[发明专利]三类门热气发动机

说明书

技术领域

本发明属于热动力领域，特别是一种热气发动机。

背景技术

近年来，传统内燃机的高能耗、高污染排放问题日显突出，所以，热气机得到了广泛重视，然而热气机都是以外燃加热方式对工质进行加热的，众所周知，外燃加热过程很难得到温度较高的工质，因此，造成大量化学损失。不仅如此，由于外燃加热的速率有限，对材料要求高，负荷响应差，所以严重制约了热气机的单机功率和整机功率密度，最终使热气机的用途严重受限。因此，需要发明一种新型发动机。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构和附属气缸活塞机构，所述气缸活塞机构的气缸上设有进气口和排气口，所述进气口处设进气门，所述排气口处设排气门，所述气缸活塞机构内设有燃烧室，在所述气缸活塞机构的气缸上设往复流通口，所述往复流通口处设往复流通控制门，在所述附属气缸活塞机构的气缸上设附属往复流通口和乏气排出口，所述附属往复流通口处设附属往复流通控制门，所述乏气排出口处设乏气门，所述往复流通口经往复连通通道与所述附属往复流通口连通，所述气缸活塞机构、所述附属气缸活塞机构和所述往复连通通道构成工质回路。

方案2：在方案1的基础上，在所述往复连通通道上设回热器。

方案3：在方案1的基础上，在所述往复连通通道上和/或在所述附属气缸活塞机构上设冷却器。

方案4：在方案3的基础上，在所述冷却器与所述往复流通口之间的所述往复连通通道上设回热器。

方案5：一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构和附属气缸活塞机构，所述气缸活塞机构的气缸上设有进气口和排气口，所述进气口处设进气门，所述排气口处设排气门，在所述气缸活塞机构的气缸上设往复流通口，所述往复流通口处设往复流通控制门，在所述附属气缸活塞机构的气缸上设附属往复流通口和乏气排出口，所述附属往复流通口处设附属往复流通控制门，所述乏气排出口处设乏气门，所述往复流通口经往复连通通道与所述附属往复流通口连通，所述气缸活塞机构内和所述往复连通通道内设燃烧室，所述气缸活塞机构、所述附属气缸活塞机构和所述往复连通通道构成工质回路。

方案6：在方案5的基础上，在所述往复连通通道内的燃烧室和所述附属往复流通口之间的所述往复连通通道上设回热器。

方案7：在方案5的基础上，在所述往复连通通道内的燃烧室和所述附属往复流通口之间的所述往复连通通道上和/或所述附属气缸活塞机构上设冷却器。

方案8：在方案7的基础上，在所述冷却器与所述往复流通口之间的所述往复连通通道上设回热器。

方案9：在方案1或5的基础上，所述气缸活塞机构和/或所述附属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10：在方案9的基础上，所述气液缸内的气体工质对所述气液隔离结构的压力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。

方案11：在方案1或5的基础上，所述燃烧室排出的物质的质量流量大于从所述工质回路外导入所述燃烧室的物质的质量流量。

方案12：在方案1或5的基础上，所述气缸活塞机构的活塞与所述附属气缸活塞机构的活塞存在工作相位差。

方案13：在方案1或5的基础上，所述气缸活塞机构与所述附属气缸活塞机构共轴设置。

方案14：在方案1或5的基础上，所述气缸活塞机构和/或所述附属气缸活塞机构设为对置气缸活塞机构。

方案15：在方案1或5的基础上，所述气缸活塞机构和所述附属气缸活塞机构为α型或β型设置。

本发明的原理是：在所述燃烧室只设在所述气缸活塞机构中的机构中，所述气缸活塞机构首先以内燃机工作循环工作，在燃烧爆炸做功冲程中，通过所述往复流通口将部分高温高压的工质导入所述附属气缸活塞机构中，其余的工质则推动所述气缸活塞机构的活塞对外做功，并在排气冲程时由所述排气口排出。导入所述附属气缸活塞机构中的工质经所述往复连通通道在所述气缸活塞机构的气缸和所述附属气缸活塞机构的气缸之间往复流通至少一次后从所述排气口和/或所述乏气排出口排出。工质在所述往复连通通道中往复流通时，相当于是将处于排气冲程的内燃机的所述气缸活塞机构作为斯特林发动机的热缸，所述附属气缸活塞机构作为斯特林发动机的冷缸；从而将内燃机的循环和热气机循环结合在一起，其中，热气机循环的工质是经内燃燃烧直接产生的高温高压工质，这样可以大幅提高系统的热效率和功率。