WO2011151888A1 | 2011-12-08 |
CN1621739A | 2005-06-01 | |||
CN1563693A | 2005-01-12 | |||
CN103362766A | 2013-10-23 |
权 利 要 求 书 技术特征: 活塞温差发动机有希望使外界热静态能量与冷静态能量发生的能量差 转换为机械动态能量的转换效率趋向 100%, 保护范围: 1 活塞温差发动机的体容循环技术。 2 活塞温差发动机功率三要素技术, 3 活塞温差发动机的温差效率技术。 4 活塞 发动机园柱型流体轴阀技术。 5 活塞温差发动机园柱型流体轴阀的改动与改变应用。 6 活塞温差发动机的改动与改变应用。 |
温差发动机的节能
背景技术: 1816年英国 罗巴特 *斯特林发明以热源为动力的斯特林发动机
1824年法国 萨迪 *卡诺提出提高热能转换效率的卡诺循环理论
发明内容: 【体容循环】: 由气体吸热膨胀容积、 膨胀气体作功容积、 气体分子换位容积、 收缩气体作功容积、 气体散热收缩容积构成的温差双动力循环。 内容:流动气体在密闭系统机械作功运动部件 两端容积内存气体分子体积 热膨胀与冷收缩同时转换为机械动能, 并能迅速回气达到循环初始 作功运动部件两端容积内存气体分子密度平衡 的温差双动力循环。 【发动机功率三要素】: 1 温度比差越大发动机功率越大。
2体积比差越大发动机功率越大。
3速度比差越小发动机功率越大。
密闭系统外热静态能量与冷静态能量的温度差 转换为发动机动态能量的转换媒介 是密闭机械系统受力作功运动部件两端容积内 存气体分子热膨胀冷收缩变化的气 体分子体积, 热膨胀冷收缩变化的气体分子体积是温差发动 机的力源。 气体分子 体积变化转换为机械动态能量可视为能量转换 过程, 提高溫差能量转换率有必要 建立新的技术术语: 【体容循环】、【发动机功率三要素】与【温 差效率】作为觯釋 温差发动机因外界温度差发生的温差静态能量 有希望完全转换为机械动态能量的 理论依据。
【温差效率】: 热静态能量与冷静态能量转换为机械动态能量 的转换效率的比值。
内容: 热膨胀速度大于冷收缩速度, 收缩容积内气体分子体积发生压縮 阻力。温差热源使气体分子体积膨胀推力作功 ,温差效率小于 100%。 热膨胀速度小于冷收缩速度, 膨胀容积内气体分子体积发生拉伸 阻力。温差冷源使气体分子体积收缩拉力作功 ,温差效率小于 100%。 热膨胀速度等于冷收缩速度推力拉力合力作功 ,温差效率达到 ιοο% 4 附图说明: 图 1 活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 0度静态标示图
图 2活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 90度动态标示图
图 3活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 180度动态平衡图
图 4活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 180度静态标示图
图 5活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 270度动态标示图
图 6活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 360度动态平衡图
具体实施方式: 温差发动机的气流换向控制部件应用新的园柱 轴阀技术;
园轴阀壳体为三通结构, 园柱型轴阈为双通道的流体园轴阀。
活塞温差发动机结构: 由气体吸热膨胀容器, 缸体活塞曲轴与气体散热收缩容器
组合构成的脉冲回气密度平衡双动力体容循环 温差发动机。 图 1 活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 0度静态标示图:
水平线活塞左右移动左止点为曲轴 0度定位点, 右止点为曲轴 180度定位点。 气体吸热膨胀容器 1 热进气连接管 2 缸体 3 活塞 4 回气平衡阀 5 回气平衡阀拉簧 6 回气平衡连接管 7 热出气连接管 8 气体散热收缩容器 9 热出气管 10 气流换向阀 11 热出气连接管 12 连杆 13 活塞杆轴承 14 活塞杆 15 热进气连接管 16 气流换向阀 17 热进气管 18 连杆轴承 19 曲拐 20 曲轴 21
气体吸热膨胀容积 V 气体散热收縮容积 W
膨胀气体作功容积 A 收缩气体作功容积 B 气体分子换位容积 C
系统内气体分子密度平衡, 回气平衡阀 5在回气平衡阀拉簧 6的拉力下关闭。 气体分子换位容积 C消失, 换位为收缩气体作功容积 B。
图 2活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 90度动态标示图:
气体吸热膨胀容积 V内存气体分子体积吸热膨胀使膨胀气体作功 积 A内膨胀 的气体分子体积变大推动活塞 4自左向右机械运动对环境作气体膨胀正向功 气体散热收缩容积 W内存气体分子体积散热收缩使收缩气体作功 积 B内收缩 的气体分子体积变小拉动活塞 4自左向右机械运动对环境作气体收缩负向功 图 3活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 180度动态平衡图:
气流换向阀 17关闭热进气连接管 2的同时连通热进气连接管 16与热进气管 18, 原膨胀气体作功容积 A内的膨胀热气体换位为气体分子换位容积 (:。 气流换向 阀 11关闭热出气连接管 12的同时连通热出气管 10与热出气连接管 8。气体分 子换位容积 C内密度小的热气体分子具有的热量使气体散 收缩容积 W内密度 大的冷气体分子吸热迅速膨胀体积变大克服回 气平衡阀拉簧 6的拉力顶开回气 平衡阀 5,容积联通使气体分子换位容积 (:、气体散热收縮容积 W与气体吸热膨 胀容积 V内的气体分子迅速达到分子密度平衡。 由于系统内气体分子体积之间 热交换速度太快可视为【绝热】, 气体脉冲分子密度平衡过程与外界温差无关。 图 4活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 180度静态标示图:
系统内气体分子密度平衡, 回气平衡阀 5在回气平衡阀拉簧 6的拉力下关闭。 气体分子换位容积 C消失, 换位为收缩气体作功容积 B。
图 5活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 270度动态标示图:
气体吸热膨胀容积 V内存气体分子体积吸热膨胀使膨胀气体作功 积 A内膨胀 的气体分子体积变大推动活塞 4自右向左机械运动对环境作气体膨胀正向功 气体散热收縮容积 W内存气体分子体积散热收缩使收缩气体作功 积 B内收缩 的气体分子体积变小拉动活塞 4自右向左机械运动对环境作气体收缩负向功 图 6活塞温差发动机正剖视曲轴顺时针旋转 360度动态平衡图:
气流换向阔 17关闭热进气连接管 16的同时联通热进气连接管 2与热进气管 18, 原膨胀气体作功容积 A内的膨胀热气体换位为气体分子换位容积 C。 气流换向 阀 11关闭热出气连接管 8的同时联通热出气管 10与热出气连接管 12。 气体分 子换位容积 C内密度小的热气体分子具有的热量使气体散 收縮容积 W内密度 大的冷气体分子吸热迅速膨胀体积变大克服回 气平衡阀拉簧 6的拉力顶幵回气 平衡阀 5, 容积联通使气体分子换位容积 (:、 气体散热收縮容积 W与气体吸热膨 胀容积 V内的气体分子迅速达到分子密度平衡。 由于系统内气体分子体积之间 热交换速度太快可视为【绝热】, 气体脉冲分子密度平衡过程与外界温差无关。 密闭系统内气体分子密度达到平衡返回图 1, 温差不消失周而复始连续作功。