熱能轉(zhuǎn)換效率高、最大功率范圍內(nèi)能調(diào)整高溫氣體進(jìn)氣量 來調(diào)整輸出功率、能通過調(diào)整溫度進(jìn)行調(diào)整輸出功率、機(jī)器輸出功率平穩(wěn)的直列式負(fù)壓動(dòng) 力設(shè)備。
[0015] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，包括低壓缸、活塞、活 塞環(huán)、連桿、曲軸、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、進(jìn)氣單向閥、連接管、缸蓋、飛輪、機(jī)殼、排氣控制閥和散熱器；機(jī) 殼上直列并列設(shè)有低壓缸，低壓缸上設(shè)有活塞，活塞上設(shè)有活塞環(huán)，活塞連接連桿，連桿連 接曲軸，曲軸固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接飛輪；低壓缸的上止點(diǎn)或缸蓋上設(shè)有進(jìn)氣單向 閥，低壓缸上止點(diǎn)設(shè)有排氣控制閥，進(jìn)氣單向閥連接連接管，低壓缸外層設(shè)有散熱器。
[0016] 進(jìn)一步，所述直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，包括低壓缸I、低壓缸II、低壓缸III、低壓缸 IIII、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、進(jìn)氣單向閥、連接管、缸蓋、飛輪、機(jī)殼、排氣控制閥 和散熱器；機(jī)殼上直列并列設(shè)有低壓缸I、低壓缸II、低壓缸III和低壓缸1111，分別設(shè)有 活塞，活塞上分別設(shè)有活塞環(huán)，活塞分別連接連桿，連桿分別連接曲軸，曲軸分別固定在轉(zhuǎn) 動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接飛輪；低壓缸I、低壓缸Π 、低壓缸III和低壓缸IIII的上止點(diǎn)或缸蓋 上分別設(shè)有進(jìn)氣單向閥，上止點(diǎn)分別設(shè)有排氣控制閥，進(jìn)氣單向閥分別連接連接管，外層分 別設(shè)有散熱器；低壓缸I和低壓缸IIII組成一組與低壓缸II和低壓缸III組成一組輪流 工作。
[0017] 進(jìn)一步，所述散熱器制成散熱片形式。
[0018] 進(jìn)一步，在所述散熱器上設(shè)置循環(huán)管道和在管道內(nèi)注入循環(huán)冷卻介質(zhì)。
[0019] 進(jìn)一步，在所述缸蓋中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥。
[0020] 進(jìn)一步，所述低壓缸上設(shè)有排氣控制閥，能根據(jù)熱氣源溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣。
[0021] 上述直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備做功方法如下：外界熱氣源通過連接管經(jīng)開啟的進(jìn)氣單 向閥，活塞向后移動(dòng)把熱氣輸入到低壓缸；活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)通過彈簧的彈力關(guān)閉進(jìn)氣單 向閥；氣缸內(nèi)的熱氣通過散熱器散熱冷卻，氣缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓拉動(dòng)活塞向前運(yùn)動(dòng)做功；冷卻 后的做功氣體或液體利用活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，通過排氣控制閥排出；通過多個(gè)直列并列的 低壓缸輪流做功，通過飛輪把動(dòng)能輸出。
[0022] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：1.熱能轉(zhuǎn)換效率15%_60%;2.生產(chǎn)時(shí)能根據(jù)所需功率調(diào)整 機(jī)器氣缸容量和數(shù)量調(diào)整輸出功率；3.在最達(dá)功率范圍內(nèi)能調(diào)整輸入氣體調(diào)整輸出功率； 4.該設(shè)備是對高溫?zé)釟膺M(jìn)行循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益高，噪音?。?.制造成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖中：1為低壓缸I ;2為低壓缸II ;3為低壓缸III ;4為低壓缸IIII ; 5為活塞； 6為活塞環(huán)；7為連桿；8為曲軸；9為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；10為進(jìn)氣單向閥；11為連接管；12為缸蓋；13 為飛輪；14為機(jī)殼；15為排氣控制閥；16為散熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 參照附圖1-2,本實(shí)用新型的實(shí)施方式是：
[0027] 實(shí)施例1
