[发明专利]锅炉及其液体活塞热气机

说明书

技术领域

本发明涉及热气机及锅炉，尤其与一种液体活塞热气机和具有该液体活塞热气机的锅炉有关。

背景技术

热气机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，因它是在1816年为苏格兰的斯特林所发明，故又称斯特林发动机，也称为热气机。热气机中传递能量的媒介物质（通常是高压气体）叫工质，在一个、两个、四个或多个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧所带来的热量或者外部热源通过加热器传给工质，因此工质不直接参与燃烧，也不需要更换。

由于热气机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了低噪音、低污染和低运行成本。热气机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔与冷腔之间达到一定的温差，热气机即可做功运行，环境温度越低，则温差越容易变大，因此在用于发电时，发电效率越高。热气机最大的优点是功率和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。

所述热腔、加热器、回热器、冷却器和冷腔之间依次气路连通而形成气体通道，通过外部热源加热所述加热器以使所述气体通道内的气体在所述冷腔和所述热腔之间往复运动膨胀收缩以带动所述活塞通过所述热气机所连接的曲轴周期运动做功。热气机所使用的活塞通常是固体活塞。

在热气机使用固体活塞时，其具有易磨损、噪音大和密封性差的缺点，加工工艺复杂，成本高的问题。而使用液体活塞的热气机，仍处在研究阶段。

另外，锅炉是一种重要的生活设备，在其进行供暖时，锅炉的循环水系统需要动力，传统的循环水系统使用电动水泵作为动力来源，但电动水泵具有噪音大的缺点，且其内部有易损件，需要日常维护，而影响使用的便利性。并且在停电时无法工作。锅炉通常由燃煤或天然气提供动力，而水泵由电提供动力，没有充分合理的利用能源，对节能和环保不力。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种成本低、低噪音和节能的液体活塞热气机。

本发明的另一目的在于提供一种具有本发明液体活塞热气机的锅炉。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种液体活塞热气机，包括第一气缸、第二气缸、加热器、回热器和冷却器，所述第一气缸和第二气缸内具有为底部连通的液体活塞；所述加热器、回热器和冷却器依次相连，所述第一气缸与所述加热器相连，所述第二气缸与所述冷却器相连；该液体活塞热气机还包括：动力输出管，所述动力输出管的第一端具有动力输出口，伸入所述第一气缸中或连接于第一气缸的底部，以通过所述动力输出管的第二端向外输出一往复的动力。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述动力输出管的第二端连接于一阀体的腔室，所述阀体具有进液口和出液口，所述腔室与所述进液口之间具有第一单向阀，所述腔室与所述出液口之间具有第二单向阀，所述动力输出管提供的往复动力将从所述进液口进入的液体经过腔室从所述出液口泵出，所述动力输出口与所述第一气缸内的所述液体活塞的液面的距离小于与所述第二气缸内的液体活塞的液面的距离，所述动力输出口设置于所述第一气缸的最低液位处。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述液体活塞的液体为水、导热油或导热液，或者所述液体活塞的液体为水及水的表层的一定高度的导热油或导热液。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述加热器、所述回热器和所述第一气缸的中轴线在一第一直线上，所述第一直线与所述第二气缸的中轴线和所述冷却器的中轴线围成一个三角形。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述第一气缸为L形，所述加热器、所述回热器和所述第一气缸的中轴线在一第一直线上，所述第一直线与所述第二气缸的中轴线平行。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述第一气缸的外径等于或小于所述第二气缸的外径。

本发明的液体活塞热气机，优选的，第一气缸的高度等于或大于所述第一气缸内的最高液位和最低液位的差值。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述液体活塞热气机内的液体与气体的初始比例为6：1-8：1。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述动力输出管的形状为L形。

本发明的液体活塞热气机，优选的，所述冷却器与所述第二气缸之间、所述第二气缸与所述第一气缸之间均通过活接连接，所述活接两端的引出管的内径小于所述冷却器外壳、所述第一气缸和所述第二气缸的内径。