[发明专利]外热机

说明书

技术领域

本发明涉及外热机领域，特别涉及一种把外部热能转化为机械能的热机系统。

背景技术

所谓外热机，是一种使用热源从热机外部加热，完成热能转换成机械能的机械装置。有代表性的是蒸汽机和斯特林发动机。蒸汽机，利用热源对水加热使之产生高压蒸汽，推动汽缸或汽轮机做功。但是蒸汽机需要水资源，同时在中温300～400℃转换效率较低，而且随着温度的降低效率下降较快。斯特林发动机，利用气体的加热膨胀与冷却压缩来做功。斯特林发动机虽不需要水，但是制造精密，密封要求非常高，成本高昂，目前离规模商业化使用仍有不少距离。本技术旨在提出一种使用气体做工质，同时制造容易的外热机。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种外热机，能有效利用气体工质，把热能转化为机械能并且制造成本相对低廉。

为解决上述技术问题，一种外热机，其包括吸热缸头组件、气缸部件，吸热缸头组件由吸热缸体和吸热芯体组成，吸热芯体被固定在吸热缸体内；气缸部件由进气阀、排气阀、气缸和活塞组成，吸热缸体的一端与气缸的一端连接，缸外气体从进气阀进入气缸，气缸内的气体从排气阀排出。吸热缸体与气缸的连接端设置有气体通道。

本发明利用现今内燃机、压缩机领域的成熟制造技术，使机器制造简单同时成本低廉。设计上采用在缸内设置具有大表面积，对工质具有很强加热作用的吸热芯体，同时缸内气体在经活塞压缩后才进入吸热芯体，气体压缩后导热能力线性提高，又进一步加强了对工质的加热作用，使之具备对工质的快速加热作用。本发明的外热机加热过程与内燃机的点火爆炸效果相似，使之具备内燃机相似的循环过程，也就具备了内燃机的高效特性。同时具备利用外热的功能，使之不像内燃机仅仅局限于流体燃料，可以方便利用300℃以上的各种热源,因此，在新能源领域可以大显身手。

本发明结构简单，方便制造，可有效使用300℃以上热源发电，而且不需要水，整体效率高、造价低，并且在采用闭式增压模式后能有效提高单位排量下的功率,同时延长机体的使用寿命。另外本发明也可以用于百瓦以下的领域。

在上述方案基础上，所述的吸热缸体为T形、锥形或矩形，吸热缸体与气缸的连接端设置有隔热圈。

在上述方案基础上，所述的吸热芯体由若干层丝网叠加而成，或由多孔材料烧结而成，或由多层孔板叠加而成，并具有较小的体积表面积比。

在上述方案基础上，所述的活塞端头设置有空心杯，用于防止热量从吸热缸体向活塞传递，活塞壁上设有散热环和密封环，其中，散热环可用于活塞散热，密封环用于阻止气缸内气体泄漏。

在上述方案基础上，所述的进气阀与排气阀轴向平行或镜像对称设置于气缸上。

在上述方案基础上，所述的进气阀与气体增压设备相连。

在上述方案基础上，所述的气体增压设备包括风机、储气罐、冷却器，风机与进气阀连通，自排气阀排出的气体直接进入大气，或者，排气阀与储气罐连通，从气缸排出的气体经冷却器冷却进入储气罐。

在上述方案基础上，所述的储气罐连接风机，用于使储气罐的气体通过进气阀进入气缸。

在上述方案基础上，所述的增压设备还包括补气泵，用于补充外热机运行中泄漏的气体。

可以很方便的用于太阳能发电、垃圾场沼气发电、核能发电等能源领域，有助于开发利用新能源。

本发明的优越功效在于：本发明的外热机系统结构简单、制造方便，同时具备较高的热效率，既可以有效地使用低品位能源，也可以实现百瓦以下的领域，同时还能很方便的用于太阳能发电、垃圾发电等新能源领域，有助于有效地开发利用新能源。

附图说明

图1为本发明的具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明的具体实施例二的结构示意图；

图3为本发明的具体实施例三的结构示意图；

图4为本发明的具体实施例四的结构示意图；

图5为本发明的具体实施例五的结构示意图；

图6为本发明的具体实施例六的结构示意图；

图中标号说明：

1—吸热缸体；                        2—进气阀；

3—排气阀；                            4—活塞；

5—气缸；                               6—吸热芯体；

7—气体通道；                        8—隔热圈；

9—空心杯；                            10—散热环；