專利名稱：以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種熱機(jī)，具體的涉及ー種利用以水蒸發(fā)降溫達(dá)到亞冰點(diǎn)狀態(tài)的冷源與自然低位熱源的發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，所使用的間接蒸發(fā)冷卻器主要是利用水的絕熱加濕過程實(shí)現(xiàn)降溫冷卻(請參見孟華、龍惟定老師的“蒸發(fā)冷卻技木”，《能源技木》2003年8月第24卷第4期，170-177頁。)并發(fā)展到多個降溫単元串聯(lián)組合，達(dá)到接近當(dāng)?shù)芈饵c(diǎn)溫度的冷卻器(請參見張強(qiáng)老師的“露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀分析”、《制冷空調(diào)》第10卷第I期2010年2月第17-22頁。)，以送風(fēng)狀態(tài)分析，熱濕比影響對室內(nèi)的送風(fēng)降溫效果，并且只降溫徘徊在接近露點(diǎn)(以下稱亞露點(diǎn))，不能結(jié)露除濕；現(xiàn)有的除濕技術(shù)中，有降溫除濕方式，就是利用自然結(jié)露水現(xiàn)象，壓縮機(jī)式空調(diào)除濕就是此原理，還有利用吸附式，吸收式除濕方式，(請參見薛德干老師的《太陽能制冷技術(shù)》1SBN7-5025-9125X，第93頁，104-109頁。)及膜法除濕方式(請參見張立志老師的《除濕技術(shù)》318-319 頁 IASBN-7-5025-6390-3)現(xiàn)有的活塞式外燃熱機(jī)，就是利用受熱膨脹和降溫冷收縮程度大的制冷劑為エ質(zhì)，通過受熱膨脹的飽和絕對壓カ與冷凝收縮的飽和氣絕對壓力之差來做功的，由于氣體膨脹程度大小全靠熱源溫度，而冷源只采用風(fēng)冷的大氣溫度及水冷的地下水，地表水溫度，限制了使用局限性，例如太陽能外燃機(jī)，在陰天、朝陽、夕陽時不能很好運(yùn)轉(zhuǎn)(請參見薛德干老師的《太陽能制冷技木》ISBN7-5025-9125X。太陽能熱動カ及太陽能熱機(jī)驅(qū)動的壓縮式制冷機(jī)第150-155頁。)，由于做功后的制冷劑飽和氣溫度仍很高，而被直接消耗大量的冷卻水吸收浪費(fèi)棹，并且采用的エ質(zhì)不環(huán)保；早在十八世紀(jì)時就開始有利用大氣能源的活塞式發(fā)動機(jī)(請參見別萊利曼老師著、符其珣老師譯的《趣味物理學(xué)》中國青年出版社出版，書號13009. 217，第102-104頁及第114-117頁。)，但輸出功率太小，并且造價太高；在現(xiàn)有的溫差發(fā)電技術(shù)中，早已深入到溫差電源生產(chǎn)與應(yīng)用，如太陽能溫差發(fā)電，人體溫差電源，內(nèi)燃機(jī)排氣余熱溫差電源，(請參見《能源技木》2004年6月第25卷第3期，120-123頁，張征老師的“溫差發(fā)電技術(shù)及其在汽車發(fā)動機(jī)排氣余熱利用中的應(yīng)用。”)，雖然效率只有10%左右，但頗具有重大使用意義，目前應(yīng)用成本還很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種利用太陽能，大氣熱能，地下熱能的以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式低位自然能源發(fā)動機(jī)。為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明的以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動機(jī)，以下簡稱水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，由冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，低位能集熱器，活塞式發(fā)動機(jī)，熱電發(fā)動機(jī)組成；所述的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器是由兩個都能自行產(chǎn)生亞露點(diǎn)溫度的螺線形間接蒸發(fā)冷卻器與盤管間接蒸 發(fā)冷卻器組成，螺線形亞露點(diǎn)冷卻器的成品空氣出口與盤管亞露點(diǎn)冷卻器的一次空氣進(jìn)氣ロ相連通，并在連通道上設(shè)置ー個除濕器，將螺線形冷卻器的亞露點(diǎn)成品一次空氣除濕，降低比濕度值d彡3. 