防洩漏熱氣機的製作方法

2023-04-24 13:56:56 1

專利名稱：防洩漏熱氣機的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱氣機領域，尤其是一種防洩漏熱氣機。
背景技術：
熱氣機(如圖1所示)中循環流動的氣體工質，包含有價格昂貴的不凝氣，如氬氣，由於在被加熱而形成高壓，容易發生洩漏，造成浪費。氣體工質主要洩漏發生在曲軸I與曲軸箱2的連接處，由於曲軸I的高速旋轉導致該連接處難以形成良好密封，造成氣體工質存在洩漏的可能。因此需要發明一種防止熱氣機中氣體工質發生洩漏的熱氣機。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下:方案1:一種防洩漏熱氣機,包括由氣體做功機構、氣體壓縮機構和連通通道構成的工質閉合迴路，所述氣體做功機構和/或所述氣體壓縮機構的不凝氣洩漏區設為密封結構，所述防洩漏熱氣機還包括氣體工質回流通道，所述不凝氣洩漏區經所述氣體工質回流通道與所述工質閉合迴路連通。方案2:在方案I的基礎上，所述氣體做功機構設為活塞式氣體做功機構。方案3:在方案I的基礎上，所述氣體壓縮機構設為活塞式氣體壓縮機構。方案4:在方案I的基礎上，所述氣體做功機構和所述氣體壓縮機構一體化設置為氣缸活塞機構。方案5:在方案2至4任一方案的基礎上，所述不凝氣洩漏區設為曲軸箱，所述曲軸箱中設有減速器，所述減速器與所述曲軸箱中的曲軸齒嚙合，所述減速器的軸伸出所述曲軸箱，所述減速器與所述曲軸箱轉動密封設置。方案6:在方案2至4任一方案的基礎上，所述不凝氣洩漏區設為曲軸箱，所述曲軸箱中設有發電機，所述發電機的動力輸入軸與所述曲軸箱中的曲軸連接。方案7:在方案2至4任一方案的基礎上，所述不凝氣洩漏區設為曲軸箱，所述防洩漏熱氣機還包括有磁極匹配的兩個磁鐵:一個所述磁鐵設在所述曲軸箱中，與所述曲軸箱的曲軸固定連接，另一個所述磁鐵設在所述不凝氣洩漏區外，與動力輸出軸固定連接。方案8:在方案I的基礎上，在所述氣體工質回流通道上設由所述曲軸箱向所述工質閉合迴路單向流通的逆止閥。方案9:在方案I的基礎上，所述不凝氣洩漏區經所述氣體工質回流通道與所述工質閉合迴路的低壓區連通。方案10:在方案I的基礎上，所述防洩漏熱氣機還包括不凝氣儲罐，所述不凝氣儲罐設在所述氣體工質回流通道上。方案11:在方案I的基礎上，所述防洩漏熱氣機還包括不凝氣回收壓縮機，所述不凝氣回收壓縮機的進氣口與所述不凝氣洩漏區連通，所述不凝氣回收壓縮機的氣體出口經逆止閥與所述不凝氣儲罐連通。
方案12:在方案I至11任一方案的基礎上，所述防洩漏熱氣機採用外燃加熱的工質加熱方式。本發明的原理是:將活塞式熱氣機的所述氣缸活塞機構中所述曲軸箱設為密封結構，同時所述曲軸箱與所述工質閉合迴路通過所述氣體工質回流通道連通，將洩漏至所述曲軸箱中的氣體工質導回至所述工質閉合迴路中，避免了所述工質閉合迴路中氣體工質進一步洩漏出去。而所述曲軸箱密封后，其動力輸出採用減速輸出、直接在所述曲軸箱中轉化為電力輸出或採用磁力透過所述曲軸箱而導出的三種方式，既克服了現有熱氣機氣體工質的洩漏，又不影響所述曲軸的動力輸出。本發明中，所述氣體壓縮機構是指一切可以對氣體進行壓縮的機構，例如螺杆式氣體壓縮機構、葉輪式氣體壓縮機構、羅茨式氣體壓縮機構、活塞式氣體壓縮機構等，其作用是將所述熱氣機內的氣體工質進行壓縮或壓縮及平移，所謂的平移是指將工質從一個地方移動到另一個地方的過程。本發明中，所述氣體做功機構是指一切可以利用氣體工質膨脹和/或流動產生動力的機構，例如螺杆式氣體做功機構、葉輪式氣體做功機構、羅茨式氣體做功機構、活塞式氣體做功機構等，其作用是利用所述熱氣機內的處於高能狀態下的氣體工質進行做功，所謂的高能狀態是指在所述熱氣機的循環中，氣體工質處於溫度最高、壓力最大的狀態。本發明中，所述工質閉合迴路是指由所述氣體壓縮機構和所述氣體做功機構以及連通兩者的所述連通通道構成的工質可以循環流動的空間。本發明中，所謂低壓區是指熱氣機在工作中所述工質閉合迴路中氣體工質壓力較小的區域，如氣體壓縮機構的進氣口處。本發明中，所述連通通道是指連通所述氣體壓縮機構和所述氣體做功機構的工質流動的通道。本發明中，所述不凝氣是指惰性氣體、氮氣等在所述工質閉合迴路中參與循環而經冷卻後不液化的氣體。本發明中，所述不凝氣洩漏區是指系統中發生不凝氣洩漏的部位，例如，當採用氣缸活塞機構時，不凝氣洩漏到曲軸箱，則所述曲軸箱即為不凝氣洩漏區。