專利名稱：液體活塞熱氣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種液體活塞熱氣機。
背景技術(shù)：
目前，活塞式熱氣機中最重要的部件就是活塞和熱交換器，活塞的功能是密封與傳力，即活塞要盡可能的使高壓氣體工質(zhì)不泄漏，并且將高壓氣體工質(zhì)的壓力傳遞出去。傳統(tǒng)活塞式熱氣機的活塞都是具有某種幾何形狀的固體構(gòu)件，為此，由于加工誤差、受力形變、冷熱變形以及磨損等問題，活塞式熱氣機的活塞與配合件(缸套等)的密封問題，特別是轉(zhuǎn)子發(fā)動機的活塞與配合件(轉(zhuǎn)子發(fā)動機的殼體)的密封問題，一直是影響發(fā)動機效率和壽命的關(guān)鍵問題之一。不僅如此，傳統(tǒng)活塞式熱氣機的活塞傳力都是由曲柄連桿機構(gòu)完成的，而曲柄連桿機構(gòu)的體積和重量都十分龐大，影響發(fā)動機的整體質(zhì)量、效率和制造成本。所以，急需發(fā)明一種能夠不受密封殼體(例如缸套)形狀及其加工誤差、不受受力形變、冷熱變 形以及磨損等問題的影響，且具有良好密封功能和傳力功能、能省略曲柄連桿機構(gòu)的，利用新型活塞、高效加熱和冷卻的熱交換器以及擺脫曲柄連桿機構(gòu)運動規(guī)律限制的，可以靈活控制活塞運動規(guī)律實現(xiàn)斯特林循環(huán)模式和卡諾循環(huán)模式的熱氣機。傳統(tǒng)活塞式熱氣機從根本上講是設(shè)在封閉殼體內(nèi)的固體活塞在氣體工質(zhì)的作用下發(fā)生直線運動、旋轉(zhuǎn)或擺動，固體活塞把自身運動傳遞出去對外作功的機構(gòu)。由于密封殼體(例如缸套等)和固體活塞均是固體結(jié)構(gòu)件，兩者均不可避免地存在加工誤差、受力形變、冷熱變形以及磨損等問題，如果從邏輯上、數(shù)學(xué)上和幾何學(xué)上仔細(xì)分析這一機構(gòu)的特點，可以得出這樣的結(jié)論傳統(tǒng)活塞式熱氣機的固體活塞與密封殼體的全方位徹底密封是永遠(yuǎn)無法解決的。傳統(tǒng)熱氣機是以斯特林發(fā)動機為代表的，斯特林發(fā)動機受曲柄連桿機構(gòu)運動規(guī)律的限制，很難實現(xiàn)真正意義上的斯特林循環(huán)，更不可能用一臺熱氣機有選擇的實現(xiàn)斯特林循環(huán)和卡諾循環(huán)。不僅如此，斯特林發(fā)動機的加熱效率和冷卻效率十分有限，因此，很難做成大型斯特林發(fā)動機。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提出的技術(shù)方案如下—種液體活塞熱氣機，包括冷氣液缸、熱氣液缸、冷液壓動力機構(gòu)、熱液壓動力機構(gòu)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，所述冷氣液缸經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道與所述熱氣液缸連通，在所述冷氣液缸上設(shè)冷卻器，在所述熱氣液缸上設(shè)加熱器；所述冷氣液缸上設(shè)冷液體工質(zhì)出口和冷液體工質(zhì)回流口，所述冷液體工質(zhì)出口與所述冷液壓動力機構(gòu)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機構(gòu)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述冷液體工質(zhì)回流口連通，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷氣體工質(zhì)和所述冷液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)對所述冷液體工質(zhì)施壓迫使所述冷液體工質(zhì)推動所述冷液壓動力機構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述冷液體工質(zhì)經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口回流到所述冷氣液缸內(nèi)；所述熱氣液缸上設(shè)熱液體工質(zhì)出口和熱液體工質(zhì)回流口，所述熱液體工質(zhì)出口與所述熱液壓動力機構(gòu)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機構(gòu)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述熱液體工質(zhì)回流口連通，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱氣體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)對所述熱液體工質(zhì)施壓迫使所述熱液體工質(zhì)推動所述熱液壓動力機構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述熱液體工質(zhì)經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口回流到所述熱氣液缸內(nèi)；所述冷液壓動力機構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受過程控制機構(gòu)控制實現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。在所述氣體工質(zhì)連通管道上設(shè)回?zé)崞鳌Ｋ黾訜崞鞯臒嵩丛O(shè)為低品位熱源。