带热回收的高热效率发动机的制作方法

文档序号:15946758发布日期:2018-11-14 04:22阅读:151来源:国知局

本发明涉及蒸汽机技术领域,尤其是一种带热回收的高热效率发动机。

背景技术

现有的动力输出设备有汽轮机和火车气缸,其中汽轮机存在的缺点的低速且扭矩大,扭矩输出不稳定,能够消耗大;而火车气缸体积大,通过曲轴连杆传动时摩擦力大,当功率的输出最佳值时,速度只能在小范围内变动。



技术实现要素:

本发明的目的是解决现有技术的不足,提供一种带热回收的高热效率发动机。

本发明的一种技术方案:

一种带热回收的高热效率发动机,包括动力输出设备,加热器,若干导管,喷水阀和汽化室,动力输出设备设有进气口和排气口,一导管的一端与进气口连接,另一端与汽化室连接;另一导管的一端位于加热器内,另一端与喷水阀连接,喷水阀与汽化室对接。

一种优选方案是动力输出设备包括若干密封的缸体,转动轴,分隔板,转动轴穿过若干缸体的轴心且与缸体转动连接,转动轴的表面相间设有若干凸起,凸起位于缸体内且与缸体内壁接触,转动轴与缸体内壁之间形成气流通道,分隔板的内端穿过缸体壁与转动轴接触,分隔板与缸体活动连接,缸体设有进气口和排气口,进气口和排气口位于分隔板两侧,一导管的一端与进气口连接,另一端与汽化室连接;另一导管的一端位于加热器内,另一端与喷水阀连接,喷水阀与汽化室对接,进入气流通道内热气推动凸起沿着缸体内壁滑动。

一种优选方案是带热回收的高热效率发动机还包括冷凝器以及与冷凝器连接的集水器,冷凝器与排气口通过导管连接。

一种优选方案是高热效率发动机还包括调压阀,集水器与加热器内的导管连接,调压阀连接在集水器与加热器之间,集水器与该导管之间设有高压泵。

一种优选方案是动力输出设备和加热器外设有绝热壳。

一种优选方案是动力输出设备还包括复位弹簧,复位弹簧的一端与分隔板固定连接,另一端与外部固定架连接。

一种优选方案是进气口设有控制进气的进气阀,排气口控制排气的排气阀。

一种优选方案是凸起的顶部设有第一密封片,分隔板的内端设有与第一密封片对于的第二密封片。

一种优选方案是动力输出设备包括若干密封的缸体,转动轴,分隔板,转动轴与缸体转动连接,缸体的内壁设有凸起,凸起与转动轴表面接触,转动轴与缸体内壁之间形成气流通道,分隔板的一端与转动轴活动连接,另一端与缸体的内壁接触,缸体设有进气口和排气口,进气口和排气口位于凸起两侧,进入气流通道内的推动分隔板沿着缸体内壁滑动;一导管的一端与进气口连接,另一端与汽化室连接;另一导管的一端位于加热器内,另一端与喷水阀连接,喷水阀与汽化室对接,进入气流通道内热气推动凸起沿着缸体内壁滑动。

一种优选方案是动力输出设备包括若干密封的缸体,转动轴和若干分隔板,转动轴偏心设置在与缸体内且与缸体转动连接,转动轴与缸体内壁之间形成气流通道,转动轴的周向间隔设有可伸缩的分隔板,分隔板的一端与缸体内壁接触,缸体设有进气口和排气口,进入气流通道内的热气推动分隔板沿着缸体内壁滑动;一导管的一端与进气口连接,另一端与汽化室连接;另一导管的一端位于加热器内,另一端与喷水阀连接,喷水阀与汽化室对接,进入气流通道内热气推动转动轴沿着缸体内壁滑动。

综合上述技术方案,本发明的有益效果:首先关闭喷水阀,加热器内的热水汽沿着导管流向喷水阀,当导管内热水汽温度和压强达到一定的值时,打开喷水阀,热水汽在汽化室内迅速变成热蒸汽,使得汽化室内的压强迅速提高,当这些蒸汽进入动力输出设备时,蒸汽推动动力输出设备运动并转换为动能,由于导管体积小,其内部热水汽能够快速加热,同时结合喷水阀和汽化室,使得热水汽迅速转换为水蒸气,因此提高了能量转换率;动力输出设备的转动轴输出功率平稳,波动小,能量利用率高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明第一实施例的示意图;

图2是本发明第一实施例中动力输出设备的剖视图;

图3是本发明第一实施例中动力输出设备的示意图;

图4是本发明中其它实施例中动力输出设备的示意图;

图5是本发明第二实施例的示意图;

图6是本发明第二实施例的中动力输出设备的剖视图;

