[发明专利]冷气缸非共轭热气机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种冷气缸非共轭热气机。

背景技术

 目前热气机，例如斯特林发动机，一般包含有热缸和冷缸，以及两缸之间的工质通道，气体工质循环在热缸中被加热和在冷缸中被降温，推动两缸中的活塞对外输出做功。究其根本，任何一种能够完成热气机循环（斯特林循环或其他类型的循环）机构都必须具有如下两个功能：一、使工质在冷热缸之间往复流通；二、使工质发生压缩和膨胀变化。一般说来，实现这两个功能的机构有α、β、γ型斯特林发动机，这些发动机都具有两个缸，这样就不可避免的造成机构复杂，生产成本高。为了解决这一问题，需要发明一种由单一冷缸完成的热气机循环发动机，将更有效的降低造价，提高使用寿命。

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. 一种冷气缸非共轭热气机，包括有气缸活塞机构、冷却器、回热器和内燃燃烧室，所述气缸活塞机构的气缸与所述冷却器连通；所述冷却器与所述回热器连通；所述回热器与所述内燃燃烧室连通；所述内燃燃烧室与氧化剂源和燃料源连通；在所述气缸活塞机构的气缸上、在所述冷却器上、在所述回热器上、在所述气缸活塞机构的气缸和所述冷却器之间的连通通道上以及在所述冷却器和所述回热器之间的连通通道上中的至少一处设工质导出口。

方案2. 在方案1的基础上进一步在所述工质导出口处设控制阀。 

方案3. 在方案1的基础上进一步还包括涡轮动力机构，所述涡轮动力机构的工质入口与所述工质导出口连通。

方案4. 在方案1的基础上进一步还包括冷凝器，所述冷凝器的工质入口与所述工质导出口连通。

方案5. 在方案1的基础上进一步将所述氧化剂源设为高压的纯氧或含氧的气体源或液体源。

方案6. 一种冷气缸非共轭热气机，包括有气缸活塞机构、冷却器、回热器和加热器，所述气缸活塞机构的气缸与所述冷却器连通；所述冷却器与所述回热器连通；所述回热器与所述加热器连通。

方案7. 在方案6的基础上进一步将所述加热器的热源为外燃燃烧室。

方案8. 在方案6的基础上进一步将所述加热器设为以余热为热源的余热热交换器。

方案9. 在方案6的基础上进一步将所述加热器设为以太阳能为热源的太阳能热交换器。

方案10. 在方案3的基础上进一步将还包括叶轮压气机，所述涡轮动力机构的工质出口经附属冷却器与所述叶轮压气机的工质入口连通，所述叶轮压气机的工质出口与工质闭合回路连通；在所述涡轮动力机构的工质出口与所述叶轮压气机的工质入口之间的连通通道上设附属工质导出口。

方案11. 在方案1的基础上进一步将所述内燃燃烧室排出的物质的质量流量设为大于从工质闭合回路外导入所述内燃燃烧室的物质的质量流量。

方案12. 在方案1的基础上进一步还包括氧化剂传感器、氧化剂控制装置和附属氧化剂源，所述氧化剂传感器设在工质闭合回路内，所述氧化剂传感器对所述氧化剂控制装置提供信号，所述附属氧化剂源经氧化剂控制阀与工质闭合回路连通，所述氧化剂控制装置控制所述氧化剂控制阀。

方案13. 在方案12的基础上进一步将所述附属氧化剂源设为高压的纯氧或含氧的气体源或液体源。

方案14. 在方案1的基础上进一步还包括四类门气缸活塞机构，所述四类门气缸活塞机构的供气口与所述内燃燃烧室连通，所述四类门气缸活塞机构的回充口与所述工质导出口连通。

方案15. 在方案1或方案6的基础上进一步还包括低温冷源，所述低温冷源用于提供低温物质，所述低温物质用于冷却所述气缸活塞机构中或即将进入所述气缸活塞机构的工质。

方案16.  在方案1或方案6的基础上进一步将所述气缸活塞机构设为活塞液体机构，所述活塞液体机构包括气液缸和气液隔离结构，所述气液隔离结构设在所述气液缸内。

方案17.  在方案16的基础上进一步将所述气液缸内的气体工质对所述气液隔离结构的压力设为大于所述气液缸内的液体和所述气液隔离结构做往复运动时的惯性力之和。

本发明中，所谓的“涡轮动力机构”是指一切利用气体流动膨胀对外做功的机构，例如动力透平、动力涡轮等。

本发明中，所谓的“氧化剂”是指能与燃料发生燃烧化学反应的物质，例如液氧、氧气、空气、液态空气、双氧水、双氧溶液等。