完全液體密閉熱動力循環發動機的製作方法
2024-04-02 05:27:05
專利名稱：完全液體密閉熱動力循環發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種完全液體密閉熱循環發動機，屬於發動機領域。
目前各種熱動力循環系統、各種內燃機熱效率低，蒸汽動力循環大約為30％，燃汽輪機大約為35％，內燃機大約為20％-40％，能量、燃料消耗量大，工作溫度高，機械損失高(尤其是內燃機)，水資源消耗巨大。
本發明的目的在於提供一種熱效率高、能量、燃料消耗量小且極其環保的完全液體密閉熱循環發動機。
本發明的目的由如下技術方案實施其是由燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道組成；其中所述燃燒吸熱交換器的出口通過管道與過濾器進口相連，所述過濾器出口與液力馬達的進口由管道相連，所述液力馬達的出口與所述餘熱回熱器的熱液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的熱液出口與所述空氣散熱器的進口由管道相連，所述空氣散熱器的出口與所述單向直通閥的進口由管道相連，所述單向直通閥的出口與所述餘熱回熱器的冷液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的冷液體出口與所述燃燒吸熱交換器的進口相連。
其是由燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、二級液體熱交換器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道組成；其中所述燃燒吸熱交換器的出口通過管道與過濾器進口相連，所述過濾器出口與液力馬達的進口由管道相連，所述液力馬達的出口與所述二級液體熱交換器的一級液體進口通過管道相連，所述二級液體熱交換器的一級液體出口與一級迴路單向直通閥的進口由管道相連，所述一級迴路單向直通閥的出口又與燃燒吸熱交換器的進口由管道相連，形成一級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；所述二級液體熱交換器的二級液體出口與二級迴路過濾器的進口由管道相連，所述二級迴路過濾器的出口與二級液力馬達的進口由管道相連，所述二級液力馬達的出口與所述餘熱回熱器的熱液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器熱液體出口與所述空氣散熱器的進口通過管道相連，所述空氣散熱器的出口與二級單向直通閥的進口由管道相連，所述二級單向直通閥的出口與所述餘熱回熱器的冷液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的冷液體出口與所述液體熱交換器二級液體進口相連，形成二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路。
其是由燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、二級液體熱交換器、三級液體熱交換器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道組成其中所述燃燒吸熱交換器的出口通過管道與過濾器進口相連，所述過濾器出口與液力馬達的進口由管道相連，所述液力馬達的出口與所述二級液體熱交換器的一級液體進口通過管道相連，所述二級液體熱交換器的一級液體出口與一級迴路單向直通閥的進口由管道相連，所述一級迴路單向直通閥的出口又與燃燒吸熱交換器的進口由管道相連，形成一級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；所述二級液體熱交換器的二級液體出口與二級迴路過濾器的進口由管道相連，所述二級迴路過濾器的出口與二級液力馬達的進口由管道相連，所述二級液力馬達的出口與所述三級液體熱交換器的二級液體進口由管道相連，所述三級液體熱交換器的二級液體出口與二級直通閥的進口由管道相連，二級直通閥的出口與二級液體熱交換器的二級液體進口相連，形成二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；所述三級液體熱交換器的三級出口與三級過濾器的進口由管道相連，所述三級過濾器的出口與三級液力馬達的進口由管道相連，三級液力馬達的出口與餘熱回熱器的熱液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器熱液體出口與所述空氣散熱器的進口通過管道相連，所述空氣散熱器的出口與三級單向直通閥的進口由管道相連，所述三級單向直通閥的出口與所述餘熱回熱器的冷液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的冷液體出口與所述三級液體熱交換器三級液體進口相連，形成三級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路。
所述燃燒吸熱交換器和所述空氣散熱器分別是由內缸、外缸鑲合、兩端密閉而成，所述內缸缸體、外缸缸體是由內螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套構成，其中內缸外螺旋肋片與外缸內螺旋肋片頂部對應相接，組成一螺旋通道，在通道兩端分別開有進口和出口。
