CN108571397A - 一种空气能奎西结构转子式热气发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气能奎西结构转子式热气发动机，其动力室的内侧壁为椭圆形结构，在动力室的中心安装有空心转轴，在空心转轴外安装有四个依次铰接围成可变菱形的枢轴叶片，在空心转轴上呈辐射状的滑动穿装有四根与各枢轴叶片对应固定连接的传动连杆，在相邻两枢轴叶片之间分别安装有滚动轴承座和铰链轴，菱形枢轴叶片角端的滚动轴承座与动力室的内侧壁密封滑动配合，通过传动枢轴叶片与动力室内侧壁围设成四组独立的腔室，并在动力室侧壁开设气流通道口和喷嘴口。本发明具有体积小、功率大、低转速、大扭矩、节能环保的特点，可以在各种复杂环境下使用。
Description
技术领域
本实用发明涉及一种转子式动力装置，属于动力机械技术领域。
背景技术
目前常用的动力机械主要是以煤、石油、天然气等不可再生资源为燃料产生动力，这类机械整体结构复杂，体积较大，而且其通过不完全燃烧产生的废气容易污染周边环境，是目前各地雾霾的主要成因。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种结构简单、节能环保的空气能奎西结构转子式热气发动机。
本发明采用的技术方案如下：一种空气能奎西结构转子式热气发动机，主要有动力驱动机构、空气能加热机构、热力室、冷力室、气流回流机构组成，其特征在于，所述的动力驱动机构包括相同结构的冷端动力室和热端动力室以及安装在对应热端动力室与冷端动力室中的转子，所述热端动力室与冷端动力室结构相同、大小一致并同轴设置，热端动力室与冷端动力室包括现有奎西发动机结构的侧壁以及对应密封热端动力室与冷端动力室内部的前壁和后壁。所述转子包括转动装配在对应热端动力室和冷端动力室中心适配的同轴空心转轴、围设在空心转轴外相同的四个枢轴叶片及连接于空心转轴和各枢轴叶片之间的传动连杆，所述的四个连枢轴叶片通过相邻两枢轴叶片之间对应设置的滚动轴承座和铰链轴依次铰接围成菱形，各枢轴叶片分别通过其设置的滚动轴承座与各铰链轴对应连接，各枢轴叶片两端的滚动轴承座分别与动力室的内侧壁密封滑动配合，所述对应热端动力室和冷端动力室内侧壁与枢轴叶片之间围设成两个压缩腔和两个膨胀腔，所述压缩腔的容积小于膨胀腔的容积且各压缩腔与膨胀腔沿动力室内侧壁相间分布，各传动连杆的外端分别与各滚动轴承座对应固定连接，各传动连杆的内端分别朝向所述动力室的中心并滑动穿过所述空心转轴；所述空气能加热机构包括由管道依次串接的压缩机、气液分离器、蒸发器、膨胀阀、过滤器以及储液罐，所述热力室包括密闭的保温壳体，保温壳体中填充有导热介质并排布有散热盘管，该散热盘管的入口端与所述压缩机的出口连接，散热盘管的出口端与储液罐的入口连接；所述的冷力室包括密封的绝热壳体，绝热壳体中填充有吸热介质并排布有吸热盘管，该吸热介质中装配有温度传感器并控制介质流量阀门，介质流量阀门的入口与膨胀阀的出口连接，吸热盘管的入口与所述的的介质流量阀门出口连接，吸热盘管的出口端与蒸发器的入口连接；所述的气流回流机构为双通道的筒体结构，在筒体中设有两个气流通道，在两个气流通道中分别对应设有用于气流回热的回热机构以及用于吸收气流中介质的介质回收机构；所述的回热机构为通过连通回气流通道连通，在筒体两端对应靠近热端动力室一侧设为热回热室及对应靠近冷端动力室一侧设为冷回热室，热回热室与冷回热室内分别设有针束型回热器并对应设于气流通道的两端，冷回热室与热回热室内转配针束型回热器，针束型回热器在两气流通道中穿过筒体内壁相互接触；所述的介质回收机构包括轴向对应间隔设置于两气流通道中部的两径向隔板，在两径向隔板之间通过两气流通道设出两并列设置的介质回收室，在两介质回收室中分别轴向安装有气流驱动的转子风轮，该转子风轮的转轴通过固定固架轴向设在介质回收室的中心，在两介质回收室还安装有与筒体内壁间隙配合的弹性挤压壁，该弹性挤压壁上开设有与两介质回收室连通的介质回流孔，在弹性挤压壁与两介质回收室中对应的转子风轮旋转位置之间设有吸收滤芯及磁性相同的永磁铁，吸收滤芯和永磁铁共同固定在弹性挤压壁上，在弹性挤压壁与对应的筒体内壁之间填充有回收滤芯，在所述筒体的缸体壁中开设有与该介质回流口连通的介质回流通道，该介质回流通道出口通过介质回流支管与储液罐连接。
