TWM566266U - Thermal energy engine power generation structure - Google Patents

Abstract

一種熱能引擎發電結構，至少包括：一汽缸體、一活塞，一發熱 體、一傳動機構、一飛輪、以及一發電機，該結構具有四衝程引擎的循環動作(吸氣、壓縮、產生推力、排氣)，其中一汽缸體與一活塞組合，一發熱體置於汽缸體內和活塞的頂端，該發熱體是以一電力供應能夠瞬間發熱，汽缸體的上端置一進氣閥和一排氣閥，該兩個氣閥的開、閉動作是由一傳動機構的凸輪來驅動，該傳動機構是由一傳動軸、一凸輪組，一飛輪一發電機所組合，其中在傳動軸上有一曲軸，該曲軸以一曲軸環與一連桿連接，該連桿的另一端連接活塞；當引擎在第三衝程時，發熱體瞬間發熱，此時的壓縮空氣因溫度增高而壓力增加，所以產生推力，該推力帶動傳動機構的傳動軸，該傳動軸的動力經飛輪後驅動發電機而產生電力為其特徵者。

Description

一種熱能引擎發電結構

本創作係有關於一種熱能引擎發電結構，至少包括：一汽缸體、一活塞，一發熱體、一傳動機構、一飛輪、以及一發電機，該結構具有四衝程引擎的循環動作(吸氣、壓縮、產生推力、排氣)，其中一汽缸體與一活塞組合，一發熱體置於汽缸體內和活塞的頂端，汽缸體的上端置一進氣閥和一排氣閥，該兩個氣閥的開、閉動作是由一傳動機構的凸輪來驅動，該傳動機構是由一傳動軸、一凸輪組，一飛輪一發電機所組合，其中在傳動軸上有一曲軸，該曲軸以一曲軸環與一連桿連接，該連桿的另一端連接活塞，傳動軸的另一端連接一飛輪和一發電機；本創作在第三衝程時，以一電力供應器提供發熱體瞬間發熱，該熱能使壓縮的空氣產生高壓，因而具有推力來驅動傳動軸輸出動力並帶動發電機發電為其特徵者。

按今之熱能引擎的運作，大都以氣體的冷熱自動循環來獲得動力，如斯特林發動機(Stirling Engine)，稱為外燃機，創作人積多年之試驗、改良，終於創設出本創作，其目的係在不使用燃料下可獲得一種無汙染的推力。

本創作係有關於一種熱能引擎發電結構，該結構至少包括： 一汽缸體、一活塞，一發熱體、一傳動機構、一飛輪、以及一發電機，該結構具有四衝程引擎的循環動作(吸氣、壓縮、產生推力、排氣)，其中一汽缸體與一活塞組合，一發熱體置於汽缸體內和活塞的頂端，該發熱體是以一電力供應器提供電力能夠瞬間發熱，汽缸體的上端置一進氣閥和一排氣閥，該兩個氣閥的開、閉動作是由一傳動機構的凸輪來驅動，該傳動機構是由一活塞桿、一傳動軸、一凸輪組所組合，該傳動軸的另端接一飛輪、以及一發電機；其中在傳動軸上有一曲軸，該曲軸以一曲軸環與一連桿連接，該連桿的另一端連接活塞，因此傳動軸每轉一圈，在汽缸體內的活塞進行二個衝程，轉二圈時，在汽缸體內的活塞進行四個衝程，其中凸輪組要隨傳動軸的旋轉角度，能定時致動進氣閥和排氣閥的汽門執行開、閉的動作，該結構每四衝程為一個循環；其中在第一衝程時，進氣閥的汽門打開，排氣閥的汽門關閉，則活塞下降產生低壓吸入空氣的狀態；在第二衝程時，進氣閥的汽門關閉，排氣閥的汽門關閉，則活塞上升壓縮空氣的狀態；第三衝程時，進氣閥的汽門關閉，排氣閥的汽門關閉，則汽缸體內和活塞的發熱體瞬間發熱而產生高壓，該壓力迫使活塞下降產生推力的狀態；第四衝程時，進氣閥的汽門關閉，排氣閥的汽門打開，則活塞上升排出熱空氣的狀態。

