本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)一般指的是熱機(jī)，是一種將燃料或者其他能源轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的熱能并將熱能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出的一種裝置?，F(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)包括內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。外燃機(jī)，是指其燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部燃燒，可將這種燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)；內(nèi)燃機(jī)，是指其燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒，可將這種燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，常見的有汽油機(jī)、柴油機(jī)等。

本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有技術(shù)中的大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率都不容易提高，應(yīng)用也因此受到限制?，F(xiàn)有的外燃機(jī)，其輸出功率不易提高，技術(shù)難度大；現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)燃機(jī)的輸出功率則受內(nèi)燃機(jī)一次工作燃燒的燃料的量控制，而燃燒的燃料量受氣缸進(jìn)入的氧氣量的限制，由于正常狀態(tài)下空氣中氧氣的含量相對穩(wěn)定，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的輸出功率的提高同樣受到限制，不易提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有相對現(xiàn)有的外燃式發(fā)動(dòng)機(jī)而言更高的輸出功率，輸出功率得到了較大的提高，性能穩(wěn)定；節(jié)約資源。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工質(zhì)氣化室、工質(zhì)供給裝置和用于為工質(zhì)氣化室提供熱量的加熱器。氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣缸與工質(zhì)汽化室連通。工質(zhì)供給裝置包括工質(zhì)噴頭和工質(zhì)增壓供給裝置，工質(zhì)噴頭的出口與工質(zhì)汽化室連通，工質(zhì)噴頭的進(jìn)口與工質(zhì)增壓供給裝置的出口連通。氣缸和/或工質(zhì)氣化室設(shè)有排氣管，排氣管具有用于控制其開閉的單向控制閥。其具有相對現(xiàn)有的外燃式發(fā)動(dòng)機(jī)而言更高的輸出功率，輸出功率得到了較大的提高，節(jié)約資源。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)采用的工質(zhì)為液體工質(zhì)。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)利用工質(zhì)在工質(zhì)氣化室氣化體積膨脹來推動(dòng)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)，從而向外界提供動(dòng)力。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)利用工質(zhì)氣化體積膨脹來對外做功，由于液態(tài)的工質(zhì)氣化后的體積與氣化前的體積差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本身為氣態(tài)的工質(zhì)受熱前后的體積差異，在預(yù)先加入的工質(zhì)體積相同的情況下，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)相比現(xiàn)有的外燃機(jī)而言在單位時(shí)間內(nèi)可以為外界提供更多的功，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率相比現(xiàn)有外燃機(jī)而言得到了較大的提高。工質(zhì)供給裝置具有的工質(zhì)噴頭可以使液態(tài)的工質(zhì)在進(jìn)入工質(zhì)氣化室時(shí)充分分散，有利于工質(zhì)快速受熱氣化并對外做功，保證了外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)具有較高的輸出功率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)燃機(jī)相比，在工作過程中，不受氧氣等條件的限制，只要提供足夠的熱量使工質(zhì)能夠順利氣化并且提供工質(zhì)氣化后用于膨脹的空間，便可以很大程度的提高一次做功過程中時(shí)工質(zhì)的量，即可進(jìn)一步提高本外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。而且，該外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，輸出功率更加平穩(wěn)，可靠性更強(qiáng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3提供的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4提供的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

圖標(biāo)：100-外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)；110-氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；111-氣缸；112-傳動(dòng)軸；113-曲柄銷；114-曲柄臂；115-活塞；116-活塞桿；117-飛輪；120-工質(zhì)氣化室；130-工質(zhì)供給裝置；131-工質(zhì)噴頭；132-工質(zhì)增壓裝置；133-工質(zhì)儲存裝置；133a-工質(zhì)補(bǔ)加口；134-工質(zhì)液化裝置；140-加熱器；150-排氣管；151-單向控制閥；160-隔熱件；200-外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)；300-外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)；312-傳動(dòng)軸組；320-工質(zhì)氣化室；400-外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)；410-加熱罩；411-加熱腔；412-進(jìn)氣口；413-出氣口。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例1

