[发明专利]防泄漏热气机

说明书

技术领域

本发明涉及热气机领域，尤其是一种防泄漏热气机。

背景技术

热气机（如图1所示）中循环流动的气体工质，包含有价格昂贵的不凝气，如氩气，由于在被加热而形成高压，容易发生泄漏，造成浪费。气体工质主要泄漏发生在曲轴1与曲轴箱2的连接处，由于曲轴1的高速旋转导致该连接处难以形成良好密封，造成气体工质存在泄漏的可能。因此需要发明一种防止热气机中气体工质发生泄漏的热气机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种防泄漏热气机，包括由气体做功机构、气体压缩机构和连通通道构成的工质闭合回路，所述气体做功机构和/或所述气体压缩机构的不凝气泄漏区设为密封结构，所述防泄漏热气机还包括气体工质回流通道，所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道与所述工质闭合回路连通。

方案2：在方案1的基础上，所述气体做功机构设为活塞式气体做功机构。

方案3：在方案1的基础上，所述气体压缩机构设为活塞式气体压缩机构。

方案4：在方案1的基础上，所述气体做功机构和所述气体压缩机构一体化设置为气缸活塞机构。

方案5：在方案2至4任一方案的基础上，所述不凝气泄漏区设为曲轴箱，所述曲轴箱中设有减速器，所述减速器与所述曲轴箱中的曲轴齿啮合，所述减速器的轴伸出所述曲轴箱，所述减速器与所述曲轴箱转动密封设置。

方案6：在方案2至4任一方案的基础上，所述不凝气泄漏区设为曲轴箱，所述曲轴箱中设有发电机，所述发电机的动力输入轴与所述曲轴箱中的曲轴连接。

方案7：在方案2至4任一方案的基础上，所述不凝气泄漏区设为曲轴箱，所述防泄漏热气机还包括有磁极匹配的两个磁铁：一个所述磁铁设在所述曲轴箱中，与所述曲轴箱的曲轴固定连接，另一个所述磁铁设在所述不凝气泄漏区外，与动力输出轴固定连接。

方案8：在方案1的基础上，在所述气体工质回流通道上设由所述曲轴箱向所述工质闭合回路单向流通的逆止阀。

方案9：在方案1的基础上，所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道与所述工质闭合回路的低压区连通。

方案10：在方案1的基础上，所述防泄漏热气机还包括不凝气储罐，所述不凝气储罐设在所述气体工质回流通道上。

方案11：在方案1的基础上，所述防泄漏热气机还包括不凝气回收压缩机，所述不凝气回收压缩机的进气口与所述不凝气泄漏区连通，所述不凝气回收压缩机的气体出口经逆止阀与所述不凝气储罐连通。

方案12：在方案1至11任一方案的基础上，所述防泄漏热气机采用外燃加热的工质加热方式。

本发明的原理是：将活塞式热气机的所述气缸活塞机构中所述曲轴箱设为密封结构，同时所述曲轴箱与所述工质闭合回路通过所述气体工质回流通道连通，将泄漏至所述曲轴箱中的气体工质导回至所述工质闭合回路中，避免了所述工质闭合回路中气体工质进一步泄漏出去。而所述曲轴箱密封后，其动力输出采用减速输出、直接在所述曲轴箱中转化为电力输出或采用磁力透过所述曲轴箱而导出的三种方式，既克服了现有热气机气体工质的泄漏，又不影响所述曲轴的动力输出。

本发明中，所述气体压缩机构是指一切可以对气体进行压缩的机构，例如螺杆式气体压缩机构、叶轮式气体压缩机构、罗茨式气体压缩机构、活塞式气体压缩机构等，其作用是将所述热气机内的气体工质进行压缩或压缩及平移，所谓的平移是指将工质从一个地方移动到另一个地方的过程。

本发明中，所述气体做功机构是指一切可以利用气体工质膨胀和/或流动产生动力的机构，例如螺杆式气体做功机构、叶轮式气体做功机构、罗茨式气体做功机构、活塞式气体做功机构等，其作用是利用所述热气机内的处于高能状态下的气体工质进行做功，所谓的高能状态是指在所述热气机的循环中，气体工质处于温度最高、压力最大的状态。

本发明中，所述工质闭合回路是指由所述气体压缩机构和所述气体做功机构以及连通两者的所述连通通道构成的工质可以循环流动的空间。

本发明中，所谓低压区是指热气机在工作中所述工质闭合回路中气体工质压力较小的区域，如气体压缩机构的进气口处。

本发明中，所述连通通道是指连通所述气体压缩机构和所述气体做功机构的工质流动的通道。

本发明中，所述不凝气是指惰性气体、氮气等在所述工质闭合回路中参与循环而经冷却后不液化的气体。

本发明中，所述不凝气泄漏区是指系统中发生不凝气泄漏的部位，例如，当采用气缸活塞机构时，不凝气泄漏到曲轴箱，则所述曲轴箱即为不凝气泄漏区。