CN103982324B - 闭式冷热循环发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种闭式冷热循环发动机。它包括两条封闭循环管路和一个密封腔体，两条封闭循环管路内充有工质气体，密封腔体上设置有前活塞缸和后活塞缸，两条封闭循环管路分别连接在前活塞缸和后活塞缸上，密封腔体内具有一根转轴，转轴的一端连接有飞轮，转轴上分别连接一根相位角相差180度的前曲柄和后曲柄，前曲柄与前活塞缸内的活塞连接，后曲柄与后活塞缸内的活塞连接，两条封闭循环管路中的加热端上部和冷却端上部之间分别设置有一个阀A，两条封闭循环管路中的加热端下部和冷却端下部之间分别设置有两个位于连接管路两侧的阀B和阀C。其优点在于：结构简单，耗费能源少，动力转换效率非常高。

Description

闭式冷热循环发动机
技术领域
本发明涉及一种循环发动机装置，具体地说是一种闭式冷热循环发动机。
背景技术
    现有的发动机的种类很多，有燃油发动机、电动机以及斯特林发动机等，特别是以多种燃料为能源的斯特林发动机，在解决能源紧张、减少环境污染等方面都具有非常重要的意义；然而由于其结构比较复杂，耗能依然比较大，效率也不是很高，依然制约着人们对其进行广泛的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耗能少、效率高的闭式冷热循环发动机。
为了解决上述技术问题，本发明的闭式冷热循环发动机，包括分别具有加热端和冷却端的两条封闭循环管路和一个密封腔体，两条封闭循环管路内充有工质气体，密封腔体上设置有与密封腔体相通的前活塞缸和后活塞缸，两条封闭循环管路分别通过一段连接管路连接在前活塞缸和后活塞缸上，密封腔体内具有一根纵向设置有转轴，转轴的一端伸出密封腔体外并连接有飞轮，转轴上分别连接一根相位角相差180度的前曲柄和后曲柄，前曲柄通过连杆与前活塞缸内的活塞连接，后曲柄通过连杆与后活塞缸内的活塞连接，两条封闭循环管路中的加热端上部和冷却端上部之间分别设置有一个阀A，所述两条封闭循环管路中的加热端下部和冷却端下部之间分别设置有两个位于连接管路两侧的阀B和阀C。
所述两条封闭循环管路与密封腔体之间均设置有一个恒压单向阀。
所述密封腔体的内端面上设置有用于密封转轴的密封装置。
所述两条封闭循环管路中的加热端分别位于一个加热箱内，两个加热箱的一侧分别设置有一个能够对加热箱内的介质进行加热的加热装置；所述两条封闭循环管路中的冷却端分别位于一个冷却箱内，两个冷却箱内分别设置有一个能够对冷却端进行冷却的冷却装置。
所述加热装置为热泵加热器，热泵加热器的热端位于加热箱内。
所述冷却装置是一个热泵制冷系统，其热端伸入到加热箱内，制冷端位于冷却箱内。
本发明的优点在于：
由于设置的具有加热端和冷却端的两条封闭循环管路以及与两条封闭循环管路连接的密封腔体，两条封闭循环管路内充有高压工质气体，由此可以通过对加热端进行加热使高压工质气体受热膨胀，推动活塞做功从而带动转轴转动，实现了动力输出，其结构简单，耗费能源少，动力转换效率非常高。
附图说明
    图1为本发明闭式冷热循环发动机的原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的闭式冷热循环发动机作进一步详细说明。
如图所示，本发明的闭式冷热循环发动机，包括分别具有加热端1和冷却端2的两条封闭循环管路3和一个密封腔体4，两条封闭循环管路3内充有工质气体，密封腔体4上设置有与密封腔体相通的前活塞缸5和后活塞缸6，两条封闭循环管路3分别通过一段连接管路连接在前活塞缸5和后活塞缸6上，密封腔体4内具有一根纵向设置有转轴7，转轴7的一端伸出密封腔体外并连接有飞轮8，转轴上还具有凸轮配电盘，转轴7上分别连接一根相位角相差180度的前曲柄9和后曲柄10，前曲柄9通过连杆与前活塞缸5内的活塞连接，后曲柄10通过连杆与后活塞缸6内的活塞连接，两条封闭循环管路3中的加热端上部和冷却端上部之间分别设置有一个阀A，两条封闭循环管路3中的加热端下部和冷却端下部之间分别设置有两个位于各自连接管路两侧的阀B和阀C，两条封闭循环管路3与密封腔体4之间均设置有一个恒压单向阀11，恒压单向阀11能够使封闭循环管路3内的泄漏工质进入到密封腔体4内，密封腔体4的内端面上设置有用于密封转轴的密封装置12。
进一步的，所说的两条封闭循环管路3中的加热端分别位于一个加热箱13内，两个加热箱13的一侧分别设置有一个能够对加热箱内的介质进行加热的加热装置14；两条封闭循环管路3中的冷却端分别位于一个冷却箱15内，两个冷却箱15内分别设置有一个能够对冷却端进行冷却的冷却装置16。
所说的加热装置14为热泵加热器，热泵加热器的热端位于加热箱13内，所说的冷却装置16是一个热泵制冷系统，其热端伸入到加热箱13内，制冷端位于冷却箱15内，热泵制冷系统能够将废热释放到加热箱内。
本发明的工作原理如下：
    1、首先使阀A开、阀B和阀C关闭，然后在常温下向封闭循环管路3中充10MPa工质气体；
2、启动加热装置14对加热箱13内的介质进行加热，加热箱13内的介质膨胀到12MPa，此时打开阀B，气缸做功；
    3、活塞缸做功到下限位时，容积变大，压强衰减到10MPa，此时阀B关闭，阀A和阀C打开；
4、活塞缸内的活塞上行将高温气排到冷却端冷却，再进入加热端入口；
5、阀A和阀C关闭，阀B打开，再次循环膨胀做功。
需要说明的是，前曲柄9和后曲柄10的相位角相差180度，当左侧的活塞处于上极限位置时，左侧的活塞处于下极限位置，同时，对于两条封闭循环管路3来说也是相互交替动作。

