本发明专利技术公开了一种泵阀内燃热气机，包括热气缸活塞机构和冷气缸活塞机构，所述热气缸活塞机构和所述冷气缸活塞机构经连通通道形成工质闭合回路，所述连通通道上设有叶轮压气机和涡轮动力机构，所述叶轮压气机对所述涡轮动力机构输出动力；所述工质闭合回路上设有内燃燃烧室、氧化剂入口和工质导出口。本发明专利技术通过利用内燃加热方式代替传统内燃热气机的外燃加热方式，将内燃加热方式的直接加热以致加热效率高的优势应用到热气机上，同时在工质闭合回路上使用泵结构，替代了阀门的作用。本发明专利技术克服了传统热气机中因工质的温度和压力难以达到更高水平而影响功率和功率密度的问题，从而可以有效节约能源并大幅度减少机构的体积、重量和制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热能与动力领域，尤其是一种内燃热气机。
技术介绍
近年来，热气机得到广泛重视，然而传统热气机都是通过外燃加热的方式来提供动力的，外燃方式需要经过传热部件(通常为被加热容器的壁)来进行热传递，从而使得工质被加热，众所周知，外燃加热过程中很难将燃料燃烧的所有热量都用于加热工质，很大一部分热量都耗散在环境中了，特别是由于外燃加热方式受传热壁承压耐温能力的限制，不可能将工质的温度和压力加热到应有的高度。因此外燃加热方式的传热效率有限，从而使得传统热气机的效率和功率密度严重受限，为了解决这一问题，虽然有内燃热气机的技术方案被提出，但是其中工质流动要么是通过往复通道流动，要么是需要设置阀体，在阀体和活塞机构的作用下，使得工质定向流动；但是由于阀体控制、加工以及可靠性均有待提高，因此，需要专利技术一种工质定向流动而不需要阀体的热气机。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出的技术方案如下方案1:一种泵阀内燃热气机,包括热气缸活塞机构和冷气缸活塞机构,所述热气缸活塞机构和所述冷气缸活塞机构经连通通道形成工质闭合回路，在所述连通通道上设置叶轮压气机和涡轮动力机构，所述叶轮压气机对所述涡轮动力机构输出动力；在所述工质闭合回路上设置内燃燃烧室、氧化剂入口和工质导出口。方案2 :在方案I的基础上，所述润轮动力机构设在所述热气缸活塞机构的排气口与所述冷气缸活塞机构的进气口之间的连通通道上；所述叶轮压气机设在所述冷气缸活塞机构的排气口与所述热气缸活塞机构的进气口之间的连通通道上；所述内燃燃烧室设在所述叶轮压气机的出口至所述热气缸活塞机构的排气口之间的工质闭合回路上。方案3 :在方案I或2的基础上，在所述工质闭合回路上设置降温器。方案4 :在方案3的基础上，所述降温器设置在所述冷气缸活塞机构上。方案5 :在方案I或2的基础上,所述冷气缸活塞机构的进气口和排气口一体化设置为冷缸进排共用配气口，所述冷缸进排共用配气口经共用通道和三通与所述叶轮压气机入口连通。方案6 :在方案3的基础上，所述工质导出口设在所述降温器下游的通道上，有利于导出被所述降温器所降温冷凝得到的液体工质。方案7 :在方案3的基础上，所述降温器设在所述涡轮动力机构与所述冷气缸活塞机构的进气口之间的连通通道上。方案8 :在方案3的基础上,在所述冷气缸活塞机构的排气口与所述叶轮压气机的连通通道上设置附属降温器。方案9 :在方案I或2的基础上，所述热气缸活塞机构所连接的连杆轴颈在曲轴上的相位和所述冷气缸活塞机构所连接的连杆轴颈在所述曲轴上的相位相差90度。方案10 :在方案I或2的基础上，所述热气缸活塞机构的进气口和排气口一体化设置为热缸进排共用配气口 ；所述热缸进排共用配气口经共用连通通道和三通与所述涡轮动力机构入库连通。方案11 :在方案10的基础上，在所述共用连通通道上设置回热器。方案12 :在方案10的基础上，在所述三通与所述涡轮动力机构入口的连通通道上设置附属回热器。方案13 :在方案10的基础上,所述冷气缸活塞机构的进气口和排气口一体化设置为冷缸进排共用配气口，所述冷缸进排共用配气口经共用通道和三通与所述叶轮压气机入口连通。方案14 :在方案10的基础上,在所述冷气缸活塞机构上设置降温器。方案15 :—种泵阀内燃热气机，包括冷热气缸活塞机构，还包括有涡轮动力机构和叶轮压气机，所述冷热气缸活塞机构、所述涡轮动力机构和所述叶轮压气机经连通通道形成工质闭合回路；在所述涡轮动力机构出口和所述叶轮压气机入口的连通通道上设置降温器；所述内燃燃烧室设在所述叶轮压气机的出口至所述冷热气缸活塞机构的排气口之间的所述工质闭合回路上。方案16 :在方案15的基础上,所述内燃燃烧室设在所述冷热气缸活塞机构内，所述冷热气缸活塞机构的进气口和排气口一体化设置为冷热气缸进排共用配气口 ；所述冷热气缸进排共用配气口设有配气门。方案17 :在方案I或15的基础上，所述涡轮动力机构或所述叶轮压气机设置为多级结构。方案18 :在方案I或15的基础上，所述泵阀内燃热气机还包括有不凝气储罐，所述不凝气储罐与所述工质闭合回路连通。方案19 :在方案18的基础上，所述热气缸活塞机构、所述冷气缸活塞机构和所述冷热气缸活塞机构中一个或多个的曲轴箱与所述叶轮压气机的入口连通。方案20 :在方案18的基础上，所述热气缸活塞机构、所述冷气缸活塞机构和所述冷热气缸活塞机构中一个或多个的曲轴箱与不凝气回收泵连通。