所述冷端动力室与热端动力室的同轴空心转轴中心分别有固定在对应后壁上的芯轴，该芯轴横截面的外轮廓形状为适配的椭圆形并且该椭圆形上的任意一点到侧壁的最短距离都相等，芯轴最大外径小于所述空心转轴的内径，芯轴的表面包绕有一层可变形的环链，该环链与芯轴表面滑动配合，所述各传动连杆与该环链固定连接。
所述冷端动力室和热端动力室内的各个相邻的传动连杆相互垂直且长度相等，并且传动连杆的长度为环链上任一点到侧壁的最短距离与滚动轴承座直径的差，并且冷端动力室内的各个传动连杆位置与热端动力室内各个传动连杆位置相同。
所述对应冷端动力室和热端动力室的侧壁上分别开设有汽化喷嘴、排气口和进气口，喷嘴开设在侧壁的竖向端点处，排气口和进气口开设在喷嘴口对应一侧的侧壁上，排气口中心与进气口中心之间的最短距离与枢轴叶片两端之间的距离相等，并且排气口与进气口连接成的线段与该线段的中点到喷嘴所成的直线相互垂直。
所述的热回热室与冷回热室为设于筒体两端内壁上的环柱形腔体结构，热回热室和冷回热室位于筒体端部并与回气流通道连通，在热回热室和冷回热室位于筒体内部通过两径向隔板与介质回收室相邻，即冷端动力室的排气口通过回气流通道先后经过冷回热室、介质回收室、热回热室与热端动力室的进气口相通，热端动力室的排气口通过回气流通道先后经过热回热室、介质回收室、冷回热室与冷端动力室的进气口相通。
所述的介质回收室的两径向隔板中心设有用于调整气流通道口径的快门式缩口机构。
所述的冷端动力室的汽化喷嘴的入口处与冷介质通道相连通，冷介质通道的入口端与膨胀阀的出口相连通，热端动力室的汽化喷嘴的入口处与热介质通道相连通，热介质通道的入口端连接在散热盘管的中部，冷介质通道与热介质通道的出口处分别对应安装有对应调控的冷介质流量控制阀与热介质流量控制阀。
所述的介质回流孔与介质回流通道相连通，介质回流通道中设有用于控制所述热介质流量控制阀和冷介质流量控制阀的两个回收介质流量传感器。
所述的转子风轮由沿对应介质回收室轴向延伸的转轴、外嵌固定在轴上的轴向单螺旋叶片以及固定在螺旋叶片径向两端的永磁体组成，两介质回收室中的螺旋叶片旋向相反，螺旋叶片通过转轴两侧的叶片径向长度不同，并且螺旋叶片的重心在转轴上，螺旋叶片上在转轴径向较长一侧的永磁体极性与永磁铁方向向反，螺旋叶片上在转轴径向较短一侧的永磁体极性与永磁铁方向向同，两介质回收室中的转轴通过垂直固定于中心筒体壁上的支架转动装配，所述的吸收滤芯均匀地圆周分布在转轴四周。
所述的冷端动力室侧壁与热端动力室侧壁进气口到喷嘴处以及喷嘴到排气口处分别对应封装有固定适配的导热片，热力室和冷力室通过密封的导热片分别与对应的热端动力室内和冷端动力室内相互进行热交换。
本发明的空气能奎西结构转子式热气发动机利用动力室内四个枢轴叶片连成变化的菱形与动力室内壁围成腔体实现了气体的压缩和膨胀，并在动力室内部设空心转轴和穿过中心转轴的传动连杆，并且传动连杆两端分别连接枢轴叶片中部和环链外部，围绕的环链与动力室内壁形状适配椭圆转动，使枢轴叶片两端的滚动轴承座与动力室内壁几乎没有摩擦力。向热端动力室内通过导热片不断加热，向冷端动力室内通过导热片不断吸热，并且冷端动力室与热端动力室同空心转轴，使动力室内部枢轴不断被驱动进而带动空心转轴做功，本发明的空气能奎西结构转子式热气发动机整体结构简单，具有体积小、功率大、低转速、大扭矩的特点，而且节能、环保、无废气排出，可以在各种复杂环境下使用。
附图说明
