专利名称：封闭式内循环液气转换发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机，尤其是一种利用高挥发性低沸点溶液作为蒸汽源来推动汽缸内的活塞使曲轴、飞轮转动的“封闭式内循环液气转换发动机”。
背景技术：
目前，无论是蒸汽机，内燃机还是电动机都要消耗能源。同时还会排放二氧化碳污染大气环境。核电能效极大，但它的安全性已越来越引起人们的担心。
发明内容
本发明提供一种只需用高于常温下是液体的高挥发性溶液的沸点的温水就能使这种溶液气化并形成高压气体来推动装置在气化罐前面的汽缸中的活塞驱使曲轴、飞轮运·转的“封闭式内循环液气转换发动机”。以解决上述问题。本发明“封闭式内循环液气转换发动机”解决技术问题所采取的具体方案是采用不锈钢板制成上部有一进水管，下部有一出水管，底部装有电加热管和水位、水温控制器的热水箱以及能将热水箱置于其中的内壁具有凸棱的热水箱的外套壳。把热水箱装进外套壳中，把热水箱的电加热管、水位、水温控制器上的导线引出外界。同时把热水箱上的进水管与出水管的管壁和外套壳的顶面及底面的接触处用电焊密封起来。然后抽出热水箱与外套壳夹层中的空气，制成具有真空保温作用的热水箱。采用具有耐压、防腐功能的钢材制成上有出气孔、下有加液口的溶液加热室和能将溶液加热室装进其中的，底部装有电热恒温盘，上部有输入热水的进水管，下部有一废热水排出管的气化罐。将溶液加热室装入气化罐内，同时把溶液加热室上的出气口和加液口同气化罐的接触处密封好，再将气化罐的热水输入管与保温热水箱上的出水管连通起来，把气化罐上的废热水排出管连通在中间装有一只水泵的管道上，也可使废热水管通过连通热水箱的进水管回流进热水箱中再利用，使之形成一个加热水的循环系统。同时将溶液加热室上部的出气口连通在一只增压气泵的进气管上。采用耐腐蚀的不锈钢管制成螺旋状的冷凝器并把它装置在用不锈钢板制成的上有冷水输入管下有废冷水管的冷却罐内。同时将冷凝器的上下管口分别伸出冷却罐的顶面和底面并把接触处密封好。采用防腐蚀的不锈钢板制成具有一只密封盖的加液口，气化液输入口和溶液输出口的溶液的储液桶。把储液桶上的气化液输入管与冷凝器下方的出液管用不锈钢管连接起来，同时把储液桶上的溶液输出口与气化罐内的溶液加热室上的加液管口连接在中间装有一只加液泵的管道上。另外，把冷却罐的上口连通在冷水输入管道上，把冷却罐底部的管口连通在中间装有一只冷水泵的废冷水排出管道上。排出的冷废水可以用管道引进太阳能热水器中形成一个冷却水再利用的循环系统。采用耐压、防腐的钢材制成面上有二只进气口和二只排气口，前面中间部位有一活塞推柄孔的发动机的汽缸并在汽缸中装置进带有推柄的活塞。同时，在汽缸的二只进气口与排气口上各安装一只电磁阀门。然后用不锈钢管将汽缸上的二只进气口与气化罐的溶液加热室上的出气口上方的增压气泵上的高压气输出管道连通起来，将汽缸上的二只排气口与冷凝器的上口用不锈钢管连通起来。这样，就形成了一个封闭式的液气转换的内循环系统和一个加热温水的循环系统以及一个由冷凝器、冷却罐连通冷水管组成的水冷液化系统。将汽缸装置在钢制机架上，在伸出汽缸的活塞的推柄头端活络固定一根用销轴定位的连杆，并在销轴的二头各活络固定一只滑块，同时把滑块活络固定在位于机架上的左右二条导轨的滑槽中。与推柄活络连接的连杆的另一头活络固定在钢质的曲轴上，曲轴用铜套和轴座活络连接并通过轴座固定在机架上，曲轴的一个头端固定一只飞轮。在机架上还固定着一只内部装置着本新型发动机的自动控制电路的电器箱。在位于汽缸前面的固定在机架上的二条导轨的二头各安装一只光电开关，位于同一头端的二只开关各主管汽缸上的一组进、排气阀门，当一只开关开启了原先关着的进、排气阀门时另一只开关即将原先开着的那一组进、排气阀门关闭。