方案21 :在方案I或15的基础上，所述涡轮动力机构的输出轴上设有惯量体。本专利技术的原理是利用所述涡轮动力机构和所述叶轮压气机，使得工质在没有阀体存在的情况下，可定向流动，从而使加热区和冷却区得以更高效率工作。不仅如此，由于所述涡轮动力机构和所述叶轮压气机存在，使得所述内燃燃烧室内的燃烧放热，可在更高压力下进行，因而可提高系统的效率。本专利技术中，所谓的热气缸活塞机构和冷气缸活塞机构，是指由所述内燃燃烧室产生的高温工质，先到达的气缸活塞机构为热气缸活塞机构，后到达的为冷气缸活塞机构。本专利技术中，所谓的冷热气缸活塞机构，是指在一个冲程中利用高温工质作功，在另一冲程将工质压缩或移送的气缸活塞机构。本专利技术中，所谓的连通通道是指连通所述热气缸活塞机构和所述冷气缸活塞机构的工质流动的通道。本专利技术中，所谓的工质闭合回路是指工质所流通的通道为闭合循环的。本专利技术中，所谓的下游是指在流体流动的流动流上处于去流方向的位置，当把流体流动的流动流比作河流时，本专利技术中所谓的下游相当于河流的下游。本专利技术中，所谓的工质导出口是指从所述内燃热气机工质系统中导出部分工质的出口，其目的是为了平衡导入的氧化剂和还原剂发生燃烧化学反应所产生的多余的工质，以维持所述内燃热气机工质系统的平衡。本专利技术中，所谓的降温器是指对气体进行降温的装置，可以是散热器，也可以是以降温为目的的热交换器，还可以是混合式降温器；所谓混合式降温器，是指将温度较低的膨胀剂与高温高压气体混合使高温高压气体降温的装置。本专利技术中，所谓的叶轮压气机，是指一切利用叶轮对气体进行压缩的装置，例如涡轮压气机等。本专利技术中，所谓的涡轮动力机构，是指一切利用气体流动膨胀对外做功的机构，例如动力透平、动力涡轮等。可以对所述叶轮压气机输出动力，也可以对外输出动力。本专利技术中，所谓的惯量体，是指具有一定形状的质量块，如传统发动机中的飞轮。本专利技术中，所谓的不凝气，是指惰性气体、氮气等在所述工质闭合回路中经所述降温器冷却而不液化的气体。优选地，所述不凝气采用氩气。本专利技术的有益效果如下本专利技术通过利用内燃加热方式代替传统内燃热气机的外燃加热方式，将内燃加热方式的直接加热以致加热效率高的优势应用到热气机上，同时在工质闭合回路上使用泵结构(如所述叶轮压气机和所述涡轮动力机构)，起到了阀门作用。本专利技术克服了传统热气机中因工质的温度和压力难以达到更高水平而影响功率和功率密度的问题，从而可以有效节约能源并大幅度减少机构的体积、重量和制造成本，且同时对于活塞式和叶轮式的压缩和做功机构均实用，具有广阔的应用前景。附图说明图1所示的是本专利技术实施例1的结构示意图；图2所示的是本专利技术实施例2的结构示意图；图3所示的是本专利技术实施例3的结构示意图；图4所示的是本专利技术实施例4的结构示意图；图5所示的是本专利技术实施例5的结构示意图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种泵阀内燃热气机，包括热气缸活塞机构（1）和冷气缸活塞机构（2），所述热气缸活塞机构（1）和所述冷气缸活塞机构（2）经连通通道形成工质闭合回路，其特征在于：在所述连通通道上设置涡轮动力机构（3）和叶轮压气机（4），所述涡轮动力机构（3）对所述叶轮压气机（4）输出动力；在所述工质闭合回路上设置内燃燃烧室（5）、氧化剂入口（6）和工质导出口（7）。
【技术特征摘要】
2011.12.29 CN 201110452192.6;2011.12.30 CN 2011101.一种泵阀内燃热气机，包括热气缸活塞机构(I)和冷气缸活塞机构(2),所述热气缸活塞机构(I)和所述冷气缸活塞机构(2)经连通通道形成工质闭合回路，其特征在于在所述连通通道上设置涡轮动力机构(3)和叶轮压气机(4)，所述涡轮动力机构(3)对所述叶轮压气机(4)输出动力；在所述工质闭合回路上设置内燃燃烧室(5)、氧化剂入口(6)和工质导出口(7)。2.如权利要求1所述泵阀内燃热气机，其特征在于所述涡轮动力机构(3)设在所述热气缸活塞机构(I)的排气口与所述冷气缸活塞机构(2)的进气口之间的连通通道上；所述叶轮压气机(4)设在所述冷气缸活塞机构(2)的排气口与所述热气缸活塞机构(I)的进气口之间的连通通道上；所述内燃燃烧室(5)设在所述叶轮压气机(4)的出口至所述热气缸活塞机构(I)的排气口之间的工质闭合回路上。3.如权利要求1或2所述泵阀内燃热气机，其特征在于在所述工质闭合回路上设置降温器(8)。4.如权利要求3所述泵阀内燃热气机，其特征在于所述降温器(8)设置在所述冷气缸活塞机构(2)上。5.如权利要求1或2所述泵阀内燃热气机，其特征在于所述冷气缸活塞机构(2)的进气口和排气口一体化设置为冷缸进排共用配气口(20)，所述冷缸进排共用配气口(20)经共...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳北彪，
申请(专利权)人：摩尔动力北京技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。