[0028] -種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，包括低壓缸II、低壓缸112、低壓缸1113、低壓缸 11114、活塞5、活塞環(huán)6、連桿7、曲軸8、轉(zhuǎn)動(dòng)軸9、進(jìn)氣單向閥10、連接管11、缸蓋12、飛輪 13、機(jī)殼14、排氣控制閥15和散熱器16 ;機(jī)殼14上直列并列設(shè)有低壓缸II、低壓缸112、 低壓缸III3和低壓缸11114,分別設(shè)有活塞5,活塞5上分別設(shè)有活塞環(huán)6,活塞5分別連 接連桿7,連桿7分別連接曲軸8,曲軸8分別固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸9上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸9連接飛輪13 ;低 壓缸II、低壓缸112、低壓缸III3和低壓缸IIII4的上止點(diǎn)或缸蓋12上分別設(shè)有進(jìn)氣單向 閥10,上止點(diǎn)分別設(shè)有排氣控制閥15,進(jìn)氣單向閥10分別連接連接管11，外層分別設(shè)有散 熱器16 ;低壓缸II和低壓缸II114組成一組與低壓缸112和低壓缸II13組成一組輪流工 作。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 如實(shí)施例1中的直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，在缸蓋12中部設(shè)有進(jìn)氣單向閥10,連接管 1連接內(nèi)燃機(jī)熱氣出口或其他熱氣源；散熱器16上設(shè)置循環(huán)管道和在管道內(nèi)注入循環(huán)冷卻 介質(zhì)水，利用循環(huán)流動(dòng)的水進(jìn)行冷卻。
【權(quán)利要求】
1. 一種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，包括低壓缸、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、進(jìn)氣單向 閥、連接管、缸蓋、飛輪、機(jī)殼、排氣控制閥和散熱器；機(jī)殼上直列并列設(shè)有低壓缸，低壓缸上 設(shè)有活塞，活塞上設(shè)有活塞環(huán)，活塞連接連桿，連桿連接曲軸，曲軸固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸 連接飛輪；低壓缸的上止點(diǎn)或缸蓋上設(shè)有進(jìn)氣單向閥，低壓缸上止點(diǎn)設(shè)有排氣控制閥，進(jìn)氣 單向閥連接連接管，低壓缸外層設(shè)有散熱器。
2. 如權(quán)利要求1所述直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，所述散熱器制成散熱片形式。
3. 如權(quán)利要求1所述直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，在所述散熱器上設(shè)置循環(huán)管道 和在管道內(nèi)注入循環(huán)冷卻介質(zhì)。
4. 如權(quán)利要求1所述直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，在所述缸蓋中部設(shè)有進(jìn)氣單向 閥。
5. 如權(quán)利要求1所述直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，所述低壓缸上設(shè)有排氣控制閥， 能根據(jù)熱氣源溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣。
6. -種直列式負(fù)壓動(dòng)力設(shè)備，其特征是，包括低壓缸I (1)、低壓缸II (2)、低壓缸III (3)、低壓缸IIII (4)、活塞（5)、活塞環(huán)（6)、連桿（7)、曲軸（8)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸（9)、進(jìn)氣單向閥 (10)、連接管（11)、缸蓋（12)、飛輪（13)、機(jī)殼（14)、排氣控制閥（15)和散熱器（16);機(jī)殼 (14)上直列并列設(shè)有低壓缸I (1)、低壓缸II (2)、低壓缸III (3)和低壓缸IIII (4)，分 別設(shè)有活塞（5)，活塞（5)上分別設(shè)有活塞環(huán)（6)，活塞（5)分別連接連桿（7)，連桿（7)分別 連接曲軸（8)，曲軸（8)分別固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸（9)上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸（9)連接飛輪（13);低壓缸I (1)、 低壓缸II (2)、低壓缸III (3)和低壓缸IIII (4)的上止點(diǎn)或缸蓋（12)上分別設(shè)有進(jìn)氣 單向閥（10)，上止點(diǎn)分別設(shè)有排氣控制閥（15)，進(jìn)氣單向閥（10)分別連接連接管（11 )，夕卜 層分別設(shè)有散熱器（16);低壓缸I (1)和低壓缸IIII (4)組成一組與低壓缸II (2)和低 壓缸III (3)組成一組輪流工作。
【文檔編號】F02G1/04GK203892045SQ201420214999
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】郭遠(yuǎn)軍 申請人:郭遠(yuǎn)軍