自主沉浮發動機的制作方法
【專利摘要】一種自主沉浮發動機，包括活塞組件、主氣缸、輔氣缸、工作氣缸和動力輸出管，活塞組件包括相連的移氣活塞和導桿浮子活塞；主氣缸豎直設置，導桿浮子活塞設置其內；輔氣缸主氣缸平行或同軸設置，主輔氣缸內的液體相互連通、氣體相互連通；動力輸出管設置于主氣缸；工作氣缸具有冷熱端，其內的氣體與主氣缸內的氣體連通，移氣活塞設置于工作氣缸內，通過工作氣缸內氣體熱脹冷縮，帶動液體活塞液面變化，進而帶動導桿浮子活塞、移氣活塞往復運動，形成往復動力由動力輸出管輸出。本發明達到了更高的熱效率，可減小發動機的體積、用料及成本。
【專利說明】
自主沉浮發動機
技術領域
[0001]本發明涉及外燃發動機技術領域，尤其與一種具有液體活塞的自主沉浮發動機有關。
【背景技術】
[0002]隨著發動機的技術進展，在傳統的內燃發動機的基礎上，人們又發明了外燃發動機，外燃發動機簡稱外燃機，又稱熱氣機。
[0003]初期的外燃發動機，使用的是固體活塞，但固體活塞的外燃機具有啟動困難，噪聲大的缺點，因而有了以液體活塞作為活塞的液體活塞發動機。
[0004]液體活塞發動機具有多方面的優點，但是不斷精益求精的技術人員，仍在追求大功率、更接近常溫的啟動溫度和更高的熱效率，從而降低發動機成本。
[0005]因此需要提供一種能夠解決上述技術問題的具有液體活塞的外燃發動機。
【發明內容】
[0006]本發明的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種自主沉浮發動機，以提高熱效率，降低發動機成本。
[0007]為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案:
[0008]根據本發明的一個方面，提供了一種自主沉浮發動機，所述自主沉浮發動機包括:活塞組件、液體活塞主氣缸、液體活塞輔氣缸、動力輸出管和工作氣缸;所述活塞組件包括相互連接的移氣活塞和導桿浮子活塞;所述液體活塞主氣缸豎直設置，所述導桿浮子活塞設置于所述液體活塞主氣缸內；所述液體活塞輔氣缸，與所述液體活塞主氣缸相互平行設置或相互同軸設置，所述液體活塞主氣缸內的液體與所述液體活塞輔氣缸內的液體相互連通，所述液體活塞主氣缸內的氣體與所述液體活塞輔氣缸內的氣體相互連通;所述動力輸出管，設置于所述液體活塞主氣缸;所述工作氣缸，具有冷端和熱端，所述工作氣缸內的氣體與所述液體活塞主氣缸內的氣體連通，所述移氣活塞設置于所述工作氣缸內，通過所述工作氣缸內的氣體的受熱膨脹受冷收縮，帶動液體活塞的液面變化，進而帶動所述導桿浮子活塞、所述移氣活塞往復運動，形成往復動力由所述動力輸出管輸出。
[0009]本發明的有益效果在于:本發明的自主沉浮發動機，通過革新液體活塞熱氣機的結構，增加了每次氣體壓縮膨脹過程中的換氣量，從而提高了發動機的熱效率，減小了發動機在相同功率下的體積，節省了用料，降低了發動機的成本。進而，本發明的自主沉浮發動機，能夠實現100 °C下的低溫啟動。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明第一實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0011 ]圖2和圖3為本發明第一實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0012]圖4為本發明第一實施例的自主沉浮發動機的活塞組件的立體示意圖。
[0013]圖5和圖6為本發明第二實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0014]圖7為本發明第三實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0015]圖8為本發明第三實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0016]圖9為本發明第三實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0017]圖10為本發明第三實施例的自主沉浮發動機的活塞組件的立體示意圖。
[0018]圖11為本發明第四實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0019]圖12為本發明第四實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0020]圖13為本發明第四實施例的自主沉浮發動機的后視截面示意圖。