这样，就促使活塞在汽缸内不停地往复伸缩而带动推柄、连杆、曲轴和飞轮作出机械运动。把本新型发动机的用电器上的导线与本发明的自动控制电路上的相关连接点焊接起来，同时引出电源线以便外接。在溶液储存桶中灌进一定量的正戊烷C5H12后盖紧加液口上的盖子，在冷却罐的冷水进口管上接通自来水，在热水箱的进水管上连通太阳能热水器的热水输出管。至此，本发明“封闭式内循环液气转换发动机”即可使用。使用前先连线电源再推上电闸，这时热水管上的热水水泵和溶液输送管上的加液泵在自动控制电路的指令下进入工作程序，在气化罐内的溶液加热室中进入额定量的正戊烷C5H12和气化罐的保温水室内灌满热水之后， 水泵和加液泵自动停机。这时气化罐底部的电热恒温盘通电进入工作状态。因为正戊烷C5H12的沸点是36. I°C，溶液加热室内的正戊烷C5H12在保温水室中60°C的热水的加温下迅速气化。这时，增压气泵不断地将这种气体压进高压气输送管内使气压不断地升高。这时高压气体经过连通在汽缸上的高压气管道从汽缸上开着的进气口进入汽缸推动活塞。当活塞推柄头部二侧的滑块接近位于导轨内侧的滑槽的另一头端时，装置在导轨这一头上的光电开关即把原先开着的汽缸上的进、排气口上的电磁阀门关闭，而另一只光电开关同时将原先关闭着的进、排气阀门打开，于是活塞又被反向推回。活塞的往复运动使废气不断从汽缸的排气口挤出并通过气体管道进入冷却罐内的螺旋状冷凝器中液化还原成正戊烷C5H12流进溶液的储液桶中。活塞的反复伸缩带动了活络连接在推柄头部的连杆，使连杆不停地转动曲轴使固定在曲轴头端的飞轮不停地旋转。由于溶液加热室外套着的气化罐底部的电热恒温盘能够使气化罐内的保温水室中的热量恒定在60°C上，因此气化罐内的溶液加热室内的溶液会不间断地被气化并经增压气泵增压形成高压气体，所以不关断发动机的电源发动机是不会停机的。如果溶液加热室中的溶液减少到需要补充时，装置在溶液加热室内的液位计就会发出信号给自动控制电路而启动加液泵向气化罐内的溶液加热室中加注溶液，当溶液满至定量时加液泵自动停止运转。在气化罐的保温水室内的热水减少到需要补充时，装置在保温水室内的液位控制器同样会发出信号给自动控制电路启动热水水泵从热水箱中抽来热水补充直至加满后自动停机。本发明的自动控制电路是根据本新型发动机的工作程序编制的，是一种适用于“封闭式内循环液气转换发动机”的专用集成电路。本发明“封闭式内循环液气转换发动机”的有益效果是由于本新型发动机采用了低沸点、高挥发的溶液C5H12作为蒸汽源并利用太阳能来加温热水使溶液在热水的作用下迅速气化。同时，对所有产生的气体进行压缩成为能推动机器运转的高压气体。从而，本新型发动机就可以配合太阳能热水器和光伏电池建造起一座低能耗、高效率、无污染、无碳排，既清洁又安全的真正意义上的太阳能发电站。此外，本新型发动机还开创了无明火、非高温的，应用化学试剂作为蒸汽气源来推动机器运转的先例，为制造无碳排的工作母机闯出了一条新路。同时，改用空气加热和冷气液化，本发动机的体积就能大大缩小，可以装置在车、船上使用。
下面结合附图及实施例对本发明“封闭式内循环液气转换发动机”作进一步的说明附图I是本发明“封闭式内循环液气转换发动机”的总体结构剖视图。附图2是本发明“封闭式内循环液气转换发动机”的动力结构的工作原理的剖视图。
