專利名稱：防泄漏熱氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱氣機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種防泄漏熱氣機(jī)。
背景技術(shù)：
熱氣機(jī)(如圖1所示)中循環(huán)流動的氣體工質(zhì)，包含有價格昂貴的不凝氣，如氬氣，由于在被加熱而形成高壓，容易發(fā)生泄漏，造成浪費。氣體工質(zhì)主要泄漏發(fā)生在曲軸I與曲軸箱2的連接處，由于曲軸I的高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致該連接處難以形成良好密封，造成氣體工質(zhì)存在泄漏的可能。因此需要發(fā)明一種防止熱氣機(jī)中氣體工質(zhì)發(fā)生泄漏的熱氣機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:方案1:一種防泄漏熱氣機(jī),包括由氣體做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)和連通通道構(gòu)成的工質(zhì)閉合回路，所述氣體做功機(jī)構(gòu)和/或所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為密封結(jié)構(gòu)，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括氣體工質(zhì)回流通道，所述不凝氣泄漏區(qū)經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道與所述工質(zhì)閉合回路連通。方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，所述氣體做功機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)。方案3:在方案I的基礎(chǔ)上，所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)。方案4:在方案I的基礎(chǔ)上，所述氣體做功機(jī)構(gòu)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)一體化設(shè)置為氣缸活塞機(jī)構(gòu)。方案5:在方案2至4任一方案的基礎(chǔ)上，所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱，所述曲軸箱中設(shè)有減速器，所述減速器與所述曲軸箱中的曲軸齒嚙合，所述減速器的軸伸出所述曲軸箱，所述減速器與所述曲軸箱轉(zhuǎn)動密封設(shè)置。方案6:在方案2至4任一方案的基礎(chǔ)上，所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱，所述曲軸箱中設(shè)有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的動力輸入軸與所述曲軸箱中的曲軸連接。方案7:在方案2至4任一方案的基礎(chǔ)上，所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括有磁極匹配的兩個磁鐵:一個所述磁鐵設(shè)在所述曲軸箱中，與所述曲軸箱的曲軸固定連接，另一個所述磁鐵設(shè)在所述不凝氣泄漏區(qū)外，與動力輸出軸固定連接。方案8:在方案I的基礎(chǔ)上，在所述氣體工質(zhì)回流通道上設(shè)由所述曲軸箱向所述工質(zhì)閉合回路單向流通的逆止閥。方案9:在方案I的基礎(chǔ)上，所述不凝氣泄漏區(qū)經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道與所述工質(zhì)閉合回路的低壓區(qū)連通。方案10:在方案I的基礎(chǔ)上，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括不凝氣儲罐，所述不凝氣儲罐設(shè)在所述氣體工質(zhì)回流通道上。方案11:在方案I的基礎(chǔ)上，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括不凝氣回收壓縮機(jī)，所述不凝氣回收壓縮機(jī)的進(jìn)氣口與所述不凝氣泄漏區(qū)連通，所述不凝氣回收壓縮機(jī)的氣體出口經(jīng)逆止閥與所述不凝氣儲罐連通。
方案12:在方案I至11任一方案的基礎(chǔ)上，所述防泄漏熱氣機(jī)采用外燃加熱的工質(zhì)加熱方式。本發(fā)明的原理是:將活塞式熱氣機(jī)的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)中所述曲軸箱設(shè)為密封結(jié)構(gòu)，同時所述曲軸箱與所述工質(zhì)閉合回路通過所述氣體工質(zhì)回流通道連通，將泄漏至所述曲軸箱中的氣體工質(zhì)導(dǎo)回至所述工質(zhì)閉合回路中，避免了所述工質(zhì)閉合回路中氣體工質(zhì)進(jìn)一步泄漏出去。而所述曲軸箱密封后，其動力輸出采用減速輸出、直接在所述曲軸箱中轉(zhuǎn)化為電力輸出或采用磁力透過所述曲軸箱而導(dǎo)出的三種方式，既克服了現(xiàn)有熱氣機(jī)氣體工質(zhì)的泄漏，又不影響所述曲軸的動力輸出。