CN103498702B - 气动发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动发动机，包括有压气源、脉动控制阀、蓄能器和气动马达，所述有压气源、所述脉动控制阀、所述蓄能器和所述气动马达依次连通，所述脉动控制阀受脉动控制器控制。本发明结构简单，效率高，成本低。

Description

气动发动机

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种气动发动机。

背景技术

螺杆马达、罗茨马达和齿轮马达适用于以有压液体为动力源输出动力，但是如果以有压气体为动力源时，气体在推动上述马达做功时，由于马达一直处于高压状态，而往往不做膨胀或膨胀严重不足，从而相当于液体的作用，而对有压气体自身可以膨胀的那一部分能量没有利用或没有得到高效利用，因此以有压气体为动力源的螺杆马达、罗茨马达和齿轮马达的效率均较低，如果能够发明一种可以高效利用有压气体对外输出动力的系统将大幅度节省相关系统的能耗。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种气动发动机，包括有压气源、脉动控制阀、蓄能器和气动马达，所述有压气源、所述脉动控制阀、所述蓄能器和所述气动马达依次连通，所述脉动控制阀受脉动控制器控制。

所述蓄能器设为气缸，所述脉动控制阀设为带有阀门的与所述气缸密封配合的活塞。

在所述蓄能器上设压力传感器，所述压力传感器为所述脉动控制器提供信号。

所述活塞与曲柄连杆机构连接。

上述各方案中，所述脉动控制器受所述气动马达驱动。

上述各方案中，所述气动马达对外输出动力。

上述各方案中，所述有压气源设为压缩空气源、汽化器、内燃燃烧室或设为内燃发动机的排气道。

本发明的原理是：所述脉动控制阀在所述脉动控制器的控制下将所述有压气源内的气体导入所述蓄能器内，然后所述脉动控制阀进入关闭状态，所述气动马达在所述蓄能器内储存的气体的作用下对外输出动力，但随着时间的推移，所述蓄能器内的气体压力逐渐下降，相当于利用所述蓄能器内的气体压力逐渐下降，相当于利用了气体膨胀过程输出的能量。

当所述蓄能器内的气体的压力降到设定的水平时或根据所述气动马达工作的相位或转过的转数为基准，所述脉动控制器控制所述脉动控制阀使其打开，所述蓄能器内充入有压气体，当所述蓄能器内的气体的压力上升至设定的水平时，所述脉动控制器控制所述脉动控制阀使其关闭，如此往复周而复始循环工作。

在设有所述活塞的结构中，当需要向所述蓄能器充入有压气体时，所述活塞在所述有压气源的推动力下向所述蓄能器和所述气动马达的连通处移动，当所述活塞移动到设定程度时，所述活塞上的阀门打开，在所述阀门打开的状态下，所述活塞开始回程，在回程终了时，所述活塞处于静止，所述活塞的阀门关闭，如此往复，周而复始循环工作。

在设有所述活塞的结构中，可以减少由所述有压气源向所述气动马达充气过程中的节流及气体流动损失。

本发明中，所谓的脉动控制器是指根据系统工作的状况对所述脉动控制阀提供开启关闭指令的控制装置，其信号来源是设在所述蓄能器里的压力传感器或与所述气动马达联动的转角或转数传感器。

本发明中，所述脉动控制阀本质上为普通的控制阀，其由所述脉动控制器控制实现脉动工作过程。

本发明中，所谓的汽化器是指能够使液体工质发生汽化、临界化、超临界化、超超临界化或过热化的装置，它可以是外燃汽化器、热交换器、太阳能汽化器、锅炉或内燃汽化器。所述内燃汽化器包括氧化剂和还原剂燃烧产物能够液化的内燃汽化器和氧化剂和还原剂燃烧产物不能液化的内燃汽化器。

根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单，效率高，成本低。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