請參照圖1，本實(shí)施例提供一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100包括氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110、工質(zhì)氣化室120、工質(zhì)供給裝置130和用于為工質(zhì)氣化室120提供熱量的加熱器140。氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的氣缸111與工質(zhì)氣化室120連通，工質(zhì)供給裝置130用于向工質(zhì)氣化室120供應(yīng)液體工質(zhì)。氣缸111設(shè)有排氣管150。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例提供的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的工質(zhì)為液體工質(zhì)，具體為去鹽水、甲醇和乙醇中的任意一種。在本實(shí)施例中，工質(zhì)為去鹽水。

以工質(zhì)供給裝置130為起點(diǎn)的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的做功過程為：工質(zhì)由工質(zhì)供給裝置130進(jìn)入工質(zhì)氣化室120，工質(zhì)在工質(zhì)氣化室120吸收加熱器140所提供的熱量氣化成氣態(tài)，由于工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積急劇膨脹，氣態(tài)的工質(zhì)推動(dòng)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110對外做功，完成對外做功的氣態(tài)的工質(zhì)由排氣管150排出。

外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100采用的是液體工質(zhì)，由于液體工質(zhì)氣化后的體積與氣化前的體積差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣態(tài)工質(zhì)受熱前后的體積差異，在加入的工質(zhì)體積相同的情況下，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100相比現(xiàn)有的外燃機(jī)而言在單位時(shí)間內(nèi)可以為外界提供更多的功，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出功率相比現(xiàn)有外燃機(jī)而言得到了較大的提高。

進(jìn)一步地，氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110還包括傳動(dòng)軸112、曲柄銷113、曲柄臂114、活塞115、活塞桿116和飛輪117。活塞115可滑動(dòng)地設(shè)于氣缸111，活塞桿116的一端與活塞115鉸接，活塞桿116的另一端通過曲柄銷113與曲柄臂114連接至傳動(dòng)軸112。飛輪117與傳動(dòng)軸112同軸連接。

進(jìn)一步地，排氣管150具有用于控制其開閉的單向控制閥151。當(dāng)活塞115由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向控制閥151處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)活塞115由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向控制閥151處于開啟狀態(tài)。

工質(zhì)在工質(zhì)氣化室120吸收加熱器140所提供的熱量氣化成氣態(tài)后，氣態(tài)的工質(zhì)推動(dòng)活塞115由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞115通過活塞桿116、曲柄銷113和曲柄臂114帶動(dòng)傳動(dòng)軸112和飛輪117。當(dāng)活塞115移動(dòng)到上止點(diǎn)后，由于飛輪117的慣性，傳動(dòng)軸112和飛輪117繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)活塞115將由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，單向控制閥151也由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開啟狀態(tài)，氣態(tài)的工質(zhì)由排氣管150排出。于是工質(zhì)完成了一次對外做功。

進(jìn)一步地，工質(zhì)氣化室120與氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的氣缸111之間設(shè)置有隔熱件160。隔熱件160可以減少熱量由工質(zhì)氣化室120的側(cè)壁直接傳導(dǎo)至氣缸111，大大降低了工質(zhì)氣化室120與氣缸111之間的直接熱傳遞。一方面保護(hù)了活塞115，保證活塞115可以正常運(yùn)作，另一方面減少了工質(zhì)氣化室120的熱量散失，節(jié)約能源。

進(jìn)一步地，工質(zhì)供給裝置130包括工質(zhì)噴頭131、工質(zhì)增壓裝置132、工質(zhì)儲存裝置133和工質(zhì)液化裝置134。工質(zhì)噴頭131的出口與工質(zhì)氣化室120連通，工質(zhì)噴頭131的進(jìn)口與工質(zhì)增壓裝置132的出口連通，工質(zhì)增壓裝置132的進(jìn)口與工質(zhì)儲存裝置133的出口連通，工質(zhì)儲存裝置133的進(jìn)口與工質(zhì)液化裝置134的出口連通，工質(zhì)液化裝置134的進(jìn)口與排氣管150的出口連通。工質(zhì)增壓裝置132、工質(zhì)儲存裝置133組成工質(zhì)增壓供給裝置，用于對液態(tài)的工質(zhì)的儲存、增壓和供應(yīng)。

