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零泄露式外燃热机

阅读：1058发布：2020-07-16

IPRDB可以提供零泄露式外燃热机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且零泄露式外燃热机，它涉及的是热能转换技术领域。它是为了克服现有内燃机热转换效率低，燃烧不完全的问题，及现有斯特林发动机还存在膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等成本很高、功率/重量比小，及密封困难而无法实现零泄露的问题等。它的导气气缸腔与做功气缸腔的上部连通成的封闭空腔连接有一个对外通气阀门，通气阀门的导通起始点为导气活塞运动到导气气缸腔的高温端的顶端前20度至后20度之间，通气阀门6的导通角为5度至30度，所有活动密封处及通气阀门的对外通气端口都封闭在一个密闭壳体中。本发明能将燃料的燃烧热能直接高效的转换成机械能，能实现零泄露，超大的功率/重量比。转换效率为20％～80％。，下面是零泄露式外燃热机专利的具体信息内容。

权利要求

1.零泄露式外燃热机，它包括导气气缸腔(1)、导气活塞(2)、做功气缸腔(3)、做功活塞(4)、飞轮曲轴总成(5)、通气阀门(6)、气体工质(7)、密闭壳体(8)；

导气活塞(2)的内部空腔(2-1)内设置有多层储热导气金属网(2-2)，导气活塞(2)的两端面上各开有通孔(2-3)与其内部空腔(2-1)连通，导气活塞(2)设置在导气气缸腔(1)内，导气活塞(2)的连杆(2-4)穿过导气气缸腔(1)的一端的滑动密封套(1-1)后与飞轮曲轴总成(5)的第一曲杆(5-1)转动连接，飞轮曲轴总成(5)的曲轴(5-2)转动时带动导气活塞(2)在导气气缸腔(1)内做左右往复运动，导气气缸腔(1)的左端为热端，右端为冷端，或相反；做功活塞(4)设置在做功气缸腔内(3)，做功活塞(4)的左端的连杆(4-1)与飞轮曲轴总成(5)的第二曲杆(5-3)转动连接，导气气缸腔(1)与做功气缸腔(2)的上端连通，飞轮曲轴总成(5)的第一曲杆(5-1)与第二曲杆(5-3)之间的夹角为90度；其特征在于导气气缸腔(1)与做功气缸腔(2)的上部连通成的封闭空腔连接有一个对外通气阀门(6)，通气阀门(6)的导通起始点为飞轮曲轴总成(5)中曲轴(5-2)转动时导气活塞(2)运动到导气气缸腔(1)的高温端的顶端前20度至后20度之间，通气阀门(6)的导通角为5度至30度，将上述所有部件的活动密封处及通气阀门(6)的对外通气端口(6-1)都封闭在一个密闭壳体(8)中，密闭壳体(8)内的气体工质(7)的压力为1～300个大气压。

2.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通起始点为飞轮曲轴总成(5)中曲轴(5-2)转动时导气活塞(2)运动到导气气缸腔(1)的高温端的顶端前10度。

3.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通起始点为飞轮曲轴总成(5)中曲轴(5-2)转动时导气活塞(2)运动到导气气缸腔(1)的高温端的顶端前5度。

4.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通起始点为飞轮曲轴总成(5)中曲轴(5-2)转动时导气活塞(2)运动到导气气缸腔(1)的高温端的顶端处。

5.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通起始点为飞轮曲轴总成(5)中曲轴(5-2)转动时导气活塞(2)运动到导气气缸腔(1)的高温端的顶端后5度。

6.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通起始点为飞轮曲轴总成(5)中曲轴(5-2)转动时导气活塞(2)运动到导气气缸腔(1)的高温端的顶端后10度。

