CN109113821A - 一种广宽度能源循环发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机的技术领域，尤其涉及一种广宽度能源循环发动机,包括一个或者至少两个循环连接的能源循环装置，所述能源循环装置包括依次循环相连通的低温交换器、压气机、高温交换器、聚热器和膨胀室，所述的能源循环装置内循环流动有工质，所述的膨胀室的整体膨胀度大于压气机的整体压缩度，所述的膨胀室内设置有对外做工的动力输出机构。本发明结构简单，设计合理，大大的提供能量的利用率和转化率，避免的能源的浪费，响应了国家环保的号召，为能源危机做出了一定的贡献。

Description

一种广宽度能源循环发动机
技术领域
本发明涉及发动机的技术领域，尤其涉及一种广宽度能源循环发动机。
背景技术
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，现在的发动机一般通过消耗汽油、柴油、煤、天然气等能源来产生机械能，但是石油、煤、天然气等均为不可再生能源，随着这些不可再生能源的大量消耗引发能源危机了，而且石油和煤炭燃烧过程中排放出的尾气对环境造成了严重的环境污染，且能源利用率很低，因此现在社会需求的发动机不仅仅要求在用途功能上满足要求，更重要的是在节能环保新能源方面满足要求。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种通过对工质进行压缩和膨胀，工质吸收周围环境的温度能量和太阳光提供的高温能量，然后工质依次进入高温驱动室和低温驱动室，工质在高温驱动室和低温驱动室内发生膨胀，工质发生膨胀产生气流，气流驱动涡轮转动，涡轮转动驱动相应的高温驱动轴和低温驱动轴转动从而为压气机提供了动力，创造了循环的条件，同时通过高温驱动轴和低温驱动轴转动对外做工产生动力输出，工质在循环过程中从高温到低温温差转变范围大，从而大大的提高了能源的有效利用率的广宽度能源循环发动机。
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种广宽度能源循环发动机，包括一个或者至少两个循环连接的能源循环装置，所述能源循环装置包括依次循环相连通的低温交换器、压气机、高温交换器、聚热器和膨胀室，所述的能源循环装置内循环流动有工质，所述的膨胀室的整体膨胀度大于压气机的整体压缩度，所述的膨胀室内设置有对外做工的动力输出机构。
所述的压气机包括依次相连通的低压压气机和高压压气机，所述的低压压气机的出气口和膨胀室之间连通有稳压通道，所述的高压压气机的出气口的末端设置有阻压板和连接有气流通道，所述的阻压板上均布设置有多个通气口，所述的气流通道的出气口与膨胀室相连通。
所述的高压压缩机和聚热器之间连接有集热室，所述的集热室具有两个进气口，一个进气口与高压压气机的进气口相相连通，另外一个进气口与高温交换器的出气口相连接，所述的高温交换器的进气口与高压压气机的出气口相连通，所述的集热室的两个进气口处均安装有阀门，所述的阀门连接有光敏传感器，所述的光敏传感器控制和调节所述的阀门。
所述的高温交换器包括多条并联的高温热交换管道，所述的高温热交换管道的进气端与阻压板上的通气口相连通，所述的高温热交换管道的出气端与集热室的一个进气口相连通，所述的低温交换器包括多个并联的低温热交换管道，所述的低温热交换管道的出气端与低压压气机的进气口相连通，所述的高温热交换管道的外壁上设置有光敏传感器、太阳能聚光器，所述的太阳能聚光器为荧光聚光器。
所述的膨胀室包括相连通的高温驱动室和低温驱动室，所述的高温驱动室和低温驱动室的进气口均为扩压结构，所述的动力输出机构包括支架、两端通过轴承可转动的安装在支架的右侧上的高温驱动轴、沿着高温驱动轴的轴向依次套设在高温驱动轴上的多个涡轮、两端通过轴承可转动的安装在支架的左侧的低温驱动轴、以及沿着低温驱动轴的轴向依次套设在低温驱动轴上的多级涡轮，所述的高温驱动轴横向设置在高温驱动室内，所述的低温驱动轴横向设置在所述的低温驱动室内，高温驱动轴上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，低温驱动轴上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，所述的高温驱动室与所述的低温驱动室连接处为收敛型，只有高温驱动轴上的最左端的涡轮与高温驱动轴固定连接，只有低温驱动轴上的最右端的涡轮与低温驱动轴固定连接，所述的高温驱动轴和低温驱动轴的转动反向相反，所述的高温驱动轴为高压压气机提供动力输出，所述的气流通道的出气口与高温驱动室的进气口相连通，所述的高温驱动轴的左端与高压压气机的驱动轴通过第一差速器同轴联动连接，所述的低温驱动轴为低压压气机提供动力输出，所述的稳压通道的出气口与低温驱动室的进气口相连通，所述的低温驱动轴的右端与所述的低压压气机的驱动轴通过第二差速器同轴联动连接，所述的低温驱动轴的左端与所述的高温驱动轴的右端之间通过第三差速器反向联动连接。