图1是本发明空气能奎西结构转子式热气发动机中热端动力室内部的结构示意图；
图2是本发明空气能奎西结构转子式热气发动机中热端动力室和热力室整体的结构示意图；
图3是本发明空气能奎西结构转子式热气发动机中空气能加热机构、热力室、冷力室的结构示意图；
图4是本发明空气能奎西结构转子式热气发动机中气流回流机构的结构示意图；
图5是图4中的A-A剖面图；
图6是本发明空气能奎西结构转子式热气发动机中动力驱动机构、热力室、冷力室的侧面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作详细说明。
本发明的空气能奎西结构转子式热气发动机的主要结构是由动力驱动机构、空气能加热机构、热力室22、冷力室24、气流回流机构组成，动力驱动机构包括相同结构的冷端动力室100和热端动力室99以及安装在对应热端动力室与冷端动力室中的转子，冷端动力室和热端动力室是由侧壁以及密封侧壁内部腔体的前壁和后壁组成，动力室的侧壁的形状与现有的奎西发动机侧壁形状相同。
本实施例中，冷端动力室与热端动力室转子结构相同并同轴并列设置，为了节省篇幅，此次以热端动力室99的结构为例进行说明。如图1、图2、图6所示，热端动力室99包括转动装配在热端动力室99中心的空心转轴13、围设于空心转轴外的四个枢轴叶片5及分设于各枢轴叶片5与空心转轴13之间的四根传动连杆3，空心转轴13与热端动力室99同心设置，四个枢轴叶片5通过相邻的两枢轴叶片5之间对应设置的滚动轴承座6和铰链轴7 铰接连成菱形，四根传动连杆3整体呈辐射状布设，该四根传动连杆3的外端与各枢轴叶片5的中部对应固定连接，各传动连杆3的内端滑动穿过空心转轴13上对应开设的导向孔朝动力室的中心延伸。
热端动力室99整体是由侧壁8及封装在侧壁8两端的前壁98和后壁97围成，如图6、图2所示，空心转轴13转动装配在对应的前壁上；为减小各传动连杆3与空心转轴13之间的摩擦力，其还可以在空心转轴13的导向孔中分别安装与传动连杆3导向滑动配合的直线轴承4。各枢轴叶片5两端的滚动轴承座6分别与热端动力室99的内侧壁8密封滑动配合，通过相邻两枢轴叶片5与动力室内侧壁8密封配合围设成两个压缩腔9和两个膨胀腔10，这两个压缩腔9和两个膨胀腔10沿动力室的内侧壁8相间分布，各压缩腔9分布在动力室的两个曲边处，各膨胀腔10分布在热端动力室99的两个圆角处，因而压缩腔9的容积小于膨胀腔10的容积。在具体实施中，为了使热端动力室99内的气体与冷端动力室100内的气体进行转换，还在热端动力室99的侧壁上分别开设有一个喷嘴口并安装有热端汽化喷嘴12，一个热端排气口11和一个热端进气口15。为了保证热端动力室内的气体进行最大程度的压缩与膨胀，喷嘴口开设在侧壁的竖向端点处，排气口11和进气口15开设在喷嘴口对应一侧的侧壁上，排气口11中心与进气口15中心之间的最短距离与枢轴叶片5两端之间的距离相等，并且排气口11与进气口15连接成的线段与该线段的中点到喷嘴12所成的直线之间相互垂直。
本实施例中，如图1、图2在热端动力室99的中心设固定在后壁上的芯轴1，该芯轴1截面的外轮廓形状为适配的椭圆结构，并且该椭圆形上的任意一点到侧壁8的最短距离都相等，该芯轴1的最大外径小于空心转轴13的内径，从而该芯轴1具体是固定安装在空心转轴13中，各传动连杆3的内端在穿过空心转轴13后顶装在该环链2表面并与芯轴1的表面滑动配合，进一步的，其在芯轴1的表面包绕有一圈环链2，该环链2与芯轴1的表面滑动配合，各传动连杆3的内端固定连接在环链2上，为了减小摩擦力，还在环链2与芯轴1之间设有滚珠14。
在具体应用中，热端动力室99的侧壁8结构满足内部的四个枢轴叶片5绕中心位置的不断变化，即四个枢轴叶片5组成的可变化的菱形始终在侧壁8内，菱形的四个角点端处始终与侧壁8内壁配合滑动接触。热端动力室99与冷端动力室100并列同轴心设置，并且对应后壁的同轴心位置固定安装有芯轴1，芯轴1在空心转轴13内部并同心设置，空心转轴13分别穿过热端动力室前壁98与冷端动力室前壁96安装在热端动力室99与冷端动力室100之间。