7.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通角为6度。

8.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通角为10度。

9.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于所述通气阀门(6)的导通角为15度。

10.根据权利要求1所述的零泄露式外燃热机，其特征在于它增加有缓冲气罐(9)；密闭壳体(8)与缓冲气罐(9)连通。

说明书全文

技术领域

本发明涉及的是热能转换成机械能的技术领域。

背景技术

现有内燃机广泛的应用在各个领域中，其中汽车应用的数量是最多的，给人类生活带来了诸多便利，但其热/机转换效率一般是在20％～40％之间，其余60％～80％的热能无法利用而需要向外排放，同时因燃料不能完全燃烧，其尾气将向空气中排放大量的污染气体，使空气受到严重的污染，具统计这些是造成地球环境变暖的主要原因之一。给人类将来的生活环境带来了无法挽回的损失与破坏。
斯特林发动机是斯特林于1816年发明的。斯特林发动机是独特的热机，因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷收缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。
但是，斯特林发动机还有许多问题要解决，例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高、功率/重量比小，及密封困难而无法实现零泄露的问题等。所以，还不能成为大批量使用的发动机。

发明内容

本发明是为了克服现有内燃机热转换效率低(在20％～40％之间)，燃烧不完全而向空气中排放大量的污染气体的问题，及现有斯特林发动机还存在膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等成本很高、功率/重量比小，及密封困难而无法实现零泄露的问题等。进而提出了一种零泄露式外燃热机。
它包括导气气缸腔、导气活塞、做功气缸腔、做功活塞、飞轮曲轴总成、通气阀门、气体工质、密闭壳体；
导气活塞的内部空腔内设置有多层储热导气金属网，导气活塞的两端面上各开有通孔与其内部空腔连通，导气活塞设置在导气气缸腔内，导气活塞的连杆穿过导气气缸腔的一端的滑动密封套后与飞轮曲轴总成的第一曲杆转动连接，飞轮曲轴总成的曲轴转动时带动导气活塞在导气气缸腔内做左右往复运动，导气气缸腔的左端为热端，右端为冷端，或相反，做功活塞设置在做功气缸腔内，做功活塞的左端的连杆与飞轮曲轴总成的第二曲杆转动连接，导气气缸腔与做功气缸腔的上端连通，飞轮曲轴总成的第一曲杆与第二曲杆之间的夹角为90度，导气气缸腔与做功气缸腔的上部连通成的封闭空腔连接有一个对外通气阀门，通气阀门的导通起始点为飞轮曲轴总成中曲轴转动时导气活塞运动到导气气缸腔的高温端的顶端前20度至后20度之间，通气阀门6的导通角为5度至30度，将上述所有部件的活动密封处及通气阀门的对外通气端口都封闭在一个密闭壳体中，密闭壳体内的气体工质的压力为1～300个大气压(在机械强度允许的情况下加压)。
所述飞轮曲轴总成的曲轴可与密闭壳体内设置的发电机连动，或通过磁力与密闭壳体的外界转轮磁力传动连接。
本发明能将燃料的燃烧热能直接高效的转换成机械能，因外部都为静密封，而能实现零泄露，因而它的气体工质的压力可以很高(几百个大气压，只要机械强度够就可以)，进而能实现超大的功率/重量比，进一步缩小装置的体积和减小重量，实现高效节能。
其热能/机械能的转换效率为20％～80％，加热温度越高，其热转换效率越高。其总零件数为现有内燃机总零件数的20％以下。
其高温端的材料及燃烧室的材料应用现有材料即可能实现，例如可用现有高耐温陶瓷，其耐温为1300℃～1700℃，或不锈钢等材料，即制造成本低廉，而能实现大批量生产销售的目的。
由于燃料是持续不断地燃烧，这就有可能把不希望在外面产生的污染物降低到最小限度，进而降低了环境污染，即实现完全燃烧。
它还具有运转平稳、噪声极小、结构简单、对材料要求低、使用方便、维护费用低、成本低廉的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由它由导气气缸腔1、导气活塞2、做功气缸腔3、做功活塞4、飞轮曲轴总成5、通气阀门6、气体工质7、密闭壳体8组成；
