共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器和冷卻冷凝配液系統(tǒng)，所述汽化器與兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)連通。本發(fā)明易于工程化，且結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、體積小、效率高、造價低、使用壽命長。
【專利說明】共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)內(nèi)燃機燃料多樣性差，而且污染嚴重，而傳統(tǒng)蒸汽機體積龐大，功率密度低，因此需要發(fā)明一種新型發(fā)動機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
方案一:一種共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器和冷卻冷凝配液系統(tǒng)，所述汽化器與兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)連通。
[0004]方案二:在方案一的基礎(chǔ)上，在所述汽化器和所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)之間的往復通道上設(shè)回熱器。
[0005]方案三:在方案二的基礎(chǔ)上，在所述回熱器與所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)之間的往復通道上設(shè)工質(zhì)儲罐。
[0006]方案四:在方案一至方案三中任一方案的基礎(chǔ)上，至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)包括冷卻冷凝器和活塞式配液機構(gòu)，所述汽化器與所述冷卻冷凝器連通，所述冷卻冷凝器與所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸連通。
[0007]方案五:在方案一至方案三中任一方案的基礎(chǔ)上，至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)包括冷卻冷凝器、渦輪動力機構(gòu)和液體泵，所述汽化器經(jīng)氣體正時控制閥與所述渦輪動力機構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動力機構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻冷凝器與所述液體泵的工質(zhì)入口連通，所述液體泵的工質(zhì)出口經(jīng)液體正時控制閥與所述汽化器連通。
[0008]方案六:在方案一至方案三中任一方案的基礎(chǔ)上，至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)包括冷卻冷凝器、羅茨機構(gòu)和緩沖儲罐，所述汽化器與所述冷卻冷凝器連通，所述冷卻冷凝器與所述羅茨機構(gòu)的一個流體流通口連通，所述羅茨機構(gòu)的另一個流體流通口與所述緩沖儲罐連通。
[0009]方案七:在方案一至方案三中任一方案的基礎(chǔ)上，至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)包括冷卻冷凝器、齒輪動力機構(gòu)和緩沖儲罐，所述汽化器與所述冷卻冷凝器連通，所述冷卻冷凝器與所述齒輪動力機構(gòu)的一個流體流通口連通，所述齒輪動力機構(gòu)的另一個流體流通口與所述緩沖儲罐連通。
[0010]方案八:在方案四的基礎(chǔ)上，兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)均包括冷卻冷凝器和活塞式配液機構(gòu)，所述汽化器分別與兩個所述冷卻冷凝器連通，所述冷卻冷凝器與所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸連通；兩個所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸中心線之間的夾角不等于O度。
[0011]方案九:在方案八的基礎(chǔ)上，兩個所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸中心線之間的夾角等于90度。
[0012]方案十:在方案四的基礎(chǔ)上，兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)均包括冷卻冷凝器和活塞式配液機構(gòu)，所述汽化器分別與兩個所述冷卻冷凝器連通，所述冷卻冷凝器與所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸連通；一個所述活塞式配液機構(gòu)的活塞經(jīng)連桿與曲軸的一個連桿軸頸連接，另一個所述活塞式配液機構(gòu)的活塞經(jīng)連桿與所述曲軸的同一連桿軸頸連接。
[0013]方案十一:在方案四的基礎(chǔ)上，兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)均包括冷卻冷凝器和活塞式配液機構(gòu)，所述汽化器分別與兩個所述冷卻冷凝器連通，所述冷卻冷凝器與所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸連通；一個所述活塞式配液機構(gòu)的活塞經(jīng)連桿與曲軸的一個連桿軸頸連接，另一個所述活塞式配液機構(gòu)的活塞經(jīng)連桿與所述曲軸的處于不同相位的連桿軸頸連接。
[0014]方案十二:在方案十一的基礎(chǔ)上，兩個所述連桿軸頸之間的夾角等于90度。