图中：

1有压气源、101压缩空气源、102汽化器、103内燃燃烧室、104排气道、2脉动控制阀、201活塞、202阀门、3蓄能器、301气缸、302压力传感器、4气动马达、5脉动控制器、6曲柄连杆机构。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的气动发动机，包括有压气源1、脉动控制阀2、蓄能器3和气动马达4，所述有压气源1、所述脉动控制阀2、所述蓄能器3和所述气动马达4依次连通，所述脉动控制阀2受脉动控制器5控制。

具体实施时，可选择性地使所述气动马达4对外输出动力。

实施例2

如图2所示的气动发动机，其在实施例1的基础上：所述蓄能器3设为气缸301，所述脉动控制阀2设为带有阀门202的与所述气缸301密封配合的活塞201，所述压缩空气源101设为汽化器102，具体设为外燃汽化器。

实施例3

如图3所示的气动发动机，其在实施例1的基础上：在所述蓄能器3上设压力传感器302，所述压力传感器302为所述脉动控制器5提供信号，所述脉动控制器5受所述气动马达4驱动。

作为可以变换的实施方式，可使所述脉动控制器5不受所述气动马达4驱动，而是设置其它的驱动方式。

实施例4

如图4所示的气动发动机，其在实施例2的基础上：所述活塞201与曲柄连杆机构6连接，所述有压气源1改设为压缩空气源101。

实施例5

如图5所示的气动发动机，其在实施例3的基础上：将所述有压气源1设为内燃燃烧室103。

实施例6

如图6所示的气动发动机，其与实施例5的区别在于：所述有压气源1改设为内燃发动机的排气道104。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可以选择性地参照实施例1设置所述气动马达4对外输出动力。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可以选择性地将所述有压气源1做如下设置：参照实施例2将所述有压气源1改设为所述汽化器102，并选择性地将所述汽化器102设为所述外燃汽化器、热交换器、太阳能汽化器、锅炉或内燃汽化器；或参照实施例4将所述有压气源1改设为所述压缩空气源101；或参照实施例5将所述有压气源1改设为所述内燃燃烧室103；或参照实施例6将有压气源1改设为所述内燃发动机的排气道104。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可以选择性地参照实施例3设置所述脉动控制器5受所述气动马达4驱动。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有具有“所述蓄能器3设为气缸301，所述脉动控制阀2设为带有阀门202的与所述气缸301密封配合的活塞201”结构的实施方式均可选择性地参照实施例4设置所述活塞201与所述曲柄连杆机构6连接。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可以选择性地参照实施例3在所述蓄能器3上设压力传感器302，并使所述压力传感器302为所述脉动控制器5提供信号。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气动发动机，包括有压气源（1）、脉动控制阀（2）、蓄能器（3）和气动马达（4），其特征在于：所述有压气源（1）、所述脉动控制阀（2）、所述蓄能器（3）和所述气动马达（4）依次连通，所述脉动控制阀（2）受脉动控制器（5）控制。

2.如权利要求1所述气动发动机，其特征在于：所述蓄能器（3）设为气缸（301），所述脉动控制阀（2）设为带有阀门（202）的与所述气缸（301）密封配合的活塞（201）。

3.根据权利要求1所述气动发动机，其特征在于：在所述蓄能器（3）上设压力传感器（302），所述压力传感器（302）为所述脉动控制器（5）提供信号。

4.根据权利要求2所述气动发动机，其特征在于：所述活塞（201）与曲柄连杆机构（6）连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述气动发动机，其特征在于：所述脉动控制器（5）受所述气动马达（4）驱动。

6.根据权利要求1至4中任一项所述气动发动机，其特征在于：所述气动马达（4）对外输出动力。

7.根据权利要求1至4中任一项所述气动发动机，其特征在于：所述有压气源（1）设为压缩空气源（101）、汽化器（102）、内燃燃烧室（103）或设为内燃发动机的排气道（104）。

8.根据权利要求5所述气动发动机，其特征在于：所述有压气源（1）设为压缩空气源（101）、汽化器（102）、内燃燃烧室（103）或设为内燃发动机的排气道（104）。

9.根据权利要求6所述气动发动机，其特征在于：所述有压气源（1）设为压缩空气源（101）、汽化器（102）、内燃燃烧室（103）或设为内燃发动机的排气道（104）。