如图3所示，空气能加热机构主要由压缩机32、气液分离器33、蒸发器37、膨胀阀34、过滤器35及储液罐36通过管道依次串接组成，上述压缩机32、气液分离器33、蒸发器37、膨胀阀34、过滤器35以及储液罐36的工作原理与现有的空气能热水器相同，此处不再赘述。
热力室22包括密闭的保温壳体20，保温壳体20中填充有导热介质19并排布有散热盘管23，该散热盘管23的入口端与压缩机32的出口连接，散热盘管23的出口端与储液罐36的入口连接。
冷力室24包括密封的绝热壳体25，绝热壳体25中填充有吸热介质26并排布有吸热盘管27，为了调控冷力室24的温度，在冷力室24内腔的吸热介质26中，还安装有调控介质流量阀门29出口量大小的温度传感器28，所述的吸热盘管27的出口与蒸发器37入口连接，吸热盘管27的入口通过介质支管88连接在介质流量阀门29的出口上，介质流量阀门29的入口连接在膨胀阀34的出口上。
具体应用中，通过蒸发器37吸收空气中的热量加热管道中的介质媒体，然后通过压缩机32将气体介质媒体压缩成高温介质媒体，高温介质媒体在流过散热盘管23时通过热交换和管道节流方式加热导热介质19，经过膨胀阀34调节出来后成低温介质媒体，低温介质媒体在介质流量阀门29的控制下适量进吸热盘管27，通过热交换吸收吸热介质26中的热量，实现了能量的定向移动，在实际应用中，导热介质19和吸热介质26可以为同一种传递热量的介质。
气流回流机构如图4、图5所示，主要包括两个回气流通道16和筒体48组成，上述的热端动力室99、冷端动力室100内部通过回气流通道16与筒体48内部相通，该筒体48为轴向独立的双通道结构并对应设为两个气流通道，两个气流通道分别对应与两个回气流通道相连通，在气流通道中设有用于气体回热交换的回热机构以及用于吸收气体中介质的介质回收机构，其中，回热机构包括靠近热端动力室99一侧的热回热室39和靠近冷端动力室100一侧的冷回热室40组成，热回热室39以及冷回热室40是由筒体48的内壁及对应固定在内壁上的两径向隔板49围成，热回热室39和冷回热室40内填充有固定在筒体48上的针束型回热器55，热回热室39与冷回热室40对应分设于筒体48中的气流通道两端。
以下如图4、图5所示，介质回收机构包括轴向间隔设置于两气流通道中部的两径向隔板49，在两径向隔板49之间通过轴向筒体48内壁隔设出两并列设置的介质回收室56，该两介质回收室56通过分设于两径向隔板49上开设有对应调整气流通道口径的快门式缩口机构41，调节快门式缩口机构41的口径大小可以控制喷嘴的喷射频率，以便调控流体经过的量，辅助控制了流体的循环频率，并且通过快门式缩口机构41使流体进行了适当节流，进而流体中的部分气态介质媒体转变成液态介质媒体，有利于对介质媒体的吸收。在两介质回收室56中分别轴向安装有气流驱动的转子风轮，该转子风轮由轴向延伸的转轴51和外嵌在转轴51上的单螺旋叶片52及固定在螺旋叶片径向两端的极性相反的两组永磁体45组成，为了实现风轮的稳定转动，转子风轮重心在转轴51中心上。在两介质回收室56中的转轴51均通过前后两个垂直筒体中心内壁上的支架50转动装配，在转轴51位于螺旋叶片设有用于吸收和过滤介质的吸收滤芯53，吸收滤芯53在介质回收室56中程圆筒形，为了实现风轮在转动过程中对吸收滤芯53的挤压，转轴51两侧的叶片径向长度长短不同。在两介质回收室56中还分别安装有与筒体21内壁间隙配合的弹性挤压壁43，吸收滤芯53圆周均匀的固定在弹性挤压壁43上，弹性挤压壁43上圆周还装配有与弹性挤压壁固定的永磁铁44，永磁铁44极性都相同并均匀分布在弹性挤压壁43上，螺旋叶片52上在转轴51径向较长一侧的永磁体45极性与永磁铁44方向向反螺旋叶片52上在转轴51径向较短一侧的永磁体45极性与永磁铁44方向向同，而且在弹性挤压壁43上密布有供介质流过的介质回流孔，在回收壁23与对应的筒体21内壁之间填充有回收滤芯42，同时，在筒体48内壁上设有分别与两介质回收室56连通的两个介质回流通道54，两个介质回流通道54通过介质回流支管38连接到储液罐36中，实现介质媒体的重复使用。
