專利名稱：一種新型發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及發動機領域，更具體地說是一種工作效率高的新型外燃發動機。
背景技術：
現有的內燃機被廣泛應用于各個領域，特別是在汽車領域，使用內燃機的數量最 多，內燃機無論在工業生產還是在人們工作生活中都帶來了極大地便利，不過由于目前內 燃機的熱能、機械能的轉換效率一般在20%-40%之間，其余60%-80%的熱能無法利用而需要 向外排放，大量浪費能量，同時因燃料不能完全燃燒，其尾氣中存在大量污染空氣的氣體， 使空氣受到嚴重的污染，據統計，這些氣體是造成地球環境變暖的主要原因之一，給人類的 生活環境帶來無法挽回的損失。斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的。這種外燃發動機，使 燃料連續地燃燒，蒸發的膨脹氫氣(或氦)作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷氣室冷 卻，反復地進行這樣的循環過程；由于外燃機避免了傳統內燃機的震爆做功問題，從而實現 了高效率、低噪音、低污染和低運行成本，同時發動機適用于各種能源，無論是液態的、氣態 的或固態的燃料，當采用載熱系統(如熱管)間接加熱時，幾乎可以使用任何高溫熱源(太 陽能放射性同位素和核反應等)，而發動機本身(除加熱器外)不需要作任何更改。同時熱 氣機無需壓縮機增壓，使用一般風機即可滿足要求，并允許燃料具有較高的雜質含量。不過斯特林發動機還有許多問題要解決，例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再 生器等的制造成本較高，工質密封技術較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調節 控制系統較復雜，機器較為笨重，同時熱量損失是內燃發動機的2-3倍等問題導致該外燃 機還不能大量生產使用。
發明內容
本發明提供的一種新型發動機，其目的在于克服現有的發動機易污染環境、轉化 效率低的缺點，提供一種做功效率高低污染的外燃式發動機。本發明采用的技術方案如下一種新型發動機，包括設于中心軸線上且上下對稱的兩軸桿、繞兩軸桿均勻分布的復 數個氣缸、設于氣缸內的活塞及包圍于氣缸外與氣缸密封可轉動連接的殼體，該殼體與軸 桿連接；所述活塞上設有活塞桿，該活塞桿連接兩上下對稱且軸心偏離上述中心軸線的連 接塊，該連接塊與活塞桿的連接點關于連接塊的軸心對稱，上下兩連接塊的軸心分別通過 連接部與上述上下兩軸桿連接；所述殼體關于中心軸線對稱的兩端分別設有冷卻物質的入 口、加熱物質的出口及冷卻物質的出口、加熱物質的入口。所述氣缸連接一動力輸出軸，該動力輸出軸與軸桿可轉動連接。所述氣缸上設有工質輸入單向閥門及工質輸出單向閥門，所述上軸桿上設有與工 質輸入單向閥門連接的工質輸入口及與工質輸出單向閥門連接的工質輸出口。所述氣缸連接兩可繞軸桿轉動的上下連接板，該上下連接板與氣缸間形成一密閉空間，所述上連接板連接一連接環，該連接環與上軸桿密封可轉動連接，連接環上設有與工 質輸入口連通的通道，該通道通過連接管與工質輸入單向閥門連接，上述工質輸出口與上 述密封空間連通；上述動力輸出軸設于下連接板上。