專利名稱：以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱機(jī)，具體的涉及一種利用以水蒸發(fā)降溫達(dá)到亞冰點(diǎn)狀態(tài)的冷源 與自然低位熱源的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，所使用的間接蒸發(fā)冷卻器主要是利用水的絕熱加濕過(guò)程實(shí)現(xiàn)降溫冷卻 (請(qǐng)參見(jiàn)孟華、龍惟定老師的“蒸發(fā)冷卻技術(shù)”，《能源技術(shù)》2003年8月第M卷第4期， 170-177頁(yè)。)并發(fā)展到多個(gè)降溫單元串聯(lián)組合，達(dá)到接近當(dāng)?shù)芈饵c(diǎn)溫度的冷卻器(請(qǐng)參 見(jiàn)張強(qiáng)老師的“露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀分析”、《制冷空調(diào)》第10卷第1 期2010年2月第17-22頁(yè)。)，以送風(fēng)狀態(tài)分析，熱濕比影響對(duì)室內(nèi)的送風(fēng)降溫效果，并且 只降溫徘徊在接近露點(diǎn)(以下稱亞露點(diǎn))，不能結(jié)露除濕；現(xiàn)有的除濕技術(shù)中，有降溫除濕方式，就是利用自然結(jié)露水現(xiàn)象，壓縮機(jī)式空調(diào)除 濕就是此原理，還有利用吸附式，吸收式除濕方式，(請(qǐng)參見(jiàn)薛德干老師的《太陽(yáng)能制冷技 術(shù)》1SBN7-5025-9125X，第 93 頁(yè)，104-109 頁(yè)。)；現(xiàn)有的活塞式外燃熱機(jī)，就是利用受熱膨脹和降溫冷收縮程度大的制冷劑為工 質(zhì)，在受熱膨脹的飽和絕對(duì)壓力與冷凝收縮的飽和氣絕對(duì)壓力之差來(lái)做功的，由于氣體膨 脹程度大小全靠熱源溫度，而冷源只采用風(fēng)冷的大氣溫度及水冷的地下水，地表水溫度，限 制了使用局限性，例如太陽(yáng)能外燃機(jī)，在陰天、朝陽(yáng)、夕陽(yáng)時(shí)不能很好運(yùn)轉(zhuǎn)(請(qǐng)參見(jiàn)薛德干 老師的《太陽(yáng)能制冷技術(shù)》ISBN7-5025-9125X。太陽(yáng)能熱動(dòng)力及太陽(yáng)能熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮式 制冷機(jī)第150-155頁(yè)。)，由于做功后的制冷劑飽和氣溫度仍很高，而被直接消耗大量的冷 卻水吸收浪費(fèi)掉，并且采用的工質(zhì)不環(huán)保；早在十八世紀(jì)時(shí)就開(kāi)始有利用大氣能源的活塞 式發(fā)動(dòng)機(jī)(請(qǐng)參見(jiàn)別萊利曼老師著、符其珣老師譯的《趣味物理學(xué)》中國(guó)青年出版社出版， 書(shū)號(hào)13009. 217，第102-104頁(yè)及第114-117頁(yè)。)，但輸出功率太小，并且造價(jià)太高；在現(xiàn)有的溫差發(fā)電技術(shù)中，早已深入到溫差電源生產(chǎn)與應(yīng)用，如太陽(yáng)能溫差發(fā)電， 人體溫差電源，內(nèi)燃機(jī)排氣余熱溫差電源，(請(qǐng)參見(jiàn)《能源技術(shù)》2004年6月第25卷第3 期，120-123頁(yè)，張征老師的“溫差發(fā)電技術(shù)及其在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱利用中的應(yīng)用?！?， 雖然效率只有10%左右，但頗具有重大使用意義，目前應(yīng)用成本還很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽(yáng)能，大氣熱能，地下熱能的以水為原料的冰 點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式低位自然能源發(fā)動(dòng)機(jī)。