所述的高温驱动室的出气口和所述的低温驱动室的出气口之间装配有针束型热回热器，所述的低温驱动室的出气口和所述的低压压气机的进气口之间装配有针束型冷回热器，所述的针束型冷回热器与所述针束型热回热器相接触，所述的针束型冷回热器与针束型热回热器之间进行热交换。
所述的聚热器包括多根并联的涡流管，所述的涡流管有一个热气出口和一个冷气出口，所述的涡流管道的进气口与集热室的出气口相连通，所述的涡流管道的热气出口与所述的高温驱动室的进气口相连通，所述的涡流管道的冷气出口连接有脉管制冷装置。
所述的脉管制冷装置包括依次相连接的脉管制冷器一、脉管制冷器二和膨胀阀，所述的脉管制冷器一和脉管制冷器二工作时释放的热能被针束型热回热器和针束型冷回热器吸收，所述的脉管制冷器一的进气口与涡流管道的冷气出口向连接，所述的脉管制冷器一的出气口通过管道连接有多根吸热管道，所述的吸热管道均匀设置在高压压气机的内壳体壁上，所述的吸热管道的末端与高压压气机的出气口相连通，所述的脉管制冷器二的出气口与低温交换器的进气口相连通，所述的膨胀阀通过管道连接有多个电磁阀喷嘴，所述的电磁阀喷嘴的喷射方向朝向低温驱动室，所述的电磁阀喷嘴设在低温驱动室室的最大收敛位移处。
所述的高温驱动室和高压压气机之间的气流通道上设置有旋转叶轮一，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一提供动力，所述的稳压通道的管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二提供动力。
低温驱动室为波转子结构、或者为涡轮式结构、或者为离心式螺旋结构。
本发明的增益效果是：
本发明在使用的时候，工质先经过低温交换器吸收环境的热，缓慢变成气态，然后工质进入低压压气机内，再进入高压压气机内，被压缩成高压的气态，然后进入集热室内，由于工质的温度并不一致，有的温度高，有的温度低，在集热室内，工质的温度被均匀，然后高压的气态工质进入聚热器内，聚热器由涡流管并联组成，工质一部分通过聚热器温度升高，另一部分通过聚热器温度转变更低，高温工质进入高温驱动室内，在高温驱动室内为了保证压力的水平，通过气流通道连通高压压气机和高温驱动室，从而高温高压的气态工质发生膨胀，高温高压的气态工质发生膨胀产生气流，气流驱动沿着高温驱动轴的轴向依次套设在高温驱动轴上的多个涡轮转动，多个涡轮转动加速驱动了固定连接在高温驱动轴的涡轮转动，高温驱动轴转动对外做功，高温驱动室内排除的工质气态流入低温驱动室，所述的聚热器内另一部分工质通过涡流管的冷气出口一次进入脉管制冷器一、脉管制冷器二和膨胀阀，被脉管制冷器一、脉管制冷器二和膨胀阀降温变成低温高压的液态工质，低温高压的液态工质通过电磁阀喷嘴喷入低温驱动室内，喷入低温驱动室内的低温液态工质遇到高温以及扩压转变成的气态工质，发生膨胀，工质发生膨胀产生气流，气流驱动沿着低温驱动轴的轴向依次套设在低温驱动轴上的多个涡轮转动，与高温驱动轴一样被气流驱动的低温驱动轴转动对外做功，为了保证低温驱动室内的压力水平以及压气机内部喘振的消除，在低压压气机的末端设有连通低温驱动室进气端的稳压通道。集热室有两个进气口，一个进气口与高温交换器的出气口相连接，高温交换器的进气口与高压压气机的通气口相连通，当光敏传感器检测到太阳光比较好的时候，打开与高温交换器的出气口相连接的集热室的进气口，然后一部分高压的气态工质从高压压气机进入高温交换器内，高温热交换管道的外壁上设置的太阳能聚光器先聚光，聚的光通过光敏材料吸收变成高温传给高压的气态工质，高压的气态工质进入高温交换器内变成高温高压气态，由于工质的温度在高温交换器内被升温之后温度并不一致，有的温度高，有的温度低，在集热室内，工质的温度被均匀，然后高温高压的气态工质进入聚热器内温度转变更高，太阳能聚光器利用太阳能对工质加热升温，太能能是可再生能源，响应了环保的号召；高温驱动室和高压压气机末端之间的气流通道设置有旋转叶轮一，流动的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一提供动力，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，稳压通道管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二提供动力，脉管制冷器一和脉管制冷器二的动力都是通过流动工质产生的气流来产生的，不必额外消耗能源产生动力来驱动脉管制冷器一和脉管制冷器二工作，实现了工质自主循环；同时本发明的脉管制冷器一和脉管制冷器二工作时释放的热能被针束型热回热器和针束型冷回热器吸收，避免了脉管制冷器一和脉管制冷器二工作时释放的热能散发到周围的环境中浪费掉，提高了能源的利用率；脉管制冷器一的出气口通过管道连接有多根吸热管道，吸热热管道均匀设置在高压压气机的内壳体壁，由于高压压气机工作的时候，内部的温度会比较高，温度过高会损坏高压压气机和影响压缩机的压缩效率，脉管制冷器一的出气口向吸热热管道输送冷的工质，吸收高压压气机内的热量，对高压压气机的内部进行降温，以免温度过高会损坏高压压气机以及在在压缩的时候产生失速，大大的提高了高压压气机的寿命。