CN205841034U - 一种利用温度差将热能转换成动能的装置及其动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种利用温度差将热能转换成动能的装置及其动力系统，本装置包括：存气室，该存气室中设置有与其内壁紧密配合的第一活塞；第一活塞上设有第一活塞杆，第一活塞杆与外部的动力装置相连接；存气室上连接有加热通道和冷却通道；该存气室的后端与动力输出室相连通；该动力输出室中设置有与其内壁相紧密配合的第二活塞，该第二活塞上接有第二活塞杆，且该第二活塞的外端面与外部的大气压相接，该第二活塞杆的第二端为动力输出端；本实用新型降低了冷热气体之间的热传导，能量的转换效率得到了提升；且极大地降低了能量损耗；并且其可与现有的发动机进行配合使用，增大其整体输出功率。

Description

一种利用温度差将热能转换成动能的装置及其动力系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种利用温度差将热能转换成动能的装置以及一种动力系统。

背景技术

随着工业化的发展，发动机也得到了重大的发展；现有的发动机主要有外燃机、内燃机和电动机三种类别；其中，外燃机主要是指斯特林发动机，斯特林发动机是通过气体在冷热环境转换时的热胀冷缩做功输出机械能的装置。在结构上斯特林发动机有配气活塞和动力活塞两个活塞。其中配气活塞并不密封，气体可以从其和气缸间的缝隙中自由流动；故由于其冷气体和热气体同处一室，会导致热传导，使其能量的转换效率较低，并且外部的热能通过气缸壁传导至气缸内部，使其能量损耗大；由于存在上述的种种问题，使得斯特林发动机早已退出市面。

发明内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种利用温度差将热能转换成动能的装置以及一种动力系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型是一种利用温度差将热能转换成动能的装置，包括：气缸缸体，所述气缸缸体中设有存气室，所述存气室中活动设置有第一活塞，所述第一活塞的外侧壁与所述存气室的内壁相紧密配合；所述第一活塞的前端与第一活塞杆的第一端相接，所述存气室的前端设有供所述第一活塞杆通过的通孔，所述第一活塞杆的第二端与外部的动力装置相连接；

所述气缸缸体的外侧接有加热通道和冷却通道，所述加热通道的进气端与存气室的前部相连通，所述加热通道的出气端与存气室的后部相连通，且所述加热通道中设有高温室；所述冷却通道的进气端与存气室的后部相连通，所述冷却通道的出气端与存气室的前部相连通，且所述冷却通道中设有低温室；所述加热通道和冷却通道中的进气端和出气端均设有止回阀；

所述存气室的后端通过气体管道与动力输出室的第一端相连通；所述动力输出室中活动设置有第二活塞，所述第二活塞的外侧壁与所述动力输出室的内壁相紧密配合，所述第二活塞的外端面与第二活塞杆的第一端相连接，且所述第二活塞的外端面与外部的大气压相接；所述第二活塞杆的第二端为动力输出端。

进一步，所述高温室中设有加热装置，所述低温室中设有冷却装置。

进一步，所述高温室和低温室中均设有散热器，所述高温室的散热器中通入有高温液体，所述低温室的散热器中通入有低温液体。

本实用新型一种动力系统，包括，动力装置和如上所述的将热能转换成动能的装置，所述将热能转换成动能的装置的第一活塞杆与所述动力装置的动力输出端相连接。

进一步，所述动力装置为电机。

本实用新型由于其对冷气体和热气体进行相隔离，降低了两气体之间的热传导，能量的转换效率得到了提升；且其不需要利用气缸壁将热能传导至气缸内部，使其极大地降低了能量损耗；其克服了传统斯特林发动机的缺点，并且其可与现有的发动机进行配合使用，增大其整体输出功率。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本实用新型的装置在加热过程中的结构原理示意图；

图2为本实用新型的装置在冷却过程中的结构原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图2，本实用新型是一种利用温度差将热能转换成动能的装置，包括：气缸缸体1，所述气缸缸体1中设有存气室2，所述存气室2中活动设置有第一活塞3，所述第一活塞3的外侧壁与所述存气室2的内壁相紧密配合；通过第一活塞3将存气室2的前部和后部分隔为相互独立的低温区和高温区；所述第一活塞3的前端与第一活塞杆4的第一端相接，所述存气室2的前端设有供所述第一活塞杆4通过的通孔，所述第一活塞杆4的第二端与外部的动力装置（未图示）相连接；在工作时，存气室2中的第一活塞3，由外力推动，在存气室2中做往复运动，使其内部气体依次流过高温室和低温室；

