[发明专利]压气单元热气机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种压气单元热气机。

背景技术

传统热气机例如斯特林发动机，其冷缸和热缸的压力基本相同，而且压缩比非常低（目前世界上最好的斯特林发动机的压缩比仅为2左右），这些都严重影响着斯特林发动机的效率，不仅如此，冷缸和热缸之间必须具有特定的相位差，这就不可避免的影响其使用范围。因此需要发明一种新型热气机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种压气单元热气机，包括气缸活塞机构、加热器、冷却器和附属气缸活塞机构，所述气缸活塞机构的气缸上和所述附属气缸活塞机构的气缸上均设有往复流通口，所述气缸活塞机构的气缸和所述附属气缸活塞机构的气缸经各自所述往复流通口连通，所述加热器设置在所述气缸活塞机构的气缸上和/或设置在靠近所述气缸活塞机构的所述往复流通口处的通道上，所述冷却器设置在所述附属气缸活塞机构上和/或设置在靠近所述附属气缸活塞机构的所述往复流通口处的通道上；所述附属气缸活塞机构的所述往复流通口处设有正时控制阀。

所述正时控制阀设为与所述往复流通口对应的控制气门。

所述压气单元热气机还包括有储气罐，所述储气罐经阀门与靠近所述附属气缸活塞机构的所述往复流通口处的通道连通。

所述正时控制阀设有两个。

所述压气单元热气机还包括有回热器，所述回热器设在两个所述往复流通口连通的通道上。

所述加热器设为以外燃燃烧室为热源的外燃热交换器、以余热为热源的余热热交换器或以太阳能为热源的太阳能热交换器。

所述加热器设为内燃燃烧室，该热气机还包括有工质导出口；所述工质导出口设在所述冷却器与所述附属气缸活塞机构之间的通道上，或设在所述附属气缸活塞机构上。

所述气缸活塞机构和所述附属气缸活塞机构的活塞经各自连杆与同一曲轴连接，且两个连杆轴颈的相位差为180度。

所述气缸活塞机构和所述附属气缸活塞机构的活塞经各自连杆分别与两个联动的曲轴连接，且两个连杆轴颈的相位差为180度。

本发明的原理是：在所述气缸活塞机构的活塞处于上止点附近时，将所述正时控制阀关闭，并将经所述附属气缸活塞机构增压后的压缩空气直接或经所述回热器供送到所述加热器内，在所述加热器内吸热（恒温吸热、吸热升压或吸热升温）后推动所述气缸活塞机构的活塞下行对外做功，当所述气缸活塞机构的活塞下行到一定程度时停止向所述加热器内供送压缩空气，当所述气缸活塞机构的活塞趋近下止点时（或越过下止点时）打开所述正时控制阀，气体工质直接或经所述回热器进入所述冷却器并在所述冷却器内被冷却后进入所述附属气缸活塞机构，如此循环周而复始对外做功。

本发明所述加热器是指能够对工质进行加热的装置，它可以是热交换器，也可以是内燃燃烧室，还可以是太阳能加热器。

本发明中，所述气缸包括气缸套、气缸盖以及由气缸套和气缸盖所形成的容积空间，所述气缸上的连通口可设置在气缸盖上，也可设置在气缸套上。

本发明中，所述回热器是指当高温工质流过回热器时将自身的热量留在回热器中，当低温工质逆行流过回热器时吸收回热器所存储的热量的装置。

本发明中，所述冷却器是指能够使本发明中工质降温的装置，它可以是散热器，也可以是热交换器。

本发明中，所述压气单元热气机的工质为在循环中不发生相变或不完全发生相变的气体工质，例如空气、水和二氧化碳混合物、氦气、氩气、氢气等。

本发明中，所谓的“相位差为180度”是指完全180度，以及由于机构结构的特点以及加工精度所造成的实际工作误差，如180度±某一微小角度。

本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、效率高、造价低使用寿命长。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

图7所示的是本发明实施例7的结构示意图。

图中：