[0021 ]圖14為本發明第五實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0022]圖15為本發明第五實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0023]圖16為本發明第五實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0024]圖17為本發明第五實施例的自主沉浮發動機的左視示意圖。
[0025]圖18為本發明第六實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0026]圖19為本發明第六實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0027]圖20為本發明第六實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0028]圖21為本發明第七實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0029]圖22為本發明第七實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0030]圖23為本發明第七實施例的自主沉浮發動機的左視示意圖。
[0031 ]圖24為本發明第七實施例的自主沉浮發動機的俯視示意圖。
[0032]圖25為本發明第七實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0033]圖26為本發明第八實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0034]圖27為本發明第八實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0035]圖28為本發明第九實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0036]圖29為本發明第九實施例的自主沉浮發動機的左視示意圖。
[0037]圖30為本發明第九實施例的自主沉浮發動機的俯視示意圖。
[0038]圖31為本發明第九實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0039]圖32為本發明第九實施例的自主沉浮發動機的主視截面示意圖。
[0040]圖33和圖34為本發明第十實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0041 ]圖35和圖36為本發明第十一實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0042]圖37為本發明第十二實施例的自主沉浮發動機的立體示意圖。
[0043]圖38為本發明第十二實施例的自主沉浮發動機的主視示意圖。
[0044]圖39為本發明第十二實施例的自主沉浮發動機的分解主視示意圖。
[0045]圖40為本發明第十二實施例的自主沉浮發動機的分解立體示意圖。
【具體實施方式】
[0046]現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式;相反，提供這些實施方式使得本發明將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略它們的詳細描述。
[0047]以下分別介紹本發明各個實施例的自主沉浮發動機。
[0048]一、第一實施例的自主沉浮發動機
[0049]如圖1-圖4所示，本發明第一實施例的自主沉浮發動機，包括液體活塞主氣缸1、液體活塞輔氣缸2、工作氣缸3、活塞組件4、液體活塞5和動力輸出管6等。本說明書中，將液體活塞主氣缸I簡稱為主氣缸I，將液體活塞輔氣缸2簡稱為輔氣缸2。
[0050]其中，活塞組件4，包括相互連接的移氣活塞41和導桿浮子活塞42;本實施例中，移氣活塞41直接連接于導桿浮子活塞42，移氣活塞41所在平面垂直于導桿浮子活塞42的軸線，且導桿浮子活塞42的頂端連接于移氣活塞41的圓心。活塞組件4的密度可小于0.2，可以選用空心不銹鋼材質或空心四氟材質。本實施例中，移氣活塞41為圓盤狀，移氣活塞41和導桿浮子活塞42的直徑比例如可為10:1。而在其他實施例中，移氣活塞41和導桿浮子活塞42的直徑比例如可為10:1-2:1。
[0051]主氣缸I，由于浮力的原因，需要豎直設置，導桿浮子活塞42則設置于主氣缸I內。