附图3是本发明“封闭式内循环液气转换发动机”的封闭式内循环液气转换系统示意图。附图4是本发明“封闭式内循环液气转换发动机”的冷、热水运行系统的示意图。图中I、气化罐2、溶液加热室3、电热管4、热水箱5、热水输出管6、热水进水管7、增压气泵8、曲轴9、冷水输入管10、轴座11、飞轮12、机架板13、导轨架板14、汽缸15、电路箱16、废气输送管17、螺旋冷凝器18、冷却罐19、冷却水室20、桶盖21、储液桶22、冷水泵23、高压气输送管24、输液泵25、溶液输送管26、电恒温盘27、废冷水排放管道28、保温水室29、废温水排放管30、热水泵31、连杆32、前右光电开关33、销轴34、滑块35、滑槽36、右导轨37、后左光电开关38、后右光电开关39、前右电磁气阀40、后右电磁气阀41、活塞42、推柄43、后左电磁气阀44、前左电磁气阀45、左导轨46、推柄钳口 47、前左光电开关48、连杆连接头
具体实施例方式在图I中的热水箱(4)是采用不锈钢板制成的顶部有一热水进水管出)，一侧下方有一热水输出管(5)，箱内底部有一电热管(3)的，由内外二只箱体套置起来的，夹层中间是真空的具有保温功能的储存热水的箱体。热水箱(4)中的热水可以由电热管(3)加热，也可以由太阳能热水器供给。如果热水水温正常电热管(3)会自动断电，但是热水温度降低到不够标准时电热管又会自动通电加温热水。热水箱(4)通过热水输出管(5)连通气化罐(1)，气化罐(I)是采用具有耐压、防腐的钢材制成的顶端连通在热水箱(4) 一侧下方的热水输出管(5)上，气化罐(I)的一侧下方的管口连通在中间有一只热水水泵(30)的废温水排放管(29)上。气化罐(I)是由内外二只罐体套置而成的，其内外层之间是一保温水室
(28)。其内罐就是溶液加热室(2)，溶液加热室(2)的一侧上部的气体输出口连通在增压气泵(7)的气体输入管上，增压气泵(7)上的气体输出口连通在高压气体输送管(23)上。溶液加热室(2)的另一侧下方的口子连通在中间装有一只输液泵(24)的溶液输送管(25)上，在气化罐⑴的底部还装有一只电恒温盘(26)。气化罐⑴内的溶液加热室⑵通过溶液输送管(25)和输液泵(24)与储液桶(21) —侧下方的溶液输出口相连通。储液桶(21)是采用防腐功能好的钢板制成的，储液桶(21)的顶部有溶液加入口，溶液加入口上配有一只密封性能很好的桶盖(20)。在桶盖(20)边上有一还原溶液的进入口，还原溶液进入口与一用不锈钢材制成的冷却罐(18)中的冷却水室(19)内的螺旋冷凝器(17)相连通，螺旋冷凝器(17)的上部管口连通在废气输送管(16)上。冷却罐(18)顶端的口子与冷水输入管
(9)相连通，冷却罐(18)底部的出废冷水的口子连通在中间装有一只冷水水泵(22)的废冷水排放管道(27)上，或者连通在太阳能热水器的冷水进水管道上。在图2中的汽缸(14)是采用耐压、防腐性能好的钢材制成的，汽缸(14)的壁上有二只进气口和二只出气口，前面中心部位有一活塞推柄孔的发动机的汽缸缸体。在汽缸(14)的二只进气口和二只出气口上分别装置前右电磁气阀(39)、后右电磁气阀(40)、前左电磁气阀(44)和后左电磁气阀
(43)。同时，通过汽缸(14)上的推柄孔把用同一种钢材制成的活塞(41)和推柄(42)安装在汽缸(14)上。在推柄(42)前端的推柄钳口(46)中插入钢制连杆(31)尾部的连杆接头
