[发明专利]一种汲热式发动机、应用及其使用方法

说明书

本发明提供一种汲热式发动机、应用及其使用方法，包括气缸，气缸内设置有活塞；还包括惯性装置、热交换池、回热器、散热器和蒸发器；气缸分为第一气缸和第二气缸，第一气缸内设置有工质气体，第二气缸内设置有冷媒；传动组件包括连杆和曲杆，惯性装置为惯性飞轮，活塞的外端依次经连杆、曲杆与惯性飞轮铰接，相比于现有技术，本发明热能吸取的冷媒和做工使用的工质分离，实现了第一气缸和第二气缸的联合，整个循环工作在封闭环境中完成，没有对外吸气和排气过程，能量利用效率理论上为100％，近乎0排放，可广泛应用于发电、制冷、中央空调等众多领域。

技术领域

本申请涉及一种废热回收技术领域，尤其涉及一种汲热式发动机及其运行方法。

背景技术

传统的朗肯循环发动机中，工质接受热源能量，汽化、升温、进入膨胀机做功、气体排出后经外部冷凝回收，重新汽化、升温膨胀对外做功，如此反复循环，整个循环实现了热能转化为机械能。

通常，朗肯循环发动机主要包括工质箱、增压装置、热交换装置、能量转化装置以及冷却装置。使用时，所述泵将一种工质升压之后与高温的发动机排气在所述蒸发器上进行热交换，该工质被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入膨胀机中做功，做功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成液态，再回到泵中，完成一个循环。经过此过程之后，相当于将发动机尾气的废热转化成可以利用的机械能，以实现能量的回收与利用。做功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成液态，此环节中被带走了大部分热量，因此整体热能利用效率不高。

发明内容

为了克服上述背景技术中存在的不足，本申请提供一种汲热式发动机及其使用方法，其技术方案如下：

一种汲热式发动机，包括气缸，所述气缸内设置有活塞；还包括惯性装置、热交换池、回热器、散热器和蒸发器；所述气缸分为第一气缸和第二气缸，所述第一气缸内设置有工质气体，所述第二气缸内设置有冷媒；所述传动组件包括连杆和曲杆，所述惯性装置为惯性飞轮，所述活塞的外端依次经连杆、曲杆与所述惯性飞轮铰接；

第一气缸的活塞和第二气缸的活塞的外端分别通过相应的传动组件与所述惯性装置铰接，形成惯性装置与两个活塞的联动；第一气缸的活塞内侧的气缸空间通过管路依次经热交换池、回热器、散热器形成第一闭环；第二气缸的活塞内侧的气缸空间通过管路依次经热交换池、蒸发器、散热器形成第二闭环；所述第一气缸和第二气缸的外部均设置有绝热保护层。

进一步的，所述第一闭环中，热交换池与回热器之间的管路上设置有第一电磁阀，第一气缸与热交换池之间的管路上设置有第二电磁阀，第一气缸与散热器之间的管路上设置有第三电磁阀。

进一步的，所述第二闭环中，热交换池与蒸发器之间的管路上设置有压力可调电控膨胀阀，第二气缸与散热器之间的管路上设置有单向压力阀。

进一步的，所述工质气体为空气或氦气。

进一步的额，散热器自身的循环水管路上设置有循环泵，并在靠近蒸发器一侧接受热源。

进一步的，所述热交换池还设置有温度传感器。

进一步的，所述惯性装置、第一气缸和第二气缸整体安装于同一支架上。

进一步的，所述惯性装置还配置有离合器。

本发明还提供一种汲热式发动机的应用，第二气缸采用热泵，通过热泵吸收环境热能，热泵从空气中转移热效率为1:4；第一气缸采用斯特林发动机，再通过斯特林发动机转换为机械能对外做功；因此，消耗1份能量，获得4份能量，所获得能量转换为机械能，消耗1份能量继续从空气中汲取能量，其余3份对外输出，由此重复循环对外做功。

本发明还提供一种汲热式发动机的使用方法，包括：

步骤1)采用以下两种方式之一进行启动；

启动方式一：热交换池初始温度较高，第二气缸冷媒气体膨胀直接推动活塞带动惯性飞轮运动；