专利名称：完全液体密闭热动力循环发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种完全液体密闭热循环发动机，属于发动机领域。
目前各种热动力循环系统、各种内燃机热效率低，蒸汽动力循环大约为30％，燃汽轮机大约为35％，内燃机大约为20％-40％，能量、燃料消耗量大，工作温度高，机械损失高(尤其是内燃机)，水资源消耗巨大。
本发明的目的在于提供一种热效率高、能量、燃料消耗量小且极其环保的完全液体密闭热循环发动机。
本发明的目的由如下技术方案实施其是由燃烧吸热交换器、空气散热器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道组成；其中所述燃烧吸热交换器的出口通过管道与过滤器进口相连，所述过滤器出口与液力马达的进口由管道相连，所述液力马达的出口与所述余热回热器的热液体进口由管道相连，所述余热回热器的热液出口与所述空气散热器的进口由管道相连，所述空气散热器的出口与所述单向直通阀的进口由管道相连，所述单向直通阀的出口与所述余热回热器的冷液体进口由管道相连，所述余热回热器的冷液体出口与所述燃烧吸热交换器的进口相连。
其是由燃烧吸热交换器、空气散热器、二级液体热交换器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道组成；其中所述燃烧吸热交换器的出口通过管道与过滤器进口相连，所述过滤器出口与液力马达的进口由管道相连，所述液力马达的出口与所述二级液体热交换器的一级液体进口通过管道相连，所述二级液体热交换器的一级液体出口与一级回路单向直通阀的进口由管道相连，所述一级回路单向直通阀的出口又与燃烧吸热交换器的进口由管道相连，形成一级液体工作介质的密闭热功转换回路；所述二级液体热交换器的二级液体出口与二级回路过滤器的进口由管道相连，所述二级回路过滤器的出口与二级液力马达的进口由管道相连，所述二级液力马达的出口与所述余热回热器的热液体进口由管道相连，所述余热回热器热液体出口与所述空气散热器的进口通过管道相连，所述空气散热器的出口与二级单向直通阀的进口由管道相连，所述二级单向直通阀的出口与所述余热回热器的冷液体进口由管道相连，所述余热回热器的冷液体出口与所述液体热交换器二级液体进口相连，形成二级液体工作介质的密闭热功转换回路。
其是由燃烧吸热交换器、空气散热器、二级液体热交换器、三级液体热交换器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道组成其中所述燃烧吸热交换器的出口通过管道与过滤器进口相连，所述过滤器出口与液力马达的进口由管道相连，所述液力马达的出口与所述二级液体热交换器的一级液体进口通过管道相连，所述二级液体热交换器的一级液体出口与一级回路单向直通阀的进口由管道相连，所述一级回路单向直通阀的出口又与燃烧吸热交换器的进口由管道相连，形成一级液体工作介质的密闭热功转换回路；所述二级液体热交换器的二级液体出口与二级回路过滤器的进口由管道相连，所述二级回路过滤器的出口与二级液力马达的进口由管道相连，所述二级液力马达的出口与所述三级液体热交换器的二级液体进口由管道相连，所述三级液体热交换器的二级液体出口与二级直通阀的进口由管道相连，二级直通阀的出口与二级液体热交换器的二级液体进口相连，形成二级液体工作介质的密闭热功转换回路；所述三级液体热交换器的三级出口与三级过滤器的进口由管道相连，所述三级过滤器的出口与三级液力马达的进口由管道相连，三级液力马达的出口与余热回热器的热液体进口由管道相连，所述余热回热器热液体出口与所述空气散热器的进口通过管道相连，所述空气散热器的出口与三级单向直通阀的进口由管道相连，所述三级单向直通阀的出口与所述余热回热器的冷液体进口由管道相连，所述余热回热器的冷液体出口与所述三级液体热交换器三级液体进口相连，形成三级液体工作介质的密闭热功转换回路。
所述燃烧吸热交换器和所述空气散热器分别是由内缸、外缸镶合、两端密闭而成，所述内缸缸体、外缸缸体是由内螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套构成，其中内缸外螺旋肋片与外缸内螺旋肋片顶部对应相接，组成一螺旋通道，在通道两端分别开有进口和出口。
所述液体热交换器和所述余热回热器分别是由一个内套、一个内缸体、一个外套、一个外缸体镶合、两端密闭而成，所述缸体是由内螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套构成，其中内缸缸体内螺旋肋片顶部与内套外壁相接，形成一内层螺旋通道，内缸外螺旋肋片顶部与外缸内螺旋肋片顶部对应相接，形成中层螺旋通道；外缸外螺旋肋片顶部与外套内壁接触，形成一外层螺旋通道，各通道两侧分别开有进口、出口。
