CN208153259U - 小温差热能发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热能发动机技术领域，尤其涉及一种小温差热能发动机，包括：敞开式的机壳，机壳具有一空心的内腔体；转动副组件，包括部分地收容于内腔体中的转轮、设于转轮上且与该转轮同轴线的转轴，以及设于内腔体对应于转轮的径向面的一个壁面上的适于转轴插入的轴承座；以及推拉组件，包括固设于内腔体的对应于转轮的径向面的另一个壁面上的定轴、转动套接在定轴上的沿转轮周向阵列式分布的若干个推拉单元；推拉单元包括转动套接在定轴上的连杆、与连杆相连的伸缩器，以及与伸缩器相连的支座；支座通过铰轴与转轮的周向边沿铰接；伸缩器为弹性材料制成的密封罐体，且该密封罐体内封存有适于热胀冷缩的介质。

Description

小温差热能发动机

技术领域

本实用新型涉及热能发动机技术领域，尤其涉及一种小温差热能发动机。

背景技术

许多机电设备，例如炉窑、内燃机、蒸汽加热设备，在运行时会产生热能。这些热能因为与环境温度相比，温差小，不便于回收利用，所以通常排放掉。利用这些小温差热能来产生机械能是很有意义的。

专利申请号为CN96240203.6的实用新型专利公开了一种板式太阳光兼小温差热幅射动力机，它能将太阳光之类与环境温差小的热源直接转换成机械能，提供了利用小温差热能产生机械能的技术方案。该实用新型专利的技术方案是：一个具有主轴档和偏心轴档组合的曲轴或凸轮轴组，偏心轴档由机架定位不转动，在主轴档上装置有一个能转动的刚性旋转架，旋转架外表面上铺设有多块条形的承热薄板，该板的固定端与旋转架刚性定位，另一端作为施力点牵拉一根或一组支点固定于旋转架上的，总力臂小于总阻力臂的杠杆或杠杆组，其阻力点通过连杆与曲轴的偏心轴档活动配合，或者其阻力点通过一个滚轮与凸轮轴的凸轮面相贴合滚动。该动力机的工作原理是：承热薄板跟随旋转架在主轴档上转动，转至承热薄板在阳光或热源直射方位，因为板很薄，即刻整板升温，产生热膨胀，转至非直射方位时，承热薄板向空中散热，产生冷收缩，一胀一缩使承热薄板产生线向伸长和缩短的变化，这个很微量的变化经过杠杆的放大，达到与曲轴或凸轮轴的偏心量近似等量。转动的旋转架和承热薄板相对于不动的偏心轴产生逐次牵拉或推压作用，从而使旋转架不断得力而转动输出动力。

可以看出，将承热薄板产生的微量伸缩转变成旋转架转动而输出动力，需要经过多根杠杆组成的连杆机构、凸轮机构传动才能实现，因此造成该动力机结构复杂的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种小温差热能发动机，以解决通过简单的结构来利用温差热能产生机械能的技术问题。

本实用新型的小温差热能发动机是这样实现的：

一种小温差热能发动机，包括：

敞开式的机壳，所述机壳具有一空心的内腔体；

转动副组件，包括部分地收容于所述内腔体中的转轮、设于所述转轮上且与该转轮同轴线的转轴，以及设于所述内腔体对应于所述转轮的径向面的一个壁面上的适于所述转轴插入的轴承座；以及

推拉组件，包括固设于所述内腔体对应于所述转轮的径向面的另一个壁面上的定轴、转动套接在所述定轴上的沿转轮周向阵列式分布的若干个推拉单元；所述推拉单元包括转动套接在所述定轴上的连杆、与所述连杆相连的伸缩器，以及与所述伸缩器相连的支座；所述支座通过铰轴与转轮的周向边沿铰接；所述伸缩器为弹性材料制成的密封罐体，且该密封罐体内封存有适于热胀冷缩的介质。

在本实用新型较佳的实施例中，所述转轮的截面的形状呈С形；

若干个所述推拉单元的支座分别通过铰轴与C形转轮的开口面的周向边沿铰接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述定轴的轴线与转轴的轴线错位且平行；