5g蒸汽/kg干空氣，再在盤管冷卻器中進(jìn)行低于露點(diǎn)的絕熱加濕，熱交換過程，使不斷進(jìn)入的亞露點(diǎn)溫度的一次空氣熱交換降溫，自行除濕，最后在成品空氣出口輸出接近冰點(diǎn)溫度的成品空氣，以下簡稱亞冰點(diǎn)成品空氣，進(jìn)入溫差電源的冷風(fēng)道；從冰媒水輸出管ロ輸出亞冰點(diǎn)溫度的冷媒水為發(fā)動機(jī)提供冷源；所述的除濕器，分為利用太陽能，吸收式，吸附式及膜法除濕的外除濕器，壓縮機(jī)制冷媒液或地下水、地表水及熱電制冷組件的輔助降溫冷凝的內(nèi)除濕器；所述的低位能集熱器，由地下水，地表水輸送管線及太陽能集熱器輸送管線的終端換熱器及大氣熱能換熱器組成，為發(fā)動機(jī)提供熱源，終端熱交換器由放在水箱內(nèi)的帶有散熱翅片的盤管組成，并連接外循環(huán)輸送管線連通大氣熱能換熱器及活塞發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣ロ、排氣ロ，所使用的エ質(zhì)為熱膨脹劑，即是在同樣的容器內(nèi)，同樣的升溫或降溫，產(chǎn)生的膨脹絕對壓カ大，收縮的絕對壓力小的制冷劑，可先R418A、R142b、R141b及其它任ー種，膨脹劑與熱源熱交換產(chǎn)生膨脹，靠壓力差推活塞做功，做功后排出的氣體溫度還很高及還存在變量比焓值，可通入溫差電源熱通道的盤管里，對溫差組件傳熱與冷風(fēng)道內(nèi)的亞冰點(diǎn)成品冷風(fēng)作用，轉(zhuǎn)換為溫差電能，制冷劑達(dá)到冷凝收縮絕對壓カ減小，由此實(shí)現(xiàn)水蒸發(fā)制冷產(chǎn)生亞冰點(diǎn)溫度的冷源，與低位能源的活塞式發(fā)動機(jī)及溫差發(fā)動機(jī)。所述的活塞式發(fā)動機(jī)，是4缸結(jié)構(gòu)，是為了克服現(xiàn)有活塞發(fā)動機(jī)做功時曲軸轉(zhuǎn)角小，輸出轉(zhuǎn)矩小的問題，具體的改變各對曲柄的空間伸展方向，使各對曲柄在同一曲軸上的同一軸心線上相互成90°夾角，實(shí)現(xiàn)曲軸每轉(zhuǎn)180°角，都有2個氣缸的不同角度做功，提高了輸出轉(zhuǎn)矩；氣缸蓋的氣門受正時凸輪軸控制并配潤滑系統(tǒng)。所述的螺線形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器是用壓有細(xì)波浪紋的金屬板卷成的阿基米德螺線形的圓柱筒，，其兩端的封閉可以用兩條保溫綿條平行粘在板的兩邊，然后卷成螺線型的具有兩個通道結(jié)構(gòu)，還可以板金加工封底，可以焊盒；此ニ個通道分別為干氣道，濕氣道，在螺線型筒中心的ニ個通道ロ分別為進(jìn)氣ロ，濕排氣ロ并連ー合風(fēng)機(jī)；在最外層的尾端與外殼構(gòu)成一個三棱柱形空腔，內(nèi)設(shè)置有霧化器；可選超聲波霧化器；高壓噴頭霧化器，濕囊水簾霧化器、離心霧化器、離心孔刷霧化器；在空腔的頂直角處有個成品空氣出口，整個圓筒外加保溫層及外殼；所述的盤管露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，主要由盤管為熱交換器，其上方設(shè)置噴霧器，可選用超聲波噴霧、壓カ噴頭噴霧、離心杯噴霧、離心孔刷噴霧的其中任ー種，其下方有出氣孔、水箱及水泵、熱電制冷組件，在噴霧器上方設(shè)置的盤管為冷凝盤管也稱為預(yù)冷盤管，其親水性鋁翅片上可進(jìn)行除濕產(chǎn)生冷凝水，整個裝置由外殼包圍并安裝固定，出氣ロ與熱電發(fā)動機(jī)的冷風(fēng)道連通，進(jìn)氣孔與外除濕器串通井串通螺線型露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的成品空氣出口，水箱有進(jìn)水口連接壓縮機(jī)制冷出冷水管或連接地下水等低于露點(diǎn)冷源，出水ロ連通低位能集熱器，輸入冷水對該冷卻器輔助降溫內(nèi)除濕后產(chǎn)生亞冰點(diǎn)的蒸發(fā)冷卻，使輔助降溫水降溫達(dá)到亞冰點(diǎn)溫度作為發(fā)動機(jī)冷源降低制冷劑溫度，使制冷劑收縮；所述的集熱器及熱交換溫差盤管，及外循環(huán)輸送管線，根據(jù)季節(jié)氣候及環(huán)境溫度，可用有不同的循環(huán)途徑，具體的通過開啟，關(guān)閉各閘門實(shí)現(xiàn)提供冷源，熱源；所述的熱電發(fā)動機(jī)，由保溫外殼、冷風(fēng)道、熱風(fēng)道熱電組件，在熱風(fēng)道內(nèi)與組件熱面貼合的制冷劑盤管及盤管散熱體、散熱片，構(gòu)成日字形發(fā)電熱交換通道，配控制線路，充電線路，逆變線路，驅(qū)動馬達(dá)帶動風(fēng)機(jī)循環(huán)水泵工作，在發(fā)電的同吋，將制冷劑中的熱量轉(zhuǎn)換為電能，而被降溫冷凝收縮；所述的螺線形冷卻器，可以作為民用或養(yǎng)殖用空調(diào)或作為發(fā)動機(jī)冷源単獨(dú)使用機(jī)，可以在三棱形空腔內(nèi)設(shè)置盤管、風(fēng)機(jī)及選壓カ噴霧卡帕曲線形離心杯噴霧器或離心孔刷噴霧器，壓縮機(jī)制冷與地下水地表水配合的輔助降溫內(nèi)除濕，并配置鍋爐冬季取暖、換氣、配置已有的空調(diào)控制線路；內(nèi)除濕器還可以用熱電組件單級片陣通道代替盤管輔助降溫內(nèi)除濕，由電橋整流溫控線路供電源，溫感探頭靠在熱電片冷面上，控制除濕溫度及耗電量，冬季可取暖，換氣加濕，卡怕曲線形離心噴霧杯是由ー個相互逆轉(zhuǎn)的高速網(wǎng)筒杯和一個卡怕線形杯互為同軸 