為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明的以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā) 動(dòng)機(jī)，以下簡(jiǎn)稱水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，由冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，低位能集熱器，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)， 熱電發(fā)動(dòng)機(jī)組成；所述的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器是由兩個(gè)都能自行產(chǎn)生亞露點(diǎn)溫度的螺線形間接蒸 發(fā)冷卻器與螺旋形間接蒸發(fā)冷卻器組成，螺線形亞露點(diǎn)冷卻器的成品空氣出口與螺旋形亞露點(diǎn)冷卻器的一次空氣進(jìn)氣口相連通，并在連通道上設(shè)置一個(gè)除濕器，將螺線形冷卻器的 亞露點(diǎn)成品一次空氣除濕，降低比濕度值d彡3. 5g蒸汽/kg干空氣，再在螺旋形冷卻器中 進(jìn)行低于露點(diǎn)的絕熱加濕，熱交換過(guò)程，使不斷進(jìn)入的亞露點(diǎn)溫度的一次空氣熱交換降 溫，自行除濕，最后在成品空氣出口輸出接近冰點(diǎn)溫度的成品空氣，以下簡(jiǎn)稱亞冰點(diǎn)成品空 氣，進(jìn)入溫差電源的冷風(fēng)道；從冰媒水輸出管口輸出亞冰點(diǎn)溫度的冷媒水為發(fā)動(dòng)機(jī)提供冷 源；所述的除濕器，分為利用太陽(yáng)能，吸收式，吸附式的外除濕器，冷媒液或地下水、地 表水及熱電制冷組件的輔助降溫冷凝的內(nèi)除濕器；所述的低位能集熱器，由地下水，地表水輸送管線及太陽(yáng)能集熱器輸送管線的終 端換熱器及大氣熱能換熱器組成，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱源，終端熱交換器由放在水箱內(nèi)的帶有 散熱翅片的盤管組成，并連接外循環(huán)輸送管線連通大氣熱能換熱器及活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣 口、排氣口，所使用的工質(zhì)為熱膨脹劑，即是在同樣的容器內(nèi)，同樣的升溫或降溫，產(chǎn)生的膨 脹絕對(duì)壓力大，收縮的絕對(duì)壓力小的制冷劑，可先R418A、R142b、R141b及其它任一種，膨脹 劑與熱源熱交換產(chǎn)生膨脹，靠壓力差推活塞做功，做功后排出的氣體溫度還很高及還存在 變量比焓值，通入溫差電源熱通道的盤管里，對(duì)溫差組件傳熱與冷風(fēng)道內(nèi)的亞冰點(diǎn)成品冷 風(fēng)作用，轉(zhuǎn)換為溫差電能，制冷劑達(dá)到冷凝收縮絕對(duì)壓力減小，由此實(shí)現(xiàn)水蒸發(fā)制冷產(chǎn)生亞 冰點(diǎn)溫度的冷源，與低位能源的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)及溫差發(fā)動(dòng)機(jī)。所述的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，是4缸結(jié)構(gòu)，是為了克服現(xiàn)有活塞發(fā)動(dòng)機(jī)做功時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角 小，輸出轉(zhuǎn)矩小的問(wèn)題，具體的改變各對(duì)曲柄的空間伸展方向，使各對(duì)曲柄在同一曲軸上的 同一軸心線上相互成90°夾角，實(shí)現(xiàn)曲軸每轉(zhuǎn)180°角，都有2個(gè)氣缸的不同角度做功，提 高了輸出轉(zhuǎn)矩；氣缸蓋的氣門受正時(shí)凸輪軸控制并配潤(rùn)滑系統(tǒng)。