本發(fā)明中，所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)是指一切可以對氣體進(jìn)行壓縮的機(jī)構(gòu)，例如螺桿式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、葉輪式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、羅茨式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)等，其作用是將所述熱氣機(jī)內(nèi)的氣體工質(zhì)進(jìn)行壓縮或壓縮及平移，所謂的平移是指將工質(zhì)從一個地方移動到另一個地方的過程。本發(fā)明中，所述氣體做功機(jī)構(gòu)是指一切可以利用氣體工質(zhì)膨脹和/或流動產(chǎn)生動力的機(jī)構(gòu)，例如螺桿式氣體做功機(jī)構(gòu)、葉輪式氣體做功機(jī)構(gòu)、羅茨式氣體做功機(jī)構(gòu)、活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)等，其作用是利用所述熱氣機(jī)內(nèi)的處于高能狀態(tài)下的氣體工質(zhì)進(jìn)行做功，所謂的高能狀態(tài)是指在所述熱氣機(jī)的循環(huán)中，氣體工質(zhì)處于溫度最高、壓力最大的狀態(tài)。本發(fā)明中，所述工質(zhì)閉合回路是指由所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)和所述氣體做功機(jī)構(gòu)以及連通兩者的所述連通通道構(gòu)成的工質(zhì)可以循環(huán)流動的空間。本發(fā)明中，所謂低壓區(qū)是指熱氣機(jī)在工作中所述工質(zhì)閉合回路中氣體工質(zhì)壓力較小的區(qū)域，如氣體壓縮機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口處。本發(fā)明中，所述連通通道是指連通所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)和所述氣體做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)流動的通道。本發(fā)明中，所述不凝氣是指惰性氣體、氮氣等在所述工質(zhì)閉合回路中參與循環(huán)而經(jīng)冷卻后不液化的氣體。本發(fā)明中，所述不凝氣泄漏區(qū)是指系統(tǒng)中發(fā)生不凝氣泄漏的部位，例如，當(dāng)采用氣缸活塞機(jī)構(gòu)時，不凝氣泄漏到曲軸箱，則所述曲軸箱即為不凝氣泄漏區(qū)。本發(fā)明中，所謂的兩個裝置連通，是指流體可以在兩個裝置之間單向或者雙向流通。所謂的連通是指直接連通或經(jīng)控制機(jī)構(gòu)、控制單元或其他控制部件間接連通。根據(jù)熱能與動力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明所公開的防泄漏熱氣機(jī)，將所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)置成密封結(jié)構(gòu)，同時將所述不凝氣泄漏區(qū)與所述工質(zhì)閉合回路連通，使得整個熱氣機(jī)成為一個密閉環(huán)境，能有效地防止熱氣機(jī)中參與循環(huán)流動氣體工質(zhì)的泄漏；即使氣體工質(zhì)泄漏至不凝氣泄漏區(qū)，也可采用單向通道回送至熱氣機(jī)的工質(zhì)閉合回路中，減少了氣體工質(zhì)的損失，節(jié)約了成本，同時提高了熱氣機(jī)的效率。


圖1所示的是現(xiàn)有熱氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示的是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖3所示的是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示的是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示的是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示的是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7所示的是本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:I曲軸、2曲軸箱、3減速器、4動力輸出軸、5氣體工質(zhì)回流通道、6逆止閥、7磁鐵組、8發(fā)電機(jī)、9連通通道、10氣缸活塞機(jī)構(gòu)、11活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)、21活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、31不凝氣儲罐、32不凝氣回收壓縮機(jī)。