(48)并用钢制销轴(33)穿人连接孔中将推柄(42)与连杆(31)活络相连，同时在销轴(33)的二端各活络插固一只滑块(34)。采用同样的钢材制成曲轴(8)、轴座(10)、飞轮(11)，并把飞轮(11)装置在曲轴(8)的头端。将连杆(31)的另一头用铜套衬入后，活络固定在曲轴(8)上。同时，用铜套衬衬好后将轴座(10)的头部活络固定在曲轴(8)上。然后，把经过上述装配后的汽缸(14)和曲轴(8)固定到机架板(12)上。用钢制的右导轨(36)与左 导轨(45)上的滑槽(35)活络插进推柄(42)头部二侧的铜质滑块(34)，同时把左右二根导轨固定在汽缸(14)前面的机架板(12)的导轨架板(13)上。在右导轨(36)的前端装置一只前右光电开关(32)，其后端装置后右光电开关(38)，在左导轨(45)的前端装置前左光电开关(47)，其后端装置后左光电开关(37)。把汽缸(14)上的前右电磁气阀(39)和后右电磁气阀(40)连通在高压气输送管(23)上,把汽缸(14)上的前左电磁气阀(44)和后左电磁气阀(43)连通在废气输送管(16)上。用导线把本发动机上的用电器与本发明的自动控制电路上的相关连接点焊接起来，再把自动控制电路装置在电路箱(15)内，同时把电路箱
(15)固定在机架板(12)上并在引出的电源线上装上电闸。至此，本发明“封闭式内循环液气转换发动机”即可使用。使用前打开桶盖(20)在储液桶(21)中加进一定量的C5H12后拧紧桶盖(20)，在冷水输入管(9)上接通自来水或水源池，把热水箱(4)上的热水进水管
(6)连通在太阳能热水器的热水输出管上。然后，接通电源开启电闸。这时热水泵(30)与输液泵(24)在自动控制电路的指令下进入工作程序。于是气化罐(I)的溶液加热室(2)中便输进从储液桶(21)中抽取过来的C5H12，热水箱(4)和气化罐(I)内的保温水室(28)中已进入从太阳能热水器里输送过来的热水。在热水箱(4)和保温水室(28)灌满热水和溶液加热室(2)内输入一定量的C5H12时，热水泵(30)和输液泵(24)便自动停机。如果热水箱(4)与保温水室(28)内的水温偏低则装置在热水箱(4)和保温水室(28)内的水温控制器就会发出电信号给自动控制电路而导通热水箱(4)和保温水室(28)底部的电热管
(3)与电恒温盘(26)的电路对热水进行加温直到水温升至60°C。因为正戊烷C5H12的沸点是36. 1°C，所以在保温水室(28)内60°C的热水的加温下溶液加热室(2)中的C5H12迅速气化。在自动控制电路的程序的控制下位于气化罐(I)上方的增压气泵(7)就将溶液加热室(2)内的气体不断地压进高压气体输送管(23)中而使管道内的气压急剧上升。这种高压气体从汽缸(14)上开着的前右电磁气阀(39)进入就将活塞(41)向汽缸(14)的后部推进，这时废气受到挤压便从开着的后左电磁气阀(43)出来进入废气输送管(16)。在推柄
(42)头部两侧的滑块(34)接近右导轨(36)后部的后右光电开关(38)和左导轨(45)的后左光电开关(37)时,原先开着的前右电磁气阀(39)和后左电磁气阀(43)就被后左光电开关(37)关闭，而后右电磁气阀(40)和前左电磁气阀(44)同时被后右光电开关(38)开启。这时，高压气体又从后右电磁气阀(40)进入汽缸(14)而把活塞(41)推到汽缸(14)的前部。这时废气也从前左电磁气阀(44)中排出进入废气输送管(16)。当推柄(42)头部两侧的滑块(34)接近右导轨(36)上的前右光电开关(32)与左导轨(45)上的前左光电开关
(47)时,汽缸(14)上的前右电磁气阀(39)和后左电磁气阀(43)又被前右光电开关(32)打开，而后右电磁气阀(40)与前左电磁气阀(44)又同时被前左光电开关(47)关闭。于是，活塞(41)就又再次被推回汽缸(14)的后部。如此反复运作使活塞(41)在汽缸(14)内不停地伸缩而带动连杆(42)拉转曲轴(8)使飞轮(11)不停地旋转。活塞(41)的运动使废气不断地从汽缸(14)中排出经过废气输送管(16)进入冷却罐(18)内的螺旋冷凝器(17)中。在冷却水室(19)内的冷水降温后废气重新被液化为C5H12流进储液桶(21)中。如果气化罐(I)内的溶液加热室(2)中的溶液减少到需要补充时，装置在溶液加热室(2)内的液位控制器就会发出电信号给自动控制电路而启动输液泵(24)向气化罐(I)的溶液加热室(2)中补充C5H12至额定量时为止。在气化罐(I)的保温水室(28)内的热水减少到需 要补充时，装置在保温水室(28)中的液位控制器同样会发出电信号给自动控制电路启动热水泵(30)从热水箱(4)内抽来热水加以补充直到灌满为止。