[0015]方案十三:在方案四的基礎(chǔ)上，在所述活塞式配液機構(gòu)的氣缸上設(shè)工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，且在所述工質(zhì)入口和所述工質(zhì)出口處分別設(shè)有控制門；所述冷卻冷凝器經(jīng)入口液體正時控制閥與所述工質(zhì)入口連通；所述工質(zhì)出口經(jīng)出口液體正時控制閥與所述冷卻冷凝器連通。
[0016]方案十四:在方案十三的基礎(chǔ)上，在所述工質(zhì)出口與所述出口液體正時控制閥之間的往復通道上設(shè)蓄能儲罐。
[0017]本發(fā)明中，所謂的“冷卻冷凝配液系統(tǒng)”是指能夠按正時關(guān)系將所述汽化器產(chǎn)生的氣體工質(zhì)進行冷凝，并按正時關(guān)系將冷凝后的液體工質(zhì)回送到所述汽化器的系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明中，所謂的“配液機構(gòu)”是指按正時關(guān)系向所述汽化器提供液體工質(zhì)的機構(gòu)，同時也可對外輸出動力。
[0019]本發(fā)明中，所謂的“按正時關(guān)系”包括兩種情況:1、按所述汽化器的正時關(guān)系進行工作，所述汽化器的正時關(guān)系是指所述汽化器內(nèi)的工質(zhì)的量在一定范圍內(nèi)波動的規(guī)律；2、按所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)的正時關(guān)系進行工作。
[0020]本發(fā)明中，所謂的“汽化器”是指能夠使液體工質(zhì)發(fā)生汽化、臨界化、超臨界化、超超臨界化或過熱化的裝置，它可以是外燃汽化器、熱交換器、太陽能汽化器或內(nèi)燃汽化器。所述內(nèi)燃汽化器包括氧化劑和還原劑燃燒產(chǎn)物能夠液化的內(nèi)燃汽化器和氧化劑和還原劑燃燒產(chǎn)物不能液化的內(nèi)燃汽化器。
[0021 ] 本發(fā)明中，所謂的“冷卻冷凝器”是指能夠使本發(fā)明中的氣體工質(zhì)進行降溫冷凝的裝置，它可以是散熱器，也可以是熱交換器，還可以是混合式冷卻冷凝器。
[0022]本發(fā)明中，所謂的“工質(zhì)”可以是一切能夠在所述汽化器中可以發(fā)生汽化、過熱化、臨界化、超臨界化或超超臨界化的物質(zhì)，例如水、氟利昂、醚類等一切無機朗肯循環(huán)和有機朗肯循環(huán)中的工質(zhì)。
[0023]本發(fā)明中，所述汽化器內(nèi)的工質(zhì)處于臨界狀態(tài)時，所述汽化器的氣相區(qū)和所述汽化器的液相區(qū)可以是同一空間。
[0024]本發(fā)明中，應根據(jù)熱能與動力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0025]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明可在較少控制機構(gòu)的情況下穩(wěn)定輸出動力，易于工程化，且燃料多樣性好、污染程度小、功率密度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、造價低、使用壽命長?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0026]圖1所示的是本發(fā)明所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機的原理示意圖；
圖2所示的是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3所示的是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4所示的是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5所示的是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6所示的是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7所示的是本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8所示的是本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9所示的是本發(fā)明實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:
2汽化器、3冷卻冷凝器、4活塞式配液機構(gòu)、5回熱器、6工質(zhì)儲罐、12羅茨機構(gòu)、15緩沖儲罐、21內(nèi)燃汽化器、22工質(zhì)導出口、33渦輪動力機構(gòu)、34液體泵、35氣體正時控制閥、36液體正時控制閥、37入口液體正時控制閥、38出口液體正時控制閥、40蓄能儲罐、300冷卻冷凝配液系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
如圖1所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機原理示意圖，包括汽化器2和冷卻冷凝配液系統(tǒng)300，所述汽化器2與兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300連通。
[0028]具體而言可如圖2所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300均包括冷卻冷凝器3和活塞式配液機構(gòu)4，所述汽化器2分別經(jīng)回熱器5與兩個所述冷卻冷凝器3連通，所述冷卻冷凝器3與所述活塞式配液機構(gòu)4的氣缸連通；一個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞經(jīng)連桿與曲軸的一個連桿軸頸連接，另一個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞經(jīng)連桿與所述曲軸的同一連桿軸頸連接，且兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的氣缸中心線之間的夾角為90度。