所述液體熱交換器和所述餘熱回熱器分別是由一個內套、一個內缸體、一個外套、一個外缸體鑲合、兩端密閉而成，所述缸體是由內螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套構成，其中內缸缸體內螺旋肋片頂部與內套外壁相接，形成一內層螺旋通道，內缸外螺旋肋片頂部與外缸內螺旋肋片頂部對應相接，形成中層螺旋通道；外缸外螺旋肋片頂部與外套內壁接觸，形成一外層螺旋通道，各通道兩側分別開有進口、出口。
工作原理(以二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路為例)燃料的燃燒在燃燒交換器內進行，熱量由螺旋肋片及缸周表面傳入流道中的液體工作介質，介質受熱溫度升高，壓力升高，容積膨脹，在單向閥的作用下，並通過滑動換向閥壓入馬達，推動柱塞向下運動，動力通過偏心輪傳給軸，推動其轉動，輸出功率。液體工作介質流出液力馬達泵時，溫度仍為作功時的溫度，(類似氣體的等溫過程)，進入二級介質加熱器後，將所帶的熱量傳給二級液體，溫度下降，容積縮小，液體工作介質恢復原態，在液力馬達泵的作用下，通過二級單向閥送回燃燒交換器，再吸熱，再循環工作。液力馬達在此是一機兩用，既有馬達的功能，又有泵的功能，柱塞正工作行程為液體工作介質推動行程，負工作行程為推出液體工作介質行程二級液體工作介質在加熱器中吸收一級液體傳給的熱量時，溫度升高，壓力升高，容積膨脹，在二級直通單向閥的作用下，液體通過二級滑動換向閥壓入二級液力馬達，推動柱塞向下運動，動力通過偏心輪傳給軸，推動其轉動工作，輸出功率。液體工作介質流出進入餘熱回熱器，熱液體流道時，將一部分熱量傳給餘熱回熱器的冷液體，實現回熱，流出進入空氣散熱器，將剩餘熱量散放給環境，液體工作介質溫度下降，容積縮小，恢復原態，在液力馬達泵的作用下，通過二級單向閥送回熱交換器，加熱再循環。在通過餘熱回熱器時，吸收部分熱液體的熱量，溫度有所升高，既減少熱量損失，又減少散熱器尺寸，所以就減少了燃料的加熱量，也就減少了燃料的消耗量。一級與二級液力馬達泵，可偶合為一體同軸結構形式輸出功率。
一、三級轉換迴路以此類推。
本發明的優點是液體工作介質在循環的全過程始終保持著液體狀態及性質，無汽化過程。其工作溫度低，壓力高，做功能力大，易實現多級單一能量形式的熱功轉換，熱效率高達80％以上，可燃用多種固體、液體、氣體等燃料，其可節約燃料，不消耗水資源，同時減少二氧化碳在大氣中的排放量。
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
圖1為一級液體工作介質熱循環發動機的工作原理示意圖。
圖2為二級液體工作介質熱循環發動機的工作原理示意圖。
圖3為三級液體工作介質熱循環發動機的工作原理示意圖。
圖4為本發明熱交換器和散熱器的側面圖。
圖5為本發明熱交換器和散熱器的縱向剖面圖。
圖6為餘熱回熱器的側面圖。
圖7為餘熱回熱器的縱向剖面圖。
實施例1如圖1、圖4、圖5、圖6、圖7，完全液體密閉熱動力循環發動機是由燃燒吸熱交換器1、空氣散熱器2、餘熱回熱器3、液力馬達4、單向直通閥5、過濾器6和連接管道7組成；其中燃燒吸熱交換器1的出口通過管道7與過濾器6進口相連，過濾器6的出口與液力馬達4的進口由管道7相連，液力馬達4的出口與餘熱回熱器3的熱液體進口由管道7相連，餘熱回熱器3的熱液出口與空氣散熱器2的進口由管道7相連，空氣散熱器2的出口與單向直通閥5的進口由管道7相連，單向直通閥5的出口與餘熱回熱器3的冷液體進口由管道7相連，餘熱回熱器3的冷液體出口與燃燒吸熱交換器1的進口相連。燃燒吸熱交換器1和空氣散熱器2分別是由內缸8、外缸9鑲合、兩端密閉而成，內缸8缸體、外缸9缸體是由內螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12構成，其中內缸8外螺旋肋片11與外缸9內螺旋肋片10頂部對應相接，組成一螺旋通道13，在通道13兩端分別開有進口14和出口15。餘熱回熱器3是由一個內套16、一個內缸體17、一個外套18、一個外缸體19鑲合、兩端密閉而成，缸體17、19是由內螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12構成，其中內缸缸體17內螺旋肋片10頂部與內套16外壁相接，形成一內層螺旋通道20，內缸17外螺旋肋片11頂部與外缸19內螺旋肋片10頂部對應相接，形成中層螺旋通道21；外缸19外螺旋肋片11頂部與外套18內壁接觸，形成一外層螺旋通道22，各通道兩側分別開有進口14、出口15。
