偏压发动机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种偏压发动机，包括气缸活塞机构、压气机构、冷膨胀机构和热膨胀机构，所述压气机构的排气口经排热器与所述冷膨胀机构的进气口连通，所述冷膨胀机构的排气口与所述气缸活塞机构的进气口连通，所述气缸活塞机构的排气口与所述热膨胀机构的进气口连通，所述气缸活塞机构对外输出动力。本发明所述偏压发动机具有能量利用率高的优点，并能较大幅度提高发动机的效率。
【专利说明】
偏压发动机
技术领域
[0001 ]本发明涉及热能及动力领域，具体涉及一种偏压发动机。【背景技术】
[0002]增压活塞式内燃机只能增加发动机的升功率并不能增加发动机的效率，因此需要发明一种既能够利用活塞式内燃机排气能量又能提高效率的新型发动机。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下:
[0004]方案1: 一种偏压发动机，包括气缸活塞机构、压气机构、冷膨胀机构和热膨胀机构，所述压气机构的排气口经排热器与所述冷膨胀机构的进气口连通，所述冷膨胀机构的排气口与所述气缸活塞机构的进气口连通，所述气缸活塞机构的排气口与所述热膨胀机构的进气口连通，所述气缸活塞机构对外输出动力。
[0005]方案2:在方案1的基础上，进一步使所述冷膨胀机构和/或所述热膨胀机构对发电机输出动力。
[0006]方案3:在方案1的基础上，进一步使所述冷膨胀机构和/或所述热膨胀机构对附属压气机输出动力。
[0007]方案4:在方案1至3中任一方案的基础上，进一步使所述压气机构、所述冷膨胀机构和所述热膨胀机构联动设置。
[0008]方案5:在方案1至3中任一方案的基础上，进一步使所述压气机构、所述冷膨胀机构和所述热膨胀机构共轴设置。
[0009]方案6:在方案1的基础上，进一步使所述压气机构、所述冷膨胀机构、所述热膨胀机构和所述气缸活塞机构的曲轴联动设置。
[0010]方案7:在方案1的基础上，进一步使所述压气机构、所述冷膨胀机构、所述热膨胀机构和所述气缸活塞机构的曲轴共轴设置。
[0011]方案8:在方案1的基础上，进一步使所述压气机构设为叶轮压气机构，所述冷膨胀机构设为冷透平，所述热膨胀机构设为热透平。
[0012]方案9:在方案8的基础上，进一步使所述冷透平和/或所述热透平对发电机输出动力。
[0013]方案10:在方案8的基础上，进一步使所述冷透平和/或所述热透平对附属压气机输出动力。
[0014]方案11:在方案8至10中任一方案的基础上，进一步使所述叶轮压气机构、所述冷透平和所述热透平联动设置。
[0015]方案12:在方案8至10中任一方案的基础上，进一步使所述叶轮压气机构、所述冷透平和所述热透平共轴设置。
[0016]方案13:在方案8的基础上，进一步使所述叶轮压气机构、所述冷透平、所述热透平和所述气缸活塞机构的曲轴联动设置。
[0017]本发明中，所谓的“冷膨胀机构”和“热膨胀机构”均是指膨胀机构，为了区分且根据两者的工作温度分别定义为冷膨胀机构和热膨胀机构。
[0018]本发明中，所谓的“冷透平”和“热透平”均是指透平(包括涡轮)，为了区分且根据两者的工作温度分别定义为冷透平和热透平。
[0019]本发明中，在某一部件名称前加所谓的“附属”仅是为了区分两个名称相同的部件。
[0020]本发明中通过所述压气机构、所述冷膨胀机构和所述热膨胀机构的设置将发动机的排气能利用的同时，相比增压活塞式内燃机降低了发动机的进气温度，从而大大提高了发动机的效率。
[0021]本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为:在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但又是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为:任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为:任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和;之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。
[0022]本发明人认为:热机工作的基本逻辑是收敛一受热一发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大； 所谓受热就是工质的吸热过程;所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20%左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20%左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。
[0023]本发明中，可选择性地选择在所述气缸活塞机构的气缸内设置燃烧室。
[0024]本发明中，所述应根据公知技术设置燃烧室。
[0025]本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
[0026]本发明的有益效果如下:本发明所述偏压发动机具有能量利用率高的优点，并能较大幅度提高发动机的效率。【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例1的结构示意图；
[0028]图2为本发明实施例2的结构示意图；
[0029]图3为本发明实施例3的结构示意图；
[0030]图4为本发明实施例4的结构示意图；
[0031]图5为本发明实施例5的结构示意图；
[0032]图6为本发明实施例6的结构示意图；
[0033]图7为本发明实施例7的结构示意图；
[0034]图中:
[0035]1气缸活塞机构、2压气机构、21叶轮压气机构、3冷膨胀机构、31冷透平、4热膨胀机构、41热透平、5排热器、6发电机、7附属压气机、8曲轴。【具体实施方式】
[0036]实施例1