在所述冷氣液缸內(nèi)設(shè)氣液隔離板，所述氣液隔離板將所述冷氣液缸內(nèi)的所述冷液體工質(zhì)和所述冷氣體工質(zhì)隔離，所述氣液隔離板與所述冷氣液缸密封滑動配合。在所述熱氣液缸內(nèi)設(shè)氣液隔離板，所述氣液隔離板將所述熱氣液缸內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)和所述熱氣體工質(zhì)隔離，所述氣液隔離板與所述熱氣液缸密封滑動配合。在所述氣體工質(zhì)連通管道上設(shè)氣體工質(zhì)控制閥；所述氣體工質(zhì)控制閥、所述冷液壓動力機構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受所述過程控制機構(gòu)控制實現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。所述氣體工質(zhì)連通管道設(shè)為氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道，以增加氣體工質(zhì)和液體工質(zhì)之間的傳熱效率?！N液體活塞熱氣機，包括冷氣液缸、熱氣液缸、冷液壓動力機構(gòu)、熱液壓動力機構(gòu)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，所述冷氣液缸經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道與所述熱氣液缸連通，所述冷氣液缸上設(shè)冷液體工質(zhì)出口和冷液體工質(zhì)回流口，所述冷液體工質(zhì)出口與所述冷液壓動力機構(gòu)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機構(gòu)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述冷液體工質(zhì)回流口連通，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸內(nèi)的冷氣體工質(zhì)和所述冷液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)對所述冷液體工質(zhì)施壓迫使所述冷液體工質(zhì)推動所述冷液壓動力機構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述冷液體工質(zhì)經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口回流到所述冷氣液缸內(nèi)；所述熱氣液缸上設(shè)熱液體工質(zhì)出口和熱液體工質(zhì)回流口，所述熱液體工質(zhì)出口與所述熱液壓動力機構(gòu)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機構(gòu)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與所述熱液體工質(zhì)回流口連通，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱液體工質(zhì)的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸內(nèi)的熱氣體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)對所述熱液體工質(zhì)施壓迫使所述熱液體工質(zhì)推動所述熱液壓動力機構(gòu)對外作功，與此同時或在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)將所述熱液體工質(zhì)經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口回流到所述熱氣液缸內(nèi)；所述冷液體工質(zhì)回流口設(shè)在所述冷氣液缸的冷氣體工質(zhì)的區(qū)域內(nèi)，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)經(jīng)冷卻器與所述冷液體工質(zhì)回流口連通；和/或所述熱液體工質(zhì)回流口設(shè)在所述熱氣液缸的熱氣體工質(zhì)的區(qū)域內(nèi)，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)經(jīng)加熱器與所述熱液體工質(zhì)回流口連通；所述冷液壓動力機構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受過程控制機構(gòu)控制實現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。本實用新型所公開的液體活塞熱氣機在壓縮沖程完了時的壓力大于等于3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、8. 5MPa、9MPa、9. 5MPa、IOMPa,10. 5MPa、llMPa、lI. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14. 5MPa、15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa 或 60MPa。