工作原理(以二级液体工作介质的密闭热功转换回路为例)燃料的燃烧在燃烧交换器内进行，热量由螺旋肋片及缸周表面传入流道中的液体工作介质，介质受热温度升高，压力升高，容积膨胀，在单向阀的作用下，并通过滑动换向阀压入马达，推动柱塞向下运动，动力通过偏心轮传给轴，推动其转动，输出功率。液体工作介质流出液力马达泵时，温度仍为作功时的温度，(类似气体的等温过程)，进入二级介质加热器后，将所带的热量传给二级液体，温度下降，容积缩小，液体工作介质恢复原态，在液力马达泵的作用下，通过二级单向阀送回燃烧交换器，再吸热，再循环工作。液力马达在此是一机两用，既有马达的功能，又有泵的功能，柱塞正工作行程为液体工作介质推动行程，负工作行程为推出液体工作介质行程二级液体工作介质在加热器中吸收一级液体传给的热量时，温度升高，压力升高，容积膨胀，在二级直通单向阀的作用下，液体通过二级滑动换向阀压入二级液力马达，推动柱塞向下运动，动力通过偏心轮传给轴，推动其转动工作，输出功率。液体工作介质流出进入余热回热器，热液体流道时，将一部分热量传给余热回热器的冷液体，实现回热，流出进入空气散热器，将剩余热量散放给环境，液体工作介质温度下降，容积缩小，恢复原态，在液力马达泵的作用下，通过二级单向阀送回热交换器，加热再循环。在通过余热回热器时，吸收部分热液体的热量，温度有所升高，既减少热量损失，又减少散热器尺寸，所以就减少了燃料的加热量，也就减少了燃料的消耗量。一级与二级液力马达泵，可偶合为一体同轴结构形式输出功率。
一、三级转换回路以此类推。
本发明的优点是液体工作介质在循环的全过程始终保持着液体状态及性质，无汽化过程。其工作温度低，压力高，做功能力大，易实现多级单一能量形式的热功转换，热效率高达80％以上，可燃用多种固体、液体、气体等燃料，其可节约燃料，不消耗水资源，同时减少二氧化碳在大气中的排放量。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1为一级液体工作介质热循环发动机的工作原理示意图。
图2为二级液体工作介质热循环发动机的工作原理示意图。
图3为三级液体工作介质热循环发动机的工作原理示意图。
图4为本发明热交换器和散热器的侧面图。
图5为本发明热交换器和散热器的纵向剖面图。
图6为余热回热器的侧面图。
图7为余热回热器的纵向剖面图。
实施例1如图1、图4、图5、图6、图7，完全液体密闭热动力循环发动机是由燃烧吸热交换器1、空气散热器2、余热回热器3、液力马达4、单向直通阀5、过滤器6和连接管道7组成；其中燃烧吸热交换器1的出口通过管道7与过滤器6进口相连，过滤器6的出口与液力马达4的进口由管道7相连，液力马达4的出口与余热回热器3的热液体进口由管道7相连，余热回热器3的热液出口与空气散热器2的进口由管道7相连，空气散热器2的出口与单向直通阀5的进口由管道7相连，单向直通阀5的出口与余热回热器3的冷液体进口由管道7相连，余热回热器3的冷液体出口与燃烧吸热交换器1的进口相连。燃烧吸热交换器1和空气散热器2分别是由内缸8、外缸9镶合、两端密闭而成，内缸8缸体、外缸9缸体是由内螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12构成，其中内缸8外螺旋肋片11与外缸9内螺旋肋片10顶部对应相接，组成一螺旋通道13，在通道13两端分别开有进口14和出口15。余热回热器3是由一个内套16、一个内缸体17、一个外套18、一个外缸体19镶合、两端密闭而成，缸体17、19是由内螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12构成，其中内缸缸体17内螺旋肋片10顶部与内套16外壁相接，形成一内层螺旋通道20，内缸17外螺旋肋片11顶部与外缸19内螺旋肋片10顶部对应相接，形成中层螺旋通道21；外缸19外螺旋肋片11顶部与外套18内壁接触，形成一外层螺旋通道22，各通道两侧分别开有进口14、出口15。