氣態(tài)的工質(zhì)由排氣管150排出時(shí)，氣態(tài)的工質(zhì)通過排氣管150進(jìn)入工質(zhì)液化裝置134重新液化為液態(tài)，液態(tài)的工質(zhì)由工質(zhì)液化裝置134進(jìn)入工質(zhì)儲存裝置133匯總儲存。工質(zhì)儲存裝置133則用于向工質(zhì)增壓裝置132供應(yīng)液態(tài)的工質(zhì)，液態(tài)的工質(zhì)在工質(zhì)增壓裝置132中增壓并由工質(zhì)噴頭131噴入工質(zhì)氣化室120。噴入工質(zhì)氣化室120的液態(tài)的工質(zhì)再次吸熱氣化并對外做功。如此完成工質(zhì)的循環(huán)。

工質(zhì)供給裝置130具有以下優(yōu)勢：第一，實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的循環(huán)利用，大大減小了工質(zhì)的補(bǔ)充量，節(jié)約資源。第二，實(shí)現(xiàn)工質(zhì)循環(huán)利用的同時(shí)，避免了氣態(tài)的工質(zhì)直接排放到空氣中，避免了可能造成的環(huán)境污染。第三，工質(zhì)增壓裝置132可以增大液態(tài)的工質(zhì)的壓力，使得液態(tài)的工質(zhì)在氣化的過程中體積變化更大，單位體積的液態(tài)的工質(zhì)可以對外做更多的功，有助于外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率進(jìn)一步提高。第四，工質(zhì)噴頭131可以使液態(tài)的工質(zhì)在進(jìn)入工質(zhì)氣化室120時(shí)更加的分散、均勻，有助于液態(tài)的工質(zhì)快速、充分地氣化，與未設(shè)置工質(zhì)噴頭131的情況相比，液態(tài)的工質(zhì)的氣化速率明顯提高，提高了工質(zhì)的氣化速率，縮短工質(zhì)氣化所需的時(shí)間，相當(dāng)于在一定的時(shí)間內(nèi)工質(zhì)可以完成更多次的膨脹做功，則單位時(shí)間內(nèi)工質(zhì)可以對外做更多的功，這樣不僅保證了工質(zhì)的做工連續(xù)性與穩(wěn)定性，即提高了外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，并且有助于進(jìn)一步提高外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率。

外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100具有兩個(gè)沖程。第一個(gè)沖程是活塞115由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)的過程，該過程中氣態(tài)的工質(zhì)對活塞115做功，同樣是外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力輸出過程；第二個(gè)沖程是活塞115由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程，在該過程中氣態(tài)的工質(zhì)由排氣管150排出。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100與四沖程熱機(jī)相比沖程較少，運(yùn)作較簡單，有利于保持其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的穩(wěn)定。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為100℃～2000℃，較優(yōu)選地，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為300℃～2000℃。當(dāng)加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度達(dá)到100℃時(shí)，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100即可開始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到300℃時(shí)，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100可實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。在該溫度范圍內(nèi)，溫度越高，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率越大。現(xiàn)有的外燃機(jī)一般需要其熱腔的溫度達(dá)到700℃才可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100可以在更低的加熱溫度下就開始正常運(yùn)作，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100具有更廣闊的應(yīng)用范圍。

更優(yōu)選地，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為900℃～1500℃。

需要說明的是，工質(zhì)為甲醇時(shí)，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為70℃～900℃，較優(yōu)選地，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為80℃～800℃。工質(zhì)為乙醇時(shí)，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為80℃～900℃，較優(yōu)選地，加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度為85℃～850℃。

