CN206290295U - 一种蓄能发动机 - Google Patents

Abstract

一种蓄能发动机，包括蓄热体、电磁线圈、防护层、能量输出控制装置和能量输出装置，能量输出控制装置将蓄热体的热能传导给能量输出装置，能量输出装置将内能作用于适量的水雾形成高压蒸汽输出能量，电磁线圈设置于蓄热体的一侧并使蓄热体形成感应电流，实现电磁线圈对蓄热体的加热并完成能量的输入，防护层外设置有多个由聚光镜和凸透镜组成的太阳光采集装置，太阳光采集装置把太阳光变成高能量的平行光束射入导光管中，并将平行光束导射在蓄热体表面，使蓄热体温度升高，实现了蓄热体对光能的转换和储存。总蓄存能量可达184千瓦时，寿命长；大大提高了发动机的续航能力；在满足功率输出的同时解决了未来汽油燃料不足和温室效应的问题。

Description

一种蓄能发动机

技术领域

本实用新型属于动力机械技术领域，具体涉及一种蓄能发动机。

背景技术

为了节省时间，减少辛苦，提高生活的品质，汽车和以电能为能源的机车成了我们生活中主要的代步工具。汽车，以汽油为能源，通过内燃机将汽油中的化学能转换成机械能输出。汽油，是从石油中蒸馏出来的，石油是一种有限的短时间内无法再生的资源。因此，在不久的将来，汽油的数量将不能满足人类的实际需求。汽油的燃烧，会让空气中的二氧化碳的含量增加，间接让全球的气温逐渐升高。汽油，世界上沸点在一定范围内的烃、苯等的混合物，有很高的医学用途，也能用于服装，橡胶等工业，是非常宝贵的资源，作为燃料来使用，降低了它本身所具有的价值。从环保和充分利用石油资源的角度，我们需要一种不需要燃油的发动机，代替目前的汽车的心脏---内燃机。以电能为能源的机车，现在已经走进我们的生活，比如，高铁和动车运行就是用的电能；有线的电动客车也在一定路线上服务我们的生活；电动轿车，电动摩托车，电动自行车，已经很常见。从有线的电动客车，高铁和动车说明用电能驱动机车符合我们社会发展的需要，电能的获取方式很多，成本在逐渐降低。高铁和动车，以及有线的电动客车，它们的电能是通过线路来进行传输的，没有了供电线路，它们就不能运行了。为了满足电能的需要，同时摆脱线路的束缚，蓄电池应运而生。目前，蓄电池受材料和技术的限制，还要受空间和质量的限制，很大程度上不能满足我们的生活需要。它主要表现在不能提供持续长久的高功率，储存的能量少两个大问题；电池的能量输入和输出转换是离子反应，充放电次数有限，储存的电量也会随着用户的使用逐渐减少，直到不能满足需要而报废。报废电池的废弃物的处理，以及造价也是很重要的问题。