當引擎在第三衝程時，發熱體將瞬間發熱，此時的壓縮空氣因溫度增高而壓力增加，該壓力將產生推力，該推力帶動傳動機構的傳動軸，該傳動軸的動力經飛輪後驅動發電機而產生電力為其特徵者。

1‧‧‧汽缸體

10‧‧‧支持體

11‧‧‧汽缸

12‧‧‧汽缸

13‧‧‧汽缸

14‧‧‧汽缸

2‧‧‧發熱體

20‧‧‧凸輪

21‧‧‧凸輪

22‧‧‧凸輪

23‧‧‧電力線

24‧‧‧電力供應器

3‧‧‧進氣閥

30‧‧‧連桿

31‧‧‧進氣閥

32‧‧‧進氣閥

33‧‧‧進氣閥

34‧‧‧進氣閥

4‧‧‧排氣閥

40‧‧‧連桿

41‧‧‧排氣閥

42‧‧‧排氣閥

43‧‧‧排氣閥

44‧‧‧排氣閥

5‧‧‧活塞

50‧‧‧活塞軸

51‧‧‧活塞

52‧‧‧活塞

53‧‧‧活塞

54‧‧‧活塞

55‧‧‧活塞桿

56‧‧‧活塞軸還

6‧‧‧活塞環

61‧‧‧氣管

62‧‧‧氣管

63‧‧‧氣管

7‧‧‧曲軸環

70‧‧‧旋轉方向

71‧‧‧曲軸環

72‧‧‧曲軸環

73‧‧‧曲軸環

74‧‧‧曲軸環

8‧‧‧傳動軸

80‧‧‧軸承

81‧‧‧軸承

82‧‧‧傳動軸

83‧‧‧軸承

84‧‧‧軸承

9‧‧‧飛輪

90‧‧‧發電機

a‧‧‧狀態

b‧‧‧狀態

c‧‧‧狀態

d‧‧‧狀態

第1圖係本創作一種單汽缸式熱能引擎發電結構圖。

第2圖係本創作的傳動軸之凸輪組功能示意圖。

第3圖係本創作的四衝程功能示意圖。

第4圖係本創作的一種多汽缸式熱能引擎發電結構圖。

第5圖係本創作的另一種多汽缸式熱能引擎發電結構圖。

本創作係有關於一種熱能引擎發電結構之實施方式請參閱第1圖~第5圖，如第1圖所示，一種單汽缸式的熱能引擎發電結構，該結構至少包括：一汽缸體1、一活塞5，一發熱體2、一傳動機構(7、8、50、55)一飛輪9、以及一發電機90，該結構具有四衝程引擎的循環動作(吸氣、壓縮、產生推力、排氣)，其中一汽缸體1與一活塞5組合，該活塞5上端的外圓面置有一活塞環6，該活塞環6與汽缸體1緊密接觸，一發熱體2置於汽缸體1內和活塞5的頂端，汽缸體1的上端置一進氣閥3和一排氣閥4，該兩個氣閥(3、4)的開、閉動作是由一傳動機構(7、8、50、55、56)的凸輪20來定時驅動，該傳動機構(7、8、50、55、56)是由一活塞軸50、一活塞稈55、一活塞軸還56、一傳動軸8、一曲軸環7所組合，其中傳動軸8由軸承80和軸承81支撐，在傳動軸8上有一曲軸，該曲軸以一曲軸環7與活塞稈55的一端套接，活塞稈55的另一端與活塞軸50以一活塞軸還56套接，該活塞軸50固定在活塞5內，因此活塞5移動一個行程時，傳動軸8將旋轉半圈180度，活塞5移動上、下兩個行程時，傳動軸8將旋轉一圈360度，活塞5移動四個行程時，傳動軸8將旋轉二圈720度；該傳動軸8上置有一凸輪組(20、21、22)，如第2圖所示，其中凸輪21配合傳動軸8的旋轉角度定時致動連桿30，該連桿30控制進氣閥3的開、閉動 作；其中凸輪22配合傳動軸8的旋轉角度定時致動連桿40，該連桿40控制排氣閥4的開、閉動作；其中凸輪20配合傳動軸8的旋轉角度定時致動一電路開關，該電路開關導通一電力線23，使一電力供應器24輸出電力到一發熱體2；該傳動軸8的另一端連接一飛輪9、以及一發電機90。

