專(zhuān)利名稱(chēng)：做功單元熱氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種熱氣機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的高能耗、高污染排放問(wèn)題日顯突出，所以，熱氣機(jī)得到了廣泛重視，然而，傳統(tǒng)熱氣機(jī)例如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比非常低(目前世界上最好的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比僅為2左右)，而且冷缸和熱缸之間必須具有特定的相位差，這些都嚴(yán)重影響著斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。因此，需要發(fā)明一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:方案1.一種做功單兀熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)、加熱器和冷卻器，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，所述做功單元熱氣機(jī)還包括往復(fù)通道壓氣機(jī)，所述進(jìn)氣口與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)的往復(fù)流通口連通，在所述進(jìn)氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上設(shè)旁通口，所述排氣口與所述旁通口連通，在所述進(jìn)氣口和所述旁通口之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥，在所述排氣口與所述旁通口之間的連通通道上設(shè)排氣正時(shí)控制閥；所述加熱器設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上和/或設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥與所述進(jìn)氣口之間的連通通道上；所述冷卻器設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上和/或設(shè)在所述排氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上。方案2.在方案I的基礎(chǔ)上，所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?，所述旁通口與所述進(jìn)氣口之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道，所述旁通口與所述排氣口之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋焕鋮s流體通道，所述加熱器設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w出口與所述進(jìn)氣口之間的連通通道上和/或設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上，所述冷卻器設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋焕鋮s流體出口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上和/或設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上。方案3.在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述冷卻器設(shè)置在所述排氣口與所述旁通口之間的結(jié)構(gòu)中，在所述排氣口與所述冷卻器之間設(shè)熱交換式回?zé)崞?，所述熱交換式回?zé)崞鲗?duì)進(jìn)入所述加熱器之前的工質(zhì)進(jìn)行加熱；在所述冷卻器設(shè)置在所述旁通口與所述往復(fù)流通口之間連通通道上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口與所述冷卻器之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?；在所述冷卻器設(shè)置在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞鳌７桨?.一種做功單元熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃燃燒室和冷卻器，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，所述做功單元熱氣機(jī)還包括往復(fù)通道壓氣機(jī)和工質(zhì)導(dǎo)出口，所述進(jìn)氣口與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)的往復(fù)流通口連通，在所述進(jìn)氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上設(shè)旁通口，所述排氣口與所述旁通口連通，在所述進(jìn)氣口和所述旁通口之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥，在所述排氣口與所述旁通口之間的連通通道上設(shè)排氣正時(shí)控制閥；所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)和/或設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥與所述進(jìn)氣口之間的連通通道內(nèi)；所述冷卻器設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上和/或設(shè)在所述排氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上；所述工質(zhì)導(dǎo)出口設(shè)置在工質(zhì)閉合回路上。方案5.在方案4的基礎(chǔ)上，所述冷卻器設(shè)在所述排氣正時(shí)控制閥與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上，所述工質(zhì)導(dǎo)出口設(shè)置在所述冷卻器與所述排氣正時(shí)控制閥之間的連通通道上。方案6.在方案4的基礎(chǔ)上，所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞鳎雠酝谂c所述進(jìn)氣口之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道，所述旁通口與所述排氣口之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋焕鋮s流體通道，所述內(nèi)燃燃燒室設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w出口與所述進(jìn)氣口之間的連通通道內(nèi)和/或設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)，所述冷卻器設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞鞯谋焕鋮s流體出口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上和/或設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上。方案7.在方案4的基礎(chǔ)上，在所述冷卻器設(shè)置在所述排氣口與所述旁通口之間的結(jié)構(gòu)中，在所述排氣口與所述冷卻器之間設(shè)熱交換式回?zé)崞?，所述熱交換式回?zé)崞鲗?duì)進(jìn)入所述內(nèi)燃燃燒室之前的工質(zhì)進(jìn)行加熱；在所述冷卻器設(shè)置在所述旁通口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口與所述冷卻器之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?；在所述冷卻器設(shè)置在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?。方?.在方案I或4的基礎(chǔ)上，所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?，所述進(jìn)氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道設(shè)為所述熱交換式回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道，所述熱交換式回?zé)崞鞯谋焕鋮s流體入口與所述旁通口連通，所述熱交換式回?zé)崞鞯谋焕鋮s流體出口設(shè)在所述旁通口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道內(nèi)。本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性的將所述往復(fù)通道壓氣機(jī)設(shè)為氣缸活塞式往復(fù)通道壓氣機(jī)。本發(fā)明所有設(shè)有所述內(nèi)燃燃燒室的方案中，都可以選擇性的使所述做功單元熱氣機(jī)進(jìn)一步還包括渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)和葉輪壓氣機(jī)，所述工質(zhì)導(dǎo)出口與所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)附屬冷卻器與所述葉輪壓氣機(jī)的工質(zhì)入口連通，所述葉輪壓氣機(jī)的工質(zhì)出口與所述工質(zhì)閉合回路連通；在所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述葉輪壓氣機(jī)的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)附屬工質(zhì)導(dǎo)出口。本發(fā)明的所有設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室的方案中，都可以選擇性的使所述內(nèi)燃燃燒室排出的物質(zhì)的質(zhì)量流量大于從所述工質(zhì)閉合回路外導(dǎo)入所述內(nèi)燃燃燒室的物質(zhì)的質(zhì)量流量。