具體實施例方式實施例1如圖2所示的防泄漏熱氣機(jī)，包括由氣體做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)和連通通道9構(gòu)成的工質(zhì)閉合回路，所述氣體做功機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)11，所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)21，所述活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)11和所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)21的不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱2，所述曲軸箱2為密封結(jié)構(gòu)，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括氣體工質(zhì)回流通道5，所述曲軸箱2經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道5與所述工質(zhì)閉合回路連通。在熱氣機(jī)的氣體工質(zhì)循環(huán)流動過程中，高壓氣體工質(zhì)中會有少量滲入所述曲軸箱2中，所述氣體工質(zhì)回流通道5會將滲至所述曲軸箱2中的氣體工質(zhì)送回至工質(zhì)閉合回路中；為避免所述工質(zhì)閉合回路中氣體工質(zhì)經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道5流入所述曲軸箱2中，在所述氣體工質(zhì)回流通道5上設(shè)置一個只能由所述曲軸箱2向所述工質(zhì)閉合回路單向流通的逆止閥6。在實際使用中，所述氣體工質(zhì)回流通道5的出口將連通在所述工質(zhì)閉合回路中的低壓區(qū)，方便所述曲軸箱2中氣體工質(zhì)返回至所述工質(zhì)閉合回路中。具體實施時，所述氣體做功機(jī)構(gòu)可設(shè)為葉輪式氣體做功機(jī)構(gòu)，在所述葉輪式氣體做功機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動軸處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)，所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為所述葉輪式氣體做功機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動軸處的密封結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，所述氣體做功機(jī)構(gòu)還可設(shè)為螺桿式氣體做功機(jī)構(gòu)或羅茨式氣體做功機(jī)構(gòu)；所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)可設(shè)為螺桿式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、葉輪式氣體壓縮機(jī)構(gòu)或羅茨式氣體壓縮機(jī)構(gòu)。實施例2如圖3所示的防泄漏熱氣機(jī)，其與實施例1的區(qū)別在于:所述氣體做功機(jī)構(gòu)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)一體化設(shè)置為氣缸活塞機(jī)構(gòu)10。實施例3如圖4所示的防泄漏熱氣機(jī)，其與實施例2的區(qū)別在于:所述曲軸箱2中設(shè)有減速器3，所述減速器3與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)10的曲軸I齒嚙合，所述減速器3的軸伸出所述曲軸箱2，且與所述曲軸箱2轉(zhuǎn)動密封設(shè)置。將現(xiàn)有活塞式熱氣機(jī)的所述曲軸I整體設(shè)在所述曲軸箱2，即所述曲軸I兩端不伸出所述曲軸箱2，將所述曲軸I與所述減速器3齒嚙合連接，降低了動力輸出軸4的轉(zhuǎn)速。由于所述動力輸出軸4的轉(zhuǎn)速降低，其與所述曲軸箱2的轉(zhuǎn)動密封相對于現(xiàn)有高速轉(zhuǎn)動的密封情況將得到大大改善。實施例4如圖5所示的防泄漏熱氣機(jī)，其與實施例2的區(qū)別在于:所述曲軸箱2中所述曲軸I是經(jīng)由一對磁極匹配的磁鐵組7輸出動力，其中一個磁鐵固定連接所述曲軸箱2內(nèi)的所述曲軸I的一端；而另一個磁鐵則設(shè)在所述曲軸箱2外，與所述曲軸箱2內(nèi)的磁鐵的磁極對應(yīng)；所述動力輸出軸4固定在所述曲軸箱2外的磁鐵上。所述曲軸箱2為密封設(shè)置，所述曲軸I的動力經(jīng)由磁鐵組7得到輸出。實施例5如圖6所示的防泄漏熱氣機(jī)，其與實施例2的區(qū)別在于:在所述曲軸箱2中設(shè)有發(fā)電機(jī)8，將所述曲軸I與所述發(fā)電機(jī)8的動力輸入軸連接，而所述發(fā)電機(jī)8產(chǎn)生的交流電(圖中所示)可采用導(dǎo)線輸出所述曲軸箱2外，不影響所述曲軸箱2的密封性能。也可將所述發(fā)電機(jī)8設(shè)為直流發(fā)電機(jī)，即可產(chǎn)生直流電。實施例6如圖7所示的防泄漏熱氣機(jī)，其與實施例1的區(qū)別在于:所述防泄漏熱氣機(jī)還包括不凝氣儲罐31和不凝氣回收壓縮機(jī)32，所述不凝氣回收壓縮機(jī)32的進(jìn)氣口與所述曲軸箱2連通，所述不凝氣回收壓縮機(jī)32的氣體出口經(jīng)逆止閥6與所述不凝氣儲罐31連通，所述不凝氣儲罐31與所述工質(zhì)閉合回路的連通通道9連通。