[0037]如图1所示的偏压发动机，包括气缸活塞机构1、压气机构2、冷膨胀机构3和热膨胀机构4，所述压气机构2的排气口经排热器5与所述冷膨胀机构3的进气口连通，所述冷膨胀机构3的排气口与所述气缸活塞机构1的进气口连通，所述气缸活塞机构1的排气口与所述热膨胀机构4的进气口连通，所述气缸活塞机构1对外输出动力。
[0038]实施例2
[0039]如图2所示的偏压发动机，其在实施例1的基础上，进一步使所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4对发电机6输出动力。
[0040]作为可以变换地实施方式，所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4可以择一对所述发电机6输出动力。[〇〇41 ] 实施例3
[0042]如图3所示的偏压发动机，其在实施例1的基础上，进一步使所述压气机构2、所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4共轴。
[0043]实施例4
[0044]如图4所示的偏压发动机，其在实施例2的基础上，进一步使所述压气机构2、所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4共轴。
[0045]实施例5
[0046]如图5所示的偏压发动机，其在实施例3的基础上，进一步使所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4对附属压气机7输出动力。
[0047]作为可以变换地实施方式，所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4可以择一对附属压气机7输出动力。
[0048]实施例3至5中均是通过共轴的方式使所述压气机构2、所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4联动，作为可以变换地实施方式，能够实现所述压气机构2、所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4联动设置的方式有很多，例如，经齿轮组等。
[0049]实施例2、4和5中均是通过共轴的方式使所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4对发电机6或附属压气机7输出动力，作为可以变换地实施方式，能够实现所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4的动力输出的方式有很多，例如，经齿轮组等。
[0050]实施例6
[0051]如图6所示的偏压发动机，在实施例1的基础上，进一步使所述压气机构2、所述冷膨胀机构3、所述热膨胀机构4和所述气缸活塞机构1的曲轴8共轴设置。[〇〇52]本实施例中是通过共轴的方式使所述压气机构2、所述冷膨胀机构3和所述热膨胀机构4和所述气缸活塞机构1的曲轴8联动，作为可以变换地实施方式，能够实现所述压气机构2、所述冷膨胀机构3、所述热膨胀机构4和所述气缸活塞机构1的曲轴8联动设置的方式有很多，例如，经齿轮组等。
[0053] 实施例7[〇〇54]如图7所示的偏压发动机，其在实施例1的基础上，进一步将所述压气机构2设为叶轮压气机构21，所述冷膨胀机构3设为冷透平31，所述热膨胀机构4设为热透平41。
[0055]作为可变换的实施方式，本发明上述所有实施方式中均可以参照本实施例将所述压气机构2设为叶轮压气机构21，所述冷膨胀机构3设为冷透平31，所述热膨胀机构4设为热透平41，其中在包括所述附属压气机7的实施方式中，也可以将所述附属压气机7设为叶轮式压气机构。[〇〇56]本发明上述各实施方式中的结构特征在不冲突的情况下可以相互组合。[〇〇57]显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种偏压发动机，包括气缸活塞机构(1)、压气机构(2)、冷膨胀机构(3)和热膨胀机 构(4 )，其特征在于:所述压气机构(2)的排气口经排热器(5)与所述冷膨胀机构(3)的进气 口连通，所述冷膨胀机构(3)的排气口与所述气缸活塞机构(1)的进气口连通，所述气缸活 塞机构(1)的排气口与所述热膨胀机构(4)的进气口连通，所述气缸活塞机构(1)对外输出 动力。2.如权利要求1所述偏压发动机，其特征在于:所述冷膨胀机构(3)和/或所述热膨胀机 构(4)对发电机(6)输出动力，或所述冷膨胀机构(3)和/或所述热膨胀机构(4)对附属压气 机(7)输出动力。3.如权利要求1或2所述偏压发动机，其特征在于:所述压气机构(2)、所述冷膨胀机构 (3)和所述热膨胀机构(4)联动设置。4.如权利要求1或2所述偏压发动机，其特征在于:所述压气机构(2)、所述冷膨胀机构 (3)和所述热膨胀机构(4)共轴设置。5.如权利要求1所述偏压发动机，其特征在于:所述压气机构(2)、所述冷膨胀机构(3)、 所述热膨胀机构(4)和所述气缸活塞机构(1)的曲轴(8)联动设置，或所述压气机构(2)、所 述冷膨胀机构(3)、所述热膨胀机构(4)和所述气缸活塞机构(1)的曲轴(8)共轴设置。6.如权利要求1所述偏压发动机，其特征在于:所述压气机构(2)设为叶轮压气机构 (21)，所述冷膨胀机构(3)设为冷透平(31)，所述热膨胀机构(4)设为热透平(41)。7.如权利要求8所述偏压发动机，其特征在于:所述冷透平(31)和/或所述热透平(41) 对发电机(6)输出动力，或所述冷透平(31)和/或所述热透平(41)对附属压气机(7)输出动 力。8.如权利要求6或7所述偏压发动机，其特征在于:所述叶轮压气机构(21 )、所述冷透平 (31)和所述热透平(41)联动设置。9.如权利要求6或7所述偏压发动机，其特征在于:所述叶轮压气机构(21 )、所述冷透平 (31)和所述热透平(41)共轴设置。10.如权利要求6所述偏压发动机，其特征在于:所述叶轮压气机构(21 )、所述冷透平 (31)、所述热透平(41)和所述气缸活塞机构(1)的曲轴(8)联动设置。
【文档编号】F02G1/00GK105971765SQ201610132857
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】靳北彪
【申请人】熵零股份有限公司