所述工質輸出口通過液化裝置與工質輸入口連接，所述加熱物質的出口通過熱泵 或者熱交換器與加熱物質的入口連接，所述冷卻物質的出口通過熱泵或者熱交換器與加熱 物質的入口連接，所述氣缸底部設有吸液芯，氣缸外側壁連接有散熱片。所述軸桿上連接一動力輸出軸。所述殼體上連接一與殼體可轉動連接的環形管道，該環形管道分隔為復數塊環形 空間，環形空間上設有冷卻物質輸入口、加熱物質的輸出口、冷卻物質輸出口、加熱物質輸 入口，所述冷卻物質輸入口、加熱物質輸出口及冷卻物質輸出口、加熱物質輸入口設于不同 的環形空間上，對應的環形空間通過管道與殼體上的冷卻物質的入口、加熱物質的出口及 冷卻物質的出口、加熱物質的入口連接，所述管道與環形空間連通且密封可轉動連接。所述氣缸上設有工質輸入單向閥門及工質輸出單向閥門，所述氣缸連接一連接 板，該連接板與軸桿可轉動連接，連接板上設有與工質輸入單向閥門連接的工質輸入口、與 工質輸出單向閥門連接的工質輸出口，所述連接板、殼體、氣缸、輸出軸間形成一密閉空間。所述連接板上設有與軸桿可轉動連接的連接環，上述工質輸入口設于連接環上， 該連接環通過連接管與工質輸入單向閥門連接；上述工質輸出口設于連接板上，該工質輸 出口與上述密閉空間連通。所述工質輸出口通過液化裝置與工質輸入口連接，所述加熱物質輸出口通過熱泵 或者熱交換器與加熱物質輸入口連接，所述冷卻物質輸出口通過熱泵或者熱交換器與加熱 物質輸入口連接，所述氣缸底部設有吸液芯，氣缸外側壁連接有散熱片。通過上述對本發明的描述可知，和現有的技術相比，本發明的優點在于1、由于該新型發動機為外燃發動機，改變現有的內燃發動機易污染環境、轉化效率低、 對原料要求高的缺點，該發動機高效率、低噪音、低污染和低運行成本，適用于各種能源，允 許燃料具有較高的雜質含量，更加實用。2、由于該發動機通過氣缸內活塞的推拉運動帶動氣缸作圓周運動，進而將轉動能 量通過與氣缸連接且可繞軸桿轉動的動力輸出軸將能量輸出，或者通過活塞的推拉運動轉 變為帶動殼體及軸桿的轉動，將轉動能量通過與軸桿連接的動力輸出軸將能量輸出，結構 簡單，同時該發動機使氣缸工作于階梯式加熱、冷卻狀態，使得熱能、機械能轉換效率更高。3、由于殼體兩相對中心軸線對稱的位置分別設有冷卻物質的入口、加熱物質的出 口及冷卻物質的出口、加熱物質的入口，因此從加熱物質的入口到加熱物質的出口，活塞離 氣缸底部的位置呈階梯式排列，無論氣缸轉動還是殼體轉動，溫度低的位置的氣缸到達溫 度高的位置時，吸收溫度高的位置留下的余熱做功，更好地利用了余熱，從冷卻物質的出口 到冷卻物質的入口，活塞離氣缸底部的位置呈階梯式排列，氣缸的放熱過程也是呈階梯性 變化的，從而使冷卻物質的出口溫度接近加熱物質的入口的溫度，使得熱量便于回收利用， 該發動機構思新穎獨特，同時也更加節約能源。4、由于該發動機從加熱物質的入口到加熱物質的出口或者從冷卻物質的入口到 冷卻物質的出口，溫度是逐漸變化的，對整個發動機強度的要求較低，同時氣缸內的工質也 是逐漸膨脹的，因而氣缸內無爆振，對發動機的損耗較小，延長發動機的使用壽命。
5、該發動機的膨脹室和冷卻室為一體式的，當采用外部輸入輸出工質時，對工質 密封要求較低，且熱泵或者熱交換器可以作為公用，同時該發動機比斯特林發動機的功率 質量比更高，且熱能、機械能轉化效率更高。6、由于氣缸底部設有吸液芯，氣缸底部外側壁連接有散熱片，散熱片對能源無要 求，可用任何能源，吸液芯可提高汽化的效率，同時汽化工質通過液化裝置回收，重新輸入 到工質輸入端，資源循環利用，而加熱物質的出口、冷卻物質的出口通過熱泵或者熱交換器 回收余熱，并重新加入熱循環中，減少了加熱所需的能源，節約成本。7、隨著人們環境保護意識的不斷提高，該新型發動機將被越來越多的人使用，應 用前景廣闊。