實施例2如圖2、圖4、圖5、圖6、圖7完全液體密閉熱動力循環發動機是由燃燒吸熱交換器1、空氣散熱器2、二級液體熱交換器23、餘熱回熱器3、液力馬達4、單向直通閥5、過濾器6和連接管道7組成；其中燃燒吸熱交換器1的出口通過管道7與過濾器6進口相連，過濾器6出口與液力馬達4的進口由管道7相連，液力馬達4的出口與二級液體熱交換器23的一級液體進口通過管道7相連，二級液體熱交換器23的一級液體出口與一級迴路單向直通閥5的進口由管道7相連，一級迴路單向直通閥5的出口又與燃燒吸熱交換器1的進口由管道7相連，形成一級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；二級液體熱交換器23的二級液體出口與二級迴路過濾器6的進口由管道7相連，二級迴路過濾器6的出口與二級液力馬達4的進口由管道相連，二級液力馬達4的出口與餘熱回熱器3的熱液體進口由管道7相連，餘熱回熱器3熱液體出口與空氣散熱器2的進口通過管道7相連，空氣散熱器2的出口與二級單向直通閥5的進口由管道7相連，二級單向直通閥5的出口與餘熱回熱器3的冷液體進口由管道7相連，餘熱回熱器3的冷液體出口與液體熱交換器23二級液體進口相連，形成二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路。燃燒吸熱交換器1和空氣散熱器2分別是由內缸8、外缸9鑲合、兩端密閉而成，內缸8缸體、外缸9缸體是由內螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12構成，其中內缸8外螺旋肋片11與外缸9內螺旋肋片10頂部對應相接，組成一螺旋通道13，在通道13兩端分別開有進口14和出口15。二級液體熱交換器23和餘熱回熱器3分別是由一個內套16、一個內缸體17、一個外套18、一個外缸體19鑲合、兩端密閉而成，缸體17、19是由內螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12構成，其中內缸缸體17內螺旋肋片10頂部與內套16外壁相接，形成一內層螺旋通道20，內缸17外螺旋肋片11頂部與外缸19內螺旋肋片10頂部對應相接，形成中層螺旋通道21；外缸19外螺旋肋片11頂部與外套18內壁接觸，形成一外層螺旋通道22，各通道兩側分別開有進口14、出口15。
實施例3如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7完全液體密閉熱動力循環發動機是由燃燒吸熱交換器1、空氣散熱器2、二級液體熱交換器23、三級液體熱交換器24、餘熱回熱器3、液力馬達4、單向直通閥5、過濾器6和連接管道7組成；其中燃燒吸熱交換器1的出口通過管道7與過濾器6進口相連，過濾器6出口與液力馬達4的進口由管道7相連，液力馬達4的出口與二級液體熱交換器23的一級液體進口通過管道7相連，二級液體熱交換器23的一級液體出口與一級迴路單向直通閥5的進口由管道7相連，一級迴路單向直通閥5的出口又與燃燒吸熱交換器1的進口由管道7相連，形成一級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；二級液體熱交換器23的二級液體出口與二級迴路過濾器6的進口由管道7相連，二級迴路過濾器6的出口與二級液力馬達4的進口由管道7相連，二級液力馬達4的出口與三級液體熱交換器24的二級液體進口由管道7相連，三級液體熱交換器24的二級液體出口與二級單向直通閥5的進口由管道7相連，二級單向直通閥5的出口與二級液體熱交換器23的二級液體進口相連，形成二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；三級液體熱交換器24的三級出口與三級過濾器6的進口由管道7相連，三級過濾器6的出口與三級液力馬達4的進口由管道7相連，三級液力馬達4的出口與餘熱回熱器3的熱液體進口由管道7相連，餘熱回熱器3熱液體出口與空氣散熱器2的進口通過管道7相連，空氣散熱器2的出口與三級單向直通閥5的進口由管道7相連，三級單向直通閥5的出口與餘熱回熱器3的冷液體進口由管道7相連，餘熱回熱器3的冷液體出口與三級液體熱交換器24三級液體進口相連，形成三級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路。燃燒吸熱交換器1和空氣散熱器2分別是由內缸8、外缸9鑲合、兩端密閉而成，內缸8缸體、外缸9缸體是由內螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12構成，其中內缸8外螺旋肋片11與外缸9內螺旋肋片10頂部對應相接，組成一螺旋通道13，在通道13兩端分別開有進口14和出口15。二級液體熱交換器23、三級液體熱交換器24和餘熱回熱器3分別是由一個內套16、一個內缸體17、一個外套18、一個外缸體19鑲合、兩端密閉而成，缸體17、19是由內螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12構成，其中內缸缸體17內螺旋肋片10頂部與內套16外壁相接，形成一內層螺旋通道20，內缸17外螺旋肋片11頂部與外缸19內螺旋肋片10頂部對應相接，形成中層螺旋通道21；外缸19外螺旋肋片11頂部與外套18內壁接觸，形成一外層螺旋通道22，各通道兩側分別開有進口14、出口15。
權利要求
1.一種完全液體密閉熱循環發動機，其特徵在於其是由燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道組成；其中所述燃燒吸熱交換器的出口通過管道與過濾器進口相連，所述過濾器出口與液力馬達的進口由管道相連，所述液力馬達的出口與所述餘熱回熱器的熱液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的熱液出口與所述空氣散熱器的進口由管道相連，所述空氣散熱器的出口與所述單向直通閥的進口由管道相連，所述單向直通閥的出口與所述餘熱回熱器的冷液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的冷液體出口與所述燃燒吸熱交換器的進口相連。