[0029]可選擇地，兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的氣缸中心線之間的夾角還可以為30度、45 度、60 度、120 度、135 度、150 度、180 度、210 度、225 度、240 度、270 度、300 度、315 度或330度；兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞也可分別經(jīng)連桿與同一曲軸的相位不同的連桿軸頸連接，只要滿足兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞不同步即可。
[0030]實施例2
如圖3所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:在所述回熱器5與所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300之間的往復通道上設(shè)工質(zhì)儲罐6，具體地所述工質(zhì)儲罐6設(shè)在所述回熱器5和所述活塞式配液機構(gòu)4之間的往復通道上，且所述冷卻冷凝器3設(shè)在工質(zhì)儲6上。
[0031]實施例3
如圖4所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:在所述活塞式配氣機構(gòu)4與所述冷卻冷凝器3之間的往復通道上設(shè)工質(zhì)儲罐6，一個所述活塞式配氣機構(gòu)4的活塞經(jīng)連桿與曲軸的一個連桿軸頸連接，另一個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞經(jīng)連桿與所述曲軸的處于不同相位的連桿軸頸連接，且兩個所述連桿軸頸之間的夾角等于90度。
[0032]可選擇地，還可在所述回熱器5與所述冷卻冷凝器3之間的往復通道上設(shè)所述工質(zhì)儲罐6 ;兩個所述連桿軸頸之間的夾角還可以為30度、45度、60度、120度、135度、150度、180度、210度、225度、240度、270度、300度、315度或330度；在兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的氣缸中心線之間的夾角不等于O度的情況下，兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞也可分別經(jīng)連桿與同一曲軸的同一連桿軸頸連接，只要滿足兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的活塞不同步即可。
[0033]實施例4
如圖5所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例3的區(qū)別在于:一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300改設(shè)為包括冷卻冷凝器3、羅茨機構(gòu)12和緩沖儲罐15，所述汽化器2經(jīng)所述回熱器5與所述冷卻冷凝器3連通，所述冷卻冷凝器3與所述羅茨機構(gòu)12的一個流體流通口連通，所述羅茨機構(gòu)12的另一個流體流通口與所述緩沖儲罐15連通。
[0034]選擇性地，所述羅茨機構(gòu)12還可改設(shè)為齒輪動力機構(gòu)。
[0035]選擇性地，兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300可改設(shè)為包括依次連通的所述冷卻冷凝器3、所述羅茨機構(gòu)12和所述緩沖儲罐15。
[0036]實施例5
如圖6所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300改設(shè)為包括冷卻冷凝器3、渦輪動力機構(gòu)33和液體泵34，所述汽化器2依次經(jīng)所述回熱器5、氣體正時控制閥35與所述渦輪動力機構(gòu)33的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動力機構(gòu)33的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻冷凝器3與所述液體泵34的工質(zhì)入口連通，所述液體泵34的工質(zhì)出口依次經(jīng)液體正時控制閥36、所述回熱器5與所述汽化器2連通，在所述液體泵34的工質(zhì)出口與所述液體正時控制閥36之間設(shè)有工質(zhì)儲罐6。
[0037]本實施例中，所述渦輪動力機構(gòu)33對所述液體泵34輸出動力，作為可變換的實施方式，所述渦輪動力機構(gòu)33還可對外輸出動力。
[0038]實施例6
如圖7所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例5的區(qū)別在于:另一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)300也改為包括冷卻冷凝器3、渦輪動力機構(gòu)33和液體泵34，所述汽化器2依次經(jīng)所述回熱器5、氣體正時控制閥35與所述渦輪動力機構(gòu)33的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動力機構(gòu)33的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻冷凝器3與所述液體泵34的工質(zhì)入口連通，所述液體泵34的工質(zhì)出口依次經(jīng)液體正時控制閥36、所述回熱器5與所述汽化器2連通，在所述液體泵34的工質(zhì)出口與所述液體正時控制閥36之間設(shè)有工質(zhì)儲罐6。
[0039]實施例7