本發(fā)明的所有設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室的方案中，都可以選擇性的使所述做功單元熱氣機(jī)進(jìn)一步還包括四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)的供氣口與所述內(nèi)燃燃燒室連通，所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)的回充口與所述工質(zhì)導(dǎo)出口連通。本發(fā)明所有設(shè)有所述內(nèi)燃燃燒室的方案中，都可以選擇性的使所述做功單元熱氣機(jī)進(jìn)一步還包括氧化劑源、氧化劑傳感器和氧化劑控制裝置，所述氧化劑傳感器設(shè)在所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)，所述氧化劑傳感器對(duì)所述氧化劑控制裝置提供信號(hào)，所述氧化劑源經(jīng)氧化劑控制閥與所述工質(zhì)閉合回路連通，所述氧化劑控制裝置控制所述氧化劑控制閥?？梢赃x擇性的將所述氧化劑源設(shè)為活塞式空氣壓縮機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的所有方案中，都可以選擇性的使所述做功單元熱氣機(jī)進(jìn)一步還包括低溫冷源，所述低溫冷源用于提供低溫物質(zhì)，所述低溫物質(zhì)用于冷卻所述往復(fù)通道壓氣機(jī)中和/或即將進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)的工質(zhì)。本發(fā)明所有的方案中，都可以選擇性的將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)和/或所述往復(fù)通道壓氣機(jī)設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)，所述活塞液體機(jī)構(gòu)包括氣液缸和氣液隔離結(jié)構(gòu)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)設(shè)在所述氣液缸內(nèi)?？蛇x擇的使所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。本發(fā)明中所有設(shè)置所述加熱器，而未設(shè)回?zé)崞?填料式回?zé)崞骰驘峤粨Q器式回?zé)崞?的方案中，都可以選擇性的在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)設(shè)填料式回?zé)崞?，所述加熱器設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞與所述填料式回?zé)崞髦g的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)。本發(fā)明中所有設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室，而未設(shè)回?zé)崞?填料式回?zé)崞骰驘峤粨Q器式回?zé)崞?的方案中，都可以選擇性的在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)設(shè)填料式回?zé)崞?，所述?nèi)燃燃燒室設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞與所述填料式回?zé)崞髦g的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)。本發(fā)明的原理是:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞處于上止點(diǎn)附近時(shí)，打開(kāi)所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥，將經(jīng)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)增壓后的壓縮空氣直接或經(jīng)回?zé)崞?填料式回?zé)崞骰驘峤粨Q器式回?zé)崞?供送到所述加熱器或所述內(nèi)燃燃燒室內(nèi)，吸熱(恒溫吸熱、吸熱升壓或吸熱升溫)后推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞下行對(duì)外做功，當(dāng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞下行到一定程度時(shí)停止供送壓縮工質(zhì)；當(dāng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞趨近下止點(diǎn)時(shí)(或越過(guò)下止點(diǎn)時(shí))打開(kāi)所述排氣正時(shí)控制閥，氣體工質(zhì)直接或經(jīng)回?zé)崞?填料式回?zé)崞骰驘峤粨Q器式回?zé)崞?再被所述冷卻器冷卻后進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)內(nèi)被壓縮，或氣體工質(zhì)直接或經(jīng)回?zé)崞?填料式回?zé)崞骰驘峤粨Q器式回?zé)崞?進(jìn)入設(shè)有所述冷卻器的所述往復(fù)通道壓氣機(jī)并在其中同時(shí)被冷卻和壓縮，如此循環(huán)周而復(fù)始對(duì)外做功。其中在使用所述內(nèi)燃燃燒室的結(jié)構(gòu)中，由于燃料在所述內(nèi)燃燃燒室中燃燒會(huì)產(chǎn)生氣體工質(zhì)，將增大所述工質(zhì)閉合回路中氣體工質(zhì)的量，因此當(dāng)所述工質(zhì)閉合回路中壓力過(guò)大時(shí)，可經(jīng)所述工質(zhì)導(dǎo)出口導(dǎo)出部分工質(zhì)。本發(fā)明中，所謂的兩個(gè)裝置連通，是指流體可以在兩個(gè)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。本發(fā)明中，所謂的往復(fù)通道壓氣機(jī)是指進(jìn)氣口和排氣口一體化設(shè)置的壓氣機(jī)構(gòu)，例如氣缸上設(shè)有往復(fù)流通口的氣缸活塞機(jī)構(gòu)、可正反轉(zhuǎn)且一端連接儲(chǔ)氣罐的羅茨機(jī)構(gòu)等，所述的壓氣機(jī)構(gòu)是指能夠?qū)怏w進(jìn)行壓縮的裝置。本發(fā)明中，所謂的加熱器是指加熱流體和工質(zhì)不發(fā)生混合且能對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱的裝置，以及用太陽(yáng)能對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱的裝置；如熱交換器式加熱器、燃燒爐等。本發(fā)明中，所謂的內(nèi)燃燃燒室是指氧化劑和還原劑發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)后所形成的高溫產(chǎn)物直接作為循環(huán)工質(zhì)或與所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)事先存在的其它氣體混合后作為循環(huán)工質(zhì)的燃燒室。根據(jù)技術(shù)常識(shí)，需要在所述工質(zhì)閉合回路上設(shè)置氧化劑和還原劑的入口，或者將氧化劑和還原劑預(yù)先存入所述工質(zhì)閉合回路中。
本發(fā)明中，所謂的內(nèi)燃燃燒室可以設(shè)為內(nèi)燃連續(xù)燃燒室或內(nèi)燃間歇燃燒室，所述內(nèi)燃連續(xù)燃燒室是指其內(nèi)可以連續(xù)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)燃燃燒室；所述內(nèi)燃間歇燃燒室是指非連續(xù)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)燃燃燒室，所述內(nèi)燃間歇燃燒室可以是正時(shí)間歇燃燒室，在所述做功單元熱氣機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)中，所述內(nèi)燃燃燒室內(nèi)只發(fā)生一次燃燒化學(xué)反應(yīng)，燃燒化學(xué)反應(yīng)只在一個(gè)沖程內(nèi)發(fā)生；或者可以是正時(shí)長(zhǎng)間歇燃燒室，在所述做功單元熱氣機(jī)的多個(gè)工作循環(huán)中，所述內(nèi)燃燃燒室內(nèi)發(fā)生一次燃燒化學(xué)反應(yīng)；或者可以是長(zhǎng)正時(shí)間歇燃燒室，在所述做功單元熱氣機(jī)連續(xù)的多個(gè)工作循環(huán)中，所述內(nèi)燃燃燒室內(nèi)連續(xù)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)。本發(fā)明中，所謂的氣缸包括氣缸套、氣缸蓋以及由氣缸套和氣缸蓋所形成的容積空間，所述氣缸上的連通口可設(shè)置在氣缸蓋上，也可設(shè)置在氣缸套上。本發(fā)明中，所謂的熱交換器式回?zé)崞魇侵冈O(shè)在所述冷卻器之前的，能夠?qū)?lái)自所述加熱器或所述內(nèi)燃燃燒室流向所述冷卻器的高溫工質(zhì)的熱量傳遞給即將進(jìn)入所述加熱器或所述內(nèi)燃燃燒室的工質(zhì)的熱交換器。本發(fā)明中，所謂的填料式回?zé)崞魇侵府?dāng)高溫工質(zhì)流過(guò)多孔填料區(qū)域時(shí)將自身的熱量留給填料，當(dāng)?shù)蜏毓べ|(zhì)逆行流過(guò)多孔填料區(qū)域時(shí)吸收填料所存儲(chǔ)的熱量的裝置。本發(fā)明中，所謂的冷卻器是指能夠使工質(zhì)降溫的裝置，它可以是散熱器，也可以是熱交換器。本發(fā)明中，所謂的“四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)”是指氣缸上設(shè)進(jìn)氣口、排氣口、供氣口和回充口，在所述進(jìn)氣口、所述排氣口、所述供氣口和所述回充口處依次對(duì)應(yīng)設(shè)置進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、供氣門(mén)和回充門(mén)的氣缸活塞機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，所謂的“工質(zhì)閉合回路”是指由所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)、所述內(nèi)燃燃燒室(或所述加熱器)、所述冷卻器、所述往復(fù)通道壓氣機(jī)等及它們之間的連通通道構(gòu)成的工質(zhì)可循環(huán)流動(dòng)的空間。本發(fā)明中，所述做功單元熱氣機(jī)的工質(zhì)為在循環(huán)中不發(fā)生相變或不完全發(fā)生相變的氣體工質(zhì)，例如空氣、水和二氧化碳混合物、氦氣、氬氣、氫氣等。