本發明中，所謂的兩個裝置連通，是指流體可以在兩個裝置之間單向或者雙向流通。所謂的連通是指直接連通或經控制機構、控制單元或其他控制部件間接連通。根據熱能與動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統等。本發明的有益效果如下:本發明所公開的防洩漏熱氣機，將所述不凝氣洩漏區設置成密封結構，同時將所述不凝氣洩漏區與所述工質閉合迴路連通，使得整個熱氣機成為一個密閉環境，能有效地防止熱氣機中參與循環流動氣體工質的洩漏；即使氣體工質洩漏至不凝氣洩漏區，也可採用單向通道回送至熱氣機的工質閉合迴路中，減少了氣體工質的損失，節約了成本，同時提高了熱氣機的效率。


圖1所示的是現有熱氣機的結構示意圖；圖2所示的是本發明實施例1的結構示意圖3所示的是本發明實施例2的結構示意圖；圖4所示的是本發明實施例3的結構示意圖；圖5所示的是本發明實施例4的結構示意圖；圖6所示的是本發明實施例5的結構示意圖；圖7所示的是本發明實施例6的結構示意圖，圖中:I曲軸、2曲軸箱、3減速器、4動力輸出軸、5氣體工質回流通道、6逆止閥、7磁鐵組、8發電機、9連通通道、10氣缸活塞機構、11活塞式氣體做功機構、21活塞式氣體壓縮機構、31不凝氣儲罐、32不凝氣回收壓縮機。
具體實施例方式實施例1如圖2所示的防洩漏熱氣機，包括由氣體做功機構、氣體壓縮機構和連通通道9構成的工質閉合迴路，所述氣體做功機構設為活塞式氣體做功機構11，所述氣體壓縮機構設為活塞式氣體壓縮機構21，所述活塞式氣體做功機構11和所述活塞式氣體壓縮機構21的不凝氣洩漏區設為曲軸箱2，所述曲軸箱2為密封結構，所述防洩漏熱氣機還包括氣體工質回流通道5，所述曲軸箱2經所述氣體工質回流通道5與所述工質閉合迴路連通。在熱氣機的氣體工質循環流動過程中，高壓氣體工質中會有少量滲入所述曲軸箱2中，所述氣體工質回流通道5會將滲至所述曲軸箱2中的氣體工質送回至工質閉合迴路中；為避免所述工質閉合迴路中氣體工質經所述氣體工質回流通道5流入所述曲軸箱2中，在所述氣體工質回流通道5上設置一個只能由所述曲軸箱2向所述工質閉合迴路單向流通的逆止閥6。在實際使用中，所述氣體工質回流通道5的出口將連通在所述工質閉合迴路中的低壓區，方便所述曲軸箱2中氣體工質返回至所述工質閉合迴路中。具體實施時，所述氣體做功機構可設為葉輪式氣體做功機構，在所述葉輪式氣體做功機構轉動軸處設有密封結構，所述不凝氣洩漏區設為所述葉輪式氣體做功機構轉動軸處的密封結構。可選擇地，所述氣體做功機構還可設為螺杆式氣體做功機構或羅茨式氣體做功機構；所述氣體壓縮機構可設為螺杆式氣體壓縮機構、葉輪式氣體壓縮機構或羅茨式氣體壓縮機構。實施例2如圖3所示的防洩漏熱氣機，其與實施例1的區別在於:所述氣體做功機構和所述氣體壓縮機構一體化設置為氣缸活塞機構10。實施例3如圖4所示的防洩漏熱氣機，其與實施例2的區別在於:所述曲軸箱2中設有減速器3，所述減速器3與所述氣缸活塞機構10的曲軸I齒嚙合，所述減速器3的軸伸出所述曲軸箱2，且與所述曲軸箱2轉動密封設置。將現有活塞式熱氣機的所述曲軸I整體設在所述曲軸箱2，即所述曲軸I兩端不伸出所述曲軸箱2，將所述曲軸I與所述減速器3齒嚙合連接，降低了動力輸出軸4的轉速。由於所述動力輸出軸4的轉速降低，其與所述曲軸箱2的轉動密封相對於現有高速轉動的密封情況將得到大大改善。實施例4如圖5所示的防洩漏熱氣機，其與實施例2的區別在於:所述曲軸箱2中所述曲軸I是經由一對磁極匹配的磁鐵組7輸出動力，其中一個磁鐵固定連接所述曲軸箱2內的所述曲軸I的一端；而另一個磁鐵則設在所述曲軸箱2外，與所述曲軸箱2內的磁鐵的磁極對應；所述動力輸出軸4固定在所述曲軸箱2外的磁鐵上。所述曲軸箱2為密封設置，所述曲軸I的動力經由磁鐵組7得到輸出。實施例5如圖6所示的防洩漏熱氣機，其與實施例2的區別在於:在所述曲軸箱2中設有發電機8，將所述曲軸I與所述發電機8的動力輸入軸連接，而所述發電機8產生的交流電(圖中所示)可採用導線輸出所述曲軸箱2外，不影響所述曲軸箱2的密封性能。也可將所述發電機8設為直流發電機，即可產生直流電。實施例6如圖7所示的防洩漏熱氣機，其與實施例1的區別在於:所述防洩漏熱氣機還包括不凝氣儲罐31和不凝氣回收壓縮機32，所述不凝氣回收壓縮機32的進氣口與所述曲軸箱2連通，所述不凝氣回收壓縮機32的氣體出口經逆止閥6與所述不凝氣儲罐31連通，所述不凝氣儲罐31與所述工質閉合迴路的連通通道9連通。