[0052]本實施例中，輔氣缸2與主氣缸I同軸設置，且是主氣缸I設置于輔氣缸2之內，主氣缸I底端與輔氣缸2之間設有通液孔12，使得主氣缸I內的液體與輔氣缸2內的液體相互連通，構成液體活塞5 ；主氣缸I的頂端與輔氣缸2之間設置有通氣孔13，使得主氣缸I內的氣體與輔氣缸2內的氣體也相互連通。
[0053]本實施例中，動力輸出管6設置于主氣缸I，具體的，是自主氣缸I穿出輔氣缸2，而與外界的需要往復動力的設備相連接。
[0054]工作氣缸3，則具有冷端和熱端，其中，靠近主氣缸I的一端為冷端，遠離主氣缸I的一端為熱端，移氣活塞41設置于工作氣缸3內，而導桿浮子活塞42則由工作氣缸3—直延伸至主氣缸I。工作氣缸3內的氣體(也即工作氣體)與主氣缸I內的氣體連通，通過工作氣缸3內的氣體的受熱膨脹受冷收縮，帶動液體活塞5的液面變化，進而帶動導桿浮子活塞42、移氣活塞41往復運動，形成往復動力由動力輸出管6輸出。本實施例的自主沉浮發動機，放大了液面變化的移氣量，形成了更大的往復動力由動力輸出管6輸出。
[0055]如圖1-圖3所示，本實施例的自主沉浮發動機，工作氣缸3包括上法蘭板32、氣缸壁31和下法蘭板33，而上法蘭板32與下法蘭板33之間通過多個螺栓34固定連接，上法蘭板32與下法蘭板33分別起到上下蓋板的作用，螺栓34可自上至下依次穿過上法蘭板32與下法蘭板33上的通孔，螺栓34的下端用螺母36緊固，從而將氣缸壁31夾緊，形成整個工作氣缸3的密封結構。
[0056]本實施例中，主氣缸I包括主放大部10和主柱狀部11，主放大部10位于主柱狀部11的上方，更接近工作氣缸3;同時，主柱狀部11的不同高度處的橫截面積均相同，而除去頂端的一小部分以外，主放大部10的不同高度處的橫截面積均大于主柱狀部11的橫截面積;而輔氣缸2包括輔放大部20和輔柱狀部21，輔放大部20位于輔柱狀部21的上方，更接近工作氣缸3;同時，輔柱狀部21的不同高度處的橫截面積均相同，輔放大部20的不同高度處的橫截面積均大于輔柱狀部21的橫截面積。上述的結構，主要是主氣缸I和輔氣缸2的頂端橫截面積變大的結構，可以便于本實施例的自主沉浮發動機的啟動。
[0057]如圖1所示，輔放大部20與下法蘭板32之間還具有一定高度的連接頸23，而輔放大部20、連接頸23與下法蘭板32三者可以一體成型，進而，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、連接頸23與下法蘭板32可以一體成型。本實施例中，輔放大部20上設置有連通外界大氣的放氣閥22，放氣閥22位于液體活塞5在初始狀態(或者非工作狀態)時的液面上方。在需要對本實施例的自主沉浮發動機進行維護時，可以打開放氣閥22，通過放氣來調節液體活塞5的液面高度。放氣閥22例如可為一個螺栓，螺合在輔放大部20處氣缸壁上的螺栓孔中，需要放氣時擰下螺栓即可。
[0058]下面再描述一下本實施例的自主沉浮發動機的工作原理。
[0059]在靜止狀態下，移氣活塞41處于工作氣缸3的熱端。當給熱端開始加熱時，工作氣體開始膨脹，液體活塞5的液體開始通過動力輸出管6向外流動，導桿浮子活塞42隨液面的下降而下降，移氣活塞41隨導桿浮子活塞42的下降移向工作氣缸3的冷端，相對較冷的工作氣體進入熱端使膨脹進一步增加。由于動力輸出管6離主氣缸I近而離輔氣缸2遠，因此主氣缸I內液體比輔氣缸2內液體流動的快，膨脹達到極限時，主氣缸I的液面低于輔氣缸2的液面。依據連通器的原理，由于重力的作用，自主沉浮發動機內的液體會由輔氣缸2流向主氣缸1，使兩氣缸內的液面高度相同，導桿浮子活塞42會因主氣缸I液面的上升而上升，同時帶動移氣活塞41由冷端移向熱端運動并把工作氣體由熱端移向冷端，使工作氣體遇冷收縮，動力輸出管6內的液體流回，帶動主氣缸I液面繼續升高。由于動力輸出管6離主氣缸I近，當收縮達到極限時，主氣缸I液面高于輔氣缸2液面。依據連通器的原理，由于重力的作用，液體會由主氣缸I流回輔氣缸2，導桿浮子活塞42會隨之下沉，同時帶動移氣活塞41由熱端移向冷端，并把工作氣體由冷端移向熱端，使工作氣體開始膨脹進入下一工作周期。
[0060]本實施例中，主氣缸I同軸設置于輔氣缸2之內，而本發明，這兩者之間也可以是平行設置，因此有以下的第二實施例。
[0061]二、第二實施例的自主沉浮發動機
[0062]本實施例中，工作氣缸3、活塞組件4、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第一實施例相同，與第一實施例相同之處不再贅述。
[0063]如圖5和圖6所示，本實施例中，主氣缸I與輔氣缸2相互平行設置，輔氣缸2的頂部外壁可以與工作氣缸3的下法蘭板33固定連接。而主氣缸I底端與輔氣缸2底端之間設有通液管14，使得主氣缸I內的液體與輔氣缸2內的液體相互連通，構成液體活塞5 ；主氣缸I的頂端與輔氣缸2之間設置有通氣管15，也使得主氣缸I內的氣體與輔氣缸2內的氣體也相互連通。本實施例的主氣缸I內的氣體與輔氣缸2的內部結構，可與之后介紹的本發明第四實施例中的主氣缸I內的氣體與輔氣缸2相同，如圖13所示。