本發(fā)明中，在設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路的工作壓力(例如可以通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)導(dǎo)出口的開(kāi)啟壓力或者開(kāi)關(guān)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn))以及所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排量，以控制所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的質(zhì)量排量，使所述內(nèi)燃燃燒室排出的物質(zhì)的質(zhì)量流量M2大于從所述工質(zhì)閉合回路外導(dǎo)入所述內(nèi)燃燃燒室的物質(zhì)的質(zhì)量流量M1，也就是說(shuō)除了從所述工質(zhì)閉合回路外導(dǎo)入所述內(nèi)燃燃燒室的物質(zhì)外，還有一部分物質(zhì)是從所述工質(zhì)閉合回路中導(dǎo)入所述內(nèi)燃燃燒室的，由于所述內(nèi)燃燃燒室是設(shè)置在所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的，所以也就是說(shuō)從所述內(nèi)燃燃燒室排出的物質(zhì)至少有一部分流回所述內(nèi)燃燃燒室，即實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)和所述往復(fù)通道壓氣機(jī)之間有往復(fù)流動(dòng)。從所述工質(zhì)閉合回路外向所述內(nèi)燃燃燒室導(dǎo)入的物質(zhì)可以是氧化劑、還原劑、壓縮氣體或高溫燃?xì)獾?。本發(fā)明中，所謂的氣液缸是指可以容納氣體工質(zhì)和/或液體，并能承受一定壓力的容器，所述氣液缸被所述氣液隔離結(jié)構(gòu)分隔成氣體端和液體端，所述氣液缸的氣體端設(shè)有氣體工質(zhì)流通口，所述氣體工質(zhì)流通口用于與所述工質(zhì)閉合回路中的其他裝置或機(jī)構(gòu)連通；所述氣液缸的液體端設(shè)有液體流通口，所述液體流通口用于與液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和/或液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通。
本發(fā)明中，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)是指可以在所述氣液缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)體，如隔離板、隔離膜、活塞等，其作用是隔離所述氣液缸中的氣體工質(zhì)和液體，優(yōu)選地，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)和所述氣液缸密封滑動(dòng)配合。在所述活塞液體機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程中，根據(jù)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)處于所述氣液缸內(nèi)的不同位置，所述氣液缸內(nèi)可能全部是氣體工質(zhì)，也可能全部是液體，或者氣體工質(zhì)和液體同時(shí)存在。本發(fā)明中，所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的活塞連桿機(jī)構(gòu)不同，傳統(tǒng)的活塞連桿機(jī)構(gòu)中的活塞可受連桿的推力或拉力停下，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞行程的限制，而在所述氣液缸中，當(dāng)所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)做正功時(shí)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)受壓力向下止點(diǎn)方向移動(dòng)，將液體以高壓形式排出所述氣液缸并推動(dòng)液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)(例如液體馬達(dá))對(duì)外做功，當(dāng)液體即將排盡時(shí)，改變液體馬達(dá)工作模式或啟動(dòng)液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，使所述氣液缸內(nèi)的液體不再減少，此時(shí)液體會(huì)對(duì)所述氣液缸內(nèi)的所述氣液隔離結(jié)構(gòu)施加制動(dòng)力，使其停止，以防止其撞擊氣液缸的液體端底部的壁；當(dāng)不斷向所述氣液缸內(nèi)輸入液體時(shí)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)會(huì)不斷向上止點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)，停止向所述氣液缸內(nèi)輸入液體或者使所述氣液缸內(nèi)的液體減少(流出)，盡管如此，所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)仍然會(huì)由于慣性向上止點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，如果所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)的壓力不夠高，則會(huì)導(dǎo)致所述氣液隔離結(jié)構(gòu)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)而撞擊氣液缸頂部的壁，為了避免這種撞擊，需要使氣液缸內(nèi)氣體工質(zhì)的壓力足夠高，使其對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。本發(fā)明中，在所述做功單元熱氣機(jī)的工作過(guò)程中所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和是變化的，因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)保證在任何工作時(shí)刻都滿(mǎn)足“所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和”的條件，例如通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路中的工作壓力、調(diào)整氣液隔離結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、調(diào)整液體密度或調(diào)整液體深度等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，所述液體深度是指液體在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向上的液體的深度。所謂的“調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路中的工作壓力”是通過(guò)調(diào)整流入和/或流出所述工質(zhì)閉合回路的氣體工質(zhì)的體積流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如可以通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)導(dǎo)出口的開(kāi)關(guān)間隔、每次開(kāi)啟的時(shí)間和/或所述工質(zhì)導(dǎo)出口處控制閥的開(kāi)口大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，可以通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路中的壓力(例如可以通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)導(dǎo)出口的開(kāi)啟壓力或者開(kāi)關(guān)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn))，使所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的總慣性力，從而防止所述氣液隔離結(jié)構(gòu)與所述氣液缸碰撞。本發(fā)明中，所述低溫冷源是指能提供溫度在0°C以下的低溫物質(zhì)的裝置、機(jī)構(gòu)或儲(chǔ)罐，例如采用商業(yè)購(gòu)買(mǎi)方式獲得的儲(chǔ)存有低溫物質(zhì)的儲(chǔ)罐，所述低溫物質(zhì)可以是液氮、液氧、液氦或液化空氣等。在設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)氧化劑為液氧時(shí)，液氧可直接作為所述低溫物質(zhì)。所謂的液氧包括商業(yè)液氧或現(xiàn)場(chǎng)制備的液氧。本發(fā)明中，在設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室的結(jié)構(gòu)中，所述低溫冷源以直接與所述工質(zhì)閉合回路連通使所述低溫物質(zhì)與所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的工質(zhì)混合的方式，或者以經(jīng)換熱裝置使所述低溫物質(zhì)與所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的工質(zhì)換熱的方式，對(duì)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)中或即將進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)的工質(zhì)進(jìn)行冷卻處理。在設(shè)置所述加熱器的結(jié)構(gòu)中，所述低溫冷源以經(jīng)換熱裝置使所述低溫物質(zhì)與所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的工質(zhì)換熱的方式對(duì)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)中或即將進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)的工質(zhì)進(jìn)行冷卻處理。熱氣機(jī)是一種工作循環(huán)接近卡諾循環(huán)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其熱效率的計(jì)算可以參考卡諾循環(huán)熱效率計(jì)算公式:
，從中可知，當(dāng)冷源溫度T2下降時(shí)，熱效率n升高，而且向冷源排放的熱量減少，