权利要求
1.一种“封闭式内循环液气转换发动机”的汽缸(14)的四只气孔上分别装置前右电磁气阀(39)、后右电磁气阀(40),前左电磁气阀(44)和后左电磁气阀(43),前右电磁气阀(39)与后右电磁气阀(40)连通在高压气输送管(23)上,前左电磁气阀(44)和后左电磁气阀(43)连通在废气输送管(16)上，前右电磁气阀(39)和后左电磁气阀(43)的开启由装置在右导轨(36)前端的前右光电开关(32)控制，后右电磁气阀(40)与前左电磁气阀(44)的关闭由装置在左导轨(45)的滑槽前端的前左光电开关(47)控制，后右电磁气阀(40)与前左电磁气阀(44)的开启由装置在右导轨(36)后部的后右光电开关(38)控制，前右电磁气阀(39)与后左电磁气阀(43)的关闭由装置在左导轨(45)的后左光电开关(37)控制，其特征是当高压气体通过高压气输送管(23)从汽缸(14)上的前右电磁气阀(39)进入后活塞(41)就被推向汽缸(14)的后部，同时汽缸(14)后部的废气在活塞的推挤下就通过开着的后左电磁气阀(43)进入废气输送管(16)，在活塞(41)的推柄(42)头部二侧的滑块(34)退回到导轨后部时就引发了装置在左导轨(45)后部的后左光电开关(37)而将前右电磁气阀(39)和后左电磁气阀(43)关闭,在此同时位于右导轨(36)后部的后右光电开关(38)即把汽缸(14)上的后右电磁气阀(40)和前左电磁气阀(44)打开,这样,高压气体便从后右电磁气阀(40)进入汽缸(14)而将活塞(41)再次推向汽缸(14)的前部，废气也从开着的前左电磁气阀(44)中挤出而进入废气输送管(16)，活塞(41)的反复伸缩牵着连杆(31)旋转曲轴(8)和飞轮(11)使发动机不断运转。
2.按权利要求I所述的“封闭式内循环液气转换发动机”的特征还在于气化罐(I)的底部装有一只电恒温盘(26)，气化罐(I)内的溶液加热室(2)中的溶液C5H12是通过溶液输送管(25)上的输液泵(24)从储液桶(21)中抽取过来的，气化罐(I)的保温水室(28)中的加热用水是由热水泵(30)从热水箱(4)内抽取过来的，气化罐(I)内产生的气体还经过增压气泵(7)加压进入高压气输送管(23)中的。
3.按权利要求I所述的“封闭式内循环液气转换发动机”的特征还在于从汽缸(14)中排放出来的废气通过废气输送管(16)进入冷却罐(18)内的螺旋冷凝器(17)中被液化还原为C5H12并流入储液桶(21)中的，冷却罐(18)内的冷却水室(19)中的冷却水是由冷水泵(22)抽进其内并经废冷水管道(27)排出的，废冷水也能用管道引入太阳能热水器内再利用。
全文摘要
一种“封闭式内循环液气转换发动机”是利用在常温下是液体的高挥发低沸点溶液作为蒸汽源，并以热水水温将溶液气化后再进行增压形成高压气体来推动机器运转的低能耗高效率无排放的环保型的新型发动机。
文档编号F01B29/10GK102797507SQ20111015404
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者沈永培 申请人:沈永培