[0064]本實施例中，放氣閥22是設置在主氣缸10的主放大部10上，但具體的設置高度、放氣方式等均可以與第一實施例中的放氣閥22相同。
[0065]以上的第一與第二實施例，適用于較小功率的情形，本發明的自主沉浮發動機，其功率也可以加大，因此有以下的第三、第四實施例。
[0066]三、第三實施例的自主沉浮發動機
[0067]本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第一實施例相同，與第一實施例相同之處不再贅述。
[0068]如圖10所示，本實施例中，活塞組件4與第一實施例的不同，本實施例中，移氣活塞41是圓柱狀，且具有一定高度。而移氣活塞41與導桿浮子活塞42之間的直徑比可下降至1:4-1:5之間，移氣活塞41的上端和下端分別具有第一圓角411和第二圓角410，以便于氣體通過。并且，如圖9所示，本實施例中，移氣活塞41與氣缸壁31的內面之間的間隙加大。
[0069]如圖7-圖9所示，本實施例的自主沉浮發動機，工作氣缸3仍包括上法蘭板32、氣缸壁31和下法蘭板33，上法蘭板32與下法蘭板33之間通過多個螺栓34固定連接，但氣缸壁31是形成在上法蘭板32的上方，或者說上法蘭板32是形成在氣缸壁31的底端，而氣缸壁31的頂端為加熱端，
[0070]螺栓34可自上至下依次穿過上法蘭板32與下法蘭板33上的通孔，螺栓34的下端用螺母36緊固，從而將上法蘭板32與下法蘭板33夾緊，形成整個工作氣缸3的密封結構。
[0071]本實施例中，在氣缸壁31的外壁上，還設置有多片相互平行設置的散熱片35，散熱片35是一種風冷散熱器，良好的散熱有助于提高本實施例的自主沉浮發動機的功率。散熱片35的高度，可為整個氣缸壁31高度的1/5-1/2之間，優選的是1/3。
[0072]本實施例是對第一實施例的功率加大，而以下的第四實施例是對第二實施例的功率加大。。
[0073]四、第四實施例的自主沉浮發動機
[0074]本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第二實施例相同，而活塞組件4、工作氣缸3則可與第三實施例相同。
[0075]本實施例中，如圖13所示，主氣缸I的頂端具有螺紋連接件17，而螺紋連接件17的外螺紋連接于下法蘭板33的內螺紋，從而將主氣缸I與工作氣缸3固定連接。本發明第二實施例也可以采用該連接結構連接主氣缸I與工作氣缸3。
[0076]第三、第四實施例中使用的散熱裝置是散熱片35，但本發明并不局限于此，也可以使用冷卻效果更好的水冷卻器，因此有第五、第六實施例。
[0077]五、第五實施例的自主沉浮發動機
[0078]如圖14-圖17所示，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、活塞組件4、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第三實施例相同，不再贅述。
[0079]而本實施例中，工作氣缸3的外壁上自熱端(頂端)向冷端(底端)依次設置有加熱器37、回熱器39和水冷卻器38。其中，水冷卻器38包括進水口 381、出水口 382和冷卻器散熱管383，其中，進水口 381位于水冷卻器38的底端，而出水口 382則位于水冷卻器38的頂端，而冷卻器散熱管383設置在工作氣缸3的氣缸壁31外周的水冷卻器38內，冷卻器散熱管383的上端連接于回熱器39，冷卻器散熱管383的下端的散熱管入口 384連通入工作氣缸3內移氣活塞41的下方。冷卻器散熱管383的設置，進一步增強了水冷器器38的散熱能力。
[0080]如圖9所示，本實施例中，上法蘭板32的內徑(也即上法蘭板32的中心孔的內徑)大于移氣活塞41的外徑，而下法蘭板33的上表面具有凸臺330，而凸臺330的外徑小于上法蘭板32的內徑，從而使得凸臺330可以伸入至上法蘭板32的中心孔內，增加工作氣缸3的密封性。
[0081 ]在本實施例中，移氣活塞41的外周面與氣缸壁31的內壁之間的間隙可以很小，但不至于阻礙氣體通過。
[0082]六、第六實施例的自主沉浮發動機
[0083]如圖18-圖20所示，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、活塞組件4、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第四實施例相同，而工作氣缸3可以與第五實施例相同，不再贅述。
