[发明专利]带外平衡阀的超临界流体单缸外驱动外燃热机发电装置

摘要

带外平衡阀的超临界流体单缸外驱动外燃热机发电装置，它及的是将热能转换成机械能的技术领域。它是为了克服现有内燃机热转换效率低（在20%～40%之间），燃烧不完全而向空气中排放大量的污染气体的问题，及现有斯特林发动机还存在功率/重量比小、结构复杂及密封困难而无法实现零泄漏的问题等。它的汽缸的右侧开口端与直线往复式发电机外壳的左侧端口密封连接；缓冲汽缸的左侧开口端与直线往复式发电机外壳的右侧端口密封连接；导汽活塞设置在汽缸的左侧内部中；第一做功活塞设置在汽缸的右侧内部中，第二做功活塞设置在缓冲汽缸的左侧内部中。本发明能将热能直接高效的转换成机械能，再发电。其热能/机械能的转换效率为20%~80%，加热温度越高，其热转换效率越高。

主权项

带外平衡阀的超临界流体单缸外驱动外燃热机发电装置，其特征在于它由汽缸(1)、缓冲汽缸(2)、导汽活塞(3)、超临界二氧化碳(4)、第一做功活塞(5)、第二做功活塞(6)、第一回弹机构(7)、第二回弹机构(8)、直线往复式发电机(9)、薄膜气囊(10)、气体介质(11)组成；导汽活塞(3)的内部空腔内设置有多层储热导气金属网，导汽活塞(3)的两端面上都各开有通孔与其内部空腔连通；汽缸(1)的左侧端为封闭端，右侧端为开口端；缓冲汽缸(2)的右侧端为封闭端，左侧端为开口端；汽缸(1)的右侧开口端与直线往复式发电机(9)外壳(9‑2)的左侧端口密封连接；缓冲汽缸(2)的左侧开口端与直线往复式发电机(9)外壳(9‑2)的右侧端口密封连接；导汽活塞(3)设置在汽缸(1)的左侧内部中，汽缸(1)的左端为吸热端，左侧中部为散热端；第一做功活塞(5)设置在汽缸(1)的右侧内部中，导汽活塞(3)右端面上的连杆(5‑1)滑动密封穿过第一做功活塞(5)后设置在直线往复式发电机(9)的空心动子(9‑1)内部，第一回弹机构(7)、第二回弹机构(8)都设置在直线往复式发电机(9)的空心动子(9‑1)的内部，第一回弹机构(7)的一端与处在空心动子(9‑1)内部中的连杆(5‑1)转动连接，第一回弹机构(7)的另一端与空心动子(9‑1)的内表面转动连接，第二回弹机构(8)的一端与处在空心动子(9‑1)内部中的连杆(5‑1)转动连接，第二回弹机构(8)的另一端与空心动子(9‑1)的内表面转动连接，第一回弹机构(7)与第二回弹机构(8)相对于在空心动子(9‑1)内部中的连杆(5‑1)对称设置；第一做功活塞(5)的右侧端面与直线往复式发电机(9)中空心动子(9‑1)的左侧端面连接；第二做功活塞(6)设置在缓冲汽缸(2)的左侧内部中，第二做功活塞(6)的左侧端面与直线往复式发电机(9)中空心动子(9‑1)的右侧端面连接；汽缸(1)的轴心线、缓冲汽缸(2)的轴心线、导汽活塞(3)的轴心线、第一做功活塞(5)的轴心线、连杆(5‑1)的轴心线、第二做功活塞(6)的轴心线、直线往复式发电机(9)中空心动子(9‑1)的轴心线都相互重合；缓冲汽缸(2)内空腔的中部设置有薄膜气囊(10)，将缓冲汽缸(2)内空腔分割为左右两部分空腔，其中右侧空腔中设置有气体介质(11)；汽缸(1)中和缓冲汽缸(2)的左侧空腔中都设置有超临界二氧化碳(4)；并使缓冲汽缸(2)的右侧空腔中气体介质(11)的压力与缓冲汽缸(2)的左侧空腔中超临界二氧化碳(4)的压力在初始时相等；连杆(5‑1)内部设置有通道(5‑3)，连杆(5‑1)的通道(5‑3)的右侧端口设置在第一做功活塞(5)的右侧端，第一做功活塞(5)左侧内部设置有通道(5‑4)，第一做功活塞(5)的通道(5‑4)的左侧端口设置在第一做功活塞(5)的左侧端面上，当导汽活塞(3)处在汽缸(1)的左端时，第一做功活塞(5)、第二做功活塞(6)、直线往复式发电机(9)中空心动子(9‑1)同步向左移动时，空心动子(9‑1)迫使第一回弹机构(7)、第二回弹机构(8)弯曲，第一回弹机构(7)的两端转动连接处的中心连线和第二回弹机构(8)的两端转动连接处的中心连线都与连杆(5‑1)的轴心线垂直时为第一回弹机构(7)和第二回弹机构(8)的压缩平衡点，在压缩平衡点附近时，连杆(5‑1)的通道(5‑3)的左侧端口与做功活塞(5)的通道(5‑4)的右侧端口暂时相对连通，当过压缩平衡点后，第一回弹机构(7)、第二回弹机构(8)因要回弹，而通过连杆(5‑1)驱动导汽活塞(3)迅速都向右侧移动，将导汽活塞(3)右侧端外的超临界二氧化碳(4)排挤到导汽活塞(3)的左侧端外；当第一做功活塞(5)、第二做功活塞(6)、直线往复式发电机(9)中空心动子(9‑1)同步向右移动时，空心动子(9‑1)迫使第一回弹机构(7)、第二回弹机构(8)弯曲，在压缩平衡点附近时，连杆(5‑1)的通道(5‑3)的左侧端口与做功活塞(5)的通道(5‑4)的右侧端口暂时相对连通，当过压缩平衡点后，第一回弹机构(7)、第二回弹机构(8)因要回弹，而通过连杆(5‑1)驱动导汽活塞(3)迅速再向左侧移动，将导汽活塞(3)左侧端外的超临界二氧化碳(4)排挤到导汽活塞(3)的右侧端外。