在实际应用中，冷端动力室100的排气口89通过一根回气流通道16先后经过冷回热室40、介质回收室56、热回热室39与热端动力室99的进气口15相通，热端动力室99的排气口11通过另一根回气流通道16先后经过热回热室39、介质回收室56、冷回热室40与冷端动力室100的进气口90相通，冷回热室40与热回热室39内的针束型回热器55在筒体内部的两个气流通道中穿过筒体48中间内壁17相互接触，从而与对应一侧气流通道内进行热量交换。
本发明利用磁性的同极排斥，异极吸引的原理，实现了弹性挤压壁43对回收滤芯42有规律的进行挤压，同时也实现了弹性挤压壁43对吸收滤芯53有规律的进行放松，具体应用中，弹性挤压壁43上圆周装配有极性相同且与固定在弹性挤压壁的永磁铁44，所述转轴51两侧的叶片径向长度长短不同，较长一侧叶片长度长短小于弹性挤压壁43围成最小圆筒的半径长度，较短一侧叶片长度长短不大于吸收滤芯53的围成的最小圆筒半径长度，在气流驱动转子风轮转动过程中，螺旋叶片52上在转轴51径向较长一侧安装固定的永磁体45极性与永磁铁44方向向反从而相互吸引，使回收滤芯42处于放松状态，螺旋叶片52上在转轴51径向较长一侧对吸收滤芯53进行挤压，有利于吸收滤芯53内的液态介质通过介质回流孔进入回收滤芯42中，螺旋叶片52上在转轴51径向较短一侧安装固定的永磁体45极性与永磁铁44方向向同从而相互排斥，使回收滤芯42处于挤压状态，螺旋叶片52上在转轴51径向较短一侧对吸收滤芯53没有发生挤压，螺旋叶片52上在转轴51径向较短一侧的吸收滤芯53处于放松状态，有利于吸收滤芯53对液态介质的回收。
经过热端汽化喷嘴12与冷端汽化喷嘴(图中未视出)对应分别向热端动力室99与冷端动力室100喷射的热介质媒体及冷介质媒体，并且通过筒体48的气流通道分别进入到两介质回收室56中，热介质媒体所带动的气流和冷介质媒体所带动的气流经过固定在弹性挤压壁43上设置的吸收滤芯53时被吸收滤芯53吸收，转子风轮在流体不断的地经过两介质回收室56时，使得单旋转叶片51不断旋转，由于旋转叶片51两径向长度不同的叶片转动使吸收滤芯53不断进行压缩和伸展，因而使得吸收滤芯53中过滤的介质在压缩情况下经过介质回流孔流向回收滤芯42，介质媒体经弹性挤压壁43的介质回流孔被回收滤芯42吸收，同时，在旋转叶片51不断转动下，旋转叶片51的永磁体45与弹性挤压壁43上永磁铁44之间在磁力的相互作用下，从而推动弹性挤压壁43挤压回收滤芯42，从而将过滤的介质媒体经介质回流孔送到介质回流通道54中，进而再送到介质回流支管38中，实现对介质媒体回收。
为实现热量的充分利用而降低热量损失，在筒体48外还设有隔热套47，具体应用中，该隔热套47可以采用真空夹层结构，也可采用纳米孔绝热材料。在两个介质回流通道54还安装有对应控制热介质流量控制阀18和冷介质流量控制阀(图中未视出)的两个介质流量传感器46，以便调控喷入热端动力室99、冷端动力室100的介质媒体的量与回收介质回流管道54的介质媒体的量相等，保证媒体介质平衡状态。
本实施例中，所述的筒体48内壁围成的径向横截面以及筒体的横截面形状为对应适配的长圆形结构，上述的两条介质回流通道96分别设置在直筒圆形的直筒圆形的两条圆弧上。
为了实现能量的单向转移，冷端动力室侧壁与热端动力室侧壁进气口到喷嘴处以及喷嘴到排气口处分别对应封装有固定适配的冷端导热片(图中未视出)与热端导热片21，冷端导热片与热端导热片21分别对应冷力室24与热力室22内部密封连通，即冷力室24通过冷端导热片不断向冷端动力室100内吸收热量，热力室22通过热端导热片21不断向热端动力室99内释放热量。