针对以上所述，本申请人发明了这款发动机，形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本实用新型的任务在于提供一种将电能和光能转化为内能储存并在需要时转化成机械能输出的蓄能发动机，发动机的能量输入和存储结构可以保证在安全的前提下方便能量的转化输入和存储更多的能量，发动机的能量输出结构可以提高热能的利用效率、降低能量损失，实现高功率的输出。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种蓄能发动机，其特征在于：包括蓄热体、电磁线圈、防护层、能量输出控制装置和能量输出装置，所述的蓄热体、电磁线圈、能量输出控制装置和能量输出装置分别设置在防护层内，所述的能量输出控制装置通过导热块将蓄热体的热能传导给能量输出装置，该能量输出装置将内能作用于适量的水雾形成高压蒸汽输出能量，所述的蓄热体通过一组隔热垫墩分别从上、下、左、右、前、后六个方位支撑固定在防护层内，而所述的电磁线圈设置于蓄热体的一侧并通过感应线圈和变频线路将电能转化成急速变换的磁场使蓄热体形成感应电流，实现所述电磁线圈对蓄热体的加热并完成能量的输入，所述的防护层外还设置有多个由聚光镜和凸透镜组成的太阳光采集装置，该太阳光采集装置把太阳光变成高能量的平行光束射入导光管中，所述导光管的一端在穿过防护层后正对着所述的蓄热体，并将从导光管中射出的高能量平行光束导射在蓄热体表面，使蓄热体温度升高，从而实现了蓄热体对光能的转换和储存。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的能量输出控制装置包括导热体和控制电机，所述的导热体上下两侧分别具有导热体隔热层，所述的控制电机通过牵引绳与导热体下侧的导热体隔热层固定连接，在所述的导热体上方设置有一固定板，该固定板通过复位弹簧与导热体上侧的导热体隔热层固定连接，当控制电机正转时，由牵引绳拉动所述的导热体，使导热体从导热块和能量输出装置之间向下移动，这时所述的蓄热体与能量输出装置断开连接；而当控制电机反转时，由复位弹簧拉动所述的导热体，使导热体向上位移至导热块与能量输出装置之间，并且导热体的左右两侧端面分别与导热块、能量输出装置接触，从而蓄热体的热量通过导热块由导热体传导至能量输出装置中。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的能量输出装置包括加水装置、一组热交换器和活塞缸，所述的热交换器分别对应设置在活塞缸的各个活塞处，而所述的加水装置分别通过管道与对应热交换器的连接，所述的热交换器通过与能量输出控制装置的导热体的连接获得热能，使加水装置喷射在热交换器上的水雾瞬间汽化成蒸汽并驱动所述的活塞缸运转，所述的能量输出装置通过控制加水装置的电压和热交换器的温度来控制活塞缸的运行速度，以实现控制发动机的功率输出。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的蓄热体采用铁制作并在其表面设置有氧化镁结构层。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的防护层采用中空的不锈钢结构并在内表面设置有铝涂层，以减少热辐射和热量损失。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的导热体采用铁制作并在其表面设置有钨涂层，而所述的导热块采用钨制作。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的热交换器采用氧化铝制作，以承受高压蒸汽的冲击。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的活塞缸周围设置有隔热层，用于减少活塞缸对外做功时的能量损失和避免活塞缸温度过高而造成的意外。

本实用新型由于采用上述结构后，具有的有益效果：其一，由于采用蓄热体与电磁线圈和外部透镜及导光管配合的结构，分别通过感应线圈、变频电路和高能平行光线将电能和光能转化为蓄热体的热能并储存，因而拥有比相同质量体积的蓄电池高出很多倍的能量储存，可以实现存储千瓦时的能量，并且蓄热体的能量储存是通过自身温度的变化，不存在任何化学变化和离子反应，使蓄热体无论进行多少次能量的输入和输出，都不会出现已有蓄电池那样最大蓄能量会逐渐减少直至报废的现象，使用寿命得到极大地延长；其二，由于采用蓄热体与电磁线圈和外部透镜及导光管配合的结构，在光线充足的时候，打开多个太阳光采集装置可以将大面积的太阳光通过导光管输入到发动机中，特别是在一些没有电源的野外地区，因而大大提高了发动机的续航能力；其三，通过在换热器上喷射水雾使其瞬间汽化产生能量推动活塞缸做功，因而在不影响功率的同时解决了未来汽油燃料不足和温室效应的问题。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构图。

图2为本实用新型所述的能量输出装置的结构放大图。

图中：1.蓄热体、11.隔热垫墩、12.导热块；2.电磁线圈；3.防护层、31.聚光镜、32.凸透镜、33.导光管；4.能量输出控制装置、41.导热体、411.导热体隔热层、42.控制电机、421.牵引绳、43.固定板、431.复位弹簧；5.能量输出装置、51.加水装置、52.热交换器、53.活塞缸、531.隔热层。

具体实施方式

申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型技术方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图1所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

请参见图1，本实用新型涉及一种蓄能发动机，包括蓄热体1、电磁线圈2、防护层3、能量输出控制装置4和能量输出装置5，所述的蓄热体1、电磁线圈2、能量输出控制装置4和能量输出装置5分别设置在防护层3内，所述的能量输出控制装置4通过导热块12将蓄热体1的热能传导给能量输出装置5，该能量输出装置5将内能（高温）作用于适量的水雾形成高压蒸汽输出能量，所述的蓄热体1通过一组隔热垫墩11分别从上、下、左、右、前、后六个方位支撑固定在防护层3内，而所述的电磁线圈2设置于蓄热体1的一侧并通过感应线圈和变频线路将电能转化成急速变换的磁场使蓄热体1形成感应电流，实现所述电磁线圈2对蓄热体1的加热并完成能量的输入，所述的防护层3外还设置有多个由聚光镜31和凸透镜32组成的太阳光采集装置，其中聚光镜31和凸透镜32的数量不受任何限制，在本实施例中仅仅示意了两个，该太阳光采集装置把太阳光变成高能量的平行光束射入导光管33中，所述导光管33的一端在穿过防护层3后正对着所述的蓄热体1，并将从导光管33中射出的高能量平行光束导射在蓄热体1表面，使蓄热体1温度升高，从而实现了蓄热体1对光能的转换和储存。所述的蓄热体1采用铁制作并在其表面设置有氧化镁结构层。所述的防护层3采用中空的不锈钢结构并在内表面设置有铝涂层，以减少热辐射和热量损失。