所述不凝氣儲罐31用來存儲從不凝氣洩漏區收集來的不凝氣，所述不凝氣回收壓縮機32是用來收集不凝氣洩漏區的不凝氣的裝置。具體實施時，可選擇地，所述曲軸箱2可直接與所述不凝氣儲罐31連通。顯然，本發明不限於以上實施例，根據本領域的公知技術和本發明所公開的技術方案，可以推導出或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種防洩漏熱氣機，包括由氣體做功機構、氣體壓縮機構和連通通道(9)構成的工質閉合迴路，其特徵在於:所述氣體做功機構和/或所述氣體壓縮機構的不凝氣洩漏區設為密封結構，所述防洩漏熱氣機還包括氣體工質回流通道(5)，所述不凝氣洩漏區經所述氣體工質回流通道(5)與所述工質閉合迴路連通。
2.如權利要求1所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述氣體做功機構設為活塞式氣體做功機構(11)。
3.如權利要求1所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述氣體壓縮機構設為活塞式氣體壓縮機構(21)。
4.如權利要求1所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述氣體做功機構和所述氣體壓縮機構一體化設置為氣缸活塞機構(10)。
5.如權利要求2至4中任一權利要求所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述不凝氣洩漏區設為曲軸箱(2)，所述曲軸箱(2)中設有減速器(3)，所述減速器(3)與所述曲軸箱(2)中的曲軸(I)齒嚙合，所述減速器(3)的軸伸出所述曲軸箱(2)，所述減速器(3)與所述曲軸箱(2)轉動密封設置。
6.如權利要求2至4中任一權利要求所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述不凝氣洩漏區設為曲軸箱(2)，所述曲軸箱(2)中設有發電機(8)，所述發電機(8)的動力輸入軸與所述曲軸箱(2)中的曲軸(I)連接。
7.如權利要求2至4中任一權利要求所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述不凝氣洩漏區設為曲軸箱(2)，所述防洩漏熱氣機還包括有磁極匹配的兩個磁鐵:一個所述磁鐵設在所述曲軸箱(2)中，與所述曲軸箱(2)的曲軸(I)固定連接，另一個所述磁鐵設在所述不凝氣洩漏區外，與動力輸出軸(4)固定連接。
8.如權利要求1所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:在所述氣體工質回流通道(5)上設由所述曲軸箱(2)向所述工質閉合迴路單向流通的逆止閥(6)。
9.如權利要求1所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述不凝氣洩漏區經所述氣體工質回流通道(5)與所述工質閉合迴路的低壓區連通。
10.如權利要求1所述防洩漏熱氣機，其特徵在於:所述防洩漏熱氣機還包括不凝氣儲罐(31)，所述不凝氣儲罐(31)設在所述氣體工質回流通道(5)上。
全文摘要
本發明公開了一種防洩漏熱氣機，包括由氣體做功機構、氣體壓縮機構和連通通道構成的工質閉合迴路，所述氣體做功機構和/或所述氣體壓縮機構的不凝氣洩漏區設為密封結構，所述防洩漏熱氣機還包括氣體工質回流通道，所述不凝氣洩漏區經所述氣體工質回流通道與所述工質閉合迴路連通。本發明所公開的防洩漏熱氣機，將所述不凝氣洩漏區設置成密封結構，同時將所述不凝氣洩漏區與所述工質閉合迴路連通，使得整個熱氣機成為一個密閉環境，能有效地防止熱氣機中參與循環流動氣體工質的洩漏；即使氣體工質洩漏至不凝氣洩漏區，也可採用單向通道回送至熱氣機的工質閉合迴路中，減少了氣體工質的損失，節約了成本，同時提高了熱氣機的效率。
文檔編號F02G1/04GK103104368SQ20131001832
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月17日 優先權日2012年1月18日
發明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司