[实用新型]一种低温差热机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热机，特别是一种低温差热机。

背景技术

内能转换为机械能的技术由来已久，以此原理产生出了大量的热机，如内燃机、燃气轮机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等；此类热机通常以气体作为工质，利用气体受热膨胀对外做功。但是传统的热机存在如体积大、噪音大等缺陷，在使用时会受到很多限制；如摩托车中使用的热机，其启动时产生的噪音较大，给居民带来了严重的噪音污染。而目前的一些热机如斯特林发动机在解决噪音方面取得了有效的进展，但是这些热机依旧采用气体作为工质，需要较大的温差（500~700℃）才能正常运转，对热媒的要求很高且使用范围窄，效率低下。

近年来，随着技术的发展，通过热泵技术应用来进行低温热能利用（对低温端能量浓缩富集，在高温端释放出来），在生活用能领域发挥巨大作用。也有热泵耦合朗肯循环的热力发电系统,如有机物朗肯循环、水蒸气扩容循环、卡诺循环、氨吸收式动力制冷复合循环等。这些设备一般体积庞大，工艺复杂，效率低下，实用价值不高。相比卡诺热机，班克斯热机（记忆金属热机）效率高出很多，但它体积庞大，输出功率低，目前仅限于展览馆展示和实验室研究。

由于利用气体作为工质会产生如机体体积大、需要温差大等问题，目前，出现了许多有关利用液体膨胀做功的热机的报道，如CN104265501A公开了一种液体热机，通过对液体工质进行加热，使工质膨胀对外做功，有效地解决了热机噪音大、体积大、需求温差大的问题，但是这种方法依旧存在以下几方面的问题：1、加热装置对工质进行加热、冷却装置对工质进行冷却，而加热装置和冷却装置在对工质进行加热和冷却时，工质温度改变需要的时间较长，使得动力输出装置不能立即获取动能，导致其运动不连贯，使用不方便；2、这种方式需要的温差依旧较大（30~50℃）；3、这种方式效率低下，热能流失量大；4、结构较复杂，需要多根管道交叉注入膨胀箱。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种低温差驱动、效率高、工质温度改变快、结构简单的热机。

本实用新型的技术方案是：一种低温差热机，包括：壳体、导流机构、工质腔、动力输出机构、冷源采集器、热源采集器、机电控制系统，壳体内部分为制热腔和制冷腔，热源采集器的前端置于制热腔中，冷源采集器的前端置于制冷腔中，导流机构安装在壳体内部的下端，机电控制系统安装在导流机构的外侧，工质腔安装在壳体内部的上端，动力输出机构安装在工质腔出液口的上端。

进一步地，所述导流机构包括转动轮、活塞和弹簧；转动轮与机电控制系统连接，转动轮的一侧安装有活塞，弹簧的一侧安装在活塞上，另一侧安装在壳体的内部。

进一步地，所述工质腔的材质最好为热膨胀系数小（膨胀系数为负）、机械强度高、传热速度快的锑合金材料，但不限于锑合金材料，工质腔可具有多个出液口，每个出液口可以为不同的直径，因而本实用新型作为单系统可以支持连接多个不同缸径的液压油缸。

进一步地，所述工质腔一端放置在制热腔中，另一端放置在制冷腔中；工质腔的出液口安装有液压油缸，液压油缸上方安装有动力输出机构；工质腔的结构为细管延长加换热翅片，能够加大整个工质腔的腔壁面积，从而加速整个热交换过程。

进一步地，所述热源采集器安装在制热腔中，热源采集器的内部安装热源采集模块；冷源采集器安装在制冷腔中，冷源采集器的内部安装有冷源采集模块。

进一步地，所述机电控制系统通过安装轴与导流机构中的转动轮轴连接。

本实用新型的原理为：壳体内部分为制热腔与制冷腔两个腔体，制热腔与制冷腔之间在壳体的上端为连通状态，下端由活塞隔断；制热腔中安装有热源采集器，能够采集热源，并对制热腔中的液态介质进行加热，制冷腔中安装有冷源采集器，能够采集冷源，并对制冷腔中的液态介质进行制冷；制热腔中含有的介质温度高而制冷腔中含有的介质温度低；

机电控制系统带动转动轮转动，转动轮带动活塞左右移动；当活塞向左移动时，带动制冷腔下端温度较低的介质向左移动，挤压制热腔中温度较高的介质，从而带动制热腔上端的温度较高的介质向右运动，进而使得工质腔中的膨胀工质吸热，并膨胀；此时，膨胀工质会给液压油缸施加压力，推动液压油缸向上运动从而带动动力输出机构向上运动。