如果冷源溫度T2下降幅度很大，即冷源溫度很低，則熱效率η很高，向冷源排放的熱量很小。由此推斷，可用溫度相當(dāng)?shù)偷牡蜏匚镔|(zhì)使冷源溫度T2大幅下降，從而大幅減少向冷源排放的熱量，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。溫度越低的低溫物質(zhì)(例如液氧、液氮或液氦等)，在制造過(guò)程中需要消耗越多的能量，但是就單位質(zhì)量而言，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率n提升的貢獻(xiàn)越大，就好比將能量存儲(chǔ)在溫度很低的物質(zhì)中，相當(dāng)于一種新型電池的概念，所述低溫物質(zhì)可以使用垃圾電等成本很低的能源來(lái)制造，從而有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用成本。本發(fā)明中，在設(shè)置所述內(nèi)燃燃燒室的結(jié)構(gòu)中，所述低溫冷源中的所述低溫物質(zhì)發(fā)揮冷卻作用后，既可導(dǎo)入所述工質(zhì)閉合回路中，作為所述做功單元熱氣機(jī)的循環(huán)工質(zhì)，也可不導(dǎo)入所述工質(zhì)閉合回路中。本發(fā)明中，所謂的氧化劑傳感器是指對(duì)所述工質(zhì)閉合回路中的氧化劑的含量進(jìn)行檢測(cè)的裝置。所述氧化劑傳感器對(duì)所述氧化劑控制裝置提供信號(hào)，所述氧化劑控制裝置根據(jù)所述氧化劑傳感器提供的信號(hào)以及預(yù)先設(shè)定的所述工質(zhì)閉合回路中靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的氧化劑含量設(shè)定值對(duì)氧化劑控制閥進(jìn)行控制以增加或減少向所述工質(zhì)閉合回路中供給氧化劑的量，達(dá)到調(diào)控所述工質(zhì)閉合回路中氧化劑的含量的目的。所述氧化劑含量的設(shè)定值可以是一個(gè)數(shù)值，也可以是一個(gè)數(shù)值區(qū)間，例如:所述工質(zhì)閉合回路中的氧化劑含量的設(shè)定值可以為5%、10%或10% 12%等。所述氧化劑傳感器可以設(shè)在遠(yuǎn)離所述內(nèi)燃燃燒室的所述工質(zhì)閉合回路上，可保證整個(gè)所述工質(zhì)閉合回路是在富氧(氧含量大于零)狀態(tài)下工作，使所述內(nèi)燃燃燒室內(nèi)發(fā)生穩(wěn)定的燃燒化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)還可以防止積碳的發(fā)生。本發(fā)明中，所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的工質(zhì)需要經(jīng)過(guò)壓縮、加熱升溫升壓、做功以及被冷卻的過(guò)程，這就要求所述工質(zhì)閉合回路能承受一定壓力，選擇性地，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可設(shè)為大于 2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、lOMPa、10.5MPa、IIMPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa、31MPa、32MPa、33MPa、34MPa、35MPa、36MPa、37MPa、38MPa、39MPa 或大于 40MPa。本發(fā)明中，所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)工質(zhì)壓力與其承壓能力相匹配，即所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的最高工質(zhì)壓力達(dá)到其承壓能力。本發(fā)明中，所謂的燃料可以是碳?xì)浠衔?、碳?xì)溲趸衔锘蚬腆w碳。需要指出的是:采用固體碳作為燃料燃燒后沒(méi)有水生成，且燃燒后產(chǎn)物中的二氧化碳濃度高，易液化；實(shí)施的過(guò)程中，固體碳可采用固體預(yù)先裝配、粉末化后噴入、粉末化后再用液體或氣體二氧化碳流化后噴入的方式進(jìn)入所述內(nèi)燃燃燒室。本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)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)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)。


圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9所示的是本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10所示的是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11所示的是本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12所示的是本發(fā)明實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13所示的是本發(fā)明實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14所示的是本發(fā)明實(shí)施例14的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15所示的是本發(fā)明實(shí)施例15的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16所示的是本發(fā)明實(shí)施例16的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:I氣缸活塞機(jī)構(gòu)、11進(jìn)氣口、12排氣口、2加熱器、3冷卻器、4往復(fù)通道壓氣機(jī)、40往復(fù)流通口、6進(jìn)氣正時(shí)控制閥、61排氣正時(shí)控制閥、7內(nèi)燃燃燒室、8工質(zhì)導(dǎo)出口、9填料式回?zé)崞鳌?5工質(zhì)回送系統(tǒng)、16液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)、17氣液隔離結(jié)構(gòu)、18氣液缸、19活塞液體機(jī)構(gòu)、50低溫冷源、51旁通口、52氧化劑控制裝置、55氧化劑源、58氧化劑傳感器、70附屬渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)、71附屬葉輪壓氣機(jī)、72附屬冷卻器、75附屬工質(zhì)導(dǎo)出口、80活塞式空氣壓縮機(jī)構(gòu)、81進(jìn)氣口、82排氣口、83供氣口、84回充口、91熱交換器式回?zé)崞鳌?00過(guò)程控制機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示的做功單元熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)1、加熱器2、冷卻器3和往復(fù)通道壓氣機(jī)4，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口 11和排氣口 12，所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4設(shè)為氣缸活塞式往復(fù)通道壓氣機(jī)，所述進(jìn)氣口 11與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的往復(fù)流通口 40連通，在所述進(jìn)氣口 11與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上設(shè)旁通口 51，所述排氣口 12與所述旁通口 51連通，在所述進(jìn)氣口 11和所述旁通口 51之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥6，在所述排氣口 12與所述旁通口 51之間的連通通道上設(shè)排氣正時(shí)控制閥61 ;所述加熱器2設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道上；所述冷卻器3設(shè)在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上。
本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以根據(jù)需要設(shè)定，比如可以設(shè)為大于 2MPa。可選擇地，所述加熱器2可改設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上，或在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道上和在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上同時(shí)設(shè)置或“同時(shí)設(shè)置且分別或擇一處設(shè)置兩個(gè)以上”。所述冷卻器3可改設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸上或改設(shè)在所述排氣口 12與所述旁通口 51之間的連通通道上代替設(shè)置在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上，或者，所述冷卻器3在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸上、所述排氣口 12與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上同時(shí)設(shè)置或“同時(shí)設(shè)置且分別或擇一處設(shè)置兩個(gè)以上”;所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4還可以設(shè)為其他形式的往復(fù)通道壓氣機(jī)。