[0084]本實施例中，如圖18所示，主氣缸I的頂端具有螺紋連接件17，而螺紋連接件17的外螺紋連接于下法蘭板33的內螺紋，從而將主氣缸I與工作氣缸3固定連接。其中，下法蘭板33的上表面具有凸臺330，而凸臺330的外徑小于上法蘭板32的內徑，從而使得凸臺330可以伸入至上法蘭板32的中心孔內，增加工作氣缸3的密封性。
[0085]以上介紹的各實施例，其移氣活塞41均直接連接于導桿浮子活塞42，但本發明并不以此為限，因而有以下的第七實施例。
[0086]七、第七實施例的自主沉浮發動機
[0087]如圖21-圖25所示，圖25為圖24的B-B剖視圖，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第四實施例相同，不再贅述。
[0088]本實施例中，主氣缸I仍是豎直設置的，而輔氣缸2則可以是傾斜設置，而與主氣缸I之間有一定夾角。
[0089]本實施例中，還包括連桿組件8，而連桿組件8包括組件盒本體80、第一連桿81、擺桿82、鉸接點83、第二連桿84、開槽85、蓋板86、上法蘭板87、下法蘭板88和氣體連通孔89，本實施例中，移氣活塞41與導桿浮子活塞42之間通過連桿機構連接，這里的連桿機構，由第一連桿81、擺桿82和第二連桿84等組成。而上法蘭板87和下法蘭板88則組成法蘭結構。
[0090]如圖25所示，擺桿82的中點鉸接于鉸接點83，第一連桿81的上端與擺桿82的第一端(圖25中右端)鉸接，第二連桿84上端與擺桿82的第二端(圖25中左端)鉸接，而第一連桿81的下端鉸接于導桿浮子活塞42的頂端，第二連桿84的下端鉸接于移氣活塞41的頂端，本實施例中，擺桿82為直桿。
[0091 ] 上述的連桿機構設置于連桿組件盒中，而連桿組件盒包括組件盒本體80和通過螺栓連接于組件盒本體80的蓋板86，組件盒本體80內設置有容置連桿機構的開槽85，開槽85同時也可具有對連桿機構中的連桿和擺桿82的運動限位功能。如圖21所示，連桿組件盒的組件盒本體80的一側通過上述法蘭結構連接于工作氣缸3，而組件盒本體80的另一側通過頂板19連接于主氣缸I的頂端，頂板19的上表面偏左部分固定連接于組件盒本體80，而頂板19的下表面固定連接于氣體活塞主氣缸I的頂端，其中，頂板19上還具有用以第一連桿81通過的通孔。
[0092]本實施例中，工作氣缸3與第六實施例中的工作氣缸3只是設置方向上的不同，本實施例中，加熱器37、回熱器39和水冷卻器38是自下而上依次設置的，因此本實施例可以從工作氣缸3的底端進行加熱，增加了使用靈活性。而進水口 381依然設置在水冷卻器38的下端，而出水口 382是設置在水冷卻器38的上端，而冷卻器散熱管383設置在工作氣缸3的氣缸壁31外周的水冷卻器38內，冷卻器散熱管383的下端連接于回熱器39，冷卻器散熱管383的上端連通入工作氣缸3內移氣活塞41的上方。
[0093]而氣缸壁31形成于下法蘭板88的下方，因此，本實施例中，下法蘭板88實際起到第六實施例中上法蘭板32的作用，而上法蘭板87則起到第六實施例中下法蘭板33的作用。本實施例中，上法蘭板87可以與組件盒本體80—體成型，且上法蘭板87的下表面可具有下凸臺870，而下凸臺870的外徑小于上法蘭板87的內徑，從而使得下凸臺870可以伸入至上下法蘭板88的中心孔內，增加工作氣缸3的密封性。如圖21所示，在將連桿機構裝入組件盒本體80之后，將蓋板86用螺栓與組件盒本體80固定。在蓋板86下方，則可具有工藝孔，以便于連接法蘭結構上的螺栓。而工藝孔下方的組件盒本體80內部，如圖25所示，開設有氣體連通孔89，用于連通主氣缸I與工作氣缸3之間的氣體。
[0094]本實施例中，主氣缸I與工作氣缸3之間上平行設置的，但本發明并不以此為限，主氣缸I與工作氣缸3的軸線之間可以有45度、90度或135度的夾角，因而有以下的第八實施例。
[0095]八、第八實施例的自主沉浮發動機
[0096]如圖26-圖27所示，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、活塞組件4、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第七實施例相同，不再贅述。
[0097]與第七實施例不同的是，工作氣缸3是傾斜設置的，與水平呈45度夾角，因而，工作氣缸3的軸線與主氣缸I的軸線之間的夾角為45度。為適應工作氣缸3的角度變化，連桿組件8的連桿機構及組件盒本體80也隨之變化，其中，連桿機構中的擺桿82為V形桿，而組件盒本體80中的開槽85也隨之加大，例如，第一連桿81與開槽85的內壁之間需要留有一定的間隙，以便于連桿機構的傳動不受開槽85的干涉。同時，由于上述間隙的設置，可以省略第七實施例中的氣體連通孔89，仍不影響熱氣缸I與工作氣缸3之間的氣體連通。本實施例中，在將連桿機構裝入組件盒本體80之后，將蓋板86用螺栓與組件盒本體80固定。