圖1是實施例一的結構示意圖； 圖2是圖1不同角度的結構示意圖；圖3是發動機去除殼體后的結構示意圖； 圖4是圖3去除隔板后的結構示意圖； 圖5是圖4不同方向的結構示意圖； 圖6是圖4去除連接板及部分氣缸后的結構示意圖； 圖7是活塞與軸桿連接的結構示意圖； 圖8是實施例二的結構示意圖； 圖9是圖8不同方向的結構示意圖； 圖10是圖9中去除與環形空間連接的管道的結構示意圖； 圖11是圖10不同方向的結構示意圖； 圖12是圖10去除外殼及環形管道的結構示意圖； 圖13是圖12去除隔板的結構示意圖； 圖14是圖13去除部分裝置后的結構示意圖。
具體實施例方式實施例一如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，一種新型發動機，包括設于中心軸線上且 上下對稱的兩軸桿11、12、繞軸桿11、12均勻分布且繞軸桿11、12轉動的復數個氣缸2、設 于氣缸2內的活塞21及包圍于氣缸2外與氣缸2可轉動連接的殼體3，殼體3與軸桿11連 接；活塞21上設有活塞桿211，該活塞桿211連接兩上下對稱且軸心偏離上述中心軸線的 連接塊41、42，連接塊41、42與活塞桿211可轉動連接；連接塊41、42與活塞桿211的連接 點關于連接塊41、42的軸心對稱，連接塊41的軸心通過連接部51與軸桿11連接，連接塊 42的軸心通過連接部52與軸桿12連接；氣缸2連接兩分別繞軸桿11、12轉動的上下連接 板61、62，上下連接板61、62與氣缸2間形成一密閉空間，連接板61上連接一連接環611， 該連接環611與軸桿11密封可轉動連接，連接板62上連接一與軸桿12可轉動連接的動力 輸出軸7 ；氣缸2上設有工質輸入單向閥門22及工質輸出單向閥門23，軸桿11上設有工質 輸入口 111及與上述密閉空間連通的工質輸出口 112 ；連接環611上設有與工質輸入口 111連通的通道612，該通道612通過連接管613與工質輸入單向閥門22連接，殼體3相對中 心軸線對稱的位置分別設有冷卻物質的入口 31、加熱物質的入口 32、冷卻物質的出口 33、 加熱物質的出口 34，冷卻物質的入口 31與加熱物質的出口 34間設有隔板35，冷卻物質的 出口 33與加熱物質的入口 32間設有隔板36 ；氣缸2底部設有吸液芯(圖中未示出)，氣缸2 外側壁連接有散熱片對。為了循環利用資源，工質輸出口 112通過液化裝置與工質輸入口 111連接，所述加 熱物質的出口 34通過熱泵或者熱交換器與加熱物質的入口 32連接，冷卻物質的出口 33通 過熱泵或者熱交換器與加熱物質的入口 32連接。上述一種新型發動機的工作過程如下先將該發動機的殼體3固定，由于殼體3被 隔板35、隔板36分成兩半，其中一半輸入加熱物質，另一半輸入冷卻物質，分別從加熱物質 的入口 32、冷卻物質的入口 31輸入，液態工質從軸桿11上的工質輸入口 111輸入，經過連 接環611上的通道612、連接管613及工質輸入單向閥門22，將液態工質輸入到氣缸2內； 在輸入加熱物質的殼體3內，從加熱物質的入口 32到加熱物質的出口 34，活塞21離氣缸底 部的位置呈階梯式排列，溫度低的位置的氣缸到達溫度高的位置時，吸收溫度高的位置留 下的余熱做功，從冷卻物質的出口 33到冷卻物質的入口 31，活塞離氣缸底部的位置呈階梯 式排列，氣缸的放熱過程也是呈階梯性變化，由于氣缸2繞著軸桿11、12轉動，氣缸2繞軸 桿11、121轉動一周，活塞21正好完成一個推拉的動作，由于氣缸2與連接板62連接，連接 板62上設有與軸桿12可轉動連接的動力輸出軸7，因此正好把氣缸2的轉動轉換成動力輸 出軸7的轉動，將轉動動力輸出。