本實(shí)施例所述的做功單元熱氣機(jī)工作過(guò)程如下:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞處于上止點(diǎn)附近時(shí)，打開(kāi)所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6，經(jīng)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4增壓后的壓縮工質(zhì)流經(jīng)所述加熱器2所在連通通道時(shí)，壓縮工質(zhì)吸熱(恒溫吸熱、吸熱升壓或吸熱升溫)后推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞下行對(duì)外做功，當(dāng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞下行到一定程度時(shí)關(guān)閉所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6停止供送壓縮工質(zhì)；當(dāng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞趨近下止點(diǎn)時(shí)(或越過(guò)下止點(diǎn)時(shí))打開(kāi)所述排氣正時(shí)控制閥61，氣體工質(zhì)流經(jīng)所述冷卻器3所在連通通道時(shí)被冷卻后進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸內(nèi)被壓縮，如此循環(huán)周而復(fù)始對(duì)外做功。實(shí)施例2如圖2所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?1，所述旁通口 51與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?1的被加熱流體通道，所述旁通口 51與所述排氣口 12之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體通道，所述加熱器2改設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上，所述冷卻器3設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口40之間的連通通道上。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于30MPa。作為可以變換的實(shí)施方式，所述加熱器2可改設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?1的被加熱流體出口與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道上，或在上述兩處同時(shí)設(shè)置，或在上述兩處同時(shí)設(shè)置且分別或擇一處設(shè)置兩個(gè)以上。作為可以變換的實(shí)施方式，所述冷卻器3可以改設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4上代替設(shè)置在所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上，或者，所述冷卻器3可以在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4上和在所述述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上同時(shí)設(shè)置或“同時(shí)設(shè)置且分別或擇一處設(shè)置兩個(gè)以上”。實(shí)施例3如圖3所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:在所述旁通口 51與所述冷卻器3之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?。本實(shí)施例中，所述冷卻器3設(shè)置在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間連通通道上，作為可以變換的實(shí)施方式，所述冷卻器3可以改為設(shè)置在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4上代替設(shè)置在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間連通通道上，此時(shí)可以參照本實(shí)施例在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上設(shè)所述填料式回?zé)崞?。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力設(shè)為大于20MPa。實(shí)施例4如圖4所示的做功單元熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)1、內(nèi)燃燃燒室7、冷卻器3、往復(fù)通道壓氣機(jī)4和工質(zhì)導(dǎo)出口 8，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口 11和排氣口 12，所述進(jìn)氣口 11與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的往復(fù)流通口 40連通，在所述進(jìn)氣口 11與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上設(shè)旁通口 51，所述排氣口 12與所述旁通口 51連通，在所述進(jìn)氣口 11和所述旁通口 51之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥6，在所述排氣口 12與所述旁通口 51之間的連通通道上設(shè)排氣正時(shí)控制閥61 ;所述內(nèi)燃燃燒室7設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)，所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4設(shè)為氣缸活塞式往復(fù)通道壓氣機(jī)，所述冷卻器3設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸上；所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8設(shè)置在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于lOMPa?？蛇x擇地，所述內(nèi)燃燃燒室7可改設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道內(nèi)，或在同時(shí)設(shè)置在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道內(nèi)和所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)。所述冷卻器3還可擇一設(shè)在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上、所述排氣口 12與所述旁通口 51之間的連通通道上，或在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸上和在所述排氣口 12與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上同時(shí)設(shè)置；可以設(shè)定從所述內(nèi)燃燃燒室7排出的物質(zhì)的質(zhì)量流量大于從工質(zhì)閉合回路外導(dǎo)入所述內(nèi)燃燃燒室7的物質(zhì)的質(zhì)量流量；所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8可以設(shè)置在所述工質(zhì)閉合回路其他任何位置，不影響所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8發(fā)揮作用；所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4還可以設(shè)為其他形式的往復(fù)通道壓氣機(jī)。本實(shí)施例所述的做功單元熱氣機(jī)工作過(guò)程如下:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞處于上止點(diǎn)附近時(shí)，打開(kāi)所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6，將經(jīng)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4增壓后的壓縮工質(zhì)直接供送到所述內(nèi)燃燃燒室7內(nèi)，壓縮工質(zhì)在所述內(nèi)燃燃燒室7內(nèi)吸熱(恒溫吸熱、吸熱升壓或吸熱升溫)后推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞下行對(duì)外做功，當(dāng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞下行到一定程度時(shí)關(guān)閉所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6停止供送壓縮工質(zhì)；當(dāng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞趨近下止點(diǎn)時(shí)(或越過(guò)下止點(diǎn)時(shí))打開(kāi)所述排氣正時(shí)控制閥61，氣體工質(zhì)直接進(jìn)入設(shè)有所述冷卻器3的所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸并在其中同時(shí)冷卻和壓縮，如此循環(huán)周而復(fù)始對(duì)外做功。由于燃料在所述內(nèi)燃燃燒室7中燃燒會(huì)產(chǎn)生氣體工質(zhì)，將增大所述工質(zhì)閉合回路中氣體工質(zhì)的量，因此當(dāng)所述工質(zhì)閉合回路中壓力過(guò)大時(shí),可經(jīng)所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8導(dǎo)出部分工質(zhì)。實(shí)施例5如圖5所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?，具體的所述填料式回?zé)崞?設(shè)在所述旁通口 51與所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8之間。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于25MPa。當(dāng)所述冷卻器3設(shè)置在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上時(shí)，可以參照本實(shí)施例，在所述旁通口 51與所述冷卻器3之間的連通通道上設(shè)所述填料式回?zé)崞?。本實(shí)施例中，所述填料式回?zé)崞?設(shè)置所述旁通口 51與所述冷卻器3之間的連通通道的所述旁通口 51與所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8之間的部分上，這樣在需要導(dǎo)出的工質(zhì)被所述填料式回?zé)崞?