本发明结构简单，设计合理，大大的提供能量的利用率和转化率，避免的能源的浪费，响应了国家环保的号召，为能源危机做出了一定的贡献。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的流程示意图。
图3为本发明的结构示意图之二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图1、图2和图3，图中序号： 1为低温驱动室、2为针束型冷回热器、3为针束型热回热器、4为低温交换器、5为气流通道、6为低压压气机、7为高压压气机、8为稳压通道、9为高温交换器、10为集热室、11为聚热器、12为高温驱动室、13为脉管制冷器一、14为脉管制冷器二、15为第二差速器、16为、17为高温驱动轴、18为低温驱动轴、19为膨胀阀、20为支架、21为电磁阀喷嘴、22为涡轮、23为吸热管道、24为阻压板、25为通气口、26为阀门和27为第三差速器。
实施例一：参见图1和图2，本发明一种广宽度能源循环发动机，包括一个循环连接的能源循环装置，所述能源循环装置包括依次循环相连通的低温交换器4、压气机、高温交换器9、聚热器11和膨胀室，所述的能源循环装置内循环流动有工质，所述的膨胀室的整体膨胀度大于压气机的整体压缩度，所述的膨胀室内设置有对外做工的动力输出机构。
所述的压气机包括依次相连通的低压压气机6和高压压气机7，所述的低压压气机6的出气口和膨胀室之间连通有稳压通道，所述的高压压气机7的出气口的末端设置有阻压板24和连接有气流通道，所述的阻压板24上均布设置有多个通气口25，所述的气流通道的出气口与膨胀室相连通。
所述的高压压缩机7和聚热器11之间连接有集热室10，所述的集热室10具有两个进气口，一个进气口与高压压气机7的进气口相相连通，另外一个进气口与高温交换器9的出气口相连接，所述的高温交换器9的进气口与高压压气机7的出气口相连通，所述的集热室10的两个进气口处均安装有阀门26，所述的阀门26连接有光敏传感器，所述的光敏传感器控制和调节所述的阀门26。
所述的高温交换器9包括多条并联的高温热交换管道，所述的高温热交换管道的进气端与阻压板24上的通气口25相连通，所述的高温热交换管道的出气端与集热室10的一个进气口相连通，所述的低温交换器4包括多个并联的低温热交换管道，所述的低温热交换管道的出气端与低压压气机6的进气口相连通，所述的高温热交换管道的外壁上设置有光敏传感器、太阳能聚光器，所述的太阳能聚光器为荧光聚光器。
所述的膨胀室包括相连通的高温驱动室12和低温驱动室1，所述的高温驱动室12和低温驱动室1的进气口均为扩压结构，所述的动力输出机构包括支架20、两端通过轴承可转动的安装在支架20的右侧上的高温驱动轴17、沿着高温驱动轴17的轴向依次套设在高温驱动轴上的多个涡轮22、两端通过轴承可转动的安装在支架的左侧的低温驱动轴18、以及沿着低温驱动轴18的轴向依次套设在低温驱动轴上的多级涡轮22，所述的高温驱动轴17横向设置在高温驱动室12内，所述的低温驱动轴18横向设置在所述的低温驱动室1内，高温驱动轴17上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，低温驱动轴18上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，，所述的高温驱动室12与所述的低温驱动室1连接处为收敛型，只有高温驱动轴17上的最左端的涡轮与高温驱动轴17固定连接，只有低温驱动轴18上的最右端的涡轮与低温驱动轴18固定连接，所述的高温驱动轴17和低温驱动轴18的转动反向相反，所述的高温驱动轴17为高压压气机7提供动力输出，所述的气流通道的出气口与高温驱动室12的进气口相连通，所述的高温驱动轴17的左端与高压压气机7的驱动轴通过第一差速器同轴联动连接，所述的低温驱动轴18为低压压气机6提供动力输出，所述的稳压通道8的出气口与低温驱动室1的进气口相连通，所述的低温驱动轴18的右端与所述的低压压气机6的驱动轴通过第二差速器15同轴联动连接，所述的低温驱动轴18的左端与所述的高温驱动轴17的右端之间通过第三差速器27反向联动连接。
