[发明专利]高效高温型外燃机

说明书

技术领域

本发明涉及的是热能转换技术领域。

背景技术

现有内燃机广泛的应用在各个领域中，其中汽车应用的数量是最多的，给人类生活带来了诸多便利，但其热/机转换效率一般是在20％～40％之间，其余60％～80％的热能无法利用而需要向外排放，同时因燃料不能完全燃烧，其尾气将向空气中排放大量的污染气体，使空气受到严重的污染，具统计这些是造成地球环境变暖的主要原因之一。给人类将来的生活环境带来了无法挽回的损失与破坏。

斯特林发动机是斯特林于1816年发明的。斯特林发动机是独特的热机，因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷收缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。

但是，斯特林发动机还有许多问题要解决，例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高，热量损失是内燃发动机的2-3倍等。所以，还不能成为大批量使用的发动机。

发明内容

本发明是为了克服现有内燃机热转换效率低(在20％～40％之间)，燃烧不完全而向空气中排放大量的污染气体的问题，及现有斯特林发动机还存在膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等成本很高，热量损失是内燃发动机的2-3倍的问题。进而提出了一种高效高温型外燃机。

它包括做功气缸1、做功活塞2、倒气气缸3、倒气活塞4、燃烧室5、燃具6、热交换器7、飞轮总成8；

做功气缸1右端口与倒气气缸3的左端口相对接，做功活塞2设置在做功气缸1内部并与其内表面密封滑动连接，倒气活塞4设置在倒气气缸3的内部并与其内表面密封滑动连接；倒气气缸3的右端为闭合端，其上开有通孔并与阀门3-3的一个端口连通，阀门3-3的另一端口与燃烧室5内腔连通；阀门3-3在倒气活塞4的右端距倒气气缸3内部右端面最近时开通，阀门3-3在倒气活塞4的右端距倒气气缸3内部右端面最远时关闭；燃具6设置在燃烧室5内，燃具6的燃烧火焰上端靠近阀门3-3的另一端口处；燃烧室5上侧开有废气出口5-1，燃烧室5的下端进气端口通过热交换器7与外部自然空气进气端口7-1连通；做功气缸1的右端设置有排气阀门3-1，高温时的空气体积减去低温时的体积再除以做功活塞2的截面积的数值为做功活塞2自最左端向右端运动的做功行程，然后排气阀门3-1开通，做功活塞2因飞轮惯性继续向右端运行-排气行程，即将剩余气体完全排出，然后直到做功活塞2运动到最右端时关闭；倒气气缸3的右端开有回热出气端口3-2，做功气缸1的右端开有回热进气端口1-1，回热出气端口3-2通过热交换器7与回热进气端口1-1连通；做功气缸1的外部设置有散热器1-2；做功活塞2通过第一连杆2-1、第一活动连杆2-2与飞轮总成8的摇臂8-1转动连接；倒气活塞4的第二连杆4-1穿过做功活塞2上的通孔2-3后通过第二活动连杆4-2与飞轮总成8的摇臂8-1转动连接；第二连杆4-1与做功活塞2上的通孔2-3内表面密封滑动连接。

本发明能将燃料的燃烧热能直接高效的转换成机械能，而不需要传热媒介，其高温端的工作温度可在500℃～1500℃(视燃料燃烧的温度而定)，低温端的工作温度在室温与100℃之间，其热转换效率为50％～80％，高温端与低温端温差越大，其热转换效率越高。其总零件数为现有内燃机总零件数的30％以下。

其高温端的材料及燃烧室的材料应用现有材料即可能实现，例如可用现有高耐温陶瓷，其耐温为1300℃～1700℃，即制造成本低廉，而能实现大批量生产销售的目的。

由于燃料是持续不断地燃烧，这就有可能把不希望在外面产生的污染物降低到最小限度，进而降低了环境污染。

它还具有运转平稳、噪声极小、结构简单、对材料要求低、使用方便、维护费用低、成本低廉、功率/重量比大的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是具体实施方式三的整体结构示意图，图3是图1中飞轮总成8的摇臂8-1运动到左端时的结构示意图，图4是图1中飞轮总成8的摇臂8-1运动到下端时的结构示意图，图5是具体实施方式四的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图3、图4说明本实施方式，本实施方式由做功气缸1、做功活塞2、倒气气缸3、倒气活塞4、燃烧室5、燃具6、热交换器7、飞轮总成8组成；