加熱之前導(dǎo)出，避免了熱量的外排，當(dāng)然，所述填料式回?zé)崞?設(shè)置所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上的其他位置。實(shí)施例6如圖6所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?1，所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?1的被加熱流體通道，所述排氣正時(shí)控制閥61與所述排氣口 12之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體通道，所述冷卻器3改設(shè)在所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于40MPa。本實(shí)施例中，所述內(nèi)燃燃燒室7設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)，選擇性地，所述內(nèi)燃燃燒室7可設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?1的被加熱流體出口與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道內(nèi)，或在上述兩處分別設(shè)置；所述冷卻器3還可以改設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4上或改設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上的其他位置上，或在所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道上和所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4上同時(shí)設(shè)置；還可以將所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述旁通口 51之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?1的被加熱流體通道，將所述排氣正時(shí)控制閥61與所述旁通口 51之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?1的被冷卻流體通道。實(shí)施例7如圖7所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:取消設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)的所述內(nèi)燃燃燒室7，在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道上設(shè)內(nèi)燃燃燒室7，所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?1，所述進(jìn)氣口 11與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道設(shè)為所述熱交換式回?zé)崞?1的被加熱流體通道，所述熱交換式回?zé)崞?1的被冷卻流體入口與所述旁通口 51連通，所述熱交換式回?zé)崞?1的被冷卻流體出口設(shè)在所述旁通口 51與所述往復(fù)流通口 40之間的連通通道內(nèi)。本發(fā)明的所有未設(shè)置回?zé)崞?填料式回?zé)崞骰驘峤粨Q器式回?zé)崞?的實(shí)施方式中，都可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述熱交換式加熱器91。實(shí)施例8如圖8所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例5的區(qū)別在于:所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8改為設(shè)在所述旁通口 51與所述填料式回?zé)崞?之間的連通通道上，所述做功單元熱氣機(jī)還包括渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)70和葉輪壓氣機(jī)71，所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8與所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)70的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)70的工質(zhì)出口經(jīng)附屬冷卻器72與所述葉輪壓氣機(jī)71的工質(zhì)入口連通，所述葉輪壓氣機(jī)71的工質(zhì)出口與所述旁通口 51和所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6之間的連通通道連通；在所述附屬冷卻器72與所述葉輪壓氣機(jī)71的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)附屬工質(zhì)導(dǎo)出口 75。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于35MPa?？蛇x擇地，所述葉輪壓氣機(jī)71的工質(zhì)出口也可與所述工質(zhì)閉合回路的其他位置連通；所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8也可以改為設(shè)置在所述工質(zhì)閉合回路的其他位置上；所述附屬工質(zhì)導(dǎo)出口 75還可改設(shè)在所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)70的工質(zhì)出口和所述附屬冷卻器72之間的連通通道上；所述冷卻器3、所述填料式回?zé)崞?可以不設(shè)，也可以擇一設(shè)置或者可以改為設(shè)置在其它位置，或者參照實(shí)施6設(shè)置所述熱交換器式回?zé)崞?1。本實(shí)施例中，利用所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8導(dǎo)出的工質(zhì)再次做功，經(jīng)冷卻后導(dǎo)出一部分，剩下部分經(jīng)壓縮后再返回所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)。實(shí)施例9如圖9所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例5的區(qū)別在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80，所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80的供氣口 83與所述內(nèi)燃燃燒室7連通，所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80的所述回充口 84與所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8連通。本實(shí)施例中，工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于40MPa。本實(shí)施例中，所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80能利用所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8導(dǎo)出的工質(zhì)做功。所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80可以受使所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80受使其按照吸氣沖程-壓氣供氣沖程-氣體回充做功沖程-排氣沖程模式循環(huán)工作的控制機(jī)構(gòu)控制。作為可以變換的實(shí)施方式，所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8也可以設(shè)置在工質(zhì)閉合回路的其他位置；所述填料式回?zé)崞?可以不設(shè)，或者改為設(shè)置在其它位置，或者參照實(shí)施6設(shè)置所述熱交換器式回?zé)崞?1。實(shí)施例10如圖10所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例5的區(qū)別在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括氧化劑源55、氧化劑傳感器58和氧化劑控制裝置52，所述氧化劑傳感器58設(shè)在所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)，所述氧化劑傳感器58對(duì)所述氧化劑控制裝置52提供信號(hào)，所述氧化劑源55經(jīng)氧化劑控制閥53與所述工質(zhì)閉合回路連通，所述氧化劑控制裝置52控制所述氧化劑控制閥53。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于28MPa。選擇性地，所述氧化劑源55可以設(shè)為活塞式空氣壓縮機(jī)構(gòu)；所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8也可以改為設(shè)置在工質(zhì)閉合回路的其他位置上；所述填料式回?zé)崞?可以不設(shè)，或者改為設(shè)置在其它位置，或者參照實(shí)施6設(shè)置所述熱交換器式回?zé)崞?1 ;還可以參照實(shí)施例8在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)上設(shè)置所述附屬渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)70和附屬葉輪壓氣機(jī)71等的結(jié)構(gòu)或參照實(shí)施例9設(shè)置所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80 ;所述氧化劑傳感器58可設(shè)在所述工質(zhì)閉合回路的其他位置，例如設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)，設(shè)在連通通道內(nèi)或設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸內(nèi)等，用于檢測(cè)所述工質(zhì)閉合回路內(nèi)的氧含量，所述氧化劑傳感器58對(duì)所述氧化劑控制裝置52提供信號(hào)，所述氧化劑控制裝置52根據(jù)所述氧化劑傳感器58提供的信號(hào)以及預(yù)先設(shè)定的所述工質(zhì)閉合回路中靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的氧化劑含量設(shè)定值對(duì)氧化劑控制閥進(jìn)行控制以增加或減少向所述工質(zhì)閉合回路中供給氧化劑的量，達(dá)到調(diào)控所述工質(zhì)閉合回路中氧化劑的含量的目的。實(shí)施例11