所述的高温驱动室12的出气口和所述的低温驱动室1的出气口之间装配有针束型热回热器3，所述的低温驱动室1的出气口和所述的低压压气机的进气口之间装配有针束型冷回热器2，所述的针束型冷回热器2与所述针束型热回热器3相接触，所述的针束型冷回热器2与针束型热回热器3之间进行热交换。
所述的聚热器11包括多根并联的涡流管，所述的涡流管有一个热气出口和一个冷气出口，所述的涡流管道的进气口与集热室10的出气口相连通，所述的涡流管道的热气出口与所述的高温驱动室12的进气口相连通，所述的涡流管道的冷气出口连接有脉管制冷装置。
所述的脉管制冷装置包括依次相连接的脉管制冷器一13、脉管制冷器二14和膨胀阀19，所述的脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作时释放的热能被针束型热回热器3和针束型冷回热器2吸收，所述的脉管制冷器一13的进气口与涡流管道的冷气出口向连接，所述的脉管制冷器一13的出气口通过管道连接有多根吸热管道，所述的吸热管道均匀设置在高压压气机7的内壳体壁上，所述的吸热管道的末端与高压压气机7的出气口相连通，所述的脉管制冷器二14的出气口与低温交换器4的进气口相连通，所述的膨胀阀通过管道连接有多个电磁阀喷嘴21，所述的电磁阀喷嘴21的喷射方向朝向低温驱动室1，所述的电磁阀喷嘴21设在低温驱动室1的最大收敛位移处。
所述的高温驱动室12和高压压气机7之间的气流通道上设置有旋转叶轮一，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一13提供动力，所述的稳压通道8的管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道8内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二14提供动力。
本发明在使用的时候，工质先经过低温交换器4吸收环境的热，缓慢变成气态，然后工质进入低压压气机6内，再进入高压压气机7内，被压缩成高压的气态，然后进入集热室10内，由于工质的温度并不一致，有的温度高，有的温度低，在集热室10内，工质的温度被均匀，然后高压的气态工质进入聚热器11内，聚热器11由涡流管并联组成，工质一部分通过聚热器温度升高，另一部分通过聚热器温度转变更低，高温工质进入高温驱动室12内，在高温驱动室12内为了保证压力的水平，通过气流通道连通高压压气机7和高温驱动室12，从而高温高压的气态工质发生膨胀，高温高压的气态工质发生膨胀产生气流，气流驱动沿着高温驱动轴17的轴向依次套设在高温驱动轴17上的多个涡轮22转动，多个涡轮22转动加速驱动了固定连接在高温驱动轴17的涡轮转动，高温驱动轴17随着一起转动，高温驱动轴17转动对外做功，高温驱动室内排除的工质气态流入低温驱动室1，所述的聚热器11内另一部分工质通过涡流管的冷气出口一次进入脉管制冷器一13、脉管制冷器二14和膨胀阀19，被脉管制冷器一13、脉管制冷器二14和膨胀阀19降温变成低温高压的液态工质，低温高压的液态工质通过电磁阀喷嘴21喷入低温驱动室1内，为了保证低温驱动室1内的压力水平以及低压压气机内部喘振的消失，在低压压气机6的末端设有连通低温驱动室1进气端的稳压通道8，喷入低温驱动室1内的低温液态工质遇到高温以及扩压转变成的气态工质，发生膨胀，工质发生膨胀产生气流，气流驱动沿着低温驱动轴18的轴向依次套设在低温驱动轴18上的多个涡轮22转动，与高温驱动轴17一样被气流驱动的低温驱动轴18转动对外做功。集热室10有两个进气口，一个进气口与高温交换器9的出气口相连接，高温交换器9的进气口与高压压气机7的通气口相连通，当光敏传感器检测到太阳光比较好的时候，打开与高温交换器9的出气口相连接的集热室10的进气口，然后一部分高压的气态工质从高压压气机7进入高温交换器9内，高温热交换管道的外壁上设置的太阳能聚光器先聚光，聚的光通过光敏材料吸收变成高温传给高压的气态工质，高压的气态工质进入高温交换器9内变成高温高压气态，由于工质的温度在高温交换器9内被升温之后温度并不一致，有的温度高，有的温度低，在集热室内，工质的温度被均匀，然后高温高压的气态工质进入聚热器11内温度转变更高，太阳能聚光器利用太阳能对工质加热升温，太能能是可再生能源，响应了环保的号召；高温驱动室12和高压压气机7末端之间的气流通道设置有旋转叶轮一，流动的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一13提供动力，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，稳压通道8的管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道8内