所述气缸缸体1的外侧接有加热通道5和冷却通道6，所述加热通道5的进气端与存气室2的前部相连通，所述加热通道5的出气端与存气室2的后部相连通，且所述加热通道5中设有高温室7；所述冷却通道6的进气端与存气室2的后部相连通，所述冷却通道6的出气端与存气室2的前部相连通，且所述冷却通道6中设有低温室8；所述加热通道5和冷却通道6中的进气端和出气端均设有止回阀9，由于各个进气端和出气端均有一个气体止回阀9，使其气体只能单向流通；加热通道5的进气端和冷却通道6的出气端设置在存气室2的前部低温区中，加热通道5的出气端和冷却通道6进气端设置在存气室2的后部高温区中；通过加热通道5的气体在所述高温室7后得到加热，通过冷却通道6的气体在所述低温室8后得到冷却；

所述存气室2的后端通过气体管道10与动力输出室11的第一端相连通；所述动力输出室11中活动设置有第二活塞12，所述第二活塞12的外侧壁与所述动力输出室11的内壁相紧密配合，所述第二活塞12的外端面与第二活塞杆13的第一端相连接，且所述第二活塞12的外端面与外部的大气压相接；所述第二活塞杆13的第二端为动力输出端；由于存气室2与动力输出室11之间构成一个密封整体，且存气室2中的气体存在冷热交换，气体在热胀冷缩推动动力输出室11中的第二活塞12做往复运动，使其输出动能。

作为一种改进，所述高温室7中设有加热装置，所述低温室8中设有冷却装置。

作为另一种改进，所述高温室7和低温室8中均设有散热器14，所述高温室7的散热器14中通入有高温液体，使得通过该散热器14的气体与高温液体进行热交换，使得气体的温度升高；所述低温室8的散热器14中通入有低温液体，使得通过该散热器14的气体与低温液体进行热交换，使得气体的温度降低。

本实用新型的工作原理具体为：

当第一活塞杆4在动力装置的带动下，推动第一活塞3往存气室2前端移动；此时，低温区受到压缩，其内部的气体进入加热通道5中，在经过加热通道5的加热后，进入至存气室2的高温区中，而由于气体受热后体积会变大，其将推动动力输出室11中第二活塞12克服外部的压强向动力输出室11的第二端移动；

当第一活塞杆4在动力装置的带动下，推动第一活塞3往存气室2后端移动；此时，高温区受到压缩，其内部的气体进入冷却通道6中，冷却通道6对所进入的其他进行冷却后，存储至低温区中；而随着高温区中其气体逐渐转移至低温区中，第一、第二活塞3、12之间的气压变小，故在外部大气压的作用下，其将第二活塞12向动力输出室11的第一端移动；

由此不断的循环，实现动能的不断输出。

本实用新型一种动力系统，包括，动力装置和如上所述的将热能转换成动能的装置，所述将热能转换成动能的装置的第一活塞杆4与所述动力装置的动力输出端相连接。

进一步，所述动力装置为电机。

在本实用新型动力系统中，电机向该装置中输入动能，并且该装置将热能转换为动能后与所输入的动能进行结合；使输出的动能大大高于输入动能，增大其输出功率；而其动能的增加幅度由该装置中加热通道5和冷却通道6之间的温度差来决定的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用温度差将热能转换成动能的装置，其特征在于，包括：气缸缸体，所述气缸缸体中设有存气室，所述存气室中活动设置有第一活塞，所述第一活塞的外侧壁与所述存气室的内壁相紧密配合；所述第一活塞的前端与第一活塞杆的第一端相接，所述存气室的前端设有供所述第一活塞杆通过的通孔，所述第一活塞杆的第二端与外部的动力装置相连接；

所述气缸缸体的外侧接有加热通道和冷却通道，所述加热通道的进气端与存气室的前部相连通，所述加热通道的出气端与存气室的后部相连通，且所述加热通道中设有高温室；所述冷却通道的进气端与存气室的后部相连通，所述冷却通道的出气端与存气室的前部相连通，且所述冷却通道中设有低温室；所述加热通道和冷却通道中的进气端和出气端均设有止回阀；

所述存气室的后端通过气体管道与动力输出室的第一端相连通；所述动力输出室中活动设置有第二活塞，所述第二活塞的外侧壁与所述动力输出室的内壁相紧密配合，所述第二活塞的外端面与第二活塞杆的第一端相连接，且所述第二活塞的外端面与外部的大气压相接；所述第二活塞杆的第二端为动力输出端。

2.根据权利要求1所述的利用温度差将热能转换成动能的装置，其特征在于，所述高温室中设有加热装置，所述低温室中设有冷却装置。

3.根据权利要求1所述的利用温度差将热能转换成动能的装置，其特征在于，所述高温室和低温室中均设有散热器，所述高温室的散热器中通入有高温液体，所述低温室的散热器中通入有低温液体。

4.一种动力系统，其特征在于，包括，动力装置和如权利要求1至3任一项所述的将热能转换成动能的装置，所述将热能转换成动能的装置的第一活塞杆与所述动力装置的动力输出端相连接。

5.根据权利要求4所述的动力系统，其特征在于，所述动力装置为电机。