所述的螺線形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器是用壓有細(xì)波浪紋的金屬板卷成的阿基米德 螺線形的圓柱筒，，其兩端的封閉可以用兩條保溫綿條平行粘在板的兩邊，然后卷成螺線型 的具有兩個(gè)通道結(jié)構(gòu)，還可以板金加工封底，可以焊盒；此二個(gè)通道分別為干氣道，濕氣道， 在螺線型筒中心的二個(gè)通道口分別為進(jìn)氣口，濕排氣口并連一合風(fēng)機(jī)；在最外層的尾端與 外殼構(gòu)成一個(gè)三棱柱形空腔，內(nèi)設(shè)置有霧化器；可選超聲波霧化器；高壓噴頭霧化器，濕囊 水簾霧化器、離心霧化器；在空腔的頂直角處有個(gè)成品空氣出口，整個(gè)圓筒外加保溫層及外 殼；所述的螺旋形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，分干式和濕式結(jié)構(gòu)，濕式結(jié)構(gòu)設(shè)置在水箱中， 由至少3對(duì)螺旋形蝸殼串聯(lián)成，每對(duì)蝸殼是一個(gè)熱交換器，分干渦流氣道和濕渦流氣道，在 底端的一對(duì)蝸殼的干濕通道通過(guò)三通連通，并在連通通道內(nèi)設(shè)置高壓噴頭霧化器，沒(méi)有連 接的一通連接一個(gè)風(fēng)機(jī)，是成品空氣出口通向熱電發(fā)動(dòng)機(jī)的冷風(fēng)道；上端的一對(duì)蝸殼的上 面中心處有一個(gè)濕排氣口設(shè)置一個(gè)風(fēng)機(jī)在渦殼邊緣有一個(gè)進(jìn)氣口 ；在水箱底部有地下水， 地表水輸進(jìn)口，輸出口在水箱上端，輸入冷水對(duì)該冷卻器輔助降溫內(nèi)除濕后產(chǎn)生亞冰點(diǎn)的 蒸發(fā)冷卻，使輔助降溫水降溫達(dá)到亞冰點(diǎn)溫度作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷源降低制冷劑溫度，使致冷劑 收縮；干式結(jié)構(gòu)沒(méi)有水箱，即在每對(duì)蝸殼的外表面均有密布的散熱翅片，并且從上端換 熱器到下端換熱器用絕緣保溫棉及金屬板圍成一個(gè)蛇形通道，可產(chǎn)生亞冰點(diǎn)溫度的成品空 氣，蝸殼是用壓有均勻凹凸的親水性板料制成，可以焊盒，板金咬口成盒，可以邊緣墊保溫綿條圍成盒。所述的集熱器及熱交換溫差盤管，及外循環(huán)輸送管線，根據(jù)季節(jié)氣候及環(huán)境溫度， 可用有不同的循環(huán)途徑，具體的通過(guò)開(kāi)啟，關(guān)閉各閘門實(shí)現(xiàn)提供冷源，熱源；所述的熱電發(fā)動(dòng)機(jī)，由保溫外殼、冷風(fēng)道、熱風(fēng)道熱電組件，在熱風(fēng)道內(nèi)與組件熱 面貼合的制冷劑盤管及盤管散熱體、散熱片，構(gòu)成日字形發(fā)電熱交換通道，配控制線路，充 電線路，逆變線路，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)循環(huán)水泵工作，在發(fā)電的同時(shí)，將制冷劑中的熱量轉(zhuǎn) 換為電能，而被降溫冷凝收縮；所述的螺線形冷卻器，可以作為民用或養(yǎng)殖用空調(diào)或作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷源單獨(dú)使用 機(jī)，可以在三棱形空腔內(nèi)設(shè)置盤管、風(fēng)機(jī)及卡帕曲線形離心杯噴霧器與地下水地表水配合 的輔助降溫內(nèi)除濕，并配置鍋爐冬季取暖、換氣、配置已有的空調(diào)控制線路；內(nèi)除濕器還可以用熱電組件單級(jí)片陣通道代替盤管輔助降溫內(nèi)除濕，由電橋整流 溫控線路供電源，溫感探頭靠在熱電片冷面上，控制除濕溫度及耗電量，冬季可取暖，換氣 加濕；所述的螺旋形冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的干式機(jī)，作為空調(diào)或發(fā)動(dòng)機(jī)的冷源的單獨(dú)使 用機(jī)，在底端熱交換器的干氣道與濕氣道連通道內(nèi)設(shè)置熱電輔助降溫內(nèi)除濕及冬季熱面放 熱供暖，整機(jī)配有已有的空調(diào)電控線路。