导气活塞2的内部空腔2-1内设置有多层储热导气金属网2-2，导气活塞2的两端面上各开有通孔2-3与其内部空腔2-1连通，导气活塞2设置在导气气缸腔1内，导气活塞2的连杆2-4穿过导气气缸腔1的一端的滑动密封套1-1后与飞轮曲轴总成5的第一曲杆5-1转动连接，飞轮曲轴总成5的曲轴5-2转动时带动导气活塞2在导气气缸腔1内做左右往复运动，导气气缸腔1的右端为热端，左端为冷端，或相反，做功活塞4设置在做功气缸腔内3，做功活塞4的左端的连杆4-1与飞轮曲轴总成5的第二曲杆5-3转动连接，导气气缸腔1与做功气缸腔2的上端连通，飞轮曲轴总成5的第一曲杆5-1与第二曲杆5-3之间的夹角为90度，导气气缸腔1与做功气缸腔2的上部连通成的封闭空腔连接有一个对外通气阀门6，通气阀门6的导通起始点为飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端前20度至后20度之间，通气阀门6的导通角为5度至30度，将上述所有部件的活动密封处及通气阀门6的对外通气端口6-1都封闭在一个密闭壳体8中，密闭壳体8内的气体工质7的压力为1～300个大气压(在机械强度允许的情况下加压)。
所述飞轮曲轴总成5的曲轴5-2可与密闭壳体8内设置的发电机8-1连动，或通过磁力与密闭壳体8的外界转轮磁力传动连接。
所述通气阀门6的动作可由凸轮机构或传感器电控实现。
热源来自各种燃料、太阳能、其它发热热源等，具体燃料可选汽油、柴油、酒精、甲醇、液化汽、天然气、煤气或混合型液态燃料等。
本装置的高温部分应处在保温绝热的壳体中，以防止热量的散失。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通起始点为飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端前10度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通起始点为飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端前5度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通起始点为飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端处。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通起始点为飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端后5度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通起始点为飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端后10度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通角为6度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通角为10度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于所述通气阀门6的导通角为15度。其它组成和连接与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式在具体实施方式一的基础上增加有缓冲气罐9；密闭壳体8与缓冲气罐9连通。其它组成和连接与具体实施方式一相同。防止因密闭壳体8内部容气空间过小，使密闭壳体8的内部压力因做功活塞运动压力变化过大的问题。
工作原理：当飞轮曲轴总成5中曲轴5-2转动时导气活塞2运动到导气气缸腔1的高温端的顶端前20度至后20度之间时，其内部系统压力正好处在等于小于外界压力阶段，当通气阀门6导通后内外压力会自动平衡，使下一周的转动处于系统平衡点最优状态，因而能克服因动密封微小露气而影响系统平衡点稳定度的问题，同时密闭壳体8内压力快速变化时，其内部系统压力也能快速跟随的进行自动平衡，又因内部系统压力越大，其输出功率越大，进而能实现只要能快速控制密闭壳体8内的压力，就能快速实现输出功率大小的调节。使其更具有实用性。其内部的活动密封部件所承受的密封压力仅为做功时的压力差，而降低了密封难度，进一步的降低造价。

标题	发布/更新时间	阅读量
热机-专利编号CN102032004B	2020-05-11	197
热机-专利编号CN100487235C	2020-05-11	435
热机-专利编号CN1075776A	2020-05-11	668
热机-专利编号CN102449293A	2020-05-11	210
热机-专利编号CN102032004A	2020-05-12	786
热机-专利编号CN1434898A	2020-05-12	792
热机-专利编号CN101044311A	2020-05-12	516
多级热机-专利编号CN106662370A	2020-05-13	412
热机-专利编号CN104131850B	2020-05-13	660
热机-专利编号CN104131850A	2020-05-13	80

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