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二14提供动力，脉管制冷器一13和脉管制冷器二14的动力都是通过流动工质产生的气流来产生的，不必额外消耗能源产生动力来驱动脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作，实现了工质自主循环；同时本发明的脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作时释放的热能被针束型热回热器3和针束型冷回热器2吸收，避免了脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作时释放的热能散发到周围的环境中浪费掉，提高了能源的利用率；脉管制冷器一13的出气口通过管道连接有多根吸热管道，吸热热管道均匀设置在高压压气机7的内壳体壁，由于高压压气机7工作的时候，内部的温度会比较高，温度过高会损坏高压压气机7和影响高压压气机7的压缩效率，脉管制冷器一13的出气口向吸热热管道输送冷的工质，吸收高压压气机7内的热量，对高压压气机7的内部进行降温，以免温度过高会损坏高压压气机7以及在在压缩的时候产生失速，大大的提高了高压压气机的寿命。本发明结构简单，设计合理，大大的提供能量的利用率和转化率，避免的能源的浪费，响应了国家环保的号召，为能源危机做出了一定的贡献。
实施例二：参见图2和图3，本实施例的结构与实施例二基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：包括两个循环连接的能源循环装置，所述能源循环装置包括依次循环相连通的低温交换器4、压气机、高温交换器9、聚热器11和膨胀室，所述的能源循环装置内循环流动有工质，所述的膨胀室的整体膨胀度大于压气机的整体压缩度，所述的膨胀室内设置有对外做工的动力输出机构。
所述的压气机包括依次相连通的低压压气机6和高压压气机7，所述的低压压气机6的出气口和膨胀室之间连通有稳压通道，所述的高压压气机7的出气口的末端设置有阻压板24和连接有气流通道，所述的阻压板24上均布设置有多个通气口25，所述的气流通道的出气口与膨胀室相连通。
所述的高压压缩机7和聚热器11之间连接有集热室10，所述的集热室10具有两个进气口，一个进气口与高压压气机7的进气口相相连通，另外一个进气口与高温交换器9的出气口相连接，所述的高温交换器9的进气口与高压压气机7的出气口相连通，所述的集热室10的两个进气口处均安装有阀门26，所述的阀门26连接有光敏传感器，所述的光敏传感器控制和调节所述的阀门26。
所述的高温交换器9包括多条并联的高温热交换管道，所述的高温热交换管道的进气端与阻压板24上的通气口25相连通，所述的高温热交换管道的出气端与集热室10的一个进气口相连通，所述的低温交换器4包括多个并联的低温热交换管道，所述的低温热交换管道的出气端与低压压气机6的进气口相连通，所述的高温热交换管道的外壁上设置有光敏传感器、太阳能聚光器，所述的太阳能聚光器为荧光聚光器。
所述的膨胀室包括相连通的高温驱动室12和低温驱动室1，所述的高温驱动室12和低温驱动室1的进气口均为扩压结构，所述的动力输出机构包括支架20、两端通过轴承可转动的安装在支架20的右侧上的高温驱动轴17、沿着高温驱动轴17的轴向依次套设在高温驱动轴上的多个涡轮22、两端通过轴承可转动的安装在支架的左侧的低温驱动轴18、以及沿着低温驱动轴18的轴向依次套设在低温驱动轴上的多级涡轮22，所述的高温驱动轴17横向设置在高温驱动室12内，所述的低温驱动轴18横向设置在所述的低温驱动室1内，高温驱动轴17上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，低温驱动轴18上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，所述的高温驱动室12与所述的低温驱动室1连接处为收敛型，只有高温驱动轴17上的最左端的涡轮与高温驱动轴17固定连接，只有低温驱动轴18上的最右端的涡轮与低温驱动轴18固定连接，所述的高温驱动轴17和低温驱动轴18的转动反向相反，所述的高温驱动轴17为高压压气机7提供动力输出，所述的气流通道的出气口与高温驱动室12的进气口相连通，所述的高温驱动轴17的左端与高压压气机7的驱动轴通过第一差速器同轴联动连接，所述的低温驱动轴18为低压压气机6提供动力输出，所述的稳压通道8的出气口与低温驱动室1的进气口相连通，所述的低温驱动轴18的右端与所述的低压压气机6的驱动轴通过第二差速器15同轴联动连接，所述的低温驱动轴18的左端与所述的高温驱动轴17的右端之间通过第三差速器27反向联动连接。
