[发明专利]卡诺循环热机

说明书

技术领域

本发明涉及一种热机，特别涉及一种按卡诺循环工作的热机。

背景技术

斯特林热机于1816年被发明，这种热机使用斯特林循环，包含四个过程：等温压缩过程、等容回热过程、等温膨胀过程、等容储热过程，斯特林热机是一种封闭循环热机，也叫外燃机。

斯特林循环在理论上的热效率等于卡诺效率。理论上斯特林热机工作中的等容储热与等容回热过程要使用一种理想的回热器，等容储热时将高温态的工质的热量完全储存起来，并且在等容回热时将所存热量完全返回给低温态的工质。若没有回热器，高温工质直接接触低温端，或低温工质直接接触高温端，会因为温差产生直接的能量流失，降低效率。但目前这种理想化回热器效果是难以实现的，所以目前斯特林热机效率与卡诺效率相比还有较大差距。另外，斯特林热机种类众多，而绝大多数类型的斯特林热机的共同点是工质在冷热端转换时要在短时间内被推动而流经置换器与工作腔形成的缝隙，或流经回热器的缝隙而产生能量损耗。

发明内容

本发明的目的，一是用卡诺循环的方式代替斯特林循环，以省去回热器，实现更高的热效率；二是减少斯特林热机中工质置换流经缝隙时产生的能量损耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种内部工质封闭循环工作的热机，包括机体、加热端、冷却端、气动执行部、置换器，其中：所述置换器采用回转方式工作。

所述置换器形状固定不变。

所述热机加热端至少有一个。

所述热机冷却端至少有一个。

所述气动执行部至少有一个。

所述置换器、加热端、冷却端与工质接触的各表面具有与置换器回转轴心同心的回转形凸起和凹陷形态，表面积增加。

所述冷却端与机体直接接触，热量由机体向外释放。

所述机体上开有通道使备用工质从机体外部进入机体内对泄漏工质进行补充。

本发明的积极效果：由于采用了回转运动方式的置换器，工质的循环方式改变，变成等温膨胀，隔热膨胀，等温压缩，隔热压缩四个阶段，即卡诺循环过程，设置合理绝热阶段行程时，可以使工质通过绝热膨胀过程降温到低温端温度，通过绝热压缩过程升温到高温端温度，不需要回热器；工质的运动从往复穿梭变为回转运动，减少了原斯特林热机中工质置换时穿过狭窄通道产生的能量损耗。从而热机的效率更加接近卡诺效率。

附图说明

图1为第一实施例的部分爆炸剖切外视图。

图2为第一实施例的A-A剖视图。

图3为第一实施例的置换器运转过程图。

图4为第二实施例的整体剖视图。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例与gamma型斯特林机类似，具有加热端、冷却端、工质置换部、做功气缸、活塞与置换器的传动结构，特征区别是置换器由直线往复式改为旋转式，使得置换器所包围的工质转动起来依次通过加热区、隔热区、冷却区、隔热区，配合气缸的相应动作，实现卡诺循环过程。