采用除濕器對(duì)一次空氣除濕降低比濕度d值，使間接蒸發(fā)冷卻器突破了亞露點(diǎn)徘 徊，實(shí)現(xiàn)更大幅度降溫，可達(dá)到亞冰點(diǎn)溫度，對(duì)室內(nèi)送風(fēng)不受熱濕比影響，還能自行除濕，作 為空調(diào)，能通風(fēng)換氣，清新空氣；采用螺旋形，螺線形的緊湊結(jié)構(gòu)、體積小、成本低，可以小型化，深入到千家萬(wàn)戶使 用；利用地下水，地表水及熱電制冷的輔助降溫、除濕，可使制冷能效比COP值達(dá)到常規(guī)壓 縮機(jī)式制冷機(jī)的4. 13-4. 92倍，對(duì)減少電網(wǎng)用電峰值頗有意義！廣泛應(yīng)用于工、礦企業(yè)，養(yǎng) 殖業(yè)，公用場(chǎng)所建筑、民用建筑用空調(diào)，帶發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)力空調(diào)，不需電網(wǎng)電能及外加 動(dòng)力，利用大氣熱能及太陽(yáng)能；采用4缸結(jié)構(gòu)及曲軸上的4對(duì)曲柄分布互成90°角，解決了做功推力與曲軸輸出 轉(zhuǎn)矩小的問(wèn)題，提高了活塞機(jī)效率；采用冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器降低大氣溫度接近亞冰點(diǎn)溫度，從水原料蒸發(fā)是吸收大 氣熱能產(chǎn)生冷源與大氣間建立30°C的溫差的發(fā)動(dòng)機(jī)，在作功時(shí)又從大氣中吸收熱量，整個(gè) 過(guò)程只消耗了水原料，從利用太陽(yáng)能的溫差更高，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出更多的機(jī)械功及電能；采用溫差發(fā)電利用了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)余熱，主要利用了在氣缸內(nèi)不能用來(lái)轉(zhuǎn)換的工質(zhì) 飽和氣液增加的焓，轉(zhuǎn)換為電能同時(shí)降低工質(zhì)的溫度產(chǎn)生冷凝收縮，這種聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)充分 利用低位熱能，成本降低。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明的冷源部分及集熱交換器，大氣集熱器-溫差電源熱交換器的剖視 圖及工作原理圖。圖3是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式的原理圖。
圖4是本發(fā)明的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)剖視結(jié)構(gòu)圖及工作原理圖。圖5是圖4中曲柄空間伸展方向圖。圖6是圖4中每個(gè)氣缸的氣門正時(shí)凸輪對(duì)圖。圖7是圖4中4缸4對(duì)凸輪在同一凸輪軸的徑向分布圖。圖8是圖4中A-A剖視圖。圖9是本發(fā)明的螺線形冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的一個(gè)端面剖視圖，是圖15的左視 圖。圖10是圖9中通道壁的局部放大圖。圖11、12是圖9的局部向視圖。圖13是圖15中的右視圖。圖14是圖9中的冷熱水供給管線圖。圖15是本發(fā)明的螺線形冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的前視圖。圖16是圖9中的熱電內(nèi)除濕器的結(jié)構(gòu)圖。圖17是圖16中的A向視圖。圖18是圖3中間部位的本發(fā)明螺旋形亞冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的A向視圖。圖19、圖21、圖22是圖3中的螺旋冷卻器a、b、c三個(gè)成品料熱交換圓板的形狀 圖。圖20是圖19的頂視圖。