本實用新型所公開的液體活塞熱氣機的原理是在所述過程控制機構(gòu)的控制下，利用兩氣液缸內(nèi)的液體工質(zhì)的數(shù)量發(fā)生變化來實現(xiàn)對氣體工質(zhì)的壓縮、膨脹和移動，從而實現(xiàn)從加熱器吸熱向冷卻器排熱，并使所述液體工質(zhì)通過液壓動力機構(gòu)對外輸出動力，達(dá)到設(shè)定的循環(huán)模式。在所述熱氣液缸內(nèi)被加熱的熱氣體工質(zhì)經(jīng)所述氣體工質(zhì)連通管道進(jìn)入所述冷氣液缸，并推動所述冷氣液缸內(nèi)的冷液體工質(zhì)流向所述冷液壓動力機構(gòu)，所述冷液體工質(zhì)通過所述冷液壓動力機構(gòu)向外輸出動力后經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)回流至所述冷氣液缸，此時所述冷氣液缸內(nèi)的冷氣體工質(zhì)經(jīng)所述氣體工質(zhì)連通管道進(jìn)入所述熱氣液缸內(nèi)，并推動所述熱氣液缸內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)流向所述熱液壓動力機構(gòu)，所述熱液體工質(zhì)通過所述熱液壓動力機構(gòu)向外輸出動力后經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)回流至所述熱氣液缸，又將所述熱氣液缸內(nèi)的熱氣體工質(zhì)壓入所述冷氣液缸內(nèi)，進(jìn)入下一個工作循環(huán)。本實用新型中的所謂液壓動力機構(gòu)是指一切可以利用液體壓力產(chǎn)生動力同時具備利用動力產(chǎn)生液體泵效應(yīng)的系統(tǒng)，如液壓馬達(dá)、液壓缸等，在所述液壓動力機構(gòu)的動力軸上可設(shè)蓄能飛輪。本實用新型所公開液體活塞熱氣機充分利用了所述液壓動力機構(gòu)的優(yōu)勢取代了固體活塞曲柄連桿機構(gòu)，可以大幅度提高發(fā)動機的效率，大幅度降低熱氣機的體積和質(zhì)量。為了使所謂的液壓動力機構(gòu)連續(xù)對外輸出動力，可以在熱氣機內(nèi)設(shè)置兩個或多個氣液缸對，所有氣液缸對并聯(lián)設(shè)置，所有氣液缸對中的一部分與另一部分工作相位不同。所述氣液缸對的工作模式包括作功一冷卻一壓縮一加熱過程(沖程)，所謂工作相位不同是指處于不同工作過程。本實用新型所謂的“工作循環(huán)的某一過程”可以是傳統(tǒng)意義上所說的發(fā)動機沖程，也可以是指工作循環(huán)中的某一階段。本實用新型的所謂協(xié)調(diào)工作是指為保證只有液體工質(zhì)直接與液壓動力機構(gòu)接觸，推動液壓動力機構(gòu)作功過程所需要的按邏輯關(guān)系的工作過程；所謂氣液缸是指可以利用氣體工質(zhì)對液體工質(zhì)加壓并可以將液體工質(zhì)壓出、可以將液體工質(zhì)回流、可以將低壓氣體工質(zhì)排出的容器；所謂液體工質(zhì)回送系統(tǒng)是指能夠把來自于液壓動力機構(gòu)液體出口的液體工質(zhì)回送到所述氣液缸內(nèi)的系統(tǒng)，可以是由回流控制閥(一般可用逆止閥)和蓄能儲罐構(gòu)成，也可以是由泵、儲罐和回流控制閥構(gòu)成，還可以是其他形式的系統(tǒng)，但是所述液體工質(zhì)回流系統(tǒng)應(yīng)具備泵、閥和液體儲存功能。本實用新型中所謂的液體工質(zhì)是指一切可以用于推動液壓動力機構(gòu)的液體，如水、油、液壓油、液體二氧化碳、液氮、液氦等；所謂氣體工質(zhì)是指可以由加熱器吸收熱量并在循環(huán)過程中不發(fā)生或至少不全部發(fā)生相變的氣體。所謂氣體工質(zhì)和所謂液體工質(zhì)可以是同一種的物質(zhì)的兩種不同狀態(tài)，也可以是不同物質(zhì)。所述冷液體工質(zhì)是指進(jìn)出所述冷氣液缸的液體工質(zhì)，所述熱液體工質(zhì)是指進(jìn)出所述熱氣液缸的液體工質(zhì)，所述冷液體工質(zhì)和所述熱液體工質(zhì)可以是同一種液體，也可以是不同種液體，當(dāng)所述冷液體工質(zhì)和所述熱液體 工質(zhì)可以是同一種液體時，兩液體可共用液壓動力機構(gòu)和液體工質(zhì)回流系統(tǒng)，在這種結(jié)構(gòu)中，根據(jù)液壓領(lǐng)域公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)泵、閥、儲液罐、蓄能罐和傳感器等。本實用新型中的所述冷氣體工質(zhì)和所述熱氣體工質(zhì)是處于兩個不同氣液缸內(nèi)同一種物質(zhì)，其溫度、壓力可相同，也可不同。本實用新型所公開的液體活塞熱氣機，所謂氣體工質(zhì)處于完全密封狀態(tài)，因此可以使所述氣體工質(zhì)在非工作狀態(tài)下仍然處于高壓狀態(tài)，故可以使用優(yōu)質(zhì)氣體工質(zhì)，如氦氣