图7是本发明中其它实施例中动力输出设备的示意图;

图8是本发明第三实施例的中动力输出设备的剖视图。

具体实施方式

第一实施例,如图1和图2所示,一种带热回收的高热效率发动机,包括动力输出设备,加热器,若干导管28,喷水阀22和汽化室23,动力输出设备设有进气口15和排气口16,一导管28的一端与进气口15连接,另一端与汽化室23连接;另一导管28的一端位于加热器20内,另一端与喷水阀22连接,喷水阀22与汽化室23对接。

首先关闭喷水阀22,加热器20内的热水汽沿着导管流向喷水阀22,当导管28内热水汽温度和压强达到一定的值时,打开喷水阀22,热水汽在汽化室23内迅速变成热蒸汽,使得汽化室23内的压强迅速提高,当这些蒸汽进入动力输出设备时,蒸汽推动动力输出设备运动并转换为动能,由于导管28体积小,其内部热水汽能够快速加热,同时结合喷水阀22和汽化室23,使得热水汽迅速转换为水蒸气,因此提高了能量转换率。

具体的,如图1和图2所示,一种带热回收的高热效率发动机,包括动力输出设备,加热器20,若干导管28,喷水阀22和汽化室23。动力输出设备包括若干密封的缸体10,转动轴11和分隔板14。缸体10为两端密封的圆筒状结构,缸体10的数量可以为一个,两个或者多个,当缸体10的数量为多个时,多个缸体10并联在一起,转动轴11穿过若干缸体10的轴心且与缸体10转动连接,转动轴11的表面相间设有若干凸起13,凸起13位于缸体10内且与缸体10内壁接触,转动轴11与缸体10内壁之间形成气流通道12。分隔板14的内端穿过缸体10壁与转动轴11接触,分隔板14与缸体10活动连接,转动轴11在转动过程中,分隔板14一直与转动轴11表面接触,当转动轴11表面的凸起13顶着分隔板14时,分隔板14沿着缸体10的直径方向移动。缸体10设有进气口15和排气口16,进气口15和排气口16位于分隔板14两侧,当热气,如热蒸汽从进气口15进入气流通道12内时,分隔板14使得热蒸汽必须沿着气流通道12绕一圈,防止热蒸汽直接从排气口16排出。一导管28的一端与进气口15连接,另一端与汽化室23连接;另一导管28的一端位于加热器20内,另一端与喷水阀22连接,喷水阀22与汽化室23对接,进入气流通道12内热气推动凸起13沿着缸体10内壁滑动。热蒸汽从导管28流向汽化室23,热蒸汽在汽化室23内产生大量的气体,气体经过进气口15进入气流通道12内,气流通道12内的热蒸汽可以只是沿着顺时针移动也可以只是沿着逆时针移动,本发明中为顺时针,气流通道12内的热蒸汽推动凸起13带动转动轴11转动,当凸起13转过排气口16时,关闭进气口15,气流通道12内的热蒸汽从排气口16排出;当凸起13转过进气口15时,打开进气口15,气流通道12内的热蒸汽再次推动凸起13带动转动轴11转动,如此循环,因此可以将热能转换为机械能,由于气流通道12的体积小,因此只需少量的热蒸汽就能推动转动轴11转动,提高了热蒸汽的利用率,同时提高了能量的转换效率。

如图1所示,带热回收的高热效率发动机还包括冷凝器25以及与冷凝器25连接的集水器24,冷凝器25与排气口16通过导管28连接。从排气口16排出的热气体经过冷凝器25冷凝后集中在集水器24内。

如图1和图2所示,高热效率发动机还包括调压阀29,调压阀29连接在集水器24与加热器20之间,调压阀29用于调节集水器24与加热器20之间导管28内的压强,集水器24与加热器20内的导管28连接,集水器24与该导管28之间设有高压泵26。集水器24内冷凝水在高压泵26的作用下,流向加热器20内的导管28,加热器20对其内的导管28加热,加热后的热蒸汽再次进入喷水阀22,喷水阀22控制导管28内热水的温度和压强,当导管28内热水的温度和压强达到一定的值时,迅速打开喷水阀22,热水进入汽化室23内并在汽化室23内迅速产生大量的气体,气体经过进气口15进入气流通道12内,气流通道12内的热蒸汽推动凸起13带动转动轴11转动,如此循环,因此本发明中水可以回收重复利用,节能环保。