一種單汽缸式的熱能引擎發電結構具有四衝程引擎的循環動作，如第3圖所示，在第一衝程時，如吸氣狀態a，傳動軸8從0度轉到180度期間，如旋轉方向70所示，活塞5從上端下降到最低點，凸輪21將進氣閥3的汽門打開，凸輪22將排氣閥的汽門關閉，則活塞5在下降時將產生低壓狀態，因此能夠吸入空氣；在第二衝程時，如壓縮狀態b，傳動軸8從180度轉到360度期間，如旋轉方向70所示，活塞5從底部上升到最高點，凸輪21將進氣閥的汽門關閉，凸輪22排氣閥的汽門關閉，則活塞5在上升時將壓縮空氣的狀態；在第三衝程時，如熱脹動力狀態c，傳動軸8從360度轉到540度期間，如旋轉方向70所示，活塞5從上端下降到最低點，凸輪21將進氣閥的汽門關閉，凸輪22將排氣閥的汽門關閉，凸輪20致動一電路開關，使電力供應器2瞬間輸出電力到發熱體2；則汽缸體1內和活塞5的發熱體2瞬間發熱而產生高壓，該高壓力迫使活塞5下降產生推力的狀態；在第四衝程時，如排氣狀態d，傳動軸8從540度轉到720度期間，如旋轉方向70所示，凸輪21將進氣閥的汽門關閉，凸輪22將排氣閥的汽門打開，則活塞5從底部上升到最高點，活塞5在上升時將熱空氣排出，如此進行了四個衝程後，繼續重複下一個四衝程的動作；在四個衝程裡，其中僅第三個衝程可以獲得動力，該動力除了提供其它三個衝程所需的動力外，剩餘的動力經飛輪9儲存，再經發電機90發電輸出電力為其特徵。

一種單汽缸式的熱能引擎發電結構的汽缸可以增加為多汽缸式，如第4圖所示為四汽缸式的熱能引擎發電結構，其中第一汽缸的汽缸體11上端置一進氣閥31和一排氣閥41，汽缸體11與活塞51組合，該活塞51的動力經由活塞稈上的曲軸環71傳輸到傳動軸82，該傳動軸82由軸承83和軸承84支撐；第二汽缸的汽缸體12上端置一進氣閥32和一排氣閥42，汽缸體12與活塞52組合，該活塞52的動力經由活塞稈上的曲軸環72傳輸到傳動軸82；第三汽缸的汽缸體13上端置一進氣閥33和一排氣閥43，汽缸體13與活塞53組合，該活塞53的動力經由活塞稈上的曲軸環73傳輸到傳動軸82；第四汽缸的汽缸體14上端置一進氣閥34和一排氣閥44，汽缸體14與活塞54組合，該活塞54的動力經由活塞稈上的曲軸環74傳輸到傳動軸82。

四汽缸式的熱能引擎發電結構的傳動軸82都承受每一汽缸的熱能引擎動力，因此控制每一汽缸的熱能引擎之推力時程，該推力可以平均分配在傳動軸82的轉動時程上，因此有助於傳動軸82的動力輸出之穩定性為其特徵。

如第5圖所示，實施另一例四汽缸式的熱能引擎發電結構，其中第一汽缸的汽缸體11上端置一進氣閥31和一排氣閥41，汽缸體11與活塞51組合，該活塞51的動力經由活塞稈上的曲軸環71傳輸到傳動軸82，該傳動軸82由軸承83和軸承84支撐；第二汽缸的汽缸體12上端置一進氣閥32和一排氣閥42，其中進氣閥32與第一汽缸的排氣閥41以一氣管61連接相通，汽缸體12與活塞52組合，該活塞52的動力經由活塞稈上的曲軸環72傳輸到傳動軸82；第三汽缸的汽缸體13上端置一進氣閥33和一排氣閥43，其中進氣閥33與第二汽缸的排氣閥42以一氣管62連接相通，汽缸體13與活塞53組合，該活 塞53的動力經由活塞稈上的曲軸環73傳輸到傳動軸82；第四汽缸的汽缸體14上端置一進氣閥34和一排氣閥44，其中進氣閥34與第三汽缸的排氣閥43以一氣管63連接相通，汽缸體14與活塞54組合，該活塞54的動力經由活塞稈上的曲軸環74傳輸到傳動軸82。