坐寸ο本實用新型中，可根據(jù)液壓領(lǐng)域的公知技術(shù)，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)其他控制閥、蓄能儲罐、泵、傳感器等必要裝置。在本實用新型中，可以在所述氣液隔離板上設(shè)隔熱層或?qū)⑺鰵庖焊綦x板自身設(shè)為由絕熱材料制成。所述液體工質(zhì)在進(jìn)入所述液壓動力機構(gòu)之前和/或流出所述液壓動力機構(gòu)之后設(shè)排熱器(所述排熱器可以是散熱器，也可以是熱交換器)。當(dāng)本實用新型所公開的液體活塞熱氣機用于車輛時，可以省略變速箱和制動系統(tǒng)，其速度控制通過電腦控制相應(yīng)的閥來實現(xiàn)車輛的行駛、剎車、加減速及負(fù)荷響應(yīng)。在本實用新型中，兩個或多個液壓動力機構(gòu)可以分別獨立設(shè)置，也可以設(shè)置成一體式，每個所述液壓動力機構(gòu)的功率可以設(shè)為不同或相同。本實用新型所公開的液體活塞熱氣機，可以實現(xiàn)無級變速。通過調(diào)整進(jìn)入所述液壓動力機構(gòu)的液體流量，可以實現(xiàn)速度的變化，甚至實現(xiàn)無級變速。在液壓動力機構(gòu)的液體工質(zhì)出口設(shè)蓄能罐，并設(shè)旁通，實現(xiàn)剎車蓄能，實現(xiàn)對剎車能量的回收。本實用新型可以實現(xiàn)獨立兩驅(qū)，或獨立四驅(qū)，實現(xiàn)車輛原地轉(zhuǎn)圈、轉(zhuǎn)向。可以實現(xiàn)左右輪系向相反的方向轉(zhuǎn)動，使車輛原地調(diào)頭。本實用新型的有益效果如下本實用新型省略了發(fā)動機的活塞曲柄連桿機構(gòu)，可制造效率高、體積小、重量輕的大功率熱氣機。
圖I所示的是本實用新型實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示的是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示的是本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示的是本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示的是本實用新型實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示的是本實用新型實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7所示的是本實用新型實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8所示的是本實用新型實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I冷氣液缸、2冷液壓動力機構(gòu)、3冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、4冷液體工質(zhì)出口、5冷液體工質(zhì)回流口、6冷液體工質(zhì)、7冷氣體工質(zhì)、8冷卻器、9加熱器、10回?zé)崞鳌?2氣體工質(zhì)控制閥、31氣液隔離板、33過程控制機構(gòu)、90低品位熱源、111氣體工質(zhì)連通管道、1001熱氣液缸、2001熱液壓動力機構(gòu)、3001熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、4001熱液體工質(zhì)出口、5001熱液體工質(zhì)回流口、6001熱液體工質(zhì)、7001熱氣體工質(zhì)、1110氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道。
具體實施方式
實施例I如圖I所不的液體活塞熱氣機,包括冷氣液缸I、熱氣液缸1001、冷液壓動力機構(gòu)2、熱液壓動力機構(gòu)2001、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001，所述冷氣液缸I經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道111與所述熱氣液缸1001連通，在所述冷氣液缸I上設(shè)冷卻器8，在所述熱氣液缸1001上設(shè)加熱器9 ； 所述冷氣液缸I上設(shè)冷液體工質(zhì)出口 4和冷液體工質(zhì)回流口 5，所述冷液體工質(zhì)出口 4與所述冷液壓動力機構(gòu)2的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機構(gòu)2的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3與所述冷液體工質(zhì)回流口 5連通，在所述冷氣液缸I內(nèi)的冷液體工質(zhì)6的作用與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸I內(nèi)的冷氣體工質(zhì)7和所述冷液體工質(zhì)6的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式發(fā)動機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)7對所述冷液體工質(zhì)6施壓迫使所述冷液體工質(zhì)6推動所述冷液壓動力機構(gòu)2對外作功；在同一個工作循環(huán)的另一過程中，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3將所述冷液體工質(zhì)6經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口 5回流到所述冷氣液缸I內(nèi)；所述熱氣液缸1001上設(shè)熱液體工質(zhì)出口 4001和熱液體工質(zhì)回流口 5001，所述熱液體工質(zhì)出口 4001與所述熱液壓動力機構(gòu)2001的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機構(gòu)2001的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001與所述熱液體工質(zhì)回流口 