心線，異軸結(jié)構(gòu)并相對高速旋轉(zhuǎn)，杯內(nèi)有徑向條溝可含水并發(fā)生離心甩霧，在網(wǎng)筒逆轉(zhuǎn)的切割作用使霧粒變細(xì)小；所述的盤管冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，作為空調(diào)或發(fā)動機(jī)的冷源的単獨(dú)使用機(jī)，在上端熱交換器盤管下方設(shè)置熱電制冷組片輔助降溫內(nèi)除濕(及冬季熱面放熱供暖)，對處于亞露點(diǎn)溫度的水輔助降溫到低于露點(diǎn)泵入盤管里循環(huán)，實(shí)現(xiàn)親水鋁箔翅片產(chǎn)生冷凝的內(nèi)除濕，在盤管下方所配置選用的離心孔刷噴霧器，是ー個高速旋轉(zhuǎn)的長圓拄筒，筒內(nèi)充有從表冷器流出來的水，筒壁上有很多密布的徑向小孔，筒外壁包有ー層絨刷毛，筒高速旋轉(zhuǎn)時筒內(nèi)的水便從小孔離心拋出，被絨刷毛分割成細(xì)顆粒并從刷毛上甩出成霧，與從上方吹來的預(yù)冷空氣進(jìn)行蒸發(fā)吸熱制冷，產(chǎn)生亞冰點(diǎn)溫度的冷凝水，同時風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)，整機(jī)配有空調(diào)電控線路。采用除濕器對一次空氣除濕降低比濕度d值，使間接蒸發(fā)冷卻器突破了亞露點(diǎn)徘徊，實(shí)現(xiàn)更大幅度降溫，可達(dá)到亞冰點(diǎn)溫度，對室內(nèi)送風(fēng)不受熱濕比影響，還能自行除濕，作為空調(diào)，能通風(fēng)換氣，清新空氣；采用螺線形、盤管露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的緊湊結(jié)構(gòu)、體積小、成本低，可以小型化，深入到千家萬戶使用；利用地下水，地表水及熱電制冷及壓縮機(jī)制冷卻液的輔助降溫、除濕，小幅度的降溫耗電省可使制冷能效比COP值達(dá)到常規(guī)壓縮機(jī)式制冷機(jī)的4. 13-4. 92倍，對減少電網(wǎng)用電峰值頗有意義！廣泛應(yīng)用于エ、礦企業(yè)，養(yǎng)殖業(yè)，公用場所建筑、民用建筑用空調(diào)，帶發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)的自動カ空調(diào)，不需電網(wǎng)電能及外加動力，利用大氣熱能及太陽能就能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；采用卡怕離心杯及離心孔刷噴霧器，霧化量大、體積小、省電、無噪音；采用4缸結(jié)構(gòu)及曲軸上的4對曲柄分布互成90°角，解決了做功推力與曲軸輸出轉(zhuǎn)矩小的問題，提高了活塞機(jī)效率；采用冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器降低大氣溫度接近亞冰點(diǎn)溫度，從水原料蒸發(fā)是吸收大氣熱能產(chǎn)生冷源與大氣間建立30°C的溫差的發(fā)動機(jī)，在作功時又從大氣中吸收熱量，整個過程只消耗了水原料，從利用太陽能的溫差更高，發(fā)動機(jī)輸出更多的機(jī)械功及電能；采用溫差發(fā)電利用了活塞發(fā)動機(jī)余熱，主要利用了在氣缸內(nèi)不能用來轉(zhuǎn)換的エ質(zhì)飽和氣液増加的焓，轉(zhuǎn)換為電能同時降低エ質(zhì)的溫度產(chǎn)生冷凝收縮，這種聯(lián)合發(fā)動機(jī)充分利用低位熱能，成本降低。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明，其中圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明的冷源部分及集熱交換器，大氣集熱器ー溫差電源熱交換器的剖視圖及工作原理圖。圖3是本發(fā)明第二個實(shí)施方式的原理圖。圖4是本發(fā)明的活塞發(fā)動機(jī)剖視結(jié)構(gòu)圖及工作原理圖。圖5是圖4中曲柄空間伸展方向圖。圖6是圖4中每個氣缸的氣門正時凸輪對圖。圖7是圖4中4缸4對凸輪在同一凸輪軸的徑向分布圖。圖8是圖4中A-A剖視圖。圖9是本發(fā)明的螺線形冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的一個端面剖視圖，是圖15的左視圖。圖10是圖9中通道壁的局部放大圖。圖11、12是圖9的局部向視圖。圖13是圖15中的右視圖。圖14是圖9中的冷熱水供給管線圖。圖15是本發(fā)明的螺線形冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的前視圖。圖16是圖9中的熱電內(nèi)除濕器的結(jié)構(gòu)圖。圖17是圖16中的A向視圖。圖18是本發(fā)明的盤管間接蒸發(fā)冷卻器的結(jié)構(gòu)圖。圖19是圖18的右視圖。圖20是本發(fā)明的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的離心孔刷噴霧器結(jié)構(gòu)圖。圖21是圖20中A-A剖視圖。圖22是圖20中的局部向視圖。圖23是本發(fā)明的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的離心噴霧杯結(jié)構(gòu)圖。圖24是圖23的左視圖。圖25是圖16的熱電內(nèi)除濕器的熱電單級片方陣及線路原理圖。圖26是本發(fā)明的熱電發(fā)電大氣熱交換器的剖視圖。圖27是圖26的左視圖。圖28是圖27的線路原理圖。