[0098]在第七、第八實施例中，移氣活塞41與導桿浮子活塞42之間通過連桿機構相連，但本發明并不以此為限，因此有以下的第九、十、十一實施例。
[0099]九、第九實施例的自主沉浮發動機
[0100]如圖28-圖32所示，其中，圖32為圖30中A-A剖視圖，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸
2、工作氣缸3、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第七實施例相同，不再贅述。
[0101]本實施例中，沒有連桿組件8，而是還包括連接組件9，而連接組件9包括弧形管殼90、連接板91、柔性繩纜92、上法蘭板93、下法蘭板94和氣體連通孔95，本實施例中，移氣活塞41與導桿浮子活塞42之間通過柔性繩纜92連接，這里的柔性繩纜92，例如為鋼絲繩。而上法蘭板93和下法蘭板94則組成法蘭結構。
[0102]柔性繩纜92設置于弧形管殼90中，弧形管殼90則具有一定的剛性，柔性繩纜92的一端伸入工作氣缸3中連接移氣活塞你41的頂端，而另一端則伸入主氣缸I中以連接導桿浮子活塞42的頂端。弧形管殼90的弧形兩端，分別固定連接于連接板91的左右兩端。連接板91的一側通過上述法蘭結構連接于工作氣缸3，連接板91的另一側通過頂板19連接于主氣缸I頂端。頂板19的上表面偏左部分固定連接于連接板91，而頂板19的下表面固定連接于氣體活塞主氣缸I的頂端，其中，頂板19上還具有用以柔性繩纜92通過的通孔。
[0103]本實施例中，工作氣缸3與第七實施例中的工作氣缸3在設置方向上相同，本實施例中，加熱器37、回熱器39和水冷卻器38也是自下而上依次設置的，因此本實施例需要從工作氣缸3的底端進行加熱。水冷卻器38的設置方式也可以與第七實施例中的水冷卻器38的設置方式相同。
[0104]而氣缸壁31形成于下法蘭板94的下方，因此，本實施例中，下法蘭板94與第七實施例中下法蘭板88的作用相同，而上法蘭板93則與第七實施例中上法蘭板87的作用相同；如圖32所示，連接板91內部開設有氣體連通孔95，用于連通主氣缸I與工作氣缸3之間的氣體。
[0105]本實施例中，移氣活塞41與導桿浮子活塞42通過柔性繩纜92連接，但主氣缸I與工作氣缸3之間上平行設置的，但本發明并不以此為限，主氣缸I與工作氣缸3的軸線之間可以有45度、90度、135度等的夾角，因而有以下的第十實施例。
[0106]十、第十實施例的自主沉浮發動機
[0107]如圖33和圖34所示，本實施例中，主氣缸1、輔氣缸2、液體活塞5和動力輸出管6的設置可與第九實施例相同，不再贅述。
[0108]本實施例中，主氣缸I仍然是豎直設置，而工作氣缸3是水平設置，也即主氣缸I的軸線與工作氣缸3的軸線之間的夾角是90度。工作氣缸3與第九實施例的工作氣缸3，只是在設置角度上的不同，其余相同。
[0109]本實施例中，還包括連接組件9，而連接組件9可包括柔性繩纜92、上法蘭板93、下法蘭板94、氣體連通孔95、連接管殼96、主氣缸側連接梁971、工作氣缸側連接梁972和活接98等，本實施例中，移氣活塞41與導桿浮子活塞42之間通過柔性繩纜92連接，這里的柔性繩纜92，例如為鋼絲繩。柔性繩纜92設置于連接管殼96中，連接管殼96則具有一定的剛性，柔性繩纜92的一端伸入工作氣缸3中連接移氣活塞你41的頂端，而另一端則伸入主氣缸I中以連接導桿浮子活塞42的頂端。連接管殼96的兩端，分別固定連接于主氣缸側連接梁971、工作氣缸側連接梁972。工作氣缸側連接梁972的一端固定連接于工作氣缸3，另一端通過活接98連接于主氣缸側連接梁971的一端，主氣缸側連接梁971的另一端通過頂板19連接于主氣缸I頂端;這里，工作氣缸側連接梁972也可以通過法蘭與主氣缸側連接梁971連接。頂板19的上表面固定連接于主氣缸側連接梁971，而頂板19的下表面固定連接于氣體活塞主氣缸I的頂端，其中，頂板19上還具有用以柔性繩纜92通過的通孔。而氣體連通孔95，可開設于主氣缸側連接梁971、工作氣缸側連接梁972的軸線處，以連通主氣缸I與工作氣缸3之間的氣體。
[on O] -| 、第^ 實施例的自主沉浮發動機
[0111]如圖35和圖36所示，本實施例中，與第^^一實施例相同之處不再贅述，與第十實施例不同之處在于，本實施例中，主氣缸I仍然是豎直設置，而工作氣缸3是水平呈45度角，也即主氣缸I的軸線與工作氣缸3的軸線之間的夾角是45度。
[0112]本發明的自主沉浮發動機，結構上還可以做得更緊湊，因此有以下的第十二實施例。