圖23是本發(fā)明的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的離心噴霧杯結(jié)構(gòu)圖。圖M是圖23的左視圖。圖25是圖16的熱電內(nèi)除濕器的熱電單級(jí)片方陣及線路原理圖。圖沈是本發(fā)明的熱電發(fā)電大氣熱交換器的剖視圖。圖27是圖沈的左視圖。圖觀是圖27的線路原理圖。圖四是本發(fā)明的冰點(diǎn)螺旋形干式間接蒸發(fā)冷卻器的前剖視圖。圖30是圖29中的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。參見(jiàn)圖1、圖2如其中的實(shí)施例所示，水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，由螺線形露點(diǎn)間接蒸發(fā) 冷卻器的成品空氣出口 15連通外除濕器20，并連通螺旋形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的進(jìn)氣口 1，構(gòu)成冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器及太陽(yáng)能，大氣熱能的低位能集熱器，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，熱電發(fā)動(dòng) 機(jī)組成，其工作循環(huán)過(guò)程除濕器20將螺線形露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器產(chǎn)生的亞露點(diǎn)溫度的一 次空氣進(jìn)行除濕，降低比濕度到d > 3. 5g蒸氣/kg干空氣，再在螺旋形冷卻器中進(jìn)行絕熱 加濕及熱交換循環(huán)，產(chǎn)生接近冰點(diǎn)溫度-亞冰點(diǎn)溫度的成品空氣，在成品出氣口 57經(jīng)風(fēng)機(jī) 送入大氣熱電交換器的冷風(fēng)道53對(duì)熱電單級(jí)片50冷卻，其成品冷媒水經(jīng)C — D進(jìn)入制冷 劑盤管14的水箱，制冷劑在盤管14中被冷凝收縮，飽和絕對(duì)壓力降低，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供了冷 源；大氣熱能流從熱風(fēng)道52流過(guò)，將熱量傳給制冷劑愛(ài)熱膨脹，飽和氣體絕對(duì)壓強(qiáng)增大，沒(méi) 經(jīng)外管線到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口 A進(jìn)入氣缸內(nèi)推活塞做功后，從排氣口 B排入盤管14中冷凝收縮，同時(shí)大氣熱能加熱了盤管散熱體55，及冷風(fēng)道53中的冰點(diǎn)冷風(fēng)作用，使熱電元件50產(chǎn) 生電能，經(jīng)控制器，逆變器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)。太陽(yáng)能集熱器的熱水通過(guò)外管線E-D到盤管14的水箱中，將熱傳給盤管14中的 制冷劑后，從閥h —閥y —流回太陽(yáng)能集熱器F，制冷劑膨脹后通過(guò)外管線閥0進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn) 氣口 A，進(jìn)入氣缸推活塞作功后從排氣口 B排出經(jīng)閥q到大氣集熱盤管M，將熱傳給溫差電 元件轉(zhuǎn)換為電能后溫度降低冷凝收縮，經(jīng)閥j —微循環(huán)泵19 —閥m—熱盤管14，熱風(fēng)道52 關(guān)閉，風(fēng)閥λ全開(kāi)冷風(fēng)道53通冰點(diǎn)強(qiáng)冷風(fēng)。除濕器可選用太陽(yáng)能吸收式，吸附式的外除濕器20或選用冷媒液、地下水、地表 水及熱電制冷組件的輔助降溫冷凝的內(nèi)除濕器；低位能集熱器，包括地下水，地表水輸送管線地下水、地表水G —水泵19 —止回閥一集水箱一閥f —