圖29是本發(fā)明的盤管冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。參見圖I、圖2如其中的實(shí)施例所示，水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，由螺線形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的成品空氣出ロ 15連通外除濕器20，并連通盤管露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的進(jìn)氣ロ 1，構(gòu)成冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器及太陽能，大氣熱能的低位能集熱器，活塞式發(fā)動機(jī)，熱電發(fā)動機(jī)組成，其工作循環(huán)過程除濕器20將螺線形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器產(chǎn)生的亞露點(diǎn)溫度的一次空氣進(jìn)行除濕，降低比濕度到d彡3. 5g蒸氣/kg干空氣，再在盤管冷卻器中進(jìn)行內(nèi)除濕絕熱加濕及熱交換循環(huán)，產(chǎn)生接近冰點(diǎn)溫度-亞冰點(diǎn)溫度的成品空氣，在成品出氣ロ 9經(jīng)風(fēng)機(jī)8送入大氣熱電交換器的冷風(fēng)道53對熱電單級組片50冷卻，其成品冷媒水經(jīng)C — D進(jìn)入制冷劑盤管14的水箱，制冷劑在盤管14中被冷凝收縮，飽和絕對壓力降低，為發(fā)動機(jī)提供了冷源；大氣熱能流從熱風(fēng)道52流過，將熱量傳給制冷劑受熱膨脹，飽和氣體絕對壓強(qiáng)増大，沿經(jīng)外管線到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣ロ A進(jìn)入氣缸內(nèi)推活塞做功后，從排氣ロ B排入盤管14中冷凝收縮，同時大氣熱能加熱了盤管散熱體55，及冷風(fēng)道53中的冰點(diǎn)冷風(fēng)作用，使熱電元件50產(chǎn)生電能，經(jīng)控制器，逆變器驅(qū)動馬達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)。太陽能集熱器的熱水通過外管線E-D到盤管14的水箱中，將熱傳給盤管14中的制冷劑后，從閥h —閥y —流回太陽能集熱器F，制冷劑膨脹后通過外管線閥O進(jìn)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣ロ A，進(jìn)入氣缸推活塞作功后從排氣ロ B排出經(jīng)閥q到大氣集熱盤管54，將熱傳給溫差電元件轉(zhuǎn)換為電能后溫度降低冷凝收縮，經(jīng)閥j —微循環(huán)泵19 —閥m—熱盤管14，熱風(fēng)道52 關(guān)閉，風(fēng)閥λ全開冷風(fēng)道53通冰點(diǎn)強(qiáng)冷風(fēng)。除濕器可選用太陽能吸收式，吸附式的外除濕器20或選用壓縮機(jī)制冷及熱電制冷產(chǎn)生的冷媒液、地下水、地表水及熱電制冷組件的輔助降溫冷凝或除濕膜除濕的除濕器；低位能集熱器，包括地下水，地表水輸送管線地下水、地表水G—水泵19—止回閥一集水箱一閥f —止回閥一閥e —閥d — D接ロ一太陽能集熱器一閥h 盤管冷卻器水箱一接ロ C —閥a —閥C —閥d-D接ロ 一太陽熱能集熱器盤管14水箱一盤管冷卻器水箱一閥g —閥i —回地水H閥h閥i_回地水H2、太陽熱能集熱器輸送管線太陽能集熱器E—閥ω —閥b—微循環(huán)泵19—閥d —D接ロ一終端換熱器盤管14水箱一閥h —閥y —太陽能集熱器F3、終端集熱交換器包括水箱、盤管14、散熱翅片5，盤管14連通外循環(huán)管線連通大氣換熱器盤管54，并連通活塞或發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣ロ A，出氣ロ B。盤管14，及盤管54中的循環(huán)エ質(zhì)為熱膨脹劑-制冷劑的ー種，選無毒、環(huán)保、安全蒸發(fā)絕對壓カ高的，可選R418A、R407C、R134a、R142b、R141b及其它任ー種，R717絕對壓力高，很小的溫度變化就能產(chǎn)生大的絕對壓力差，但不安全。膨脹劑在水冷源熱交換時收縮冷凝為液體飽和氣，經(jīng)外管線輸送泵19輸λ盤管到低位能集熱器，熱交換吸熱膨脹推活塞轉(zhuǎn)動曲軸做功；制冷劑循環(huán)管線a、終端熱交換水箱盤管14 —閥O —發(fā)動機(jī)進(jìn)氣ロ A —?dú)飧變?nèi)推活塞作功一排氣ロ B —閥q —大氣集熱器盤管54交換熱一閥j —微循環(huán)泵19 —閥m —盤管14交換熱；b、經(jīng)端換熱器盤管14 —閥k微循環(huán)泵19 —閥L —大氣集熱發(fā)電換熱器盤管54熱交換一閥P —發(fā)動機(jī)進(jìn)氣ロ A —?dú)飧變?nèi)推活塞做功一排氣ロ B —閥η —盤管14熱交換；C、低壓集氣瓶56存貯制冷劑，高壓集氣瓶57存貯高壓飽和氣，根據(jù)瓶上的兩個壓力表差及工作溫度對照該制冷劑絕對壓カ差是否相等，判斷制冷劑的量多少，閥S是專門加注和清除制冷劑的專用閥。