实施例2如图2、图4、图5、图6、图7完全液体密闭热动力循环发动机是由燃烧吸热交换器1、空气散热器2、二级液体热交换器23、余热回热器3、液力马达4、单向直通阀5、过滤器6和连接管道7组成；其中燃烧吸热交换器1的出口通过管道7与过滤器6进口相连，过滤器6出口与液力马达4的进口由管道7相连，液力马达4的出口与二级液体热交换器23的一级液体进口通过管道7相连，二级液体热交换器23的一级液体出口与一级回路单向直通阀5的进口由管道7相连，一级回路单向直通阀5的出口又与燃烧吸热交换器1的进口由管道7相连，形成一级液体工作介质的密闭热功转换回路；二级液体热交换器23的二级液体出口与二级回路过滤器6的进口由管道7相连，二级回路过滤器6的出口与二级液力马达4的进口由管道相连，二级液力马达4的出口与余热回热器3的热液体进口由管道7相连，余热回热器3热液体出口与空气散热器2的进口通过管道7相连，空气散热器2的出口与二级单向直通阀5的进口由管道7相连，二级单向直通阀5的出口与余热回热器3的冷液体进口由管道7相连，余热回热器3的冷液体出口与液体热交换器23二级液体进口相连，形成二级液体工作介质的密闭热功转换回路。燃烧吸热交换器1和空气散热器2分别是由内缸8、外缸9镶合、两端密闭而成，内缸8缸体、外缸9缸体是由内螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12构成，其中内缸8外螺旋肋片11与外缸9内螺旋肋片10顶部对应相接，组成一螺旋通道13，在通道13两端分别开有进口14和出口15。二级液体热交换器23和余热回热器3分别是由一个内套16、一个内缸体17、一个外套18、一个外缸体19镶合、两端密闭而成，缸体17、19是由内螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12构成，其中内缸缸体17内螺旋肋片10顶部与内套16外壁相接，形成一内层螺旋通道20，内缸17外螺旋肋片11顶部与外缸19内螺旋肋片10顶部对应相接，形成中层螺旋通道21；外缸19外螺旋肋片11顶部与外套18内壁接触，形成一外层螺旋通道22，各通道两侧分别开有进口14、出口15。
实施例3如图3、图4、图5、图6、图7完全液体密闭热动力循环发动机是由燃烧吸热交换器1、空气散热器2、二级液体热交换器23、三级液体热交换器24、余热回热器3、液力马达4、单向直通阀5、过滤器6和连接管道7组成；其中燃烧吸热交换器1的出口通过管道7与过滤器6进口相连，过滤器6出口与液力马达4的进口由管道7相连，液力马达4的出口与二级液体热交换器23的一级液体进口通过管道7相连，二级液体热交换器23的一级液体出口与一级回路单向直通阀5的进口由管道7相连，一级回路单向直通阀5的出口又与燃烧吸热交换器1的进口由管道7相连，形成一级液体工作介质的密闭热功转换回路；二级液体热交换器23的二级液体出口与二级回路过滤器6的进口由管道7相连，二级回路过滤器6的出口与二级液力马达4的进口由管道7相连，二级液力马达4的出口与三级液体热交换器24的二级液体进口由管道7相连，三级液体热交换器24的二级液体出口与二级单向直通阀5的进口由管道7相连，二级单向直通阀5的出口与二级液体热交换器23的二级液体进口相连，形成二级液体工作介质的密闭热功转换回路；三级液体热交换器24的三级出口与三级过滤器6的进口由管道7相连，三级过滤器6的出口与三级液力马达4的进口由管道7相连，三级液力马达4的出口与余热回热器3的热液体进口由管道7相连，余热回热器3热液体出口与空气散热器2的进口通过管道7相连，空气散热器2的出口与三级单向直通阀5的进口由管道7相连，三级单向直通阀5的出口与余热回热器3的冷液体进口由管道7相连，余热回热器3的冷液体出口与三级液体热交换器24三级液体进口相连，形成三级液体工作介质的密闭热功转换回路。燃烧吸热交换器1和空气散热器2分别是由内缸8、外缸9镶合、两端密闭而成，内缸8缸体、外缸9缸体是由内螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12构成，其中内缸8外螺旋肋片11与外缸9内螺旋肋片10顶部对应相接，组成一螺旋通道13，在通道13两端分别开有进口14和出口15。二级液体热交换器23、三级液体热交换器24和余热回热器3分别是由一个内套16、一个内缸体17、一个外套18、一个外缸体19镶合、两端密闭而成，缸体17、19是由内螺旋肋片10、外螺旋肋片11和缸套12构成，其中内缸缸体17内螺旋肋片10顶部与内套16外壁相接，形成一内层螺旋通道20，内缸17外螺旋肋片11顶部与外缸19内螺旋肋片10顶部对应相接，形成中层螺旋通道21；外缸19外螺旋肋片11顶部与外套18内壁接触，形成一外层螺旋通道22，各通道两侧分别开有进口14、出口15。
权利要求
1.一种完全液体密闭热循环发动机，其特征在于其是由燃烧吸热交换器、空气散热器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道组成；其中所述燃烧吸热交换器的出口通过管道与过滤器进口相连，所述过滤器出口与液力马达的进口由管道相连，所述液力马达的出口与所述余热回热器的热液体进口由管道相连，所述余热回热器的热液出口与所述空气散热器的进口由管道相连，所述空气散热器的出口与所述单向直通阀的进口由管道相连，所述单向直通阀的出口与所述余热回热器的冷液体进口由管道相连，所述余热回热器的冷液体出口与所述燃烧吸热交换器的进口相连。