[0113]十二、第十二實施例的自主沉浮發動機
[0114]如圖37-圖40所示，本實施例中，主氣缸I和輔氣缸2均為圓柱形結構，但這里需要說明的是，前十一個實施例中，主氣缸I和輔氣缸2也均可為圓柱形結構。
[0115]本實施例的自主沉浮發動機，可以由三部分裝配在一起而形成，第一部分是上端的工作氣缸3，第二部分是中間的活塞組件4，第三部分是下端的主氣缸I和輔氣缸2所連接成的組件。其中，主氣缸I的高度大于輔氣缸2的高度，工作氣缸3與主氣缸I同軸設置，主氣缸I與輔氣缸2之間相互平行設置。
[0116]工作氣缸3自上而下依次設置有加熱器37、回熱器39和水冷卻器38，工作氣缸3的底端外周具有上法蘭71，主氣缸I的頂端具有與上法蘭71匹配的下法蘭72，主氣缸I與輔氣缸2之間的通氣管26設置于下法蘭72下方。以上法蘭71和下法蘭72組成的法蘭結構7為界，本實施例的自主沉浮發動機可以分為上端的高溫區和下端的低溫區，高溫區需使用耐高溫材料。
[0117]上法蘭71的中心孔的內徑大于移氣活塞41的外徑，下法蘭72的中心孔內徑大于導桿浮子活塞42的外徑。因此，將移氣活塞41裝入工作氣缸3，將導桿浮子活塞42裝入主氣缸I，將上法蘭71與下法蘭72靠攏，用螺栓將上法蘭71與下法蘭72進行固定連接，即可完成本實施例的自主沉浮發動機的裝配。本實施例的自主沉浮發動機，其結構緊湊，外表美觀，裝配方便，并且能夠實現大功率。
[0118]至此本文所述的實施方式應該理解為是對本發明的解釋，而非對本發明的限制。本發明的范圍不是由以上說明書來說明，而是由專利的權利要求來限定，本發明意欲包括與本專利權利要求的意義和范圍等同的所有修正。
【主權項】
1.一種自主沉浮發動機，其特征在于，所述自主沉浮發動機包括: 活塞組件，包括相互連接的移氣活塞和導桿浮子活塞； 液體活塞主氣缸，豎直設置，所述導桿浮子活塞設置于所述液體活塞主氣缸內； 液體活塞輔氣缸，與所述液體活塞主氣缸相互平行設置或相互同軸設置，所述液體活塞主氣缸內的液體與所述液體活塞輔氣缸內的液體相互連通，所述液體活塞主氣缸內的氣體與所述液體活塞輔氣缸內的氣體相互連通； 動力輸出管，設置于所述液體活塞主氣缸； 工作氣缸，具有冷端和熱端，所述工作氣缸內的氣體與所述液體活塞主氣缸內的氣體連通，所述移氣活塞設置于所述工作氣缸內，通過所述工作氣缸內的氣體的受熱膨脹受冷收縮，帶動液體活塞的液面變化，進而帶動所述導桿浮子活塞、所述移氣活塞往復運動，形成往復動力由所述動力輸出管輸出。2.如權利要求1所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述工作氣缸的外壁上自所述熱端向所述冷端依次設置有加熱器、回熱器和冷卻器。3.如權利要求2所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述液體活塞主氣缸設置于所述液體活塞輔氣缸之內，所述液體活塞主氣缸與所述液體活塞輔氣缸之間設有通液孔，所述液體活塞主氣缸的頂端與所述液體活塞輔氣缸之間設置有通氣孔，所述動力輸出管自所述液體活塞主氣缸穿出所述液體活塞輔氣缸。4.如權利要求2所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述液體活塞主氣缸與所述液體活塞輔氣缸平行設置，所述液體活塞主氣缸的底部設置有通向所述液體活塞輔氣缸的通液管，所述液體活塞主氣缸的頂部設置有通向所述液體活塞輔氣缸的通氣管。5.如權利要求3或4所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述液體活塞主氣缸包括主放大部和位于所述主放大部下方的主柱狀部，所述液體活塞輔氣缸包括輔放大部和輔柱狀部。6.如權利要求5所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述工作氣缸包括上法蘭板、氣缸壁和下法蘭板，所述上法蘭板與所述下法蘭板之間通過多個螺栓固定連接； 所述輔放大部與所述下法蘭板之間還包括連接頸； 所述主放大部或所述輔放大部上設置有放氣閥，所述放氣閥位于初始狀態時的液面上方。7.如權利要求6所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述冷卻器為水冷卻器或多個相互平行設置的風冷散熱片。8.如權利要求2所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述活塞組件的密度小于0.2，所述活塞組件為空心不銹鋼材質或空心四氟材質，所述移氣活塞為圓柱狀或圓盤狀，所述移氣活塞的上端和下端分別具有第一圓角和第二圓角，所述導桿浮子活塞與所述移氣活塞的直徑比為1:2-1:10。