如圖11所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例5的區(qū)別在于:所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4均設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)19，所述活塞液體機(jī)構(gòu)19包括氣液缸18和氣液隔離結(jié)構(gòu)17，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)17設(shè)在所述氣液缸18內(nèi)。本實(shí)施例中，可以將所述氣液缸18內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)17的壓力設(shè)為大于所述氣液缸18內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)17做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。所述氣液缸18的液體端與液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)16連通，所述液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)16與液體工質(zhì)回送系統(tǒng)15連通，所述液體工質(zhì)回送系統(tǒng)15與所述氣液缸18的液體端連通；所述液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)16和所述液體工質(zhì)回送系統(tǒng)15受過(guò)程控制機(jī)構(gòu)100控制。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于15MPa。在具體實(shí)施過(guò)程中，可將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4中的一個(gè)設(shè)為所述活塞液體機(jī)構(gòu)19，另一個(gè)根據(jù)使用的需要進(jìn)行選擇。作為可以變換的實(shí)施方式，所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8也可以設(shè)置在工質(zhì)閉合回路的其他位置；所述填料式回?zé)崞?可以不設(shè)，或者改為設(shè)置在其它位置，或者參照實(shí)施6設(shè)置所述熱交換器式回?zé)崞?1 ;還可以參照實(shí)施例8在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)上設(shè)置所述附屬渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)70和附屬葉輪壓氣機(jī)71等的結(jié)構(gòu)或參照實(shí)施例9設(shè)置所述四類(lèi)門(mén)氣缸活塞機(jī)構(gòu)80。本實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)同樣適用于本發(fā)明中的其它實(shí)施例，例如，在包含所述加熱器2的結(jié)構(gòu)中，可以參照本實(shí)施例，將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4均設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)19的結(jié)構(gòu)，或其中一個(gè)設(shè)為所述活塞液體機(jī)構(gòu)19，另一個(gè)根據(jù)使用的需要進(jìn)行選擇。實(shí)施例12如圖12所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括低溫冷源50，所述低溫冷源50用于提供低溫物質(zhì)，所述低溫物質(zhì)通過(guò)與所述填料式回?zé)崞?與所述冷卻器3之間的連通通道進(jìn)行熱交換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)即將進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的工質(zhì)進(jìn)行冷卻。選擇性地，所述低溫冷源50中的低溫物質(zhì)還可單獨(dú)或同時(shí)與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸進(jìn)行熱交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4中的工質(zhì)和/或即將進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的工質(zhì)進(jìn)行冷卻；在設(shè)置所述熱交換器式回?zé)崞?1的結(jié)構(gòu)中，可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述低溫冷源50 ;在不設(shè)所述熱交換器式回?zé)崞?1、也不設(shè)所述填料式回?zé)崞?的結(jié)構(gòu)中，可以在所述冷卻器3與所述排氣正時(shí)控制閥61之間的連通通道上設(shè)置所述低溫冷源50。實(shí)施例13如圖13所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例5的區(qū)別在于:所述工質(zhì)導(dǎo)出口 8改設(shè)在所述旁通口 51與所述填料式回?zé)崞?之間的連通通道上，所述做功單元熱氣機(jī)還包括低溫冷源50，所述低溫冷源50與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的氣缸連通，所述低溫冷源50用于提供低溫物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4中的工質(zhì)進(jìn)行冷卻。本實(shí)施例中，工質(zhì)閉合回路的承壓能力可以設(shè)為大于26MPa。選擇性地，所述低溫冷源50還可單獨(dú)或同時(shí)與連通所述往復(fù)流通口 40的連通通道連通，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4中的工質(zhì)和/或即將進(jìn)入所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4的工質(zhì)進(jìn)行冷卻；所述低溫冷源50提供的低溫物質(zhì)還可以參考實(shí)施例12通過(guò)熱交換的方式對(duì)所述進(jìn)排分置壓氣機(jī)4中的工質(zhì)和/或即將進(jìn)入所述進(jìn)排分置壓氣機(jī)4的工質(zhì)進(jìn)行冷卻；在設(shè)置所述熱交換器式回?zé)崞?1的結(jié)構(gòu)中，可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述低溫冷源50 ；在不設(shè)所述熱交換器式回?zé)崞?1、也不設(shè)所述填料式回?zé)崞?的結(jié)構(gòu)中，可以在所述冷卻器3與所述排氣正時(shí)控制閥61之間的連通通道上設(shè)置所述低溫冷源50。實(shí)施例14如圖14所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于:所述往復(fù)通道壓氣機(jī)4設(shè)為可正反轉(zhuǎn)且一端連接儲(chǔ)氣罐的羅茨機(jī)構(gòu)。實(shí)施例15如圖15所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)設(shè)填料式回?zé)崞?，所述加熱器2設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞與所述填料式回?zé)崞?之間的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)代替設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥6與所述進(jìn)氣口 11之間的連通通道上。實(shí)施例16如圖16所示的做功單元熱氣機(jī)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)設(shè)填料式回?zé)崞?，所述內(nèi)燃燃燒室7設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞與所述填料式回?zé)崞?之間的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開(kāi)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
1.一種做功單兀熱氣機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)、加熱器(2)和冷卻器(3),所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(1)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口(11)和排氣口(12)，其特征在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)，所述進(jìn)氣口(11)與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)的往復(fù)流通口(40)連通，在所述進(jìn)氣口( 11)與所述往復(fù)流通口( 40 )之間的連通通道上設(shè)旁通口( 51)，所述排氣口( 12 )與所述旁通口( 51)連通，在所述進(jìn)氣口( 11)和所述旁通口( 51)之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥(6 )，在所述排氣口( 12 )與所述旁通口( 51)之間的連通通道上設(shè)排氣正時(shí)控制閥(61);所述加熱器(2)設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上和/或設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥(6)與所述進(jìn)氣口(11)之間的連通通道上；所述冷卻器(3)設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)上和/或設(shè)在所述排氣口(12)與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上。