如圖8所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:在兩個所述活塞式配液機構(gòu)4的氣缸上分別設(shè)工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，且在所述工質(zhì)入口和所述工質(zhì)出口處分別設(shè)有控制門；所述冷卻冷凝器3經(jīng)入口液體正時控制閥37與所述工質(zhì)入口連通；所述工質(zhì)出口經(jīng)出口液體正時控制閥38與所述冷卻冷凝器3連通，在所述入口液體正時控制閥37與所述工質(zhì)入口之間的往復通道上設(shè)工質(zhì)儲罐6 ;在所述工質(zhì)出口與所述出口液體正時控制閥38之間的往復通道上設(shè)蓄能儲罐40。
[0040]上述實施例1中圖2所示及實施例2至實施例7中所述汽化器2均為外燃式汽化器，作為可變換的實施方式，還可選擇地將所述汽化器2設(shè)為熱交換器式或太陽能式汽化器；也可將所述汽化器2設(shè)為內(nèi)燃汽化器，并設(shè)置相應的工質(zhì)導出口。
[0041]實施例8
如圖9所示的共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例3的區(qū)別在于:所述汽化器2設(shè)為內(nèi)燃汽化器21，在所述冷卻冷凝器3與所述回熱器5之間的往復通道上設(shè)工質(zhì)導出口22。
[0042]顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:包括汽化器(2)和冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300 )，所述汽化器(2 )與兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300 )連通。
2.如權(quán)利要求1所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:在所述汽化器(2)和所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)之間的往復通道上設(shè)回熱器(5)。
3.如權(quán)利要求2所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:在所述回熱器(5)與所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)之間的往復通道上設(shè)工質(zhì)儲罐(6)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)包括冷卻冷凝器(3)和活塞式配液機構(gòu)(4)，所述汽化器(2)與所述冷卻冷凝器(3)連通，所述冷卻冷凝器(3)與所述活塞式配液機構(gòu)(4)的氣缸連通。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)包括冷卻冷凝器(3)、渦輪動力機構(gòu)(33)和液體泵(34)，所述汽化器(2)經(jīng)氣體正時控制閥(35)與所述渦輪動力機構(gòu)(33)的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動力機構(gòu)(33)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻冷凝器(3)與所述液體泵(34)的工質(zhì)入口連通，所述液體泵(34 )的工質(zhì)出口經(jīng)液體正時控制閥(36 )與所述汽化器(2 )連通。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)包括冷卻冷凝器(3)、羅茨機構(gòu)(12)和緩沖儲罐(15)，所述汽化器(2)與所述冷卻冷凝器(3)連通，所述冷卻冷凝器(3)與所述羅茨機構(gòu)(12)的一個流體流通口連通，所述羅茨機構(gòu)(12)的另一個流體流通口與所述緩沖儲罐(15)連通。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:至少一個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)包括冷卻冷凝器(3)、齒輪動力機構(gòu)和緩沖儲罐(15)，所述汽化器(2 )與所述冷卻冷凝器(3 )連通，所述冷卻冷凝器(3 )與所述齒輪動力機構(gòu)的一個流體流通口連通，所述齒輪動力機構(gòu)的另一個流體流通口與所述緩沖儲罐(15 )連通。
8.如權(quán)利要求4所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)均包括冷卻冷凝器(3)和活塞式配液機構(gòu)(4)，所述汽化器(2)分別與兩個所述冷卻冷凝器(3)連通，所述冷卻冷凝器(3)與所述活塞式配液機構(gòu)(4)的氣缸連通；兩個所述活塞式配液機構(gòu)(4)的氣缸中心線之間的夾角不等于O度。
9.如權(quán)利要求8所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:兩個所述活塞式配液機構(gòu)(4)的氣缸中心線之間的夾角等于90度。
10.如權(quán)利要求4所述共軛往復通道相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:兩個所述冷卻冷凝配液系統(tǒng)(300)均包括冷卻冷凝器(3)和活塞式配液機構(gòu)(4)，所述汽化器(2)分別與兩個所述冷卻冷凝器(3)連通，所述冷卻冷凝器(3)與所述活塞式配液機構(gòu)(4)的氣缸連通；一個所述活塞式配液機構(gòu)(4)的活塞經(jīng)連桿與曲軸的一個連桿軸頸連接，另一個所述活塞式配液機構(gòu)(4)的活塞經(jīng)連桿與所述曲軸的同一連桿軸頸連接。
【文檔編號】F02G1/043GK103470396SQ201310218462
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月16日
【發(fā)明者】靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司