專利名稱：熱脹冷縮動力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱脹冷縮動力機。 技術(shù)背景現(xiàn)有的動力機械雖然已有利用水作工質(zhì)的蒸汽機、汽輪機，利用氣體作工 質(zhì)的汽油機、柴油機等機械，但通過發(fā)明人的觀察，現(xiàn)有的動力機普遍采用的 是熱脹過程作功，均未利用工質(zhì)冷縮過程產(chǎn)生的動力做功。即使是太陽能、核能的利用技術(shù)和設(shè)備，都是只利用了熱能作功，它們的作功效率都在10~40%左 右，很難進一步提高作功效率。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種熱脹冷縮動力機，它既能利用工質(zhì)的熱脹過程作 功，也能利用冷縮過程產(chǎn)生的動力做功；該動力機利用工質(zhì)在熱脹冷縮中"熱 脹"做功和"冷縮"做功互為補充，有利于提高對能源的利用率，進而提高了 機械的作功效率，在相同類型機械設(shè)備上，消耗同等能量情況下，本發(fā)明的作 功效率顯著提高50%左右，從而大大節(jié)省了能源。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種熱脹冷縮動力機，其特征在于包括通過管道順序相連的加熱器、動力 機、冷縮器和單向機構(gòu)組成的利用工質(zhì)在熱脹冷縮中熱脹和冷縮做功互為補充 促進的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)既能利用工質(zhì)的熱脹過程作功，也能利用冷縮過 程產(chǎn)生的動力做功，其中加熱器的工質(zhì)輸出口通過管道與動力機的工質(zhì)入口相 連，動力機的工質(zhì)出口通過管道與冷縮器的工質(zhì)輸入口相連，冷縮器的工質(zhì)輸 出口與加熱器的工質(zhì)輸入口相連；在加熱器和冷縮器上分別連接單向機構(gòu)。所述冷縮器的工質(zhì)輸出口處安裝一個后單向機構(gòu)，加熱器的工質(zhì)輸入口處 安裝一個前單向機構(gòu)，在前、后單向機構(gòu)之間連接一個工質(zhì)儲存器。所述加熱器的工質(zhì)輸出口與動力機的工質(zhì)入口之間的連接管道上安裝有噴 嘴和熱脹室，前單向機構(gòu)安裝于熱脹室上；冷縮器的工質(zhì)輸出口經(jīng)過泵與加熱器的工質(zhì)輸入口相連，后單向機構(gòu)安裝于冷縮器上。所述的加熱器是加熱工質(zhì)的裝置，加熱工質(zhì)采用的熱源是太陽能或是核能 產(chǎn)生或是可燃物燃燒產(chǎn)生或是余熱；它將液體工質(zhì)加熱成為氣體工質(zhì)的過程中， 產(chǎn)生的壓力差使得工質(zhì)迅速氣化膨脹并通過管道進入動力機推動其作功，向外 輸出動力，直到動力機兩端的壓力接近平衡。所述的冷縮器是對工質(zhì)進行冷卻的裝置，可采用風(fēng)冷或水冷等方式；它在 使氣體工質(zhì)冷卻成為液體工質(zhì)的過程中，在冷縮器內(nèi)產(chǎn)生負壓，由于動力機兩 端壓力差的作用和前后單向機構(gòu)的單向作用，外部氣體經(jīng)前單向機構(gòu)和熱脹室 進入動力機，推動動力機二次作功，直到動力機兩端的壓力接近平衡。所述的單向機構(gòu)是單向閥，有限制工質(zhì)逆向運動的作用。所述的動力機是渦輪機或是由氣體推動作功的機械，該動力機安裝在加熱 器和冷縮器之間；或是對稱安裝在加熱器的工質(zhì)輸入口及冷縮器的工質(zhì)輸出口 管道上，分別位于前、后單向機構(gòu)的一側(cè)。本發(fā)明中"冷縮"做功和"熱脹"做功相互促進和補充。


圖1是本發(fā)明的實施例一的原理示意圖。 圖2是本發(fā)明的實施例二的原理示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖1所示，本發(fā)明提出的熱脹冷縮動力機，包括通過管道順序 相連的加熱器3、動力機4、冷縮器5和工質(zhì)儲存器7，其中加熱器的工質(zhì)輸入 口一側(cè)管道1上裝有前單向闊2，冷縮器的工質(zhì)輸出口一側(cè)管道8上裝有后單向 閥6。工作原理液態(tài)工質(zhì)在加熱器中被加熱至大于或等于工質(zhì)的沸點溫度時， 產(chǎn)生的高壓氣體通過管道進入動力機中膨脹作功推動動力機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力，作 功后的工質(zhì)進入冷縮器中，由外部水冷或者風(fēng)冷使工質(zhì)迅速冷凝；工質(zhì)在冷縮 器中由于體積縮小，產(chǎn)生負壓，由于動力機兩端壓力差的作用和前后單向機構(gòu) 的單向作用，儲存器7中的液態(tài)工質(zhì)又從前單向閥2進入加熱器，再次對加熱 器進行加熱，動力機系統(tǒng)如前所述開始下一輪循環(huán)往復(fù)。