4、大氣集熱器包括由冰點(diǎn)冷風(fēng)道53、熱風(fēng)道52、保溫外殼49、熱電溫差電源片50、散熱翅片51、散熱體55、散熱制冷劑盤管54組成。參見圖4、圖5所示實(shí)施例的活塞式發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖，圖中曲軸28上的4對曲柄E、F、G、H分布在同一個軸心線上，且空間徑向?qū)ΨQ中心線、G線、F線、H線、E線各相互成90°角的結(jié)構(gòu)，克服了做功時曲軸轉(zhuǎn)角小而在曲軸上輸出轉(zhuǎn)矩小的問題，曲軸每轉(zhuǎn)180°角都有2個氣缸的活塞不同行程及相應(yīng)曲柄的不同角度做功。在圖6、圖7中，在氣缸蓋上設(shè)置的氣門正時開啟關(guān)閉的同一個凸輪軸21上,分布的4組雷同的凸輪22，為沿對稱中心線方向的a向、b向、c向、d向各相互成90°角，并且每對凸輪22對稱中心線重合互成180°角；每個凸輪均是由兩個異徑半圓互成180°角構(gòu)成的同軸心輪結(jié)構(gòu)，其兩個圓周相連接處的過渡線是垂足余弦曲線，凸輪軸21與發(fā)動機(jī)曲 軸28鏈輪連接23傳動，同一轉(zhuǎn)速達(dá)到各氣缸的氣門正時開關(guān)，圖8排氣門ロ 24，進(jìn)氣門ロ25通岐管連通B、A。圖4中箭頭所示是閥滑油輸送方向，在低轉(zhuǎn)速的曲軸箱里不能靠白濺輸送潤滑油，只能在輸油泵26壓カ輸送到各相關(guān)部位，包括在每個氣缸上的活塞下止點(diǎn)處設(shè)有2個噴油孔，專給活塞與缸筒內(nèi)壁、活塞銷的潤滑，在氣缸蓋上方各氣門近處均有噴油孔，專給氣門，凸輪的潤滑，及給鏈輪23的鏈條潤滑，潤滑油最后回流到發(fā)動機(jī)底盤油箱中，潤滑油根據(jù)需用的制冷劑選配，同時發(fā)動機(jī)可根據(jù)制冷劑全封閉，半封閉，圖中27是高壓カ軸封?；钊l(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)制造參數(shù)按単位時間內(nèi)計(jì)算-W=/! pdv=p (Vi-V2)p = p2'pi W=(P1-P2)(V2-V1)Wa = P0 Δ V = P0 (V2-V1)Wt = W-Wa = (P2-P1-P0) (V2-V1)
WtWt由q=- +Ah，V2=+V1
0.35P2-P I-Po求活塞行程，缸直徑，按4缸設(shè)計(jì)。W為膨脹絕對壓力功，P為膨脹壓カ差，V1為活塞上止點(diǎn)條隙容積，V2為有效工作容積，Wa為空氣阻力所作的功，Wt為技術(shù)功，q為制冷劑吸熱量，活塞機(jī)效率O. 35。圖3是本發(fā)明的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的U型結(jié)構(gòu)原理圖，圖中一次空氣從進(jìn)氣ロI進(jìn)入通道4，按箭頭方向流到盤管31的親水性散熱片5被冷卻降溫到低于露點(diǎn)，在親水性鋁翅片上結(jié)露水，從排水管13出，在濕通道7中被降溫除濕的一次空氣在與霧化器11噴霧混合絕熱加濕過程，溫度降低并與通道壁3產(chǎn)生熱交換，結(jié)果達(dá)到飽和，不斷吸收熱交換壁3的熱量升溫，當(dāng)?shù)竭_(dá)濕排氣ロ 9時已經(jīng)接近大氣溫度，最后被風(fēng)機(jī)8排到大氣中，而從進(jìn)氣ロ I不斷被吸入的一次空氣，不斷與通道熱交換壁3接觸交換熱而降溫，這樣每次進(jìn)入的一次空氣循環(huán)都是先被上次絕熱加濕的濕空氣冷卻降溫，但降溫逐漸變低直至到飽和溫度，當(dāng)除濕的一次空氣d彡3. 5g蒸汽/kg干空氣時，飽和溫度按近冰點(diǎn)溫度-亞冰點(diǎn)溫度。U形循環(huán)通道有個對外絕緣保溫殼2，在U形循環(huán)中，可以設(shè)想干、濕氣道4、7足夠長到剛好完全熱交換飽和，同時噴霧顆粒越小，蒸發(fā)時間越短，相應(yīng)通道就短，實(shí)際應(yīng)用可將U形通道卷取。在圖2中左邊的螺線形冷卻器，是將U形通道卷取構(gòu)成的，具體的是用壓有細(xì)波浪紋的金屬板按U形通道結(jié)構(gòu)，雙層卷成的阿基米德螺線形圓柱筒，其兩端可以板金加工封底，可以焊盒，可以用保溫綿條圍邊卷成盒，設(shè)計(jì)制造參數(shù)
權(quán)利要求
1.以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動機(jī)，以下簡稱水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，包括除濕器，間接蒸發(fā)冷卻器，活塞發(fā)動機(jī)，溫差電電源組件及線路、太陽能集熱器，其特征是包含由冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，低位能集熱器、活塞發(fā)動機(jī)，熱電發(fā)動機(jī)組成； 所述的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，由螺線形間接蒸發(fā)冷卻器與盤管間接蒸發(fā)冷卻器串聯(lián)，并且在串聯(lián)在進(jìn)氣通道上的除濕器(20)，將螺線形冷卻器產(chǎn)生接近露點(diǎn)狀態(tài)的一次空氣除濕，降低比濕度到d彡3. 