該四汽缸式的熱能引擎發電結構的傳動軸82都承受每一汽缸的熱能引擎動力，因此控制每一汽缸的熱能引擎之推力時程，該推力可以平均分配在傳動軸82的轉動時程上，因此有助於傳動軸82的動力輸出之穩定性，同時在第一汽缸排出的熱氣是進入第二汽缸，第二汽缸排出的熱氣是進入第三汽缸，第三汽缸排出的熱氣是進入第四汽缸，因此可以增強推力為其特徵。

Claims (3)

1. 一種熱能引擎發電結構，至少包括：一汽缸體、一活塞，一發熱體、一傳動機構、一飛輪、以及一發電機，其中：一汽缸體，該汽缸體與一活塞組合，汽缸體的上端置一進氣閥和一排氣閥，汽缸體內置一發熱體；一活塞，該活塞的頂端置一發熱體，活塞的上端外圓面置一活塞環，活塞內固定一活塞軸；一發熱體，該發熱體由一供電器提供電力做瞬間發熱；一傳動機構，該傳動機構由一活塞軸、一活塞稈、一傳動軸、以及一曲軸環所組合，其中活塞軸與活塞稈的一端以一活塞軸環套接，該活塞稈的另一端與傳動軸上的曲軸以曲軸環套接，該傳動軸的兩端各由一軸承支撐，傳動軸上置有一凸輪組，其中一凸輪定時致動一連桿控制進氣閥的開、閉動作，另一凸輪定時致動一連桿控制排氣閥的開、閉動作，另一凸輪定時致動一電路開關，該電路開關導通一電力線，使一電力供應器輸出電力到一發熱體；傳動軸的另一端連接一飛輪、以及一發電機；單汽缸式的熱能引擎，在第一衝程時，傳動軸8從0度轉到180度期間，活塞從上端下降到最低點，進氣閥的汽門打開，排氣閥的汽門關閉，則活塞在下降時吸入空氣；在第二衝程時，傳動軸從180度轉到360度期間，活塞從底部上升到最高點，進氣閥的汽門關閉，排氣閥的汽門關閉，則活塞在上升時將壓縮空氣；在第三衝程時，傳動軸從360度轉到540度期間，活塞從上端下降到最低點，進氣閥的汽門關閉，排氣閥的汽門關閉，一電路使電力供應器瞬間輸出電力到發熱體，則汽缸體內和活塞的發熱體瞬間發熱而產生高壓的推力；在第四衝程時，傳動軸從540度轉到720度期間，進氣閥的汽門關閉，排氣閥的汽門打開，活塞從底部上升到最高點，則活塞 在上升時將熱空氣排出，如此進行了四個衝程後，繼續重複下一個四衝程的動作裡，其中僅第三個衝程可以獲得動力，該動力除了提供其它三個衝程所需的動力外，剩餘的動力經飛輪儲存，再經發電機發電輸出電力為其特徵者。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之一種熱能引擎發電結構，其中的汽缸數量可以增加為2汽缸、3汽缸、或4汽缸、等多數個汽缸，而每一汽缸的推力都由同一個傳動軸承受為其特徵者。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之一種熱能引擎發電結構，其中的汽缸為多數個汽缸熱能引擎發電結構，該結構第一汽缸的汽缸體上端之排氣閥以一氣管連接至第二汽缸的汽缸體上端之進氣閥；第二汽缸的汽缸體上端之排氣閥以一氣管連接至第三汽缸的汽缸體上端之進氣閥；第三汽缸的汽缸體上端之排氣閥以一氣管連接至第四汽缸的汽缸體上端之進氣閥，如此依序排列為其特徵者。