除上述實施例，還可以去除外部對氣缸2的工質輸入與工質輸出，直接將工質密 封置于氣缸2內，同樣可以達到上述發動機的效果。除上述實施例外，還可以去除冷卻物質的出口 33、加熱物質入口 32、隔板36，并在 隔板36的位置上設一加熱器，直接將冷卻物質出口 33位置的冷卻物質加熱并進入加熱物 質入口 32位置的熱循環中。除上述實施例外，還可以將工質輸入單向閥門22及工質輸出單向閥門23變成普 通的輸入口、輸出口。上述實施例中還可以增加啟動裝置，通過啟動裝置使該發動機快速啟動。實施例二參考圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14。一種新型發動機，設于中心軸線上且上 下對稱的兩軸桿11、12、繞兩軸桿均勻分布的復數個氣缸2、設于氣缸2內的活塞21及包圍 于氣缸2外可繞氣缸2連接的殼體3，該殼體3與軸桿12連接；活塞21上設有活塞桿211， 該活塞桿211連接兩上下對稱且軸心偏離上述中心軸線的連接塊41、42，該連接塊41、42與 活塞桿211可轉動連接，連接塊41、42與活塞桿211的連接點關于連接塊41、42的軸心對 稱，連接塊41的軸心通過連接部51與軸桿11連接，連接塊42的軸心通過連接部52與軸桿 12連接；氣缸2上設有工質輸入單向閥門22及工質輸出單向閥門23，氣缸2連接一與軸桿 11可轉動連接的連接板61，連接板61連接一與殼體3可轉動連接的環形管道62，軸桿12 上連接一動力輸出軸8，連接板61、殼體3及氣缸2、動力輸出軸8間形成一密封空間，連接 板61上設有與軸桿11可轉動連接的連接環63，連接環63上設有工質輸入口 631，該連接 環63通過連接管632與工質輸入單向閥門22連接；連接板61上設有工質輸出口 611，該工質輸出口 611與上述密封空間連通；環形管道62內被分隔成四個環形空間621、622、623、 624，環形空間621上設有冷卻物質輸入口 71，環形空間622上設有加熱物質輸入口 72，環 形空間623上設有冷卻物質輸出口 73，環形空間6M上設有加熱物質輸出口 74，殼體3相 對中心軸線對稱的位置分別設有冷卻物質的入口 31、加熱物質的入口 32、冷卻物質的出口 33、加熱物質的出口 34，殼體3上的冷卻物質的入口 31通過與環形空間621連通且密封可 轉動連接的管道91連接，加熱物質的入口 32通過與環形空間622連通且密封可轉動連接 的管道92連接，冷卻物質的出口 33通過與環形空間623連通且密封可轉動連接的管道93 連接，加熱物質的出口 34通過與環形空間6M連通且密封可轉動連接的管道94連接，殼體 3上設有隔板35、隔板36，隔板35設于冷卻物質的入口 31與加熱物質的出口 34間，隔板 36設于冷卻物質的出口 33與加熱物質的入口 32間，隔板35、隔板36與氣缸2間密封可轉 動連接，氣缸2底部設有吸液芯(圖中未示出)，氣缸2外側壁連接有散熱片M。