5g蒸汽/kg干空氣，再在盤管冷卻器中進(jìn)行內(nèi)除濕(6)和絕熱加濕及熱交換循環(huán)，最后在成品空氣出口(15)輸出亞冰點(diǎn)溫度的成品空氣，及從C管輸出亞冰點(diǎn)冷凝水媒，為發(fā)動機(jī)提供冷源； 所述的除濕器，包含選用太陽能吸收式，吸附式及膜法除濕的外除濕器(20)，壓縮機(jī)制冷及熱電制冷媒液或地下水、地表水及熱電制冷組件的輔助降溫冷凝的內(nèi)除濕器(6)；所述的低位能集熱器，包含地下水、地表水輸送管線(G)-(H)及太陽能集熱器輸送管線(E)-(F)的終端換熱器，還包含大氣熱能換熱器(49)-(55)，為發(fā)動機(jī)提供熱源，終端熱交換器由放在水箱內(nèi)的盤管(14)，散熱翅片(5)構(gòu)成，盤管(14)通過外循環(huán)管線相連通大氣熱能換熱器盤管(54)，并連通活塞機(jī)(A)-(B)，工質(zhì)為熱膨脹劑——制冷劑的一種，選無毒、環(huán)保、安全、蒸發(fā)絕對壓力高的，可選用R418A、R717絕對壓力高按照其性質(zhì)安全使用，還可選R142b、R141b任一種，膨脹劑在與冷源熱交換時，收縮凝為液體泡和氣，經(jīng)外管輸送泵(19)輸入盤管到低位能集熱器進(jìn)行熱交換吸熱膨脹推活塞轉(zhuǎn)動曲軸做功； 所述的冷源輸出到大氣換熱器(49)-(55)的通道(53)、與從發(fā)動機(jī)排氣口(B)輸出的熱源到通道(52)，產(chǎn)生溫差電能，同時將制冷劑熱能降低，產(chǎn)生收縮冷凝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的活塞發(fā)動機(jī)，包含在4缸結(jié)構(gòu)的同一個曲軸(28)上有4對雷同的曲柄(E、F、G、H)分布在同一個軸心線上，且空間徑向?qū)ΨQ中心線G線、F線、H線、E線各相互成90°角結(jié)構(gòu)的曲軸，每轉(zhuǎn)180°角都有2個氣缸的不同角度做功； 包含在氣缸蓋上設(shè)置的氣門正時開啟關(guān)閉的一個凸輪軸(21)上，其4組雷同的凸輪(22)分布為沿對稱中心線方向(a、b、c、d)各相互成90°C角，并且每對凸輪(22)對稱中心線重合互成180°角；每個凸輪均是由兩個異徑半圓互成180°角構(gòu)成的同軸心輪結(jié)構(gòu)，其兩個圓周相連接處的過渡線是垂足余弦曲線，凸輪軸(21)與發(fā)動機(jī)曲軸(28)鏈輪(23)鏈條連接傳動，同一轉(zhuǎn)速達(dá)到各氣門正時開關(guān)； 包含在每個氣缸上的活塞下止點(diǎn)處均有2個噴潤滑油的噴嘴，專給活塞與缸筒內(nèi)壁的潤滑及活塞銷的潤滑，同時在氣缸蓋的最上方及各氣門近處均有噴潤滑油孔專給氣門，凸輪的潤滑及給鏈輪的鏈條潤滑，潤滑油最后回流到發(fā)動機(jī)底盤油箱中，由設(shè)置在油箱中的右下端的齒輪油泵(26)輸送；潤滑油根據(jù)需用的制冷劑選配；軸封(27)對發(fā)動機(jī)封閉，設(shè)計(jì)制造參數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的螺線形間接蒸發(fā)冷卻器，是用壓有細(xì)波浪紋的金屬板卷成的阿基米德螺線形的圓柱筒，其兩端可以板金加工封底、可以焊盒，可用保溫綿條圍邊卷成盒，其中，進(jìn)氣口(I)與干氣道(4)濕氣道(7)濕排氣口(9)風(fēng)機(jī)⑶順次連通，進(jìn)氣口⑴與濕排氣口(9)相鄰，位于螺線形中心；干氣道(4)與濕風(fēng)道(7)連通處位于螺線形外層尾端，與外殼(18)構(gòu)成一個三棱柱形空腔，其腔內(nèi)設(shè)有霧化器(11)，可選用超聲波霧化器，高壓噴頭霧化器，濕囊水簾霧化器，離心霧化器及離心孔刷霧化器的其中任一種，在空腔的頂直角處，有個成品空氣出口(15)，整個螺線形體兩低面與側(cè)面有一層保溫綿(2)，在保溫綿外包外殼(18)用鍍鋅鐵皮或鋁鍍鋅板材料制作還可以是塑料外殼，設(shè)計(jì)制造數(shù)據(jù)
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的盤管間接蒸發(fā)冷卻器，包含由外殼(18)上部、下部各設(shè)一個表冷器(14)、霧化器(11)、風(fēng)機(jī)(8)構(gòu)成,位于上部的進(jìn)氣口⑴與外除濕器(20)連通，并連通螺線形間接蒸發(fā)冷卻器的成品空氣出口(15)，由進(jìn)氣口(I)連通干空氣通道(17)并通過表冷器(14)的鋁翅片(5)與濕氣通道(16)相串通，濕氣通道(16)內(nèi)設(shè)置霧化器(11)，可選用超聲波霧化器、高壓噴頭霧化器、濕囊水簾霧化器、離心噴霧杯、離心孔刷霧化器的其中任選用一種； 包含配置選用地下水、壓縮機(jī)制冷水、熱電制冷水與水箱(40)中的微循環(huán)水泵(19)相串通使通過盤管的空氣在翅片上產(chǎn)生的冷凝水； 包含地下水源或其它冷水源(G)經(jīng)閥門(f)進(jìn)入水箱的底部，將盤管間接蒸發(fā)冷卻器輔助降溫內(nèi)除濕；通過(C)-⑶微循環(huán)泵(19)將冷量傳給冷盤管(14)的翅片(5)再傳給盤管(14)內(nèi)的制冷劑；