如图1所示,为防止热量散失,在动力输出设备和加热器20外设有绝热壳27。绝热壳27罩住动力输出设备和加热器20。

如图1至图3所示,带热回收的高热效率发动机还包括复位弹簧19,复位弹簧的一端与分隔板14固定连接,另一端与外部固定架连接。当凸起13转动至与分隔板14接触时,凸起13推动分隔板14活动,当凸起13转过分隔板14时,复位弹簧19推动分隔板14是的分隔板14与转动轴11表面接触。分隔板14可以防止从进气口15进入的热蒸汽直接从排气口16排出。

如图1和图2所示,转动轴11与凸起13为一体式结构,转动轴11与凸起13形成凸轮结构。

如图1和图2所示,进气口15设有控制进气的进气阀,进气阀用于控制进入气流通道12内的热蒸汽的速度,排气口16控制排气的排气阀,排气阀用于控制热蒸汽从气流通道12内排出的速度。

如图1和图2所示,凸起13的顶部设有第一密封片17,分隔板14的内端设有与第一密封片17对于的第二密封片18,第一密封片17和第二密封片18具有很好的密封和耐磨作用,第一密封片17和第二密封片18可以减少凸起13与分隔板14之间的摩擦力,同时延长凸起13与分隔板14的使用寿命。第一密封片17与凸起13为可拆式连接,第二密封片18与分隔板14为可拆式连接,因此在使用过程中,可以更换第一密封片17和第二密封片18。

转动轴11输出的扭矩比较平稳。因此随着缸体10数量的增加转动轴11输出的扭矩越来越平稳。

其他实施例中,如图3所示,凸起13的数量为两个,两个凸起13关于转动轴11的中心对称。

第二实施例,如图4至图6所示,一种带热回收的高热效率发动机,包括动力输出设备,加热器20,若干导管28,喷水阀22和汽化室23,动力输出设备包括若干密封的缸体30,转动轴31和分隔板34,转动轴31与缸体30转动连接,缸体30的内壁设有凸起33,凸起33与转动轴31表面接触,转动轴31与缸体30内壁之间形成气流通道32,分隔板34的一端与转动轴31活动连接,另一端与缸体30的内壁接触,缸体30设有进气口35和排气口36,进气口35和排气口36位于凸起33两侧,进入气流通道32内的推动分隔板34沿着缸体30内壁滑动;一导管28的一端与进气口35连接,另一端与汽化室23连接;另一导管28的一端位于加热器20内,另一端与喷水阀22连接,喷水阀22与汽化室23对接,进入气流通道12内热气推动凸起13沿着缸体10内壁滑动。

如图4至图6所示,热蒸汽从导管28流向汽化室23,热蒸汽在汽化室23内产生大量的气体,气体经过进气口35进入气流通道32内,气流通道32内的热蒸汽可以只是沿着顺时针移动也可以只是沿着逆时针移动,本发明中为顺时针。

如图4至图6所示,热蒸汽从进气口35进入气流通道32内,凸起33使得热蒸汽只能沿着一个方向移动,可以只是沿着顺时针移动也可以只是沿着逆时针移动,本发明中为顺时针,气流通道32内的热蒸汽推动分隔板34带动转动轴31转动,当分隔板34转过排气口36时,进气口35关闭,气流通道32内的热蒸汽从排气口36排出;当分隔板34转过进气口35时,打开进气口35,气流通道32内的热蒸汽再次推动分隔板34带动转动轴31转动,如此循环,因此可以将热能转换为机械能,由于气流通道32的体积小,因此只需少量的热蒸汽就能推动转动轴31转动,提高了热蒸汽的利用率,同时提高了能量的转换效率。

如图4至图6所示,优选地,转动轴设有凹槽37,分隔板34的一端位于凹槽37内且通过设有的复位弹簧38与凹槽37底部连接。

其他实施例中,如图7所示,分隔板34的数量为两个,两个分隔板34关于转动轴31的中心对称。不断的往气流通道32内充热蒸汽,气流通道32内的热蒸汽推动分隔板34带动转动轴31转动,如此循环。

第三实施例,如图4和图8所示,本实施例与第一实施例的区别是,一种带热回收的高热效率发动机,包括动力输出设备,加热器20,若干导管28,喷水阀22和汽化室23,动力输出设备包括若干密封的缸体40,转动轴41和若干分隔板44,转动轴41偏心设置在与缸体40内且与缸体40转动连接,转动轴41与缸体40内壁之间形成气流通道42,转动轴41的周向间隔设有可伸缩的分隔板44,分隔板44的一端与缸体40内壁接触,缸体40设有进气口45和排气口46,进入气流42通道内热气的推动分隔板44沿着缸体40内壁滑动;一导管28的一端与进气口45连接,另一端与汽化室23连接;另一导管28的一端位于加热器20内,另一端与喷水阀22连接,喷水阀22与汽化室23对接,进入气流通道42内热气推动转动轴41沿着缸体40内壁滑动。

以上是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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