所述定轴位于转轴的右侧或左侧。

在本实用新型较佳的实施例中，所述机壳适于罩住转轮径向的二分之一；

所述转轮包括轮圈、位于所述轮圈中心的轮毂，以及设于所述轮圈与轮毂之间阵列式分布的若干根辐条；

所述转轴穿设于所述轮毂的中心位置上。

在本实用新型较佳的实施例中，所述伸缩器适于沿着在所述定轴轴线的垂直面内从所述定轴至所述铰轴的直线方向伸缩变形。

在本实用新型较佳的实施例中，所述伸缩器的侧壁沿伸缩器的伸缩方向呈锯齿形。

在本实用新型较佳的实施例中，所述连杆与定轴套接的端部设有轴承孔；且

若干个所述推拉单元的连杆套接在定轴上的轴承孔沿定轴的轴线方向排列，且每相邻的两个轴承孔之间存有间隙。

在本实用新型较佳的实施例中，所述支座内设有与伸缩器连通的密封的空腔；

所述空腔中填充有适于热胀冷缩的介质。

在本实用新型较佳的实施例中，所述支座内设有一导孔；

所述导孔为盲孔且该盲孔的孔口与伸缩器连通；

所述导孔的轴线与伸缩器的伸缩方向平行。

在本实用新型较佳的实施例中，所述连杆与伸缩器相连的一端固设有一导杆；

所述导杆沿着伸缩器的伸缩方向插入伸缩器；所述导杆插入伸缩器中的部分的端部插入所述导孔中；以及

所述导杆插入导孔的端部与导孔横向的径向端壁面之间存在空隙，即所述导杆适于沿着导孔作轴向移动。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的小温差热能发动机，结构简单，利用介质的热胀冷缩的性能而产生微量伸缩转变成转轮转动而输出动力，使用方便，制造成本较低，适用范围广泛。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的小温差热能发动机的主视图；

图2是图1的A—A剖视图，示出了转轮的截面的形状；

图3是小温差热能发动机的主视图，图中没有画出机壳；

图4示出了由轮圈、辐条、轮毂组成的转轮；

图5示出了实施例3的小温差热能发动机支座、伸缩器、连杆依次串联连接组成的推拉单元，图中的支座内设有与伸缩器连通的密封的空腔与导孔，连杆固定有导杆。

图中：转轮1、转轴2、机壳3、轴承座4、定轴5、支座6、伸缩器7、连杆8、铰轴9、轮圈10、辐条11、轮毂12、空腔13、导孔14、导杆15。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种小温差热能发动机，包括：敞开式的机壳3、转动副组件和适于带动转动副组件转动的推拉组件。

敞开式的机壳3具有一空心的内腔体。机壳3采用例如但不限于半环形结构，即具有能容纳转动副组件和推拉组件的空心内腔体的结构均满足本实施例的使用要求，本实施例就半环形结构举例。

转动副组件，包括部分地收容于内腔体中的转轮1、设于转轮1上且与该转轮1同轴线的转轴2，以及设于内腔体对应于转轮1的径向面的一个壁面上的适于转轴2插入的轴承座4(参阅附图2中的内腔体的下壁)，转轴2插设在该轴承座4的轴承孔中，使得转轮1被约束在机壳3的内腔体转动。

请参阅图2所示，本实施例中的转轮1的截面的形状呈С形；若干个推拉单元的支座6分别通过铰轴9与C形转轮1的开口面的周向边沿铰接。C形结构的转轮1可以形成容纳若干个推拉单元的空间。

请参阅图3所示，推拉组件，包括固设于内腔体对应于转轮1的径向面的另一个壁面(参阅附图2中的内腔体的上壁)上的定轴5、转动套接在定轴5上的沿转轮1周向阵列式分布的若干个推拉单元；推拉单元包括转动套接在定轴5上的连杆8、与连杆8相连的伸缩器7，以及与伸缩器7相连的支座6；支座6通过铰轴9与转轮1的周向边沿铰接；伸缩器7为弹性材料制成的密封罐体，且该密封罐体内封存有适于热胀冷缩的介质。