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述集熱器及冷源的熱交換溫差電盤管(54)，在冬季處于大氣溫變?yōu)?°C以下時，停用冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，以大氣為冷源，大氣熱能換熱熱電器(49-55)為冷源換熱器，盤管(14)的水箱為熱源，制冷劑循環(huán)路線是膨脹的制冷冷劑飽和氣盤管(14)—閥(O)—發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口(A)進(jìn)入發(fā)動機(jī)做功從(B)排氣口流出一閥(q)—熱電換熱盤管(54)冷凝收縮一閥(j)—循環(huán)泵(19)—閥(m)向盤管(14)輸送低溫制冷劑；關(guān)閉通道(52)不通風(fēng)，從溫差電換熱通道(53)進(jìn)入的是(TC以下的大氣，熱交換發(fā)電； 包含盤管(14)的水箱熱水來源于白天太陽能伍-的、即太陽能熱水器E—閥(ω)—閥(b)—微循環(huán)泵(19)—閥⑷一D接口一盤管(14)水箱一將熱傳給鋁翅片(5)—閥h—閥y—太陽能熱水器F ;晚上地下水(G)—循環(huán)栗(19)—逆止閥一閥(e)—閥(d) — D接口一盤管(14)水箱一鋁翅片(5)—閥(h)—閥⑴一地下水⑶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述集熱器及冷源的熱交換盤管，在夏季處于大氣溫度10°c -39°C時，冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器工作，在陰天或晚上，冷源通過冷媒水經(jīng)(C) — (D)進(jìn)入盤管(14)的水箱里換熱，大氣熱能熱電交換器(49-55)為熱源，制冷劑循環(huán)路線是盤管(14)冷凝收縮的制冷劑一閥(k)—微循環(huán)泵(19)—閥(L)—熱電盤管(54)換熱膨脹一閥(P)—發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口(A)推活塞做功從排氣口(B)—閥(η)—盤管(14)冷凝收縮； 包含在白天，太陽能熱水器Ε—閥(ω)—閥(b)—微循環(huán)泵(19)—閥(d) — D接口—盤管水箱一鋁翅片(5)傳熱一閥(h)—閥(y)—太陽能熱水器F，盤管(14)的水箱是熱源換熱器，熱電換熱器的風(fēng)機(jī)用風(fēng)來源于風(fēng)閥(λ)的亞冰點(diǎn)溫度的冷氣為冷源換熱器，制冷劑循環(huán)路線是盤管(14)制冷劑熱膨脹一閥(O)—發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口(A)做功后從排氣口(B)—閥(q)—熱電發(fā)電熱交換器盤管冷凝收縮； 包含冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器工作時，地下水(G)—循環(huán)泵(19)—止回閥一閥(f)—水箱溫感探頭(61)—閥(g)—閥⑴一地下水(H)，間歇式供給盤管冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器除濕冷源，保證內(nèi)除濕；
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的熱電發(fā)動機(jī)，包含冷風(fēng)道(53)、熱風(fēng)道(52)、與熱電組件熱面貼合的制冷劑盤管(54)及盤管散熱體(55)，散熱片(51)、外保溫殼(49)構(gòu)成日字形發(fā)電熱交換通道，配控制線路充電線路、逆度線路、驅(qū)動馬達(dá)帶動風(fēng)機(jī)，循環(huán)泵工作； 包含在熱電組件(50)在發(fā)電時，將盤管(54)中的制冷劑熱量轉(zhuǎn)為電能，使制冷劑飽和氣冷凝收縮； 設(shè)計(jì)制造參數(shù)
8.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的螺線形間接蒸發(fā)冷卻器，可以作為發(fā)動機(jī)冷源及空調(diào)的單獨(dú)使用機(jī)，在三棱柱形空腔內(nèi)設(shè)置盤管(31)、風(fēng)機(jī)(30)，并設(shè)保溫隔離層(2); 包含在左端圓筒底保溫層(2)外邊選用設(shè)置離心噴霧杯(11)也可選用離心孔刷霧化器，并在濕氣道(7)的末端有個穿過保溫層(2)的弧形濕氣進(jìn)口(32)構(gòu)成一個扁圓形空腔盒(33)； 包含離心杯(11)是卡帕曲線形狀的杯口邊緣是峰利的圓周刀刃，杯底有均勻分布的徑向細(xì)紋溝(44)外面有個能高速相對逆轉(zhuǎn)的網(wǎng)筒杯(45)與卡帕線形杯(11)互為同軸心線異軸，S卩內(nèi)空心軸(46)、外空心軸(48)、內(nèi)空心軸(46)輸送水管(10)的水到卡帕曲線杯里參與離心霧化，杯(11)上有4個風(fēng)葉(47)，將霧與亞露點(diǎn)的一次空氣在扁圓形空腔盒產(chǎn)生高速渦流的絕熱加濕過程； 包含在通有冷卻液體的盤管(31)的散熱翅片(5)為親水鋁箔制造，對亞露點(diǎn)的一次空氣輔助降溫的內(nèi)除濕，產(chǎn)生冷凝水以排水管(13)排出，降低一次空氣比濕度d值； 