[实用新型]高效热气发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能与动力领域，尤其是一种高效热气发动机。

背景技术

传统热气发动机，即斯特林发动机的应用日趋广泛，但是其机构复杂，加热区和冷却区的面积和加热及冷却时间均受限，为此，急需发明一种结构简单，加热和冷却效率高，功率和体积之比高的新型高效热气发动机。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：

一种高效热气发动机，包括压气机、加热器、爆排发动机和冷却器，在所述压气机、所述加热器、所述爆排发动机和所述冷却器上分别设置气体工质入口和气体工质出口，所述压气机的气体工质出口与所述加热器的气体工质入口连通，所述加热器的气体工质出口与所述爆排发动机的气体工质入口连通，所述爆排发动机的气体工质出口与所述冷却器的气体工质入口连通，所述冷却器的气体工质出口与所述压气机的气体工质入口连通，如此连通构成单动力单元节闭合通道，在所述单动力单元节闭合通道内充入气体工质，所述爆排发动机对所述压气机输出动力或迂回输出动力，所述爆排发动机与动力输出轴直接或间接连接；

或在所述压气机、所述加热器、所述爆排发动机和所述冷却器上分别设置气体工质入口和气体工质出口，所述压气机的气体工质出口与所述加热器的气体工质入口连通，所述加热器的气体工质出口与所述爆排发动机的气体工质入口连通，所述爆排发动机的气体工质出口与所述冷却器的气体工质入口连通，如此连通构成一个动力单元节，n个所述压气机、n个所述加热器、n个所述爆排发动机和n个所述冷却器构成n个所述动力单元节，n≥2，n个所述动力单元节串联连通后再将处于一端的所述冷却器的气体工质出口与处于另一端的所述压气机的气体工质入口连通构成多动力单元节闭合通道，在所述多动力单元节闭合通道内充入气体工质，所述爆排发动机对所述压气机输出动力或迂回输出动力，所述爆排发动机与动力输出轴直接或间接连接。

所述压气机设为叶轮式压气机，或所述压气机设为活塞式压气机。

所述爆排发动机设为动力叶轮机，或所述爆排发动机设为活塞式爆排发动机。

所述加热器设为对流加热器，或所述加热器设为陶瓷加热器。

所述冷却器设为对流冷却器。

所述压气机设为叶轮式压气机，所述爆排发动机设为动力叶轮机，所述叶轮式压气机和所述动力叶轮机同轴设置，连接所述叶轮式压气机和所述动力叶轮机的转子轴设置在所述加热器中或设置在所述冷却器中。

所述高效热气发动机还包括回热器，所述回热器设置在所述爆排发动机和所述冷却器之间，所述压气机的气体工质出口经所述回热器后与所述加热器的气体工质入口连通，经所述压气机增压后的气体工质在所述回热器内从自所述爆排发动机的气体工质出口流来的气体工质中吸热后进入所述加热器的气体工质入口进一步被加热。

所述高效热气发动机还包括发电机，所述压气机设为叶轮式压气机，所述爆排发动机设为动力叶轮机，所述发电机、所述叶轮式压气机和所述动力叶轮机同轴设置，所述发电机设置在所述单动力单元节闭合通道内或所述发电机设置在所述多动力单元节闭合通道内。

所述高效热气发动机还包括启动器，所述启动器与所述压气机连接，所述启动器在所述高效热气发动机启动时推动所述压气机工作。

在所述压气机和所述加热器之间设混合式降温器，在所述混合式降温器上设高压膨胀剂导入口，在所述冷却器上设液体膨胀剂导出口，所述液体膨胀剂导出口经高压泵与所述高压膨胀剂导入口连通。

在所述压气机上设恒温压缩冷却器，所述恒温压缩冷却器使所述气体工质在所述压气机内被压缩的过程中保持恒温或近恒温状态，实现所述气体工质的恒温压缩或近恒温压缩过程。

在所述爆排发动机上设恒温加热器，所述恒温加热器为在所述爆排发动机内膨胀作功的所述气体工质提供热量使所述气体工质保持恒温或近恒温状态，实现所述气体工质的恒温膨胀或近恒温膨胀过程。

在所述压气机和所述加热器之间、所述加热器和所述爆排发动机之间、所述爆排发动机和所述冷却器之间，和/或在所述冷却器和所述压气机之间设控制阀。