具体的，伸缩器7内的介质受热膨胀或遇冷收缩后会导致伸缩器7伸长或缩短，伸缩器7伸长或缩短的方向是沿着在定轴5轴线的垂直面内从定轴5至铰轴9的直线方向(参阅附图5示出的伸缩器7的水平方向)，推拉单元的长度也随之伸长或缩短，进而产生推力或拉力。推拉单元的推力或拉力通过铰轴9作用于转轮1并推动转轮1旋转，旋转动力由转轴2输出。

推拉单元可根据实际使用需求设计对应的数量，本实施例以6个推拉单元为例子，即具体的，连杆8为6根，对应的，伸缩器7为6个，以及支座6为6个。

本实施例中的，定轴5的轴线与转轴2的轴线错位且平行；定轴5位于转轴2的右侧或左侧。

机壳3适于罩住转轮1径向的二分之一，即转轮1整体的二分之一处于机壳3的内腔体中，转轮1整体的二分之一裸露于机壳3外。对应的，6个推拉单元中保持有部分的推拉单元处于机壳3的内腔中，其余的推拉单元裸露于机壳3外。

又具体的，请参阅图4所示，本实施例中的转轮1包括轮圈10、位于轮圈10中心的轮毂12，以及设于轮圈10与轮毂12之间阵列式分布的若干根辐条11，转轴2穿设于轮毂12的中心位置上。这样的设计可以减轻转轮1的整体质量，减少转轮1在转动过程中的重力带来的阻力，还可以让出更多的空间以便于容纳更大的伸缩器7。

本实施例设计的伸缩器7适于沿着在定轴5轴线的垂直面内从定轴5至伸缩器7对应的同一个推拉单元的铰轴9的直线方向伸缩变形(此处所述的伸缩器7与铰轴9是对应于同一个推拉单元而言的，前者装在该推拉单元上，后者将该推拉单元铰接在转轮1周向边沿)；伸缩器7的侧壁沿伸缩器7的伸缩方向呈锯齿形。锯齿形的设计便于伸缩器7伸缩变形。

为了减少各推拉单元在运行中彼此之间的影响和阻力，连杆8与定轴5套接的端部设有轴承孔；且若干个推拉单元的连杆8套接在定轴5上的轴承孔沿定轴5的轴线方向排列，且每相邻的两个轴承孔之间存有间隙。

本实用新型的小温差热能发动机具体的实施原理如下：

往小温差热能发动机的机壳3内导入小温差热能，例如内燃机排放的废气、低温蒸汽等，对位于机壳3的内腔体中的推拉单元的伸缩器7加热，伸缩器7受热膨胀使推拉单元产生推力，推拉单元的推力通过铰轴9作用于转轮1并推动转轮1旋转；同时，裸露于机壳3外的推拉单元的伸缩器7被环境空气冷却，伸缩器7遇冷收缩使推拉单元产生拉力，推拉单元的拉力通过铰轴9作用于转轮1并拉动转轮1旋转。伸缩器7随转轮1一同旋转，在旋转的过程中，伸缩器7由位于机壳3的内腔体中受热膨胀逐渐旋转到机壳3的外部遇冷收缩，再旋转转到机壳3的内腔体中受热膨胀，从而完成热胀冷缩循环。旋转动力由转轴2输出。

实施例2：

请参阅图5所示，在实施例1的小温差热能发动机的基础上，本实施例的小温差热能发动机的支座6内设有与伸缩器7连通的密封的空腔13；空腔13中填充有适于热胀冷缩的介质。空腔13内的介质受热膨胀会流入伸缩器7，使伸缩器7伸长。空腔13内的介质遇冷收缩会抽吸伸缩器7内的介质，使伸缩器7缩短。

本实施例的小温差热能发动机通过设计的填充有适于热胀冷缩的介质的空腔13与伸缩器7连通，扩大了适于热胀冷缩的介质的体量，可以提高伸缩器7的变形效率。

实施例3：

请参阅图5所示，在实施例2的小温差热能发动机的基础上，本实施例的小温差热能发动机的支座6设有导孔14；导孔14为盲孔(即导孔14非通孔)，且该盲孔的孔口与伸缩器7连通；导孔14的轴线与伸缩器7的伸缩方向平行。