包含在離心霧化噴筒上的三通風(fēng)閥(35)，轉(zhuǎn)動角度不同，可設(shè)置對室內(nèi)加濕降溫；通風(fēng)換氣保溫；去濕降溫；通風(fēng)換氣加溫檔位；通風(fēng)換氣加溫是配合鍋爐(41)產(chǎn)生的熱水通過接口(38)、(39)、接通入盤管(31)里，風(fēng)機(jī)(30)送熱風(fēng)，濕氣進(jìn)口(32)吸入的空氣是三通風(fēng)閥(35)進(jìn)入的室內(nèi)空氣； 包含在右端圓筒形底保溫層(2)外設(shè)置一個D形盒狀水箱(40)并配置補(bǔ)水自動閥(36)，微型水泵(37)，供水管接通離心噴霧器(11)、水管(10)； 包含在位于兩端的外殼(18)設(shè)置的吊裝孔(34)，整機(jī)配套電控線路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的冰點(diǎn)螺線形間接蒸發(fā)冷卻器，可以用熱電制冷組件單級片陣(42)通道代替盤管(31)的輔助降溫內(nèi)除濕； 包含在電橋整流溫控線路，其感溫元件靠在熱電片的冷面上，控制除濕溫度及除濕耗電量，熱面通道可與風(fēng)機(jī)(30)相通，對亞冰點(diǎn)空氣預(yù)熱升溫到標(biāo)準(zhǔn)送風(fēng)溫度26°C _28°C，還可與排濕氣口(9)相通排到室外，通過三通風(fēng)閥(35)在冬季可供熱風(fēng)、換水性鋁翅片(62)，與外殼(56)構(gòu)成蛇形散熱通道，其底部出口為成品空氣出口(59)，上部為進(jìn)氣口(58)； 包含在底部熱交換器的干氣道(17)與濕氣道(16)連通，通道內(nèi)設(shè)置熱電輔助降溫內(nèi)除濕，及在冬季熱面放熱供暖用，整機(jī)配套電控線路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動機(jī)，其特征是所述的盤管冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，作為發(fā)動機(jī)冷源及作為空調(diào)的單獨(dú)使用機(jī)，包含在外殼(18)內(nèi)設(shè)置的表冷器(14)的一端上方設(shè)置一個風(fēng)機(jī)(8)并在外殼正面與風(fēng)機(jī)(8)相對應(yīng)處有個送風(fēng)口(15)，其進(jìn)氣口(I)連通納米Ti02光催化凈化器，表冷器(14)的另一端濕通道(16)端的上方設(shè)置一個 離心孔刷噴霧器(58)、下方設(shè)置排潮口(9)； 包含表冷器(14)下方設(shè)置水箱(40)、且水箱(40)在濕通道(16)端內(nèi)設(shè)置循環(huán)水泵(19)并串通熱電溫差制冷組片輔助降溫內(nèi)除濕(在冬季可以反向放熱供暖)、還可以壓縮機(jī)制冷水通入水箱(40)的內(nèi)除濕，整機(jī)配套電控線路； 包含離心孔刷霧化器(58)是一個繞同軸線高速旋轉(zhuǎn)的筒刷，一端連接固定實(shí)心軸套(63)與小電動機(jī)萬向連接，另一端是個不轉(zhuǎn)動的空心支承軸(58)固定在殼體上并通過軸承連接支撐筒刷，筒刷可在電機(jī)帶動高速旋轉(zhuǎn)，筒刷軸心與兩端的實(shí)心軸、空心軸同一軸線，刷筒(60)壁上有許多徑向小孔眼、刷筒(60)外壁包有徑向密布的絨刷毛，空心支撐軸(58)在刷筒(60)內(nèi)軸心線的位置部分雷同刷筒也有許多徑向小孔眼，空心支撐軸(58)在刷筒(60)外部分固定在外殼并與表冷器(14)出水口管線連接； 包含在外殼(18)內(nèi)位于上部的表冷器(14)由雙組盤管構(gòu)成，其上部一組通冷卻水，下部一組通由熱電制冷卻導(dǎo)熱油或壓縮機(jī)制冷劑的輔助降溫的預(yù)冷卻除濕，表冷器鋁翅片具有親水性，離心孔刷霧化器(11)位于雙盤管表冷器(14)的下方、產(chǎn)生的冰點(diǎn)冷水落到下面的水箱(40)里，水箱(40)部有熱交換盤管、散熱表冷器(67)連通熱電制冷(6)內(nèi)部的管線或連通壓縮機(jī)(69)制冷劑管線； 包含冬季表冷器盤管(14)接鍋爐熱水或電轉(zhuǎn)化熱及導(dǎo)熱油供暖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動機(jī)，旨在提供一種不僅能除濕降溫到接近冰點(diǎn)的間接蒸發(fā)冷卻器，作為空調(diào)或發(fā)動機(jī)冷源，還能收集太陽能，大氣熱能為熱源驅(qū)動活塞式發(fā)動機(jī)及熱電發(fā)動機(jī)工作，輸出機(jī)械能及電能，其技術(shù)要點(diǎn)是冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器對一次空氣除濕到d≥3.5g蒸汽/kg干空氣的絕熱加濕及熱交換產(chǎn)生接近冰點(diǎn)的成品空氣及冷媒水為冷源，以大氣熱能太陽能低位能集熱器為熱源，循環(huán)工質(zhì)制冷劑在集熱器盤管(14)與熱源熱交換膨脹，驅(qū)動活塞發(fā)動機(jī)輸出機(jī)械能，制冷劑在熱電發(fā)動機(jī)盤管(54)中與冷源熱交換轉(zhuǎn)換為電能，同時被降溫收縮再循環(huán)。
文檔編號F24F5/00GK102635523SQ20111025183
公開日2012年8月15日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者劉國利 申請人:劉國利