[发明专利]气缸相循环发动机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种发动机。

背景技术

根据朗肯循环、斯特林循环、奥托循环、狄赛尔循环以及布雷登循环等循环制造的热动力系统均具有这样和那样的缺点，因此需要发明一种结构更为简单的发动机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种气缸相循环发动机，包括气缸活塞做功机构、外燃汽化器和冷凝器；所述气缸活塞做功机构的气缸与所述外燃汽化器连通，在所述气缸活塞做功机构的气缸壁上设工质流通口，所述工质流通口与所述冷凝器连通，所述工质流通口受所述气缸活塞做功机构的活塞控制打开或关闭。

方案2，：在方案1的基础上，所述外燃汽化器设在所述气缸活塞做功机构的气缸顶端处。

方案3：一种气缸相循环发动机，包括气缸活塞做功机构、内燃汽化器和冷凝器；所述气缸活塞做功机构的气缸与所述内燃汽化器连通，在所述气缸活塞做功机构的气缸壁上设工质流通口，所述工质流通口与所述冷凝器连通，所述工质流通口受所述气缸活塞做功机构的活塞控制打开或关闭，在所述内燃汽化器、所述气缸活塞做功机构的气缸、所述冷凝器和此三者之间的连通通道中的至少一处上设工质导出口，所述内燃汽化器与氧化剂源连通，所述内燃汽化器与还原剂源连通。

方案4：在方案3的基础上，在所述工质导出口处设工质导出控制阀。

方案5：在方案3的基础上，所述内燃汽化器设在所述气缸活塞做功机构的气缸顶端内。

方案6：在方案1至5中任一方案的基础上，所述气缸活塞做功机构设为悬浮式气缸活塞做功机构。

方案7：在方案6的基础上，所述工质流通口设置在所述悬浮式气缸活塞做功机构的活塞与气缸之间的密封区的气缸上。

方案8：在方案1至5中任一方案的基础上，在所述工质流通口与所述冷凝器之间的连通通道上设回热器。

方案9：在方案1至5中任一方案的基础上，所述气缸相循环发动机还包括间歇式液体供送机构。

方案10：在方案9的基础上，所述间歇式液体供送机构设为正时液体供送机构，所述正时液体供送机构包括正时液体泵和工质储罐，所述工质储罐的工质入口与所述冷凝器连通，所述工质储罐的工质出口与所述正时液体泵的工质入口连通，所述正时液体泵的工质出口与所述气缸活塞做功机构和所述外燃汽化器或所述内燃汽化器之间的连通通道连通。

方案11：在方案3至5中任一方案的基础上，所述气缸相循环发动机还包括涡轮动力机构和叶轮压气机，所述工质导出口与所述涡轮动力机构的工质入口连通，所述涡轮动力机构的工质出口经附属冷却器与所述叶轮压气机的工质入口连通，所述叶轮压气机的工质出口与工质通道连通；所述涡轮动力机构的工质出口与所述叶轮压气机的工质入口之间的通道上设有附属工质导出口。

方案12：在方案3至5中任一方案的基础上，所述氧化剂源设为四类门气缸活塞机构。

方案13：在方案12的基础上，在所述四类门气缸活塞机构的气缸上设进气口、排气口、供气口和回充口，在所述进气口、所述排气口、所述供气口和所述回充口处依次对应设置进气门、排气门、供气门和回充门；所述四类门气缸活塞机构受使所述四类门气缸活塞机构按照吸气冲程-压气供气冲程-气体回充做功冲程-排气冲程模式循环工作的控制机构控制，所述供气口与所述内燃汽化器连通，所述回充口与所述工质导出口连通。

方案14：在方案3至5中任一方案的基础上，所述气缸相循环发动机还包括氧化剂传感器和氧化剂控制装置，所述氧化剂传感器设在工质通道内，所述氧化剂传感器对所述氧化剂控制装置提供信号，所述氧化剂源受所述氧化剂控制装置控制以实现调整进入所述内燃汽化器的氧化剂的量。

本发明的原理是：在所述外燃汽化器或所述内燃汽化器内使工质发生气化过热和/或临界化使系统内的压力增大推动所述气缸活塞做功机构内的活塞下行（由上止点到下止点）对外做功，在所述活塞趋近下止点的过程中，所述气缸活塞做功机构的气缸内的压力和温度发生下降，在活塞达到下止点时，所述气缸活塞做功机构的活塞将所述工质流通口打开，降温降压后的工质经所述工质流通口进入所述冷凝器，并在所述冷凝器内发生液化，液化后的液体工质回流到所述外燃汽化器或所述内燃汽化器内，所述气缸活塞做功机构的活塞由下止点趋近上止点。

本发明中，所谓的外燃汽化器是指能够使所述气缸相循环发动机的工质发生汽化的装置。

本发明中，所谓的内燃汽化器是指使燃烧产物直接与需要被气化的工质直接混合的汽化装置。