5001連通，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱液體工質(zhì)6001的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱氣體工質(zhì)7001和所述熱液體工質(zhì)6001的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)7001對所述熱液體工質(zhì)6001施壓迫使所述熱液體工質(zhì)6001推動所述熱液壓動力機構(gòu)2001對外作功，在同一個工作循環(huán)的另一過程中，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001將所述熱液體工質(zhì)6001經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口 5001回流到所述熱氣液缸1001內(nèi)；所述冷液壓動力機構(gòu)2、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3、所述熱液壓動力機構(gòu)2001和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001受過程控制機構(gòu)33控制實現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式，其中，所述液體活塞熱氣機中的液體工質(zhì)設(shè)為水，氣體工質(zhì)則是指由水受熱發(fā)生相變而產(chǎn)生的氣體(水蒸氣)，選擇性地，所述液體工質(zhì)還可設(shè)為油、液壓油、液體二氧化碳、液氮、液氦等，所述氣體工質(zhì)可以和所述液體工質(zhì)是同一種物質(zhì)，也可以是不同種物質(zhì)。實施例2如圖2所示的液體活塞熱氣機，其與實施例I的區(qū)別是在所述氣體工質(zhì)連通管道 111上設(shè)回?zé)崞?0。實施例3如圖3所示的液體活塞熱氣機，其與實施例I的區(qū)別是所述加熱器9的熱源設(shè)為低品位熱源90。實施例4如圖4所示的液體活塞熱氣機，其與實施例I的區(qū)別是所述冷氣液缸I和所述熱氣液缸1001對置布置,在所述冷氣液缸I內(nèi)設(shè)氣液隔離板31,所述氣液隔離板31將所述冷氣液缸I內(nèi)的所述冷液體工質(zhì)6和所述冷氣體工質(zhì)7隔離，所述氣液隔離板31與所述冷氣液缸I密封滑動配合；在所述熱氣液缸1001內(nèi)設(shè)氣液隔離板31，所述氣液隔離板31將所述熱氣液缸1001內(nèi)的所述熱液體工質(zhì)6001和所述熱氣體工質(zhì)7001隔離，所述氣液隔離板31與所述熱氣液缸1001密封滑動配合，所述氣液隔離板31均由絕熱材料制成。實施例5如圖5所示的液體活塞熱氣機，其與實施例4的區(qū)別是所述冷氣液缸I與所述熱氣液缸1001并列布置。實施例6如圖6所示的液體活塞熱氣機，其與實施例I的區(qū)別是所述氣體工質(zhì)連通管道111設(shè)為氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道1110，以增加氣體工質(zhì)和液體工質(zhì)之間的傳熱效率，在所述氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道1110上設(shè)氣體工質(zhì)控制閥12 ;所述氣體工質(zhì)控制閥12、所述冷液壓動力機構(gòu)2、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3、所述熱液壓動力機構(gòu)2001和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001受過程控制機構(gòu)33控制實現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式。實施例7如圖7所示的液體活塞熱氣機，其與實施例6的區(qū)別是所述冷卻器8直插入所述冷氣液缸I內(nèi)，所述冷卻器9直插入所述熱氣液缸1001內(nèi)，以提高加熱與冷卻的效率。實施例8如圖8所不的液體活塞熱氣機,包括冷氣液缸I、熱氣液缸1001、冷液壓動力機構(gòu)2、熱液壓動力機構(gòu)2001、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001，所述冷氣液缸I經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道111與所述熱氣液缸1001連通，所述冷氣液缸I上設(shè)冷液體工質(zhì)出口 4和冷液體工質(zhì)回流口 5，所述冷液體工質(zhì)出口 4與所述冷液壓動力機構(gòu)2的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機構(gòu)2的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3與所述冷液體工質(zhì)回流口 5連通，在所述冷氣液缸I內(nèi)的冷液體工質(zhì)6的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述冷氣液缸I內(nèi)的冷氣體工質(zhì)7和所述冷液體工質(zhì)6的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述冷氣體工質(zhì)7對所述冷液體工質(zhì)6施壓迫使所述冷液體工質(zhì)6推動所述冷液壓動力機構(gòu)2對外作功，在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3將所述冷液體工質(zhì)6經(jīng)所述冷液體工質(zhì)回流口 