所述不凝氣儲罐31用來存儲從不凝氣泄漏區(qū)收集來的不凝氣，所述不凝氣回收壓縮機(jī)32是用來收集不凝氣泄漏區(qū)的不凝氣的裝置。具體實施時，可選擇地，所述曲軸箱2可直接與所述不凝氣儲罐31連通。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種防泄漏熱氣機(jī)，包括由氣體做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)和連通通道(9)構(gòu)成的工質(zhì)閉合回路，其特征在于:所述氣體做功機(jī)構(gòu)和/或所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為密封結(jié)構(gòu)，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括氣體工質(zhì)回流通道(5)，所述不凝氣泄漏區(qū)經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道(5)與所述工質(zhì)閉合回路連通。
2.如權(quán)利要求1所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述氣體做功機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)(11)。
3.如權(quán)利要求1所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(21)。
4.如權(quán)利要求1所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述氣體做功機(jī)構(gòu)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)一體化設(shè)置為氣缸活塞機(jī)構(gòu)(10)。
5.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱(2)，所述曲軸箱(2)中設(shè)有減速器(3)，所述減速器(3)與所述曲軸箱(2)中的曲軸(I)齒嚙合，所述減速器(3)的軸伸出所述曲軸箱(2)，所述減速器(3)與所述曲軸箱(2)轉(zhuǎn)動密封設(shè)置。
6.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱(2)，所述曲軸箱(2)中設(shè)有發(fā)電機(jī)(8)，所述發(fā)電機(jī)(8)的動力輸入軸與所述曲軸箱(2)中的曲軸(I)連接。
7.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為曲軸箱(2)，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括有磁極匹配的兩個磁鐵:一個所述磁鐵設(shè)在所述曲軸箱(2)中，與所述曲軸箱(2)的曲軸(I)固定連接，另一個所述磁鐵設(shè)在所述不凝氣泄漏區(qū)外，與動力輸出軸(4)固定連接。
8.如權(quán)利要求1所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:在所述氣體工質(zhì)回流通道(5)上設(shè)由所述曲軸箱(2)向所述工質(zhì)閉合回路單向流通的逆止閥(6)。
9.如權(quán)利要求1所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述不凝氣泄漏區(qū)經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道(5)與所述工質(zhì)閉合回路的低壓區(qū)連通。
10.如權(quán)利要求1所述防泄漏熱氣機(jī)，其特征在于:所述防泄漏熱氣機(jī)還包括不凝氣儲罐(31)，所述不凝氣儲罐(31)設(shè)在所述氣體工質(zhì)回流通道(5)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防泄漏熱氣機(jī)，包括由氣體做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)和連通通道構(gòu)成的工質(zhì)閉合回路，所述氣體做功機(jī)構(gòu)和/或所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的不凝氣泄漏區(qū)設(shè)為密封結(jié)構(gòu)，所述防泄漏熱氣機(jī)還包括氣體工質(zhì)回流通道，所述不凝氣泄漏區(qū)經(jīng)所述氣體工質(zhì)回流通道與所述工質(zhì)閉合回路連通。本發(fā)明所公開的防泄漏熱氣機(jī)，將所述不凝氣泄漏區(qū)設(shè)置成密封結(jié)構(gòu)，同時將所述不凝氣泄漏區(qū)與所述工質(zhì)閉合回路連通，使得整個熱氣機(jī)成為一個密閉環(huán)境，能有效地防止熱氣機(jī)中參與循環(huán)流動氣體工質(zhì)的泄漏；即使氣體工質(zhì)泄漏至不凝氣泄漏區(qū)，也可采用單向通道回送至熱氣機(jī)的工質(zhì)閉合回路中，減少了氣體工質(zhì)的損失，節(jié)約了成本，同時提高了熱氣機(jī)的效率。
文檔編號F02G1/04GK103104368SQ20131001832
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司