2.根据权利要求1所述的一种完全液体密闭热循环发动机，其特征在于其是由燃烧吸热交换器、空气散热器、二级液体热交换器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道组成；其中所述燃烧吸热交换器的出口通过管道与过滤器进口相连，所述过滤器出口与液力马达的进口由管道相连，所述液力马达的出口与所述二级液体热交换器的一级液体进口通过管道相连，所述二级液体热交换器的一级液体出口与一级回路单向直通阀的进口由管道相连，所述一级回路单向直通阀的出口又与燃烧吸热交换器的进口由管道相连，形成一级液体工作介质的密闭热功转换回路；所述二级液体热交换器的二级液体出口与二级回路过滤器的进口由管道相连，所述二级回路过滤器的出口与二级液力马达的进口由管道相连，所述二级液力马达的出口与所述余热回热器的热液体进口由管道相连，所述余热回热器热液体出口与所述空气散热器的进口通过管道相连，所述空气散热器的出口与二级单向直通阀的进口由管道相连，所述二级单向直通阀的出口与所述余热回热器的冷液体进口由管道相连，所述余热回热器的冷液体出口与所述液体热交换器二级液体进口相连，形成二级液体工作介质的密闭热功转换回路。
3.根据权利要求1所述的一种完全液体密闭热循环发动机，其特征在于其是由燃烧吸热交换器、空气散热器、二级液体热交换器、三级液体热交换器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道组成；其中所述燃烧吸热交换器的出口通过管道与过滤器进口相连，所述过滤器出口与液力马达的进口由管道相连，所述液力马达的出口与所述二级液体热交换器的一级液体进口通过管道相连，所述二级液体热交换器的一级液体出口与一级回路单向直通阀的进口由管道相连，所述一级回路单向直通阀的出口又与燃烧吸热交换器的进口由管道相连，形成一级液体工作介质的密闭热功转换回路；所述二级液体热交换器的二级液体出口与二级回路过滤器的进口由管道相连，所述二级回路过滤器的出口与二级液力马达的进口由管道相连，所述二级液力马达的出口与所述三级液体热交换器的二级液体进口由管道相连，所述三级液体热交换器的二级液体出口与二级直通阀的进口由管道相连，二级直通阀的出口与二级液体热交换器的二级液体进口相连，形成二级液体工作介质的密闭热功转换回路；所述三级液体热交换器的三级出口与三级过滤器的进口由管道相连，所述三级过滤器的出口与三级液力马达的进口由管道相连，三级液力马达的出口与余热回热器的热液体进口由管道相连，所述余热回热器热液体出口与所述空气散热器的进口通过管道相连，所述空气散热器的出口与三级单向直通阀的进口由管道相连，所述三级单向直通阀的出口与所述余热回热器的冷液体进口由管道相连，所述余热回热器的冷液体出口与所述三级液体热交换器三级液体进口相连，形成三级液体工作介质的密闭热功转换回路。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种完全液体密闭热循环发动机，其特征在于所述燃烧吸热交换器和所述空气散热器分别是由内缸、外缸镶合、两端密闭而成，所述内缸缸体、外缸缸体是由内螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套构成，其中内缸外螺旋肋片与外缸内螺旋肋片顶部对应相接，组成一螺旋通道，在通道两端分别开有进口和出口。
5.根据权利要求1、2、3所述的一种完全液体密闭热循环发动机，其特征在于所述液体热交换器和所述余热回热器分别是由一个内套、一个内缸体、一个外套、一个外缸体镶合、两端密闭而成，所述缸体是由内螺旋肋片、外螺旋肋片和缸套构成，其中内缸缸体内螺旋肋片顶部与内套外壁相接，形成一内层螺旋通道，内缸外螺旋肋片顶部与外缸内螺旋肋片顶部对应相接，形成中层螺旋通道；外缸外螺旋肋片顶部与外套内壁接触，形成一外层螺旋通道，各通道两侧分别开有进口、出口。
全文摘要
本发明公开了一种完全液体密闭热循环发动机。其是液体工作介质在燃烧吸热交换器、空气散热器、二级液体热交换器、余热回热器、液力马达、单向直通阀、过滤器和连接管道等组成的热功转换的回路中,在循环的全过程始终保持着液体状态及性质,无汽化过程。其工作温度低,压力高,做功能力大,易实现多级单一能量形式的热功转换,热效率高达80%以上,可燃用多种固体、液体、气体等燃料,其可节约燃料,不消耗水资源,同时减少二氧化碳在大气中的排放量。
文档编号F01K3/00GK1333417SQ0111958
公开日2002年1月30日 申请日期2001年5月21日 优先权日2001年5月21日
发明者贾占东 申请人:贾占东