2.如權(quán)利要求1所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?91)，所述旁通口(51)與所述進(jìn)氣口(11)之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被加熱流體通道，所述旁通口(51)與所述排氣口(12)之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被冷卻流體通道，所述加熱器(2)設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被加熱流體出口與所述進(jìn)氣口(11)之間的連通通道上和/或設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上，所述冷卻器(3)設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上和/或設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)上。
3.如權(quán)利要求1所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:在所述冷卻器(3)設(shè)置在所述排氣口( 12 )與所述旁通口( 51)之間的結(jié)構(gòu)中，在所述排氣口( 12 )與所述冷卻器(3 )之間設(shè)熱交換式回?zé)崞?91)，所述熱交換式回?zé)崞?91)對(duì)進(jìn)入所述加熱器(2)之前的工質(zhì)進(jìn)行加熱；在所述冷卻器(3 )設(shè)置在所述旁通口( 51)與所述往復(fù)流通口( 40 )之間連通通道上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口( 51)與所述冷卻器(3)之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?9);在所述冷卻器(3)設(shè)置在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口(51)與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?9)。
4.一種做功單元熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)、內(nèi)燃燃燒室(7)和冷卻器(3)，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口(11)和排氣口(12)，其特征在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)和工質(zhì)導(dǎo)出口(8)，所述進(jìn)氣口(11)與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)的往復(fù)流通口(40)連通，在所述進(jìn)氣口(11)與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上設(shè)旁通口( 51)，所述排氣口( 12 )與所述旁通口( 51)連通，在所述進(jìn)氣口( 11)和所述旁通口(51)之間的連通通道上設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥(6)，在所述排氣口(12)與所述旁通口(51)之間的連通通道上設(shè)排氣正時(shí)控制閥(61);所述內(nèi)燃燃燒室(7)設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸內(nèi)和/或設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥(6 )與所述進(jìn)氣口( 11)之間的連通通道內(nèi)；所述冷卻器(3 )設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4 )上和/或設(shè)在所述排氣口( 12 )與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上；所述工質(zhì)導(dǎo)出口(8)設(shè)置在工質(zhì)閉合回路上。
5.如權(quán)利要求4所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:所述冷卻器(3)設(shè)在所述排氣正時(shí)控制閥(61)與所述往復(fù)流通口( 40 )之間的連通通道上，所述工質(zhì)導(dǎo)出口( 8 )設(shè)置在所述冷卻器(3 )與所述排氣正時(shí)控制閥(61)之間的連通通道上。
6.如權(quán)利要求4所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?91)，所述旁通口(51)與所述進(jìn)氣口(11)之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被加熱流體通道，所述旁通口(51)與所述排氣口(12)之間的連通通道設(shè)為所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被冷卻流體通道，所述內(nèi)燃燃燒室(7)設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被加熱流體出口與所述進(jìn)氣口(11)之間的連通通道內(nèi)和/或設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸內(nèi)，所述冷卻器(3)設(shè)在所述熱交換器式回?zé)崞?91)的被冷卻流體出口與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上和/或設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)上。
7.如權(quán)利要求4所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:在所述冷卻器(3)設(shè)置在所述排氣口(12)與所述旁通口(51)之間的結(jié)構(gòu)中，在所述排氣口(12)與所述冷卻器(3)之間設(shè)熱交換式回?zé)崞?91)，所述熱交換式回?zé)崞?91)對(duì)進(jìn)入所述內(nèi)燃燃燒室(7)之前的工質(zhì)進(jìn)行加熱；在所述冷卻器(3)設(shè)置在所述旁通口(51)與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口(51)與所述冷卻器(3)之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?9);在所述冷卻器(3)設(shè)置在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)上的結(jié)構(gòu)中，在所述旁通口(51)與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道上設(shè)填料式回?zé)崞?9)。
8.如權(quán)利要求1或4所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括熱交換器式回?zé)崞?91)，所述進(jìn)氣口(11)與所述往復(fù)流通口(40)之間的連通通道設(shè)為所述熱交換式回?zé)崞?91)的被加熱流體通道，所述熱交換式回?zé)崞?91)的被冷卻流體入口與所述旁通口(51)連通，所述熱交換式回?zé)崞?91)的被冷卻流體出口設(shè)在所述旁通口(51)與所述往復(fù)流通口(40)之間的 連通通道內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1或4所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:所述往復(fù)通道壓氣機(jī)(4)設(shè)為氣缸活塞式往復(fù)通道壓氣機(jī)。
10.如權(quán)利要求4所述做功單元熱氣機(jī)，其特征在于:所述做功單元熱氣機(jī)還包括渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)(70)和葉輪壓氣機(jī)(71)，所述工質(zhì)導(dǎo)出口(8)與所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)(70)的工質(zhì)入口連通，所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)(70)的工質(zhì)出口經(jīng)附屬冷卻器(72)與所述葉輪壓氣機(jī)(71)的工質(zhì)入口連通，所述葉輪壓氣機(jī)(71)的工質(zhì)出口與所述工質(zhì)閉合回路連通；在所述渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)(70)的工質(zhì)出口與所述葉輪壓氣機(jī)(71)的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)附屬工質(zhì)導(dǎo)出口(75)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種做功單元熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)、加熱器、冷卻器和往復(fù)通道壓氣機(jī)，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口與所述往復(fù)通道壓氣機(jī)的往復(fù)流通口連通，在所述進(jìn)氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上設(shè)旁通口，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與所述旁通口連通，在所述進(jìn)氣口和所述旁通口之間設(shè)進(jìn)氣正時(shí)控制閥，在所述排氣口與所述旁通口之間設(shè)排氣正時(shí)控制閥；所述加熱器設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上和/或設(shè)在所述進(jìn)氣正時(shí)控制閥與所述進(jìn)氣口之間的連通通道上；所述冷卻器設(shè)在所述往復(fù)通道壓氣機(jī)上和/或設(shè)在所述排氣口與所述往復(fù)流通口之間的連通通道上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高。
文檔編號(hào)F02G1/045GK103195606SQ20131008648
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司