所述的高温驱动室12的出气口和所述的低温驱动室1的出气口之间装配有针束型热回热器3，所述的低温驱动室1的出气口和所述的低压压气机的进气口之间装配有针束型冷回热器2，所述的针束型冷回热器2与所述针束型热回热器3相接触，所述的针束型冷回热器2与针束型热回热器3之间进行热交换。
所述的聚热器11包括多根并联的涡流管，所述的涡流管有一个热气出口和一个冷气出口，所述的涡流管道的进气口与集热室10的出气口相连通，所述的涡流管道的热气出口与所述的高温驱动室12的进气口相连通，所述的涡流管道的冷气出口连接有脉管制冷装置。
所述的脉管制冷装置包括依次相连接的脉管制冷器一13、脉管制冷器二14和膨胀阀19，所述的脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作时释放的热能被针束型热回热器3和针束型冷回热器2吸收，所述的脉管制冷器一13的进气口与涡流管道的冷气出口向连接，所述的脉管制冷器一13的出气口通过管道连接有多根吸热管道，所述的吸热管道均匀设置在高压压气机7的内壳体壁上，所述的吸热管道的末端与高压压气机7的出气口相连通，所述的脉管制冷器二14的出气口与低温交换器4的进气口相连通，所述的膨胀阀通过管道连接有多个电磁阀喷嘴21，所述的电磁阀喷嘴21的喷射方向朝向低温驱动室1，所述的电磁阀喷嘴21设在低温驱动室1的最大收敛位移处。
所述的高温驱动室12和高压压气机7之间的气流通道上设置有旋转叶轮一，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一13提供动力，所述的稳压通道8的管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道8内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二14提供动力。
本发明在使用的时候，工质在两个循环连接的能源循环装置内循环，工质先经过低温交换器4吸收环境的热，缓慢变成气态，然后工质进入低压压气机6内，再进入高压压气机7内，被压缩成高压的气态，然后进入集热室10内，由于工质的温度并不一致，有的温度高，有的温度低，在集热室10内，工质的温度被均匀，然后高压的气态工质进入聚热器11内，聚热器11由涡流管并联组成，工质一部分通过聚热器温度升高，另一部分通过聚热器温度转变更低，高温工质进入高温驱动室12内，在高温驱动室12内为了保证压力的水平，通过气流通道连通高压压气机7和高温驱动室12，从而高温高压的气态工质发生膨胀，高温高压的气态工质发生膨胀产生气流，气流驱动沿着高温驱动轴17的轴向依次套设在高温驱动轴17上的多个涡轮22转动，多个涡轮22转动加速驱动了固定连接在高温驱动轴17的涡轮转动，高温驱动轴17随着一起转动，高温驱动轴17转动对外做功，高温驱动室内排除的工质气态流入低温驱动室1，所述的聚热器11内另一部分工质通过涡流管的冷气出口一次进入脉管制冷器一13、脉管制冷器二14和膨胀阀19，被脉管制冷器一13、脉管制冷器二14和膨胀阀19降温变成低温高压的液态工质，低温高压的液态工质通过电磁阀喷嘴21喷入低温驱动室1内，为了保证低温驱动室1内的压力水平以及低压压气机内部喘振的消失，在低压压气机6的末端设有连通低温驱动室1进气端的稳压通道8，喷入低温驱动室1内的低温液态工质遇到高温以及扩压转变成的气态工质，发生膨胀，工质发生膨胀产生气流，气流驱动沿着低温驱动轴18的轴向依次套设在低温驱动轴18上的多个涡轮22转动，与高温驱动轴17一样被气流驱动的低温驱动轴18转动对外做功。集热室10有两个进气口，一个进气口与高温交换器9的出气口相连接，高温交换器9的进气口与高压压气机7的通气口相连通，当光敏传感器检测到太阳光比较好的时候，打开与高温交换器9的出气口相连接的集热室10的进气口，然后一部分高压的气态工质从高压压气机7进入高温交换器9内，高温热交换管道的外壁上设置的太阳能聚光器先聚光，聚的光通过光敏材料吸收变成高温传给高压的气态工质，高压的气态工质进入高温交换器9内变成高温高压气态，由于工质的温度在高温交换器9内被升温之后温度并不一致，有的温度高，有的温度低，在集热室内，工质的温度被均匀，然后高温高压的气态工质进入聚热器11内温度转变更高，太阳能聚光器利用太阳能对工质加热升温，太能能是可再生能源，响应了环保的号召；高温驱动室12和高压压气机7末端之间的气流通道设置有旋转叶轮一，流动的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一13提供动力，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，稳压通道8的管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