CN102200072B - 太阳能与化学能外热复合式氦气循环发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合式发动机。太阳能与化学能两用，设有压力储存罐，由压力储存罐内先储存的高压氦气进行加热后使压缩缸与工作缸内同质量的介质产生能量差，使它们的能量差在发动机的自动控制下有序的产生动力。实现压缩缸与工作缸内介质有一定的温差。而工作机内实现了移动气缸盖，实现了连轩与曲轴上支点和中心轴成90度时工作，这时工作室体积理原在上止点与缸盖的体积。减少曲轴的高压下的机械能消耗。使原有的固定气缸盖只能在上止点工作的缺陷得到改变为，使热机膨胀功转换成机械功得到提高。本发动机太阳能、化学能都可用，只要能释放热量的化学能都可用，不局限某一种化学能，而且能量利用率高，功率大，节能环保。

Description

太阳能与化学能外热复合式氦气循环发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其是外热复合式发动机。

背景技术

随着社会的发展，生活的提高，交通的发达，电力的缺少，能源是现二十一世纪内面临的重要问题，我们的交通和电力大部分都是化学能转为机械能，机械能转为动力，有很大的对能源的限制。能量的利用率太低。现有的发动机都是在上止点工作，使化学能转为机械能，一部分成为了机械的摩擦力。冷却水的的循环，它把化学能的热量转为了对水的热量。尾气排放是最大的能量损耗，热量从排气门排出，使得化学能热量大量排到大气层。对人类的生存环境产生了重大的挑战，使气温升高。

发明内容

本发明的目的：在太阳能或化学能的热量下使压力氦气产生高温，使压力氦气受热，增加原压力氦气的体积，把太阳能或化学能转为机械能。用三个压力氦气储存罐。一个冷氦气储存罐，另两个是热氦气储存罐。由压缩机压缩氦气，把压缩的氦气保温输送到工作机的排气管内受热后，输送到第一热氦气储存罐，第一热压力氦气储存罐内的压力氦气进入太阳能聚热器或化学能聚热器内，使压力氦气受热达到一定的温度后，用压力保温输气管输送到第二热氦气储存罐内保温，由压力保温输气管输送到工作机的压力氦气预备室内。由压力氦气预备室内的凸式气门控制进气。当热压力氦气进入工作机气缸时，气缸内左右活塞正好形成一个工作室，这时右活塞上的连轩与曲轴上的支点和曲轴的中心点成90度，左活塞上的连轩与曲轴上的支点和中心点成直线(180度)，这时工作会使发动机曲轴的摩擦力小，能量转换率得到提高(也称工作行程)。当右活塞到下止点时，工作机上氦气排气室内的凸式排气门或单向排气门自动打开，开始排气，把工作完的氦气压入排气室内(也称排气行程)由输气管把氦气输到氦气冷却器，再由输气管把冷却器内的氦气输送到冷氦气储存罐内，由冷气储存罐内输送到压缩机内压缩(也称压缩行程)。压缩机排出高压氦气，由压力保温气管输送到工作机的排气管内，与排出的热氦气相隔离受热。受热后由压力保温气管输送到第一热氦气储存罐内保温储存。由输气管送入太阳能聚热器或化学能聚热器内，使压力氦气达到设计所需要的高温压力氦气，达到增大压力氦气的体积做功，超过整个机械的能量损耗。由压力保温输气管输送到第二热氦气储存罐内，做第二次工作的压力气源，这样化学能或太阳能的利用率得到大大的提高，如多缸可把第二缸内左活塞与曲轴上的支点和曲轴的中心点成90度，右活塞上的连轩与曲轴的支点和曲轴的中心点是直线，做一个对称。使整个机械得到平衡震动，压缩机采用与工作曲轴相连，在压缩机气缸内也有两个可上下的活塞，当上下活塞都到上止点时压缩，压缩完后两活塞往下行走开始进气，在气缸的周围有进气与排气的单向阀控制进气与排气，这样能减少机械能量的损耗。

具体实施方案

本发明的设计总体方案是：一：太阳能聚热与化学能聚热系统。二、热量转为机械能系统。三、氦气冷却系统。四、氦气压缩系统。五、氦气受热系统。

一、太阳能与化学能热转换系统

设有太阳能架、太阳能聚热板、太阳能聚热器把太阳能的热量聚集在一起，使聚热器内的介质物受热，介质物达到一定的高温。化学能热量转换器，使化学能转换为热量，热量使介质物达到一定的高温。

二、热量转为机械能系统。

当压力氦气在受热器内受热后，把增大体积的热氦气输到工作机的压力氦气预备室，进气门打开进入热压力氦气，使活塞逆向行走，使发动机曲轴转动成为机械能。飞轮会在没工作时储存能量，使发动机对外平衡输出功率。

三、冷却系统

工作后的氦气由活塞往上行走，把气缸内的氦气排出气缸外，输送到氦气冷却器内冷却，氦气达到一定的低温。把冷氦气输送到冷氦气储存罐内储。

四、压缩系统

冷氦气储存罐内的冷氦气输送到压缩气的进气室内，压缩机的单向阀自动开启进气，这肘两个活塞逆向走，当两个活塞到下止点时，进气单向阀关闭，两活塞同向往上止点方向行走，到一定位置时，也使气缸内的冷氦气达到了一定的压力，排气门自动开启，使气缸内的压力氦气进入高压保温气管内。