在具体应用中，冷端动力室的汽化喷嘴91的入口处与冷介质通道30相连通，冷介质通道30的入口端与膨胀阀34的出口相连通，热端动力室的汽化喷嘴12的入口处与热介质通道31相连通，热介质通道31的入口端连接在散热盘管23的中部，并在热介质通道31里面分别安装热介质流量控制阀18及与在冷介质通道30里面分别安装冷介质流量控制阀(图中未视出)。
工作时，启动压缩机32，根据需要调节冷介质流量控制阀控制冷力室24内的温度，从而控制冷力室25与冷端动力室100之间的热交换能力，调节缩口机构41的通气量，介质媒体在空气能加热机构里循环，介质媒体通过蒸发器37吸收环境中的热量，介质媒体通过压缩机32工作转变为高温的介质媒体，再通过热导热片21与热端动力室99进行热交换，热端动力室99的气体通过热导热片21被加热，使热端动力室99内气体温度不断升高，并且部分介质媒体通过吸热介质26从冷导热片吸收冷端动力室100内的热量，使冷端动力室100内的气体温度不断降低，由于回气流通道16使热端动力室99和冷端动力室100连通，在气压的驱动下热端动力室99与冷端动力室100内的压缩腔不断压缩，膨胀腔不断膨胀，进而枢轴叶片5位置的变动带动了空心转轴13的运动，进而空心转轴13对外界输出功。由于热端动力室99与冷端动力室100同轴设置并且对应的枢轴叶片位置相同，即冷端压缩腔与热端压缩腔9同时压缩到极限时，根据需要控制热端喷嘴12向热端动力室99内内喷入热介质媒体，同时控制冷端喷嘴91向冷端动力室100内内喷入冷介质媒体，热介质媒体与冷介质媒体的喷射量分别通过对应控制热介质流量控制阀18与控制冷介质流量阀实现，热介质媒体在热端动力室99的压缩腔9中受热迅速膨胀，冷介质媒体在冷端动力室100的压缩腔中也受热迅速膨胀，从而产生较大的压力加速了枢轴叶片5的转动。枢轴叶片5的转动带动气体不断从热端动力室排气口11通过气流回流机构流向冷端动力室进气口90，同时也带动了气体不断从冷端动力室排气口89通过气流回流机构流向热端动力室进气口15，不断交换气体，而气体在进入气流回流机构时，通过回热机构中使气体交换时的能量损失减小，通过缩口机构41使气体中的部分气态介质媒体节流成液态介质媒体，进而再通过介质回收机构使气体中的介质媒体进行回收，实现介质的回收再利用。
在实际应用中，筒体48内的双通道之间有共同的筒体内壁17，双通道与对应的两条不相通的回气流通道16连通，筒体38两端的热回热室39与冷回热室中40有分别穿过内壁17连接双通道的针束型回热器55。在气流不断交换过程中，热回热室39与冷回热室40的两条通道的气流方向相反，有利于气流通过针束型回热器55进行热交换，从而提高了热利用效率。
本发明具体应用中，为了防止外界环境对内部的能量干扰，在筒体48、冷力室24、热力室22外围设有一层隔热套，防止热力室22通过热传递的方式散失内部热量从而降低热力室22的温度，同时也防止了冷力室24通过热传递的方式增加内部热量从而提高冷力室24的温度。通过热导热片21传递能量使热端动力室99温度提高，并且通过冷导热片吸收能量使冷端动力室100温度降低，调节介质流量阀门29可以有效的控制热端动力室99和冷端动力室100的温度差，从而提高了有效利用率，并且通过向热端动力室99控制性的喷射定量的热介质媒体，加快了热端动力室99内的气体的膨胀速率和提高了热力室22通过热导热片53向热端动力室99传递能量的速率，以及通过向冷端动力室100控制性的喷射定量冷介质媒体，加快了冷端动力室100内的气体膨胀速率进而提高了冷端动力室100内的热有效利用率，同时空气能加热装置以介质媒体经过压缩机32压缩后的高温状态通过热导热片21为驱动提供热源，以介质媒体经过节流阀3后的低温状态通过冷导热片为驱动提供冷源，有效的提高整体热利用效率。