道8内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二14提供动力，脉管制冷器一13和脉管制冷器二14的动力都是通过流动工质产生的气流来产生的，不必额外消耗能源产生动力来驱动脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作，实现了工质自主循环；同时本发明的脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作时释放的热能被针束型热回热器3和针束型冷回热器2吸收，避免了脉管制冷器一13和脉管制冷器二14工作时释放的热能散发到周围的环境中浪费掉，提高了能源的利用率；脉管制冷器一13的出气口通过管道连接有多根吸热管道，吸热热管道均匀设置在高压压气机7的内壳体壁，由于高压压气机7工作的时候，内部的温度会比较高，温度过高会损坏高压压气机7和影响高压压气机7的压缩效率，脉管制冷器一13的出气口向吸热热管道输送冷的工质，吸收高压压气机7内的热量，对高压压气机7的内部进行降温，以免温度过高会损坏高压压气机7以及在在压缩的时候产生失速，大大的提高了高压压气机的寿命。本发明结构简单，设计合理，大大的提供能量的利用率和转化率，避免的能源的浪费，响应了国家环保的号召，为能源危机做出了一定的贡献。
在具体应用中，所述的压气机或驱动室的结构可以替换成为波转子结构、或者为活塞结构、或者为离心式螺旋结构；所述的内部循环工质为混合工质，涡流管起到了分离工质的作用，有利于在不同温度范围内的工质的转换效率, 质量大的在涡流管内部气流离心力的作用下分布在外侧 ，进而进入热气出口，质量小的在涡流管内部气流离心力的作用下分布在中心，进而进入冷气出口。
总上所述，吸热管道的末端与高压压气机的出气口相连接可以替换为吸热管道的末端与高温驱动室内部相连通；在高温驱动室与低温驱动室的出口添加电磁圈以电输出方式代替本发明的机械动力输出方式；高温交换器以太阳能的光聚热器的方式可以替换成热传递吸热或光热结合的方式吸收能量；工质制冷顺序从第一脉管制冷到第二脉管制冷再到膨胀阀的方式可以替代为有膨胀阀到第一脉管制冷再到第二脉管制冷的方式；以上替换方案与权利要求同等权限，都在本发明的保护范围之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种广宽度能源循环发动机，包括一个或者至少两个循环连接的能源循环装置，其特征在于：所述能源循环装置包括依次循环相连通的低温交换器、压气机、高温交换器、聚热器和膨胀室，所述的能源循环装置内循环流动有工质，所述的膨胀室的整体膨胀度大于压气机的整体压缩度，所述的膨胀室内设置有对外做工的动力输出机构。
2.根据权利要求1所述的一种光宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的压气机包括依次相连通的低压压气机和高压压气机，所述的低压压气机的出气口和膨胀室之间连通有稳压通道，所述的高压压气机的出气口的末端设置有阻压板和连接有气流通道，所述的阻压板上均布设置有多个通气口，所述的气流通道的出气口与膨胀室相连通。
3.根据权利要求2所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的高压压缩机和聚热器之间连接有集热室，所述的集热室具有两个进气口，一个进气口与高压压气机的进气口相相连通，另外一个进气口与高温交换器的出气口相连接，所述的高温交换器的进气口与高压压气机的出气口相连通，所述的集热室的两个进气口处均安装有阀门，所述的阀门连接有光敏传感器，所述的光敏传感器控制和调节所述的阀门。
4.根据权利要求3所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的高温交换器包括多条并联的高温热交换管道，所述的高温热交换管道的进气端与阻压板上的通气口相连通，所述的高温热交换管道的出气端与集热室的一个进气口相连通，所述的低温交换器包括多个并联的低温热交换管道，所述的低温热交换管道的出气端与低压压气机的进气口相连通，所述的高温热交换管道的外壁上设置有光敏传感器、太阳能聚光器，所述的太阳能聚光器为荧光聚光器。