為了循環利用資源，工質輸出口 631通過液化裝置與工質輸入口 631連接，加熱物 質輸出口 6M通過熱泵或者熱交換器與加熱物質輸入口 6M連接，冷卻物質輸出口 621通 過熱泵或者熱交換器與加熱物質輸入口 6M連接。上述一種新型發動機的工作過程如下先將與氣缸2連接的連接板61固定，則氣 缸2的位置就固定了，由于環形管道62設有冷卻物質輸入口 71、加熱物質輸出口 72、冷卻 物質輸出口 73、加熱物質輸出口 74，環形管道62分別通過管道91、管道92、管道93、管道 94與殼體3上的冷卻物質的入口 31、加熱物質的入口 32、冷卻物質的出口 33、加熱物質的 出口 34連接，同時冷卻物質的入口 31與加熱物質的出口 34間通過隔板35隔開，冷卻物質 的出口 33與加熱物質的入口 32間通過隔板35隔開，因此殼體3與氣缸2間的空間中一半 為加熱物質，另一半為冷卻物質，工質從連接環63上的工質輸入口 631輸入，通過連接管 632及工質輸入單向閥門22，將液態工質輸入到氣缸2內；在輸入加熱物質的殼體3內，氣 缸2內的工質汽化膨脹，推動活塞21做功，通過軸桿11、軸桿12、連接塊41、連接塊42、連 接部51、連接部52的相互配合，將活塞21推拉運動轉化為軸桿11、12的轉動，由于殼體3 與轉軸12連接，因此殼體3繞氣缸2轉動；從加熱物質的入口 32到加熱物質的出口 34，活 塞21離氣缸底部的位置呈階梯式排列，溫度低的位置的氣缸到達溫度高的位置時，吸收溫 度高的位置留下的余熱做功，從冷卻物質的出口 33到冷卻物質的入口 31，活塞離氣缸底部 的位置呈階梯式排列，氣缸的放熱過程也是呈階梯性變化；因此，殼體3繞軸桿11、12轉動 一周，活塞21正好完成一個推拉的動作，由于軸桿12上連接一動力輸出軸8，因此直接將軸 桿12的轉動動力輸出。除上述實施例，還可以去除外部對氣缸2的工質輸入與工質輸出，直接將工質密 封置于氣缸2內，同樣可以達到上述發動機的效果。除上述實施例外，還可以去除冷卻物質的出口 33、加熱物質入口 32、隔板36，并在 隔板36的位置上設一加熱器，直接將冷卻物質出口 33位置的冷卻物質加熱并進入加熱物 質入口 32位置的熱循環中。除上述實施例外，還可以將工質輸入單向閥門22及工質輸出單向閥門23變成普 通的輸入口、輸出口。上述實施例中還可以增加啟動裝置，通過啟動裝置使該發動機快速啟動。上述僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本發明保護范圍的行為。
權利要求
1.一種新型發動機，其特征在于包括設于中心軸線上且上下對稱的兩軸桿、繞兩軸 桿均勻分布的復數個氣缸、設于氣缸內的活塞及包圍于氣缸外與氣缸密封可轉動連接的殼 體，該殼體與軸桿連接；所述活塞上設有活塞桿，該活塞桿連接兩上下對稱且軸心偏離上述 中心軸線的連接塊，該連接塊與活塞桿的連接點關于連接塊的軸心對稱，上下兩連接塊的 軸心分別通過連接部與上述上下兩軸桿連接；所述殼體關于中心軸線對稱的兩端分別設有 冷卻物質的入口、加熱物質的出口及冷卻物質的出口、加熱物質的入口。
2.根據權利要求1所述的一種新型發動機，其特征在于所述氣缸連接一動力輸出軸， 該動力輸出軸與軸桿可轉動連接。
3.根據權利要求2所述的一種新型發動機，其特征在于所述氣缸上設有工質輸入單 向閥門及工質輸出單向閥門，所述上軸桿上設有與工質輸入單向閥門連接的工質輸入口及 與工質輸出單向閥門連接的工質輸出口。