安裝在加熱器3和冷縮器5之間的動力機4還可以變動安裝位置具體是 加熱器3和冷縮器5之間通過密閉管道連接，在該密閉管道中從左至右的流動 方向加裝一個單向閥，它在保證工質(zhì)由加熱器流入冷縮器的情況下，既起到單 向逆制作用又起到隔熱的作用；而將動力機安裝在加熱器的工質(zhì)輸入口及冷縮 器的工質(zhì)輸出口管道上，分別位于前、后單向機構(gòu)的一側(cè)。實施例二如圖2所示，本發(fā)明提出的熱脹冷縮動力機，包括通過管道順序 相連的加熱器3、噴嘴9、熱脹室IO、動力機4、冷縮器5和泵11，其中熱脹室 的一側(cè)裝有前單向閥2，冷縮器的一側(cè)裝有后單向閥6，當整個系統(tǒng)內(nèi)的壓力低 于大氣壓時，外部氣體推開單向閥3經(jīng)熱脹室進入動力機，推動動力機5二次 作功。熱脹室和冷縮器之間布置有動力機，熱脹室和冷縮器的容積均是固定不 變的。進入冷縮器的氣體工質(zhì)由外部采用風(fēng)冷或水冷等方式冷卻收縮變成液體 工質(zhì)，體積縮小，在冷縮器內(nèi)產(chǎn)生負壓。工質(zhì)需用泵從管道輸送至加熱器。工作原理液態(tài)工質(zhì)在加熱器中被加熱至大于或等于工質(zhì)的沸點溫度時， 溫度控制開關(guān)自動開啟噴嘴通過管道將工質(zhì)噴入熱脹室；當動力機進口端的壓 力超過出口端的壓力一定值時，壓力控制開關(guān)自動關(guān)閉噴嘴。工質(zhì)在熱脹室內(nèi) 迅速氣化膨脹通過管道進入動力機推動其作功，向外輸出動力。作功后的汽態(tài) 工質(zhì)進入冷縮器迅速冷凝，體積縮小，產(chǎn)生負壓，由于動力機兩端壓力差的作 用和前后單向機構(gòu)的單向作用，外部氣體經(jīng)前單向機構(gòu)和熱脹室進入動力機， 推動動力機二次作功。被冷凝后的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)泵送入加熱器再次加熱。在動力 機兩端壓力接近平衡時，壓力控制開關(guān)自動開啟噴嘴將工質(zhì)噴入熱脹室進行下 輪作功。
權(quán)利要求
1. 一種熱脹冷縮動力機，其特征在于包括通過管道順序相連的加熱器、動力機、冷縮器和單向機構(gòu)組成的利用工質(zhì)在熱脹冷縮中熱脹和冷縮做功互為補充促進的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)既能利用工質(zhì)的熱脹過程作功，也能利用冷縮過程產(chǎn)生的動力做功，其中加熱器的工質(zhì)輸出口通過管道與動力機的工質(zhì)入口相連，動力機的工質(zhì)出口通過管道與冷縮器的工質(zhì)輸入口相連，冷縮器的工質(zhì)輸出口與加熱器的工質(zhì)輸入口相連；在加熱器和冷縮器上分別連接單向機構(gòu)。
2、 如權(quán)利要求1所述的熱脹冷縮動力機，其特征在于冷縮器的工質(zhì)輸 出口處安裝一個后單向機構(gòu)，加熱器的工質(zhì)輸入口處安裝一個前單向機構(gòu)，在 前、后單向機構(gòu)之間連接一個工質(zhì)儲存器。
3、 如權(quán)利要求1所述的熱脹冷縮動力機，其特征在于加熱器的工質(zhì)輸 出口與動力機的工質(zhì)入口之間的連接管道上安裝有噴嘴和熱脹室，前單向機構(gòu) 安裝于熱脹室上；冷縮器的工質(zhì)輸出口經(jīng)過泵與加熱器的工質(zhì)輸入口相連，后 單向機構(gòu)安裝于冷縮器上。
4、 如權(quán)利要求1所述的熱脹冷縮動力機，其特征在于加熱器是加熱工 質(zhì)的裝置，加熱工質(zhì)采用的熱源是太陽能或是核能產(chǎn)生或是可燃物燃燒產(chǎn)生或 是余熱。
5、 如權(quán)利要求1所述的熱脹冷縮動力機，其特征在于冷縮器是對工質(zhì) 進行冷卻的裝置，采用風(fēng)冷或水冷方式。
6、 如權(quán)利要求1所述的熱脹冷縮動力機，其特征在于單向機構(gòu)是單向閥。
7、 如權(quán)利要求1所述的熱脹冷縮動力機，其特征在于動力機是渦輪機 或是由氣體推動作功的機械。
全文摘要
一種熱脹冷縮動力機，包括通過管道順序相連的加熱器、動力機、冷縮器和單向機構(gòu)組成的利用工質(zhì)在熱脹冷縮中熱脹和冷縮做功互為補充促進的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)既能利用工質(zhì)的熱脹過程做功，也能利用冷縮過程產(chǎn)生的動力做功，其中加熱器的工質(zhì)輸出口通過管道與動力機的工質(zhì)入口相連，動力機的工質(zhì)出口通過管道與冷縮器的工質(zhì)輸入口相連，冷縮器的工質(zhì)輸出口與加熱器的工質(zhì)輸入口相連；在加熱器和冷縮器上分別連接單向機構(gòu)；該動力機有利于提高對能源的利用率，進而提高了機械的作功效率，在相同類型機械設(shè)備上，消耗同等能量情況下，本發(fā)明的做功效率顯著提高50％左右，從而大大節(jié)省了能源。
文檔編號F01K25/06GK101285407SQ200810058480
公開日2008年10月15日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者沈志強 申請人:沈志強