本发明的空气能奎西结构转子式热气发动机的转子转动过程与奎西发动机转子转动过程一样，椭圆形侧壁与奎西发动机的侧壁形状相同，此处不再赘述。在工作时，以热端动力室99为例，由于长度相等四根传动连杆3的长度和适配椭圆形状的芯轴1共同限制了枢轴叶片5的活动范围，因而在适配的奎西结构发动机的侧壁8条件下，枢轴叶片5两端的滚动轴承座与侧壁8之间几乎没有摩擦力的作用，而内部的芯轴1与环链2之间可以用润滑油润滑的方式降低摩擦力，因而其能源转化率更高，采用该结果的气压动力装置具有体积小、功率大、低转速、大扭矩、节能、环保的特点，具有非常好的应用前景。
Claims (10)
1.一种空气能奎西结构转子式热气发动机，主要有动力驱动机构、空气能加热机构、热力室、冷力室、气流回流机构组成，其特征在于，所述的动力驱动机构包括相同结构的冷端动力室和热端动力室以及安装在对应热端动力室与冷端动力室中的转子，所述热端动力室与冷端动力室结构相同、大小一致并同轴设置，热端动力室与冷端动力室包括现有奎西发动机结构的侧壁以及对应密封热端动力室与冷端动力室内部的前壁和后壁。所述转子包括转动装配在对应热端动力室和冷端动力室中心适配的同轴空心转轴、围设在空心转轴外相同的四个枢轴叶片及连接于空心转轴和各枢轴叶片之间的传动连杆，所述的四个连枢轴叶片通过相邻两枢轴叶片之间对应设置的滚动轴承座和铰链轴依次铰接围成菱形，各枢轴叶片分别通过其设置的滚动轴承座与各铰链轴对应连接，各枢轴叶片两端的滚动轴承座分别与动力室的内侧壁密封滑动配合，所述对应热端动力室和冷端动力室内侧壁与枢轴叶片之间围设成两个压缩腔和两个膨胀腔，所述压缩腔的容积小于膨胀腔的容积且各压缩腔与膨胀腔沿动力室内侧壁相间分布，各传动连杆的外端分别与各滚动轴承座对应固定连接，各传动连杆的内端分别朝向所述动力室的中心并滑动穿过所述空心转轴；所述空气能加热机构包括由管道依次串接的压缩机、气液分离器、蒸发器、膨胀阀、过滤器以及储液罐，所述热力室包括密闭的保温壳体，保温壳体中填充有导热介质并排布有散热盘管，该散热盘管的入口端与所述压缩机的出口连接，散热盘管的出口端与储液罐的入口连接；所述的冷力室包括密封的绝热壳体，绝热壳体中填充有吸热介质并排布有吸热盘管，该吸热介质中装配有温度传感器并控制介质流量阀门，介质流量阀门的入口与膨胀阀的出口连接，吸热盘管的入口与所述的的介质流量阀门出口连接，吸热盘管的出口端与蒸发器的入口连接；所述的气流回流机构为双通道的筒体结构，在筒体中设有两个气流通道，在两个气流通道中分别对应设有用于气流回热的回热机构以及用于吸收气流中介质的介质回收机构；所述的回热机构为通过连通回气流通道连通在筒体两端，并且对应靠近热端动力室一侧设为热回热室及对应靠近冷端动力室一侧设为冷回热室，热回热室与冷回热室内分别设有针束型回热器并对应设于气流通道的两端，冷回热室与热回热室内装配针束型回热器，针束型回热器在两气流通道中穿过筒体内壁相互接触；所述的介质回收机构包括轴向对应间隔设置于两气流通道中部的两径向隔板，在两径向隔板之间通过两气流通道设出两并列设置的介质回收室，在两介质回收室中分别轴向安装有气流驱动的转子风轮，该转子风轮的转轴通过固定固架轴向设在介质回收室的中心，在两介质回收室还安装有与筒体内壁间隙配合的弹性挤压壁，该弹性挤压壁上开设有与两介质回收室连通的介质回流孔，在弹性挤压壁与两介质回收室中对应的转子风轮旋转位置之间设有吸收滤芯及磁性相同的永磁铁，吸收滤芯和永磁铁共同固定在弹性挤压壁上，在弹性挤压壁与对应的筒体内壁之间填充有回收滤芯，在所述筒体的缸体壁中开设有与该介质回流口连通的介质回流通道，该介质回流通道出口通过介质回流支管与储液罐连接。