排氣管150設(shè)于氣缸111可以防止排氣管150受到來自于工質(zhì)氣化室120的側(cè)壁的直接熱量傳遞，避免由于排氣管150溫度過高而造成工質(zhì)液化裝置134的熱負(fù)荷過大甚至損壞的情況，同時(shí)也可以防止高溫?fù)p壞工質(zhì)液化裝置134與排氣管150之間的管路。具體地，排氣管150設(shè)于氣缸111且位于活塞115的下止點(diǎn)的靠近工質(zhì)氣化室120一側(cè)。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，工質(zhì)噴頭131為霧化噴頭。工質(zhì)噴頭131可以預(yù)先將液態(tài)的工質(zhì)霧化，使得工質(zhì)的氣化速率大大提高，保證工質(zhì)可以快速充分氣化，保證外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。具體地，在本實(shí)施例中，工質(zhì)噴頭131所產(chǎn)生的霧滴直徑為400μm～2000μm，較優(yōu)選地，霧滴直徑為500μm～1000μm。加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度、霧滴直徑對工質(zhì)氣化時(shí)間的影響如表1所示：

表1不同溫度及霧滴直徑對應(yīng)的工質(zhì)水氣化時(shí)間

由表1可以看出，溫度越高、霧滴直徑越小，工質(zhì)水的氣化時(shí)間越短。為了進(jìn)一步提高外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率，可以在提高加熱器140加熱工質(zhì)氣化室120的溫度的同時(shí)減小工質(zhì)噴頭131噴出的工質(zhì)的霧滴直徑，使得工質(zhì)氣化時(shí)間縮短，有利于外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100在單位時(shí)間內(nèi)對外做更多的功。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，工質(zhì)儲存裝置133設(shè)有用于補(bǔ)加工質(zhì)的工質(zhì)補(bǔ)加口133a。工質(zhì)補(bǔ)加口133a可以用于補(bǔ)充由于外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100長時(shí)間運(yùn)作而造成的工質(zhì)損失。

在本發(fā)明的較優(yōu)選的實(shí)施例中，隔熱件160處設(shè)置有工質(zhì)噴頭131和/或排氣管150。隔熱件160處設(shè)置工質(zhì)噴頭131時(shí)，工質(zhì)噴頭131貫穿隔熱件160與工質(zhì)氣化室120連通。隔熱件160可以隔離工質(zhì)氣化室120與氣缸111對工質(zhì)噴頭131的直接熱傳遞，防止工質(zhì)噴頭131溫度過高而導(dǎo)致液態(tài)的工質(zhì)在工質(zhì)噴頭131中就開始發(fā)生氣化，避免由于工質(zhì)噴頭131中的壓力劇增而出現(xiàn)工質(zhì)噴頭131炸裂，延長了工質(zhì)噴頭131的使用壽命，提高了外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行穩(wěn)定性。隔熱件160處設(shè)置排氣管150時(shí)，排氣管150貫穿隔熱件160并與氣缸111連通。隔熱件160同樣可以隔離工質(zhì)氣化室120與氣缸111對排氣管150的直接熱傳遞，防止排氣管150溫度過高而使排氣管150與工質(zhì)液化裝置134之間發(fā)生熱傳遞，避免額外增加工質(zhì)液化裝置134的熱負(fù)荷，有利于減小工質(zhì)液化裝置134的能耗。

在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，排氣管150還可以設(shè)于工質(zhì)氣化室120的側(cè)壁，此時(shí)可以選擇在排氣管150與工質(zhì)氣化室120之間設(shè)置隔熱件160，隔熱件160套設(shè)于排氣管150，防止排氣管150受到來自于工質(zhì)氣化室120的側(cè)壁的直接熱量傳遞而溫度過高。

在本發(fā)明的又一些實(shí)施例中，工質(zhì)噴頭131的數(shù)量可以設(shè)置為多個(gè)。多個(gè)工質(zhì)噴頭131可以提高一次性噴入工質(zhì)氣化室120的液態(tài)的工質(zhì)的量，可以提高工質(zhì)在一次膨脹做功的過程中的做功效率與強(qiáng)度，并可以有效提高氣態(tài)工質(zhì)對活塞115的壓強(qiáng)，有助于提高外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率與馬力。

