专利名称：直热式发动机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种热机，尤其是属于一种直热式发动机。
背景技术：
热机的共同特点是燃料燃烧释放出热能，这些热能又传递给工作物质——水蒸汽或燃气，工作物质获得热能后，膨胀做功，把一部分热能转化为机械能，同时工作物质的热能减少，温度降低，余下的热能以排气或散热形式去掉。热机既有内燃机也有外燃机，内燃机的基本特点是让燃料在机器的气缸内燃烧，生成高温高压的燃气，利用这种燃气作为工作介质去推动活塞或气轮等做功。而燃料在气缸外或气轮等膨胀机燃烧，然后将某种受热后产生的蒸汽导入气缸或汽轮等膨胀机做功的热机，称为外燃机。由于热机在工作过程中产生排放及散热，所以实际只有约35～40％的热能被转化为有用的机械能输出。由于现在的世界性的能源紧张，热机效率的提高对节省能源是非常的有利。同时，涡旋机械自19世纪初期由法国工程师克拉斯(CRUEX)提出后，经过多年的发展，已取得了工业化的应用。由于涡旋机械具有容积效率高、体积小、噪声低、动力平衡良好等诸多优点，它的应用领域越来越宽广，在空调、泵送液体、增压气体等方面已有应用，也有将涡旋机械作为膨胀机应用于发动机上的构思。这种构思的涡旋式发动机，属于外燃式热机，由外界将高温高压气体输入涡旋机械中让其膨胀做功输出动力。其循环的热效率，主要随压力的增大而增大，而提高压力的同时会带来压缩终了空气高温的升高，这样涡旋机械在高温下工作，特别是高温梯度下工作时，相对运动的部件要产生不一致的线性膨胀量，容易导致运动件间的咬死现象。同时高温工作时，也会让涡旋机械的润滑性能加剧恶化。所以克服这些困难也是涡旋发动机得以实现的关键所在。
发明内容
本发明就是针对上述热机的缺点，结合涡旋机械的结构特点，解决涡旋机械高温咬死问题，开发出高效节能的直热式发动机。本发明将液态的工作介质直接输入涡旋机械的中心压缩腔中受热瞬间蒸发膨胀，推动涡旋盘工作而输出动力。由于工作介质是在涡旋盘的中心压缩腔吸热膨胀做功，做功后排出的同时也将涡旋盘相对运动时产生的热带走，这样既解决了涡旋盘相对运动时由于高温而变形咬死的现象，也降低了润滑性能及高温密封材料的要求，从而大大降低了直热式发动机的生产难度。同时，由于本发明系统是直接将工作介质以液态输入而不是将高温高压气体输入，可以节省了制造高温高压气体的能量与机构，真正实现了高效节能，降低制造成本的目标。
附图1是本实施例的系统结构图，其中包括热源1、循环泵2、换热盘管3、涡旋盘4、涡旋盘5、动力输出6、散热7、循环泵8、热马达9、进液口10、涡盘进液口11、液管12、排气口13。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如附图1所示，首先将热源1的输出口与循环泵2的入口连接，循环泵2的出口与热马达9内的换热盘管3入口连接，换热盘管3的出口再与热源1的输入口连接，形成热循环。
热马达9的排气口13与散热7相连，散热7出口与循环泵8的入口相接，循环泵8的出口与热马达9的进液口10相接，热马达9的进液口10与涡盘进液口11之间通过液管12相连，形成一个膨胀循环，而液管12是通过换热盘管3的中心进行吸热。
当系统工作时，循环泵2将热介质从热源1中泵入换热盘管3中，与液管12进行热交换，使液管12中的工作介质吸收热量进行预热；被吸收了热量而降低温度的热介质循环回到热源1中再吸收热量进行周而复始的热交换循环。在液管12中吸收了热量进行预热的工作介质通过涡旋盘4上的涡盘进液口11进入到涡旋盘的中心压缩腔，在中心压缩腔中迅速蒸发膨胀，推动涡旋盘5运动，与涡旋盘5相连的动力输出6则将动力源源不断的输出。同时汽化并吸收了涡旋盘热量的工作介质从热马达9的排气口13排出进入散热7，将热量散去冷凝恢复为液态，液态的工作介质通过循环泵8泵入热马达9中的液管12预热再进入涡旋盘的中心压缩腔吸热汽化膨胀，就这样进行周而复始的膨胀循环，使到动力源源不断的输出，实现发动机的稳定动力输出功能。
综上所述，本发明有如下优点(1)结构简洁本发明利用工作介质的热胀冷缩的特性，使其直接在涡旋机械的中心压缩腔膨胀推动涡旋盘工作，省却了提供高温高压气体的设备，从结构上大简化了发动机的构造。
(2)节能能源直接膨胀，可以节省高温高压气体在输送过程中的热量散失，减少了能源的浪费。同时工作介质膨胀时主要是吸收了涡旋机械本身的热量，需要要外界提供的热量较少，所以耗费的提供热量的能源较少。
(3)环保膨胀做完功的介质再循环工作，没有将大量的废气排入大气环境，实现环保目标。
权利要求
1.一种直热式发动机，主要由热源、换热盘管、涡旋机械、循环泵、散热及动力输出组成，其主要特征是将液态的膨胀工质输入涡旋机械的中心压缩腔进行蒸发膨胀，推动涡旋盘工作而输出动力。
2.根据权利要求1所述的直热式发动机，其特征在于给工作介质进行预热的换热盘管也可以是板式换热器、管壳式换热器或其它型式的换热器。
3.根据权利要求1所述的直热式发动机，其特征在于作为膨胀机的涡旋机构可以是一对或一对以上，则动力输出可以是一组或一组以上。
全文摘要
一种直热式发动机，针对热机的热效率转化率低的缺点，结合涡旋机械的涡旋结构及其容积效率高、动力平衡性好的特点，将液态的工作介质直接输入涡旋机械的中心压缩腔中受热瞬间蒸发膨胀，推动涡旋盘工作而输出动力。
文档编号F01C1/00GK1587668SQ20041006257
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月2日 优先权日2004年7月2日
发明者郎风 申请人:郎风