[发明专利]液体活塞液气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种液体活塞液气发动机。

背景技术

利用液化气体，如液氮制造发动机的研究日益活跃，但是由于液化气体产生的气体的压力相对较低，所以需要较大的膨胀空间，而传统曲柄连杆机构体积大，膨胀空间小，因其大部分体积和重量被曲柄连杆机构所占据。因此，需要发明一种体积小、重量轻，能更有效利用液化气体能量的发动机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种液体活塞液气发动机，包括气液缸、液压动力机构、液体工质回送系统和液体气源，所述液体气源依次经高压液体泵、液体吸热热交换器与所述气液缸连通；

在所述气液缸上设排气口，在所述排气口处设排气控制阀，所述气液缸上设液体工质出口和液体工质回流口，所述液体工质出口与所述液压动力机构的动力液体入口连通，所述液压动力机构的液体出口与所述液体工质回送系统连通，所述液体工质回送系统与所述液体工质回流口连通。

在所述液体吸热热交换器与所述气液缸的连通通道上设有气体工质控制阀。

在所述液体吸热热交换器与所述气液缸的连通通道上设有液体工质控制阀。

所述液体气源内的液体被定量导入所述液体吸热热交换器内，或在所述液体吸热热交换器内气化形成气体工质，经所述气体工质控制阀与所述气液缸连通；或在所述液体吸热热交换器内未被气化，经所述液体工质控制阀与所述气液缸连通，所述液体工质进入所述气液缸后气化为所述气体工质。

在所述气液缸内的液体工质的作用与传统活塞式发动机中的活塞的密封和传力作用相同，在所述气液缸内的所述气体工质和所述液体工质的相互作用关系与传统活塞式发动机中的气态工质和活塞的作用关系相同：在一个工作循环的某一过程中所述气体工质对所述液体工质施压迫使所述液体工质推动所述液压动力机构对外作功，在同一个工作循环的另一过程中所述液体工质回送系统将所述液体工质经所述液体工质回流口回流到所述气液缸内，所述气体工质在所述气液缸内膨胀作功后所述排气控制阀打开膨胀作功后的所述气体工质经所述排气口排出所述气液缸。

在所述气液缸上设气液缸工质吸热热交换器。

所述液压动力机构、所述气体工质控制阀、所述液体工质回送系统和所述排气控制阀受过程控制机构控制，协调实现如下的工作过程：所述气体工质在所述气液缸内对所述气液缸内的所述液体工质施加压力，所述气液缸内的所述液体工质推动所述液压动力机构对外输出动力，在所述气液缸内的所述液体工质减少到设定程度时所述排气控制阀打开，所述液体工质回送系统将由所述液压动力机构排出的所述液体工质回送到所述气液缸内，再将所述排气控制阀关闭，所述气体工质控制阀打开，进入下一循环。

所述液压动力机构、所述液体工质控制阀、所述液体工质回送系统和所述排气控制阀受过程控制机构控制，协调实现如下的工作过程：所述气体工质在所述气液缸内对所述气液缸内的所述液体工质施加压力，所述气液缸内的所述液体工质推动所述液压动力机构对外输出动力，在所述气液缸内的所述液体工质减少到设定程度时所述排气控制阀打开，所述液体工质回送系统将由所述液压动力机构排出的所述液体工质回送到所述气液缸内，再将所述排气控制阀关闭，所述液体工质控制阀打开，进入下一循环。

在所述气液缸内设有液体导入管，所述液体导入管与所述液体工质控制阀连通。

所述液体导入管将所述液体气源内的液体导入所述气液缸的所述液体工质中，所述液体气源内的液体在所述液体工质中吸热气化形成所述气体工质。

所述气液缸设为圆桶形气液缸，所述圆桶形气液缸的底部设为内凸圆柱形底岛，所述内凸圆柱形底岛的直径小于所述圆桶形气液缸的内径，在所述内凸圆柱形底岛与所述圆桶形气液缸之间构成环形空腔，在所述圆桶形气液缸内设高裙活塞式隔板，所述高裙活塞式隔板的裙部设置于所述环形空腔内，所述高裙活塞式隔板的裙部与所述圆桶形气液缸的内壁和所述内凸圆柱形底岛的外壁分别滑动密封接触在所述高裙活塞式隔板和所述内凸圆柱形底岛构成密封空间，所述液体工质在所述密封空间内工作，所述液体工质出口和所述液体工质回流口设在所述内凸圆柱形底岛的顶壁上。

在所述气液缸上设转动轴，在所述气液缸上设转动驱动结构，所述气液缸在所述转动驱动结构的作用下绕所述转动轴作旋转运动以实现在离心力的作用下所述气体工质和所述液体工质处于良好分离状态，所述气体工质和所述液体工质分别通过旋转接头进出所述气液缸。