2.根据权利要求1所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述冷端动力室与热端动力室的同轴空心转轴中心分别有固定在对应后壁上的芯轴，该芯轴横截面的外轮廓形状为适配的椭圆形并且该椭圆形上的任意一点到侧壁的最短距离都相等，芯轴最大外径小于所述空心转轴的内径，芯轴的表面包绕有一层可变形的环链，该环链与芯轴表面滑动配合，所述各传动连杆与该环链固定连接。
3.根据权利要求1所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述冷端动力室和热端动力室内各个相邻的传动连杆相互垂直且长度相等，传动连杆的长度为环链上任一点到侧壁的最短距离与滚动轴承座直径的差，并且冷端动力室内的各个传动连杆位置与热端动力室内各个传动连杆位置相同。
4.根据权利要求1所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述对应冷端动力室和热端动力室的侧壁上分别开设有汽化喷嘴、排气口和进气口，喷嘴开设在侧壁的竖向端点处，排气口和进气口开设在喷嘴口对应一侧的侧壁上，排气口中心与进气口中心之间的最短距离与枢轴叶片两端之间的距离相等，并且排气口与进气口连接成的线段与该线段的中点到喷嘴所成的直线相互垂直。
5.根据权利要求1所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述的热回热室与冷回热室为设于筒体两端内壁上的环柱形腔体结构，热回热室和冷回热室位于筒体端部并与回气流通道连通，在热回热室和冷回热室位于筒体内部通过两径向隔板与介质回收室相邻，即冷端动力室的排气口通过回气流通道先后经过冷回热室、介质回收室、热回热室与热端动力室的进气口相通，热端动力室的排气口通过回气流通道先后经过热回热室、介质回收室、冷回热室与冷端动力室的进气口相通。
6.根据权利要求5所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述的介质回收室的两径向隔板中心设有用于调整气流通道口径的快门式缩口机构。
7.根据权利要求4所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述的冷端动力室的汽化喷嘴的入口处与冷介质通道相连通，冷介质通道的入口端与膨胀阀的出口相连通，热端动力室的汽化喷嘴的入口处与热介质通道相连通，热介质通道的入口端连接在散热盘管的中部，冷介质通道与热介质通道的出口处分别对应安装有对应调控的冷介质流量控制阀与热介质流量控制阀。
8.根据权利要求7所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述的介质回流孔与介质回流通道相连通，介质回流通道中设有用于控制所述热介质流量控制阀和冷介质流量控制阀的两个回收介质流量传感器。
9.根据权利要求1所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述的转子风轮由沿对应介质回收室轴向延伸的转轴、外嵌固定在转轴上的轴向单螺旋叶片以及固定在螺旋叶片径向两端的永磁体组成，两介质回收室中的螺旋叶片旋向相反，螺旋叶片通过转轴两侧的叶片径向长度不同，并且螺旋叶片的重心在转轴上，螺旋叶片上在转轴径向较长一侧的永磁体极性与永磁铁方向向反，螺旋叶片上在转轴径向较短一侧的永磁体极性与永磁铁方向向同，两介质回收室中的转轴通过垂直固定于中心筒体壁上的支架转动装配，所述的吸收滤芯均匀地圆周分布在转轴四周。
10.根据权利要求1所述的空气能奎西结构转子式热气发动机，其特征在于，在所述的冷端动力室侧壁和热端动力室侧壁进气口到喷嘴处以及喷嘴到排气口处分别对应封装有固定适配的导热片，热力室和冷力室通过密封的导热片分别与对应的热端动力室内和冷端动力室内相互进行热交换。
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