5回流到所述冷氣液缸I內(nèi)；所述熱氣液缸1001上設(shè)熱液體工質(zhì)出口 4001和熱液體工質(zhì)回流口 5001，所述熱液體工質(zhì)出口 4001與所述熱液壓動力機構(gòu)2001的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機構(gòu)2001的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001與所述熱液體工質(zhì)回流口 5001連通，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱液體工質(zhì)6001的作用與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的活塞的密封和傳力作用相同，在所述熱氣液缸1001內(nèi)的熱氣體工質(zhì)7001和所述熱液體工質(zhì)6001的相互作用關(guān)系與傳統(tǒng)活塞式熱氣機中的氣態(tài)工質(zhì)和活塞的作用關(guān)系相同，在一個工作循環(huán)的某一過程中所述熱氣體工質(zhì)7001對所述熱液體工質(zhì) 6001施壓迫使所述熱液體工質(zhì)6001推動所述熱液壓動力機構(gòu)2001對外作功，在同一個工作循環(huán)的另一過程中所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001將所述熱液體工質(zhì)6001經(jīng)所述熱液體工質(zhì)回流口 5001回流到所述熱氣液缸1001內(nèi)；所述冷液體工質(zhì)回流口 5設(shè)在所述冷氣液缸I的冷氣體工質(zhì)7的區(qū)域內(nèi)，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3經(jīng)冷卻器8與所述冷液體工質(zhì)回流口 5連通；所述熱液體工質(zhì)回流口5001設(shè)在所述熱氣液缸1001的熱氣體工質(zhì)7001的區(qū)域內(nèi)，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001經(jīng)加熱器9與所述熱液體工質(zhì)回流口 5001連通；所述冷液壓動力機構(gòu)2、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3、所述熱液壓動力機構(gòu)2001和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)3001受過程控制機構(gòu)33控制實現(xiàn)設(shè)定的循環(huán)模式，其中，所述液體活塞熱氣機中的液體工質(zhì)設(shè)為水，所述氣體工質(zhì)設(shè)為水蒸氣。顯然，本實用新型不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本實用新型所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種液體活塞熱氣機,包括冷氣液缸(I)、熱氣液缸(1001)、冷液壓動力機構(gòu)(2)、熱液壓動力機構(gòu)(2001)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)，其特征在于所述冷氣液缸(I)經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道(111)與所述熱氣液缸(1001)連通，在所述冷氣液缸(I)上設(shè)冷卻器(8 )，在所述熱氣液缸(1001)上設(shè)加熱器(9 ); 所述冷氣液缸(I)上設(shè)冷液體工質(zhì)出口(4)和冷液體工質(zhì)回流口(5)，所述冷液體工質(zhì)出口(4)與所述冷液壓動力機構(gòu)(2)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機構(gòu)(2)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)與所述冷液體工質(zhì)回流口(5)連通； 所述熱氣液缸(1001)上設(shè)熱液體工質(zhì)出口(4001)和熱液體工質(zhì)回流口(5001 )，所述熱液體工質(zhì)出口(4001)與所述熱液壓動力機構(gòu)(2001)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機構(gòu)(2001)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)與所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)連通； 所述冷液壓動力機構(gòu)(2 )、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3 )、所述熱液壓動力機構(gòu)(2001)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)受過程控制機構(gòu)(33)控制。
2.如權(quán)利要求I所述液體活塞熱氣機，其特征在于在所述氣體工質(zhì)連通管道(111)上設(shè)回?zé)崞?10)。