进一步地，所述的能量输出控制装置4包括导热体41和控制电机42，所述的导热体41上下两侧分别具有导热体隔热层411，所述的控制电机42通过牵引绳421与导热体41下侧的导热体隔热层411固定连接，在所述的导热体41上方设置有一固定板43，该固定板43通过复位弹簧431与导热体41上侧的导热体隔热层411固定连接，当控制电机42正转时，由牵引绳421拉动所述的导热体41，使导热体41从导热块12和能量输出装置5之间向下移动，这时所述的蓄热体1与能量输出装置5断开连接；而当控制电机42反转时，由复位弹簧431拉动所述的导热体41，使导热体41向上位移至导热块12与能量输出装置5之间，并且导热体41的左右两侧端面分别与导热块12、能量输出装置5接触，从而蓄热体1的热量通过导热块12由导热体41传导至能量输出装置5中。

所述的导热体41采用铁制作并在其表面设置有钨涂层，而所述的导热块12采用钨制作。

进一步地，所述的能量输出装置5包括加水装置51、一组热交换器52和活塞缸53，所述的热交换器52分别对应设置在活塞缸53的各个活塞处，而所述的加水装置51分别通过管道与对应热交换器52的连接，所述的热交换器52通过与能量输出控制装置4的导热体41的连接获得热能，使加水装置51喷射在热交换器52上的水雾瞬间汽化成蒸汽并驱动所述的活塞缸53运转，所述的能量输出装置5通过控制加水装置51的电压和热交换器52的温度来控制活塞缸53的运行速度，以实现控制发动机的功率输出。所述的热交换器52采用氧化铝制作，以承受高压蒸汽的冲击。所述的活塞缸53周围设置有隔热层531，用于减少活塞缸53对外做功时的能量损失和避免活塞缸53温度过高而造成的意外。

请参阅图1并结合图2，叙述本实用新型的工作原理。其主要由三部分组成：能量转化输入部分、能量存储部分和能量转换输出控制部分，其中能量转化输出部分是首先将电磁线圈2接通电源，由电磁线圈2把电能转化成急速变换的电磁场，蓄热体1在电磁场的作用下形成感应电流以对蓄热体1加热，实现电能的转化和输入，另一方面通过聚光镜31将收集的光束汇聚到凸透镜32处，由凸透镜32将零散光束聚集成一束高能量的平行光线，光线沿导光管33射在蓄热体1上使其温度上升，实现光能的转化和输入，当蓄热体1温度升高到2700℃到2701℃时，电磁线圈2的电源切断同时显示充能完毕，此时蓄热体1内的铁呈液态状，而其外部的氧化镁结构层仍为固体状起到容器作用；能量存储部分是为了便于能量的输入和输出，并减少能量损失和提高安全性能，所述的蓄热体1通过上、下、左、右、前、后六个方位的隔热垫墩11以定点卡套式结构固定在密封的防护层3内，来减小隔热垫墩11和蓄热体1的接触面积和抵抗来自外部的冲击力及大气压力；能量转换输出部分是通过蓄热体1上的导热块12将热能通过导热体41传导给能量输出装置5的热交换器52，当活塞缸53的凸轮轴的旋转角度到达预设角度时，加水装置51给热交换器52的O,P区域喷射水雾，水雾在热交换器52的加热下汽化成高压蒸汽，推动所对应的活塞移动并对外做功，当O,P区域的活塞运行到上顶点时，其他活塞移动至下顶点，当活塞缸53的凸轮轴转到下一个预设角度时，加水系统给热交换器52上的Y,W区域喷射水雾，水雾在热交换器52的加热下汽化成高压蒸汽，推动所对应的活塞移动并对外做功，完成活塞缸53的循环做功过程。在此过程中，所述热交换器52的温度和加水装置51的电压，会直接影响到发动机的输出功率，热交换器52的温度越高，加水装置51的电压越大，则水压也就越大，产生水蒸汽的压力就越大，发动机输出的功率就越高，进而使活塞缸53的运行速度加快，其凸轮轴的转速升高，加水装置51的加水频率随之增加，进一步提高发动机的功率。