進(jìn)一步地，多個(gè)工質(zhì)噴頭131還可以沿工質(zhì)氣化室120的周向均勻間隔設(shè)置。多個(gè)工質(zhì)噴頭131沿工質(zhì)氣化室120的周向均勻間隔設(shè)置可以使液態(tài)的工質(zhì)進(jìn)入工質(zhì)氣化室120時(shí)沿工質(zhì)氣化室120的周向盡可能分散、均勻化，有利于工質(zhì)迅速氣化，提高工質(zhì)氣化速率，縮短工質(zhì)氣化所需的時(shí)間，相當(dāng)于在一定的時(shí)間內(nèi)工質(zhì)可以完成更多次的膨脹做功，這樣有助于外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率進(jìn)一步提高。

需要說明的是，工質(zhì)噴頭131可以是間歇式噴入工質(zhì)，也可以是連續(xù)式噴入工質(zhì)。

進(jìn)一步地，工質(zhì)增壓裝置132將工質(zhì)增壓至300Pa～18MPa。具體地，工質(zhì)噴頭131采用間歇式噴入工質(zhì)時(shí)，當(dāng)活塞115位于下止點(diǎn)時(shí)，工質(zhì)噴頭131則進(jìn)行工質(zhì)的噴入，此時(shí)工質(zhì)增壓裝置132將工質(zhì)增壓至300Pa～3MPa，較優(yōu)選地，工質(zhì)增壓裝置132將工質(zhì)增壓至500Pa～2MPa。工質(zhì)噴頭131采用連續(xù)式噴入工質(zhì)時(shí)，此時(shí)工質(zhì)增壓裝置132將工質(zhì)增壓至2MPa～18MPa，較優(yōu)選地，工質(zhì)增壓裝置132將工質(zhì)增壓至5MPa～15MPa。

利用工質(zhì)增壓裝置132對工質(zhì)進(jìn)行增壓，一方面有利于工質(zhì)在通過工質(zhì)噴頭131時(shí)充分霧化，使工質(zhì)霧化成滿足本實(shí)施例要求的直徑的霧滴，保證工質(zhì)能夠在工質(zhì)氣化室120中充分并迅速氣化，保證外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)行的穩(wěn)定性。另一方面，由于在外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)行過程中，工質(zhì)氣化室120與氣缸111中的壓力均較大，利用工質(zhì)增壓裝置132對工質(zhì)進(jìn)行增壓可以保證工質(zhì)能夠被順利噴入工質(zhì)氣化室120，保證燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

在本發(fā)明的再一些實(shí)施例中，工質(zhì)供給裝置130還可以設(shè)置工質(zhì)預(yù)熱裝置。工質(zhì)預(yù)熱裝置可以是電預(yù)熱套，但不僅限于此。該電預(yù)熱套套設(shè)于工質(zhì)儲存裝置133以及連接工質(zhì)儲存裝置133與工質(zhì)增壓裝置132的管路，工質(zhì)為去鹽水時(shí)，該電預(yù)熱套的預(yù)熱溫度為75℃～95℃，較優(yōu)選地，預(yù)熱溫度為90℃～95℃。工質(zhì)為甲醇時(shí)，該電預(yù)熱套的預(yù)熱溫度為10℃～40℃，較優(yōu)選地，預(yù)熱溫度為20℃～30℃。工質(zhì)為乙醇時(shí)，該電預(yù)熱套的預(yù)熱溫度為10℃～50℃，較優(yōu)選地，預(yù)熱溫度為20℃～40℃。一般情況下，使用甲醇或乙醇作為工質(zhì)時(shí)一般不需要進(jìn)行預(yù)熱，環(huán)境溫度即可達(dá)到預(yù)熱的目的，當(dāng)在低于10℃的環(huán)境中使用時(shí)，才考慮使用工質(zhì)預(yù)熱裝置進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以減少工質(zhì)預(yù)熱裝置的能耗，使外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100更加節(jié)能。較優(yōu)選地，一般選擇去鹽水作為工質(zhì)，去鹽水作為工質(zhì)具有成本低、無污染、安全等優(yōu)點(diǎn)。