Claims (6)

1.一种闭式冷热循环发动机，其特征在于：包括分别具有加热端（1）和冷却端（2）的两条封闭循环管路（3）和一个密封腔体（4），两条封闭循环管路（3）内充有工质气体，所述密封腔体（4）上设置有与密封腔体相通的前活塞缸（5）和后活塞缸（6），两条封闭循环管路（3）分别通过一段连接管路连接在前活塞缸（5）和后活塞缸（6）上，所述密封腔体（4）内具有一根纵向设置有转轴（7），转轴（7）的一端伸出密封腔体外并连接有飞轮（8），所述转轴（7）上分别连接一根相位角相差180度的前曲柄（9）和后曲柄（10），所述前曲柄（9）通过连杆与前活塞缸（5）内的活塞连接，所述后曲柄（10）通过连杆与后活塞缸（6）内的活塞连接，所述两条封闭循环管路（3）中的加热端上部和冷却端上部之间分别设置有一个阀A，所述两条封闭循环管路（3）中的加热端下部和冷却端下部之间分别设置有两个位于连接管路两侧的阀B和阀C。
2.按照权利要求1所述的闭式冷热循环发动机，其特征在于：所述两条封闭循环管路（3）与密封腔体（4）之间均设置有一个恒压单向阀（11）。
3.按照权利要求1所述的闭式冷热循环发动机，其特征在于：所述密封腔体（4）的内端面上设置有用于密封转轴的密封装置（12）。
4.按照权利要求1所述的闭式冷热循环发动机，其特征在于：所述两条封闭循环管路（3）中的加热端分别位于一个加热箱（13）内，两个加热箱（13）的一侧分别设置有一个能够对加热箱内的介质进行加热的加热装置（14）；所述两条封闭循环管路（3）中的冷却端分别位于一个冷却箱（15）内，两个冷却箱（15）内分别设置有一个能够对冷却端进行冷却的冷却装置（16）。
5.按照权利要求4所述的闭式冷热循环发动机，其特征在于：所述加热装置（14）为热泵加热器，热泵加热器的热端位于加热箱（13）内。
6.按照权利要求4所述的闭式冷热循环发动机，其特征在于：所述冷却装置（16）为热泵制冷系统，其热端位于加热箱（13）内，冷却端位于冷却箱（15）内。
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