一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置的製作方法

2023-04-23 06:51:01 1

專利名稱：一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，用在工質相變循 環的蒸氣壓縮式熱力發動機上，向工質相變循環的蒸氣壓縮式熱力發動機提供熱量。
背景技術：
目前，石油儲藏量有限且價格上漲，以石油為燃料燃燒對環境產生較大的汙染。而 傳統的發動機都以石油為燃料，具有成本高，汙染嚴重，不夠環保的缺點。太陽能及工業餘 熱以及任何燃料燃燒產生的熱能來工作，沒有廢氣排放，因而熱相變發電技術正在成為能 源動力研究領域裡的新興技術，極具發展潛力和應用前景，在工質相變循環的蒸氣壓縮式 熱力發動機中，以冷熱源為動力，必須有一套供熱裝置，如何設計一套成本低、結構簡易、工 作效率高的傳熱裝置勢在必行。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供了一種利用工質相變循環的發動機的 冷熱源供熱裝置本發明具有結構設計合理、自動完成兩氣缸供熱放熱的切換、成本低、結構 簡易、工作效率高的特點。為達到上述的目的，本發明採用如下技術方案，一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，包括高溫熱源，低溫熱源，第 一帶活塞的發動機氣缸，第二帶活塞的發動機氣缸，第一換熱器，第二換熱器，第一換向控 制閥，第二換向控制閥，曲柄連杆系統；其中高溫熱源通過管路與第一換向控制閥連接；低 溫熱源通過管路與第二換向控制閥連接；第一換向控制閥通過管路分別與第一換熱器和第 二換熱器相連，第二換向控制閥通過管路也分別與第一換熱器和第二換熱器相連；第一換 熱器與第一帶活塞的發動機氣缸相連；第二換熱器與第二帶活塞的發動機氣缸相連；第一 換向控制閥和第二換向控制閥與曲柄連杆系統之間通過信號傳輸；曲柄連杆系統分別與第 一帶活塞的發動機氣缸，第二帶活塞的發動機氣缸固連。所述的曲柄連杆系統包括曲軸和正時齒輪，曲軸上設有1個正時齒輪；其中第一 換向控制閥，第二換向控制閥分別與正時齒輪進行信號傳輸；曲柄連杆系統的曲軸與第一 帶活塞的發動機氣缸中的第一活塞5，第二帶活塞的發動機氣缸中的第二活塞相連。所述的第一換向控制閥，第二換向控制閥為2位4通換向控制閥，其信號採用機械 凸輪機構或電磁閥換向。所述的第一帶活塞的發動機氣缸，第二帶活塞的發動機氣缸內充滿製冷劑工質， 用2隻2位4通的第一換向控制閥、第二換向控制閥控制高溫熱源和低溫熱源的傳熱路徑， 使第一換熱器，第二換熱器輪流交替對第一帶活塞的發動機氣缸，第二帶活塞的發動機氣 缸進行供熱和放熱，自動完成一個工作循環。所述的工質採用液態氨或其它製冷劑。本發明的有益效果是本發明通過從正時齒輪自動取得活塞上止點信號，通過電磁換向閥自動切換2隻氣缸的供熱和放熱，且具有結構設計合理、高效節能、成本低、結構 簡易的特點。


圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本實施例所指的一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝 置，包括高溫熱源1，低溫熱源2，第一帶活塞的發動機氣缸13，第二帶活塞的發動機氣缸 23，第一換熱器12，第二換熱器22，第一換向控制閥11，第二換向控制閥21，曲柄連杆系統 3 ；其中高溫熱源1通過管路與第一換向控制閥11連接；低溫熱源2通過管路與第二換向控 制閥21連接；第一換向控制閥11通過管路分別與第一換熱器12和第二換熱器22相連，第 二換向控制閥21通過管路也分別與第一換熱器12和第二換熱器22相連；第一換向控制閥 11，第二換向控制閥21為2位4通電磁閥。第一換熱器12與第一帶活塞的發動機氣缸13 相連；第二換熱器22與第二帶活塞的發動機氣缸23相連。曲柄連杆系統3包括曲軸7，曲 軸7上設有1個正時齒輪4 ；其中第一換向控制閥11，第二換向控制閥21分別與正時齒輪 4進行信號傳輸；曲柄連杆系統3的曲軸7與第一帶活塞的發動機氣缸13中的第一活塞5， 第二帶活塞的發動機氣缸23中的第二活塞6相連。第一帶活塞的發動機氣缸13，第二帶活塞的發動機氣缸23內充滿製冷劑工質，本 實施例採用的工質為液態氨；用2隻2位4通的第一換向控制閥11，第二換向控制閥21控 制高溫熱源1，低溫熱源2的傳熱路徑，使第一換熱器12，第二換熱器22輪流交替對第一帶 活塞的發動機氣缸13，第二帶活塞的發動機氣缸23進行供熱和放熱，自動完成一個工作循 環。本實施例的發動機完成供熱衝程和放熱衝程這兩個過程，在所述的供熱和放熱衝 程衝程中，當第一帶活塞的發動機氣缸13內的第一活塞5到達上止點前一個供熱提前角， 第二帶活塞的發動機氣缸23內的第二活塞6到達下止點前一個放熱提前角時，上止點和下 止點是曲柄連杆系統3運動時的活塞到達的最高點和最低點，通過正時齒輪4的位置確定， 上止點和下止點是現有技術，是本行業專用術語。正時齒輪4自動獲取活塞上的信號，並傳 輸給第一換向控制閥11和第二換向控制閥21，此時高溫熱源1通過第一換熱器12向第一 帶活塞的發動機氣缸13內製冷劑供熱，工質從高溫熱源1吸收熱量後由液態變成氣態，體 積膨脹推動第一帶活塞的發動機氣缸13內的第一活塞5作功；第二帶活塞的發動機氣缸 23內的工質通過第二換熱器22向低溫熱源2放熱，工質體積收縮，由氣態變回液態，推動第 二帶活塞的發動機氣缸23內的第二活塞6做功。當第一帶活塞的發動機氣缸13內的第一 活塞5從上止點運動到下止點，第二帶活塞的發動機氣缸23內的第二活塞6從下止點運動 到上止點時，曲柄連杆系統3上的曲軸7轉動180度，正時齒輪4自動獲取此信號傳輸給第 一換向控制閥11，第二換向控制閥21，導致第一換向控制閥11，第二換向控制閥21換向，此 時高溫熱源1通過第二換熱器22向第二帶活塞的發動機氣缸23供熱，第一帶活塞的發動 機氣缸13通過第一換熱器12向低溫熱源2放熱。使第一換熱器12，第二換熱器22輪流交 替對第一帶活塞的發動機氣缸13，第二帶活塞的發動機氣缸23進行供熱和放熱；自動完成一個工作循環。 本實施例的以工質相變循環的蒸氣壓縮式熱力發動機的冷熱源供熱裝置自動完 成兩氣缸供熱放熱的切換，雙向的作用提高了熱機效率，可採用太陽能、工業餘熱以及任何 燃料燃燒產生的低品位的熱能驅動，有利於提高能源利用效率；具有成本低，結構簡易、工 作效率高的優點。
權利要求
1.一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，其特徵在於包括高溫熱源 (1)，低溫熱源O)，第一帶活塞的發動機氣缸(13)，第二帶活塞的發動機氣缸(23)，第一換 熱器(12)，第二換熱器(22)，第一換向控制閥(11)，第二換向控制閥01)，曲柄連杆系統 (3)；其中高溫熱源(1)通過管路與第一換向控制閥(11)連接；低溫熱源( 通過管路與 第二換向控制閥連接；第一換向控制閥(11)通過管路分別與第一換熱器(12)和第二 換熱器0 相連，第二換向控制閥通過管路也分別與第一換熱器(1 和第二換熱器 (22)相連；第一換熱器(1 與第一帶活塞的發動機氣缸(1 相連；第二換熱器0 與第 二帶活塞的發動機氣缸相連；第一換向控制閥(11)和第二換向控制閥與曲柄連 杆系統C3)之間通過信號傳輸；曲柄連杆系統C3)分別與第一帶活塞的發動機氣缸(13)， 第二帶活塞的發動機氣缸固連。
2.如權利要求1所述的一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，其特徵在 於所述的曲柄連杆系統(3)包括曲軸(7)和正時齒輪(4)，曲軸(7)上設有1個正時齒輪 ⑷；其中第一換向控制閥(11)，第二換向控制閥分別與正時齒輪⑷進行信號傳輸； 曲柄連杆系統(3)的曲軸(7)與第一帶活塞的發動機氣缸(1 中的第一活塞(5)，第二帶 活塞的發動機氣缸中的第二活塞(6)相連。
3.如權利要求1所述的一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，其特徵在 於所述的第一換向控制閥(11)，第二換向控制閥為2位4通換向控制閥，其信號採 用機械凸輪機構或電磁閥換向。
4.如權利要求1所述的一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，其特徵在 於所述的第一帶活塞的發動機氣缸(13)，第二帶活塞的發動機氣缸內充滿製冷劑工 質，用2隻2位4通的第一換向控制閥(11)，第二換向控制閥控制高溫熱源1，低溫熱 源2的傳熱路徑，使第二換熱器(22)，使第一換熱器(12)，第二換熱器0 輪流交替對第 一帶活塞的發動機氣缸(13)，第二帶活塞的發動機氣缸進行供熱和放熱，自動完成一 個工作循環。
5.如權利要求4所述的一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，其特徵在 於所述的工質採用液態氨。
全文摘要
本發明公開了一種利用工質相變循環的發動機的冷熱源供熱裝置，包括高溫熱源，低溫熱源，第一帶活塞的發動機氣缸，第二帶活塞的發動機氣缸，第一換熱器，第二換熱器，第一換向控制閥，第二換向控制閥，曲柄連杆系統。本發明具有結構設計合理、自動完成兩氣缸供熱放熱的切換、成本低、結構簡易、工作效率高的特點。
文檔編號F01K25/00GK102071980SQ20091015424
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者黃德中 申請人:紹興文理學院