2.根據權利要求1所述的一種完全液體密閉熱循環發動機，其特徵在於其是由燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、二級液體熱交換器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道組成；其中所述燃燒吸熱交換器的出口通過管道與過濾器進口相連，所述過濾器出口與液力馬達的進口由管道相連，所述液力馬達的出口與所述二級液體熱交換器的一級液體進口通過管道相連，所述二級液體熱交換器的一級液體出口與一級迴路單向直通閥的進口由管道相連，所述一級迴路單向直通閥的出口又與燃燒吸熱交換器的進口由管道相連，形成一級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；所述二級液體熱交換器的二級液體出口與二級迴路過濾器的進口由管道相連，所述二級迴路過濾器的出口與二級液力馬達的進口由管道相連，所述二級液力馬達的出口與所述餘熱回熱器的熱液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器熱液體出口與所述空氣散熱器的進口通過管道相連，所述空氣散熱器的出口與二級單向直通閥的進口由管道相連，所述二級單向直通閥的出口與所述餘熱回熱器的冷液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的冷液體出口與所述液體熱交換器二級液體進口相連，形成二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路。
3.根據權利要求1所述的一種完全液體密閉熱循環發動機，其特徵在於其是由燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、二級液體熱交換器、三級液體熱交換器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道組成；其中所述燃燒吸熱交換器的出口通過管道與過濾器進口相連，所述過濾器出口與液力馬達的進口由管道相連，所述液力馬達的出口與所述二級液體熱交換器的一級液體進口通過管道相連，所述二級液體熱交換器的一級液體出口與一級迴路單向直通閥的進口由管道相連，所述一級迴路單向直通閥的出口又與燃燒吸熱交換器的進口由管道相連，形成一級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；所述二級液體熱交換器的二級液體出口與二級迴路過濾器的進口由管道相連，所述二級迴路過濾器的出口與二級液力馬達的進口由管道相連，所述二級液力馬達的出口與所述三級液體熱交換器的二級液體進口由管道相連，所述三級液體熱交換器的二級液體出口與二級直通閥的進口由管道相連，二級直通閥的出口與二級液體熱交換器的二級液體進口相連，形成二級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路；所述三級液體熱交換器的三級出口與三級過濾器的進口由管道相連，所述三級過濾器的出口與三級液力馬達的進口由管道相連，三級液力馬達的出口與餘熱回熱器的熱液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器熱液體出口與所述空氣散熱器的進口通過管道相連，所述空氣散熱器的出口與三級單向直通閥的進口由管道相連，所述三級單向直通閥的出口與所述餘熱回熱器的冷液體進口由管道相連，所述餘熱回熱器的冷液體出口與所述三級液體熱交換器三級液體進口相連，形成三級液體工作介質的密閉熱功轉換迴路。
4.根據權利要求1、2、3所述的一種完全液體密閉熱循環發動機，其特徵在於所述燃燒吸熱交換器和所述空氣散熱器分別是由內缸、外缸鑲合、兩端密閉而成，所述內缸缸體、外缸缸體是由內螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套構成，其中內缸外螺旋肋片與外缸內螺旋肋片頂部對應相接，組成一螺旋通道，在通道兩端分別開有進口和出口。
5.根據權利要求1、2、3所述的一種完全液體密閉熱循環發動機，其特徵在於所述液體熱交換器和所述餘熱回熱器分別是由一個內套、一個內缸體、一個外套、一個外缸體鑲合、兩端密閉而成，所述缸體是由內螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套構成，其中內缸缸體內螺旋肋片頂部與內套外壁相接，形成一內層螺旋通道，內缸外螺旋肋片頂部與外缸內螺旋肋片頂部對應相接，形成中層螺旋通道；外缸外螺旋肋片頂部與外套內壁接觸，形成一外層螺旋通道，各通道兩側分別開有進口、出口。
全文摘要
本發明公開了一種完全液體密閉熱循環發動機。其是液體工作介質在燃燒吸熱交換器、空氣散熱器、二級液體熱交換器、餘熱回熱器、液力馬達、單向直通閥、過濾器和連接管道等組成的熱功轉換的迴路中,在循環的全過程始終保持著液體狀態及性質,無汽化過程。其工作溫度低,壓力高,做功能力大,易實現多級單一能量形式的熱功轉換,熱效率高達80%以上,可燃用多種固體、液體、氣體等燃料,其可節約燃料,不消耗水資源,同時減少二氧化碳在大氣中的排放量。
文檔編號F01K3/00GK1333417SQ0111958
公開日2002年1月30日 申請日期2001年5月21日 優先權日2001年5月21日
發明者賈佔東 申請人:賈佔東