4.根據權利要求3所述的一種新型發動機，其特征在于所述氣缸連接兩可繞軸桿轉 動的上下連接板，該上下連接板與氣缸間形成一密閉空間，所述上連接板連接一連接環，該 連接環與上軸桿密封可轉動連接，連接環上設有與工質輸入口連通的通道，該通道通過連 接管與工質輸入單向閥門連接，上述工質輸出口與上述密封空間連通；上述動力輸出軸設 于下連接板上。
5.根據權利要求1至4任一所述的一種新型發動機，其特征在于所述工質輸出口通 過液化裝置與工質輸入口連接，所述加熱物質的出口通過熱泵或者熱交換器與加熱物質的 入口連接，所述冷卻物質的出口通過熱泵或者熱交換器與加熱物質的入口連接，所述氣缸 底部設有吸液芯，氣缸外側壁連接有散熱片。
6.根據權利要求1所述的一種新型發動機，其特征在于所述軸桿上連接一動力輸出軸ο
7.根據權利要求6所述的一種新型發動機，其特征在于所述殼體上連接一與殼體可 轉動連接的環形管道，該環形管道分隔為復數塊環形空間，環形空間上設有冷卻物質輸入 口、加熱物質的輸出口、冷卻物質輸出口、加熱物質輸入口，所述冷卻物質輸入口、加熱物質 輸出口及冷卻物質輸出口、加熱物質輸入口設于不同的環形空間上，對應的環形空間通過 管道與殼體上的冷卻物質的入口、加熱物質的出口及冷卻物質的出口、加熱物質的入口連 接，所述管道與環形空間連通且密封可轉動連接。
8.根據權利要求7所述的一種新型發動機，其特征在于所述氣缸上設有工質輸入單 向閥門及工質輸出單向閥門，所述氣缸連接一連接板，該連接板與軸桿可轉動連接，連接板 上設有與工質輸入單向閥門連接的工質輸入口、與工質輸出單向閥門連接的工質輸出口， 所述連接板、殼體、氣缸、輸出軸間形成一密閉空間。
9.據權利要求8所述的一種新型發動機，其特征在于所述連接板上設有與軸桿可轉 動連接的連接環，上述工質輸入口設于連接環上，該連接環通過連接管與工質輸入單向閥 門連接；上述工質輸出口設于連接板上，該工質輸出口與上述密閉空間連通。
10.根據權利要求6至9任一所述的一種新型發動機，其特征在于所述工質輸出口通 過液化裝置與工質輸入口連接，所述加熱物質輸出口通過熱泵或者熱交換器與加熱物質輸 入口連接，所述冷卻物質輸出口通過熱泵或者熱交換器與加熱物質輸入口連接，所述氣缸 底部設有吸液芯，氣缸外側壁連接有散熱片。
全文摘要
一種新型發動機，包括設于中心軸線上且上下對稱的兩軸桿、繞兩軸桿均勻分布的復數個氣缸、設于氣缸內的活塞及包圍于氣缸外與氣缸密封可轉動連接的殼體，該殼體與軸桿連接；所述活塞上設有活塞桿，該活塞桿連接兩上下對稱且軸心偏離上述中心軸線的連接塊，該連接塊與活塞桿的連接點關于連接塊的軸心對稱，上下兩連接塊的軸心分別通過連接部與上述上下兩軸桿連接；所述殼體關于中心軸線對稱的兩端分別設有冷卻物質的入口、加熱物質的出口及冷卻物質的出口、加熱物質的入口，該發動機結構簡單、使用方便、高效率、低噪音、低污染和低運行成本，適用于各種能源，由于采用連續燃燒，使得燃料燃燒效率更高，并且該發動機允許燃料具有較高的雜質含量。
文檔編號F02G1/044GK102052194SQ201110022639
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月20日 優先權日2011年1月20日
發明者林水龍 申請人:林水龍