3.如權(quán)利要求I所述液體活塞熱氣機，其特征在于所述加熱器(9)的熱源設(shè)為低品位熱源(90)。
4.如權(quán)利要求I所述液體活塞熱氣機，其特征在于在所述冷氣液缸(I)內(nèi)設(shè)氣液隔離板(31 )，所述氣液隔離板(31)將所述冷氣液缸(I)內(nèi)的冷液體工質(zhì)(6)和冷氣體工質(zhì)(7)隔離，所述氣液隔離板(31)與所述冷氣液缸(I)密封滑動配合。
5.如權(quán)利要求I所述液體活塞熱氣機，其特征在于在所述熱氣液缸(1001)內(nèi)設(shè)氣液隔離板(31 )，所述氣液隔離板(31)將所述熱氣液缸(1001)內(nèi)的熱液體工質(zhì)(6001)和熱氣體工質(zhì)(7001)隔離，所述氣液隔離板(31)與所述熱氣液缸(1001)密封滑動配合。
6.如權(quán)利要求I所述液體活塞熱氣機，其特征在于在所述氣體工質(zhì)連通管道(111)上設(shè)氣體工質(zhì)控制閥(12);所述氣體工質(zhì)控制閥(12)受所述過程控制機構(gòu)(33)控制。
7.如權(quán)利要求I所述液體活塞熱氣機，其特征在于所述氣體工質(zhì)連通管道(111)設(shè)為氣液混合式氣體工質(zhì)連通管道(1110)。
8.—種液體活塞熱氣機,包括冷氣液缸(I)、熱氣液缸(1001)、冷液壓動力機構(gòu)(2 )、熱液壓動力機構(gòu)(2001)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)，其特征在于所述冷氣液缸(I)經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道(111)與所述熱氣液缸(1001)連通， 所述冷氣液缸(I)上設(shè)冷液體工質(zhì)出口(4)和冷液體工質(zhì)回流口(5)，所述冷液體工質(zhì)出口(4)與所述冷液壓動力機構(gòu)(2)的動力液體入口連通，所述冷液壓動力機構(gòu)(2)的液體出口與所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)連通，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)與所述冷液體工質(zhì)回流口(5)連通； 所述熱氣液缸(1001)上設(shè)熱液體工質(zhì)出口(4001)和熱液體工質(zhì)回流口(5001 )，所述熱液體工質(zhì)出口(4001)與所述熱液壓動力機構(gòu)(2001)的動力液體入口連通，所述熱液壓動力機構(gòu)(2001)的液體出口與所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)連通，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)與所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)連通；所述冷液體工質(zhì)回流口( 5 )設(shè)在所述冷氣液缸(I)的冷氣體工質(zhì)(7 )的區(qū)域內(nèi)，所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)經(jīng)冷卻器(8)與所述冷液體工質(zhì)回流口(5)連通；和/或所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)設(shè)在所述熱氣液缸(1001)的熱氣體工質(zhì)(7001)的區(qū)域內(nèi)，所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng) (3001)經(jīng)加熱器(9)與所述熱液體工質(zhì)回流口(5001)連通； 所述冷液壓動力機構(gòu)(2)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3)、所述熱液壓動力機構(gòu)(2001)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)(3001)受過程控制機構(gòu)(33)控制。
專利摘要本實用新型公開了一種液體活塞熱氣機，包括冷氣液缸、熱氣液缸、冷液壓動力機構(gòu)、熱液壓動力機構(gòu)、冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，冷氣液缸經(jīng)氣體工質(zhì)連通管道與所述熱氣液缸連通，在所述冷氣液缸上設(shè)冷卻器，在所述熱氣液缸上設(shè)加熱器；所述冷氣液缸的冷液體工質(zhì)出口經(jīng)冷液壓動力機構(gòu)和冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與冷液體工質(zhì)回流口連通；所述熱氣液缸的熱液體工質(zhì)出口經(jīng)熱液壓動力機構(gòu)和熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)與熱液體工質(zhì)回流口連通；所述冷液壓動力機構(gòu)、所述冷液體工質(zhì)回送系統(tǒng)、所述熱液壓動力機構(gòu)和所述熱液體工質(zhì)回送系統(tǒng)受過程控制機構(gòu)控制。本實用新型省略了發(fā)動機的活塞曲柄連桿機構(gòu)，可制造效率高、體積小、重量輕的大功率熱氣機。
文檔編號F02G1/045GK202545054SQ20122000159
公開日2012年11月21日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司