設(shè)置工質(zhì)預(yù)熱裝置具有以下優(yōu)勢：第一，可以對液態(tài)的工質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度接近于其沸點(diǎn)，保證液態(tài)的工質(zhì)在進(jìn)入工質(zhì)氣化室120之后能夠迅速充分氣化，提高氣化速率，有助于進(jìn)一步提高外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的功率。第二，由于工質(zhì)供給裝置130用于對工質(zhì)儲存裝置133以及連接工質(zhì)儲存裝置133與工質(zhì)增壓裝置132的管路中的液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱，可以將工質(zhì)液化裝置134的出口溫度提高至預(yù)熱溫度，這樣可以大大減小工質(zhì)液化裝置134的能耗，節(jié)約能源。

在本發(fā)明的其他的實(shí)施例中，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的工質(zhì)供給裝置130可以不設(shè)置工質(zhì)液化裝置134，由排氣管150排出的氣態(tài)的工質(zhì)直接排入環(huán)境中，可以用于環(huán)境增濕。需要說明的是，此時(shí)的工質(zhì)為去鹽水。

外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的工作原理是：液態(tài)的工質(zhì)由工質(zhì)儲存裝置133進(jìn)入工質(zhì)增壓裝置132增壓后經(jīng)工質(zhì)噴頭131噴入工質(zhì)氣化室120，液態(tài)的工質(zhì)在工質(zhì)氣化室120氣化，工質(zhì)由于體積膨脹推動(dòng)活塞115由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)做功，當(dāng)活塞115由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向控制閥151由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開啟狀態(tài)，氣態(tài)的工質(zhì)則通過排氣管150被排出。由排氣管150被排出的氣態(tài)的工質(zhì)進(jìn)入工質(zhì)液化裝置134重新液化為液態(tài)后回到工質(zhì)儲存裝置133。于是完成了工質(zhì)的循環(huán)。

在工質(zhì)循環(huán)過程中，活塞115反復(fù)由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，并由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，在活塞115的運(yùn)動(dòng)過程中，傳動(dòng)軸112與飛輪117被帶動(dòng)，于是實(shí)現(xiàn)了外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力輸出。

實(shí)施例2

請參閱圖2，本實(shí)施例提供一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200包括多個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100，多個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100并列設(shè)置，多個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的傳動(dòng)軸112依次同軸連接。在本實(shí)施例中，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的個(gè)數(shù)為兩個(gè)。

外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200利用多個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100共同做功，大大提高了輸出功率。

進(jìn)一步地，根據(jù)實(shí)際需要，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200可以只設(shè)置一個(gè)飛輪117，也可以設(shè)置多個(gè)飛輪117。在本實(shí)施例中，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200可以只設(shè)置一個(gè)飛輪117。

需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，多個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的傳動(dòng)軸112還可以通過傳動(dòng)齒輪進(jìn)行連接，但不僅限于此。

實(shí)施例3

請參閱圖3，本實(shí)施例提供一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)300。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)300與外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100相比，不同的是：外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)300具有多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110，多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的氣缸111均與工質(zhì)氣化室320連通。

進(jìn)一步地，多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的傳動(dòng)軸112依次同軸連接組成傳動(dòng)軸組312，傳動(dòng)軸組312連接有一個(gè)飛輪117。在本實(shí)施例中，氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110為3個(gè)。

外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)300通過設(shè)置多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110，并利用多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110同時(shí)對外做功，大大提高了輸出功率。

進(jìn)一步地，工質(zhì)氣化室320與工質(zhì)氣化室120相比體積更大，其為工質(zhì)提供的膨脹空間更大。相應(yīng)的，單位時(shí)間內(nèi)，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)300運(yùn)轉(zhuǎn)過程的工質(zhì)噴頭131向工質(zhì)氣化室320噴入的液態(tài)的工質(zhì)的量大于外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100中工質(zhì)噴頭131向工質(zhì)氣化室120噴入的液態(tài)的工質(zhì)的量，以滿足多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110同時(shí)對外做功的需求。