连杆8与伸缩器7相连的一端固设有一导杆15；导杆15沿着伸缩器7的伸缩方向插入伸缩器7中，导杆15插入伸缩器7中的部分的端部插入导孔14中；以及导杆15插入导孔14的端部与导孔14横向的径向端壁面之间存在空隙，即导杆15适于沿着导孔14作轴向移动，导孔14与导杆15构成移动副。

本实施例中设置在支座6内的导孔14与固定在连杆8上的导杆15的作用是当伸缩器7沿着在定轴5轴线的垂直面内从定轴5至伸缩器7的直线方向膨胀的过程中，避免伸缩器7产生在伸缩变形方向的垂直方向上的变形，即防止伸缩器7弯屈变形。导孔14与导杆15构成的移动副，因为与外界环境隔离，避免了腐蚀介质、沙尘的侵害，所以可靠性高、经久耐用。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种小温差热能发动机，其特征在于，包括：

敞开式的机壳(3)，所述机壳(3)具有一空心的内腔体；

转动副组件，包括部分地收容于所述内腔体中的转轮(1)、设于所述转轮(1)上且与该转轮(1)同轴线的转轴(2)，以及设于所述内腔体对应于所述转轮(1)的径向面的一个壁面上的适于所述转轴(2)插入的轴承座(4)；以及

推拉组件，包括固设于所述内腔体对应于所述转轮(1)的径向面的另一个壁面上的定轴(5)、转动套接在所述定轴(5)上的沿转轮(1)周向阵列式分布的若干个推拉单元；所述推拉单元包括转动套接在所述定轴(5)上的连杆(8)、与所述连杆(8)相连的伸缩器(7)，以及与所述伸缩器(7)相连的支座(6)；所述支座(6)通过铰轴(9)与转轮(1)的周向边沿铰接；所述伸缩器(7)为弹性材料制成的密封罐体，且该密封罐体内封存有适于热胀冷缩的介质。

2.根据权利要求1所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述转轮(1)的截面的形状呈С形；

若干个所述推拉单元的支座(6)分别通过铰轴(9)与C形转轮(1)的开口面的周向边沿铰接。

3.根据权利要求1所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述定轴(5)的轴线与转轴(2)的轴线错位且平行；

所述定轴(5)位于转轴(2)的右侧或左侧。

4.根据权利要求1所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述机壳(3)适于罩住转轮(1)径向的二分之一；

所述转轮(1)包括轮圈(10)、位于所述轮圈(10)中心的轮毂(12)，以及设于所述轮圈(10)与轮毂(12)之间阵列式分布的若干根辐条(11)；

所述转轴(2)穿设于所述轮毂(12)的中心位置上。

5.根据权利要求1所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述伸缩器(7)适于沿着在所述定轴(5)轴线的垂直面内从所述定轴(5)至所述铰轴(9)的直线方向伸缩变形。

6.根据权利要求5所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述伸缩器(7)的侧壁沿伸缩器(7)的伸缩方向呈锯齿形。

7.根据权利要求1所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述连杆(8)与定轴(5)套接的端部设有轴承孔；且

若干个所述推拉单元的连杆(8)套接在定轴(5)上的轴承孔沿定轴(5)的轴线方向排列，且每相邻的两个轴承孔之间存有间隙。

8.根据权利要求5或6任一项所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述支座(6)内设有与伸缩器(7)连通的密封的空腔(13)；

所述空腔(13)中填充有适于热胀冷缩的介质。

9.根据权利要求8所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述支座(6)内设有一导孔(14)；

所述导孔(14)为盲孔且该盲孔的孔口与伸缩器(7)连通；

所述导孔(14)的轴线与伸缩器(7)的伸缩方向平行。

10.根据权利要求9所述的小温差热能发动机，其特征在于，所述连杆(8)与伸缩器(7)相连的一端固设有一导杆(15)；

所述导杆(15)沿所述伸缩器(7)的伸缩方向插入伸缩器(7)中；所述导杆(15)插入伸缩器(7)中的部分的端部插入所述导孔(14)中；以及

所述导杆(15)插入导孔(14)的端部与导孔(14)的径向端壁面之间存在空隙，即所述导杆(15)适于沿着导孔(14)作轴向移动。