Claims (8)

1.一种蓄能发动机，其特征在于：包括蓄热体(1)、电磁线圈(2)、防护层(3)、能量输出控制装置(4)和能量输出装置(5)，所述的蓄热体(1)、电磁线圈(2)、能量输出控制装置(4)和能量输出装置(5)分别设置在防护层(3)内，所述的能量输出控制装置(4)通过导热块(12)将蓄热体(1)的热能传导给能量输出装置(5)，该能量输出装置(5)将内能作用于适量的水雾形成高压蒸汽输出能量，所述的蓄热体(1)通过一组隔热垫墩(11)分别从上、下、左、右、前、后六个方位支撑固定在防护层(3)内，而所述的电磁线圈(2)设置于蓄热体(1)的一侧并通过感应线圈和变频线路将电能转化成急速变换的磁场使蓄热体(1)形成感应电流，实现所述电磁线圈(2)对蓄热体(1)的加热并完成能量的输入，所述的防护层(3)外还设置有多个由聚光镜(31)和凸透镜(32)组成的太阳光采集装置，该太阳光采集装置把太阳光变成高能量的平行光束射入导光管(33)中，所述导光管(33)的一端在穿过防护层(3)后正对着所述的蓄热体(1)，并将从导光管(33)中射出的高能量平行光束导射在蓄热体(1)表面，使蓄热体(1)温度升高，从而实现了蓄热体(1)对光能的转换和储存。

2.根据权利要求1所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的能量输出控制装置(4)包括导热体(41)和控制电机(42)，所述的导热体(41)上下两侧分别具有导热体隔热层(411)，所述的控制电机(42)通过牵引绳(421)与导热体(41)下侧的导热体隔热层(411)固定连接，在所述的导热体(41)上方设置有一固定板(43)，该固定板(43)通过复位弹簧(431)与导热体(41)上侧的导热体隔热层(411)固定连接，当控制电机(42)正转时，由牵引绳(421)拉动所述的导热体(41)，使导热体(41)从导热块(12)和能量输出装置(5)之间向下移动，这时所述的蓄热体(1)与能量输出装置(5)断开连接；而当控制电机(42)反转时，由复位弹簧(431)拉动所述的导热体(41)，使导热体(41)向上位移至导热块(12)与能量输出装置(5)之间，并且导热体(41)的左右两侧端面分别与导热块(12)、能量输出装置(5)接触，从而蓄热体(1)的热量通过导热块(12)由导热体(41)传导至能量输出装置(5)中。

3.根据权利要求1所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的能量输出装置(5)包括加水装置(51)、一组热交换器(52)和活塞缸(53)，所述的热交换器(52)分别对应设置在活塞缸(53)的各个活塞处，而所述的加水装置(51)分别通过管道与对应热交换器(52)的连接，所述的热交换器(52)通过与能量输出控制装置(4)的导热体(41)的连接获得热能，使加水装置(51)喷射在热交换器(52)上的水雾瞬间汽化成蒸汽并驱动所述的活塞缸(53)运转，所述的能量输出装置(5)通过控制加水装置(51)的电压和热交换器(52)的温度来控制活塞缸(53)的运行速度，以实现控制发动机的功率输出。

4.根据权利要求1所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的蓄热体(1)采用铁制作并在其表面设置有氧化镁结构层。

5.根据权利要求1所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的防护层(3)采用中空的不锈钢结构并在内表面设置有铝涂层，以减少热辐射和热量损失。

6.根据权利要求2所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的导热体(41)采用铁制作并在其表面设置有钨涂层，而所述的导热块(12)采用钨制作。

7.根据权利要求3所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的热交换器(52)采用氧化铝制作，以承受高压蒸汽的冲击。

8.根据权利要求3所述的一种蓄能发动机，其特征在于所述的活塞缸(53)周围设置有隔热层(531)，用于减少活塞缸(53)对外做功时的能量损失和避免活塞缸(53)温度过高而造成的意外。