五、氦气受热系统

由压力保温输气管把压缩的压力气输送到工作机排气管内，因为与排气管排出的氦气压强不同，所以隔离辐射对流传热，使氦气由低到高开始受热，(如化学能的排气管与工作机的排气管哪个高温就先使压力氦气进入温度低的排气管内)。用高压保温气管输送到第一热氦气储存罐内。再进入化学的能热量转换器的排气管，使压力氦气再次受热，把受热的低温压力氦气输送到太阳能聚热器或化学能聚热器内，通过两聚热器内的介质物混合后对流传热，使压力氦气达到设计的温度，由高压保温气管输送到第二热氦气储存罐内保温储存。供第二次工作的气源。

本发明设计流程为：设有第一热氦气储存罐19，第一热氦气储存罐19上有保温压力管31，管道另一端连太阳能聚热器21与化学能聚热器20，通过受热达到一定高温后排出，用保温压力管31输送到第二热氦气储存罐32内保温，第二热氦气储存罐32上有保温压力管31把热压力氦气输送到工作缸的压力氦气预备室14内保温，压力氦气预备室14内有凸式进气门15，进气门15由工作缸正时链条33带动凸轮控制进气，进气的时间由活塞在气缸内的位置决定，当右活塞2上的连轩6与曲轴5的支点和曲轴的中心点成90度时，进气门15打开。左活塞1上的连轩7与曲轴8的支点和曲轴的中心点成直线(也就是180度)时，两活塞之间有一工作室。(工作室的大小，由受热后的热压力氦气的体积与曲轴的运动的形成的轨迹圆的大小决定，两活塞不相互碰撞又刚好是压缩缸压缩氦气后受热)，这时进气。高温压力热氦气进入后，左右活塞会逆向行走，开始做功，当右活塞2到下止点时，工作机气缸外排气室16内的凸式排气门17或单向排气阀打开，开始排气，右活塞2到上止点时气缸内氦气，以基本排出只剩少量的氦气没有排出，此时关闭排气门17。(因有少量的氦气没有排出，所以活塞上要有凹型孔，以便两活塞上行时没有压力)左活塞1快到上止点时又开始进气，开始第二次工作。排出的低压热氦气，由输气管输送到氦气冷却器13内冷却，冷却的冷氦气由输气管输送到冷氦气储存罐44内。冷氦气储存罐44上有气管接入压缩缸的进气室上，当压缩缸气缸内活塞3活塞4到上止点时，两活塞往下行走，这时进气室内的进气单向阀43自动打开，开始进气，当两活塞到下止点时进气单向阀43关闭。两活塞往上到气缸内压力与设计压力相等时，排气单向阀42打开，使冷压力氦气进入保温压力管31内，保温压力管31把冷压缩氦气输送到工作缸的排气管18内，与排出的热氦气隔离开始受热，受热后把低热压力氦气输送到第一热氦气储存罐19内，第一热氦气储存罐19上有保温压力管31，由保温压力管31把低热压力氦气输送到太阳能聚热器21或化学能聚热器20内，与介质物24充分混合受热。使氦气达到一定的高温和体积。由保温压力管31输到第二热氦气压力储存罐32内保温储存，供第二次工作的热压力氦气做工作气源。

附图说明：图1为发动机的整体结构和名称图。图2为发动机工作缸工作完成开始排气的时间图。图3为发动机排气快完准备进入工作图。

Claims (1)

1.一种太阳能与化学能外热复合式氦气循环发动机，设有两缸，第一缸为工作缸、第二缸为压缩缸，第一缸内有活塞一和活塞二，第二缸内有活塞三和活塞四，第一缸内的活塞一与连杆一相连，活塞二与连杆二相连，第二缸内的活塞三与连杆三相连，活塞四与连杆四相连，连杆一、连杆四与曲轴一相连，连杆二、连杆三与曲轴二相连，曲轴一上设置有齿轮一，曲轴二上设置有齿轮二，齿轮一和齿轮二上设有正时链条，正时链条带动凸轮控制第一缸进气门和排气门准确进气与排气，其特征在于，第一缸排气门与氦气冷却器相连，氦气冷却器与冷氦气储存罐相连，冷氦气储存罐与第二缸进气室相连，第二缸排出高压气通过保温压力管一与第一缸的排气管预热器相连，排气管预热器通过保温压力管二与第一热氦气储存罐相连，第一热氦气储存罐与太阳能聚热器、化学能聚热器的入口相连，太阳能聚热器、化学能聚热器的出口与第二热氦气储存罐相连，第二热氦气储存罐与第一缸的热氦气预备室相连，曲轴二上设有齿轮三，曲轴一上有齿轮四，齿轮三与齿轮四之间依次连接有齿轮五、齿轮六、齿轮七，齿轮六上连接有飞轮，对外输出功率，连杆一在曲轴一上的支点与曲轴一的旋转中心点连线形成连线一，当活塞一上的连杆一与连线一成90度时，连杆二在曲轴二上的支点与曲轴二的旋转中心点连线形成连线二，活塞二上的连杆二与连线二成180度，这时活塞一和活塞二之间的体积为工作室体积，发动机的工作气体为氦气。