需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，傳動(dòng)軸組312可以連接多個(gè)飛輪117，多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110的傳動(dòng)軸112之間也可以采用傳動(dòng)齒輪依次連接。

實(shí)施例4

請參閱圖4，本實(shí)施例提供一種外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400。外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400與外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200相比，不同的是：外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400的兩個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100中的一者具有加熱罩410，加熱罩410罩設(shè)于該外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的工質(zhì)氣化室120；加熱罩410具有加熱腔411以及貫穿加熱罩410并與加熱腔411連通的進(jìn)氣口412和出氣口413；加熱罩410的出氣口413與該外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的排氣管150的出口均與工質(zhì)液化裝置134的進(jìn)口連通。

兩個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100中的另一者的排氣管150的出口則直接與加熱罩410的進(jìn)氣口412連通，加熱器140用于對兩個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100中的另一者的工質(zhì)氣化室120進(jìn)行直接加熱。工質(zhì)增壓裝置132的出口同時(shí)與兩個(gè)工質(zhì)噴頭131的進(jìn)口連通，兩個(gè)工質(zhì)噴頭131的出口各自與兩個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100中的的任意一者的工質(zhì)氣化室120連通。

外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400的工作原理是：液態(tài)的工質(zhì)通過工質(zhì)噴頭131進(jìn)入由加熱器140直接加熱的工質(zhì)氣化室120，工質(zhì)受熱膨脹推動(dòng)活塞115做功，氣態(tài)工質(zhì)從該工質(zhì)氣化室120排出后經(jīng)排氣管150直接進(jìn)入加熱罩410的加熱腔411，由于氣態(tài)的介質(zhì)仍然具有很高的溫度且其溫度基本上等于加熱器140的加熱溫度，故氣態(tài)的介質(zhì)可以對罩設(shè)有加熱罩410的工質(zhì)氣化室120進(jìn)行直接加熱，使罩設(shè)有加熱罩410的工質(zhì)氣化室120中的液態(tài)的工質(zhì)也能正常氣化做功。加熱罩410內(nèi)的已經(jīng)發(fā)揮過加熱作用的氣態(tài)工質(zhì)則通過出氣口413進(jìn)入工質(zhì)液化裝置134液化，罩設(shè)有加熱罩410的工質(zhì)氣化室120中氣態(tài)工質(zhì)也通過其排氣管150進(jìn)入工質(zhì)液化裝置134液化，以此實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)。

與外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200相比，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400能回收利用氣態(tài)的工質(zhì)中的熱量，并用于加熱液態(tài)的工質(zhì)。一方面減少了加熱器140的數(shù)量，降低了能耗，節(jié)約資源；另一方面由于氣態(tài)的工質(zhì)用于加熱液態(tài)的工質(zhì)，其溫度有所下降，降低了工質(zhì)液化裝置134的熱負(fù)荷，降低了工質(zhì)液化裝置134的能耗。

需要說明的是，在本發(fā)明的又一些實(shí)施例中，兩個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100均可以設(shè)置多個(gè)氣缸活塞式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)110。

在本發(fā)明的再一些實(shí)施例中，外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400可以包括更多個(gè)的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100，其中一個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的氣態(tài)工質(zhì)可以用于對另外多個(gè)外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100的工質(zhì)氣化室120加熱。為了保證加熱效率以及液態(tài)工質(zhì)的氣化速率，一般情況下，已經(jīng)對工質(zhì)氣化室120加熱過的氣態(tài)工質(zhì)會直接進(jìn)入工質(zhì)液化裝置134，而不再進(jìn)一步用于加熱其他工質(zhì)氣化室120。

綜上所述，本發(fā)明提供的外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)100、外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)200、外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)300和外燃式液體發(fā)動(dòng)機(jī)400具有相對現(xiàn)有的外燃式發(fā)動(dòng)機(jī)而言更高的輸出功率，輸出功率得到了較大的提高，性能穩(wěn)定，節(jié)約資源。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。