5.根据权利要求3所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的膨胀室包括相连通的高温驱动室和低温驱动室，所述的高温驱动室和低温驱动室的进气口均为扩压结构，所述的动力输出机构包括支架、两端通过轴承可转动的安装在支架的右侧上的高温驱动轴、沿着高温驱动轴的轴向依次套设在高温驱动轴上的多个涡轮、两端通过轴承可转动的安装在支架的左侧的低温驱动轴、以及沿着低温驱动轴的轴向依次套设在低温驱动轴上的多级涡轮，所述的高温驱动轴横向设置在高温驱动室内，所述的低温驱动轴横向设置在所述的低温驱动室内，高温驱动轴上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，低温驱动轴上的相邻涡轮之间通过同轴连接器相连接并且旋转方向相反，所述的高温驱动室与所述的低温驱动室连接处为收敛型，只有高温驱动轴上的最左端的涡轮与高温驱动轴固定连接，只有低温驱动轴上的最右端的涡轮与低温驱动轴固定连接，所述的高温驱动轴和低温驱动轴的转动反向相反，所述的高温驱动轴为高压压气机提供动力输出，所述的气流通道的出气口与高温驱动室的进气口相连通，所述的高温驱动轴的左端与高压压气机的驱动轴通过第一差速器同轴联动连接，所述的低温驱动轴为低压压气机提供动力输出，所述的稳压通道的出气口与低温驱动室的进气口相连通，所述的低温驱动轴的右端与所述的低压压气机的驱动轴通过第二差速器同轴联动连接，所述的低温驱动轴的左端与所述的高温驱动轴的右端之间通过第三差速器反向联动连接。
6.根据权利要求5所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的高温驱动室的出气口和所述的低温驱动室的出气口之间装配有针束型热回热器，所述的低温驱动室的出气口和所述的低压压气机的进气口之间装配有针束型冷回热器，所述的针束型冷回热器与所述针束型热回热器相接触，所述的针束型冷回热器与针束型热回热器之间进行热交换。
7.根据权利要求5所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的聚热器包括多根并联的涡流管，所述的涡流管有一个热气出口和一个冷气出口，所述的涡流管道的进气口与集热室的出气口相连通，所述的涡流管道的热气出口与所述的高温驱动室的进气口相连通，所述的涡流管道的冷气出口连接有脉管制冷装置。
8.根据权利要求7所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的脉管制冷装置包括依次相连接的脉管制冷器一、脉管制冷器二和膨胀阀，所述的脉管制冷器一和脉管制冷器二工作时释放的热能被针束型热回热器和针束型冷回热器吸收，所述的脉管制冷器一的进气口与涡流管道的冷气出口向连接，所述的脉管制冷器一的出气口通过管道连接有多根吸热管道，所述的吸热管道均匀设置在高压压气机的内壳体壁上，所述的吸热管道的末端与高压压气机的出气口相连通，所述的脉管制冷器二的出气口与低温交换器的进气口相连通，所述的膨胀阀通过管道连接有多个电磁阀喷嘴，所述的电磁阀喷嘴的喷射方向朝向低温驱动室，所述的电磁阀喷嘴设在低温驱动室室的最大收敛位移处。
9.根据权利要求8所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：所述的高温驱动室和高压压气机之间的气流通道上设置有旋转叶轮一，流动工质产生的气流驱动旋转叶轮一转动，所述的旋转叶轮一为脉管制冷器一提供动力，所述的稳压通道的管道上设置有旋转叶轮二，所述的稳压通道内流动的工质产生的气流驱动旋转叶轮二转动，所述的旋转叶轮二为脉管制冷器二提供动力。
10.根据权利要求5所述的一种广宽度能源循环发动机，其特征在于：低温驱动室为波转子结构、或者为涡轮式结构、或者为离心式螺旋结构。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105673107A (zh) * 2016-01-20 2016-06-15 中国科学院工程热物理研究所 槽塔集热联合驱动的超临界二氧化碳发电系统及方法
CN106014891A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 东南大学 一种槽式太阳能联合循环发电系统
CN206668482U (zh) * 2017-01-22 2017-11-24 华北电力大学 压缩超临界co2气体蓄能与太阳能结合的热发电系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105673107A (zh) * 2016-01-20 2016-06-15 中国科学院工程热物理研究所 槽塔集热联合驱动的超临界二氧化碳发电系统及方法
CN106014891A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 东南大学 一种槽式太阳能联合循环发电系统
CN206668482U (zh) * 2017-01-22 2017-11-24 华北电力大学 压缩超临界co2气体蓄能与太阳能结合的热发电系统

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