9.如權利要求7所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述上法蘭板的內徑大于所述移氣活塞的外徑，所述下法蘭板的上表面具有凸臺，所述凸臺的外徑小于所述上法蘭板的內徑。10.如權利要求9所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述液體活塞主氣缸的頂端具有螺紋連接件，所述螺紋連接件的外螺紋連接于所述下法蘭板的內螺紋。11.如權利要求7所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述工作氣缸的氣缸壁外周，所述水冷卻器內設置有冷卻器散熱管，所述冷卻器散熱管的上端連接于所述回熱器，所述冷卻器散熱管的下端通入所述工作氣缸內所述移氣活塞的下方。12.如權利要求7所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述移氣活塞與所述導桿浮子活塞之間通過連桿機構或柔性繩纜連接。13.如權利要求12所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述連桿機構包括中點鉸接于一鉸接點的擺桿、上端與所述擺桿的第一端鉸接的第一連桿及上端與所述擺桿第二端鉸接的第二連桿，所述第一連桿的下端鉸接于所述導桿浮子活塞，所述第二連桿的下端鉸接于所述移氣活塞。14.如權利要求12所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述擺桿為直桿或V形桿。15.如權利要求13所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述連桿機構設置于連桿組件盒中，所述連桿組件盒包括組件盒本體和通過螺栓連接于所述組件盒本體的蓋板，所述組件盒本體內設置有容置所述連桿機構的開槽，所述連桿組件盒的一側通過法蘭結構連接于所述工作氣缸，所述連桿組件盒的另一側通過頂板連接于所述液體活塞主氣缸。16.如權利要求12所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述工作氣缸的軸線與所述液體活塞主氣缸的軸線之間的夾角為45度、90度或135度。17.如權利要求12所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述組件盒本體上開設有工藝孔，所述工藝孔下方的所述組件盒本體內設置有連通所述液體活塞主氣缸與所述工作氣缸的氣體連通孔。18.如權利要求12所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述柔性繩纜設置于連接組件中，所述連接組件包括連接板和連接于所述連接板兩端的弧形管殼，所述連接繩纜設置于所述弧形管殼中，所述連接板的一側通過法蘭結構連接于所述工作氣缸，所述連接板的另一側通過頂板連接于所述液體活塞主氣缸。19.如權利要求16所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述柔性繩纜設置于連接組件中，所述連接組件包括工作氣缸側連接梁、主氣缸側連接梁和連接管殼，所述柔性繩纜設置于所述連接管殼中，所述連接管殼的一端通過法蘭結構連接于所述工作氣缸，所述連接管殼的另一端通過頂板連接于所述液體活塞主氣缸，所述主氣缸側連接梁一端連接于所述液體活塞主氣缸，另一端通過活接或法蘭連接于所述工作氣缸側連接梁的一端，所述工作氣缸側連接梁的另一端連接于所述工作氣缸的頂端。20.如權利要求4所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述工作氣缸的底端外周具有上法蘭，所述液體活塞主氣缸的頂端具有與所述上法蘭匹配的下法蘭，所述液體活塞主氣缸與所述液體活塞輔氣缸之間的通氣管設置于所述下法蘭下方。21.如權利要求20所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述液體活塞主氣缸和所述液體活塞輔氣缸均為圓柱形，所述液體活塞主氣缸的高度大于所述液體活塞輔氣缸的高度，所述工作氣缸與所述液體活塞主氣缸同軸設置。22.如權利要求21所述的自主沉浮發動機，其特征在于，所述上法蘭的內徑大于所述移氣活塞的外徑，所述下法蘭的內徑大于所述導桿浮子活塞的外徑。
【文檔編號】F02G1/053GK105888877SQ201610425704
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】楊永順
【申請人】楊永順