止回閥一閥e —閥d — D接口 一太陽(yáng)能集熱器一閥h 螺旋冷卻器水箱一接口 C —閥a —閥C —閥d-D接口一太陽(yáng)熱能集熱器盤管14水箱
螺旋冷卻器水箱一閥g —閥i —回地水H 閥h閥i-回地水H2、太陽(yáng)熱能集熱器輸送管線太陽(yáng)能集熱器E—閥ω —閥b—微循環(huán)泵19—閥d —D接口一終端換熱器盤管 14水箱一閥h —閥y —太陽(yáng)能集熱器F3、終端集熱交換器包括水箱、盤管14、散熱翅片5，盤管14連通外循環(huán)管線連通 大氣換熱器盤管54，并連通活塞或發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口 A，出氣口 B。盤管14，及盤管M中的 循環(huán)工質(zhì)為熱膨脹劑-制冷劑的一種，選無(wú)毒、環(huán)保、安全蒸發(fā)絕對(duì)壓力高的，可選R418A、 R407C、R134a、R142b、R141b及其它任一種，R717絕對(duì)壓力高，很小的溫度變化就能產(chǎn)生大 的絕對(duì)壓力差，但不安全。膨脹劑在水冷源熱交換時(shí)收縮冷凝為液體飽和氣，經(jīng)外管線輸送 泵19輸λ盤管到低位能集熱器，熱交換吸熱膨脹推活塞轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸做功；制冷劑循環(huán)管線a、終端熱交換水箱盤管14 —閥0 —發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口 A —?dú)飧變?nèi)推活塞作功一排氣 口 B —閥q —大氣集熱器盤管M交換熱一閥j —微循環(huán)泵19 —閥m —盤管14交換熱；b、經(jīng)端換熱器盤管14 —閥k微循環(huán)泵19 —閥L —大氣集熱發(fā)電換熱器盤管M熱 交換一閥P —發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口 A —?dú)飧變?nèi)推活塞做功一排氣口 B —閥η —盤管14熱交換；C、低壓集氣瓶56存貯制冷劑，高壓集氣瓶57存貯高壓飽和氣，根據(jù)瓶上的兩個(gè)壓 力表差及工作溫度對(duì)照該制冷劑絕對(duì)壓力差是否相等，判斷制冷劑的量多少，閥S是專門 加注和清除制冷劑的專用閥。4、大氣集熱器包括由冰點(diǎn)冷風(fēng)道53、熱風(fēng)道52、保溫外殼49、熱電溫差電源片50、 散熱翅片51、散熱體55、散熱制冷劑盤管M組成。參見(jiàn)圖4、圖5所示實(shí)施例的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖，圖中曲軸觀上的4對(duì)曲 柄E、F、G、H分布在同一個(gè)軸心線上，且空間徑向?qū)ΨQ中心線、G線、F線、H線、E線各相互成 90°角的結(jié)構(gòu)，克服了做功時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角小而在曲軸上輸出轉(zhuǎn)矩小的問(wèn)題，曲軸每轉(zhuǎn)180°角 都有2個(gè)氣缸的活塞不同行程及相應(yīng)曲柄的不同角度做功。在圖6、圖7中，在氣缸蓋上設(shè)置的氣門正時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉的同一個(gè)凸輪軸21上，分布的4組雷同的凸輪22，為沿對(duì)稱中心線方向的a向、b向、c向、d向各相互成90°角，并且 每對(duì)凸輪22對(duì)稱中心線重合互成180°角；每個(gè)凸輪均是由兩個(gè)異徑半圓互成180°角構(gòu) 成的同軸心輪結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)圓周相連接處的過(guò)渡線是垂足余弦曲線，凸輪軸21與發(fā)動(dòng)機(jī)曲 軸觀鏈輪連接23傳動(dòng)，同一轉(zhuǎn)速達(dá)到各氣缸的氣門正時(shí)開(kāi)關(guān)，圖8排氣門口 24，進(jìn)氣門口 25通岐管連通B、A。圖4中箭頭所示是閥滑油輸送方向，在低轉(zhuǎn)速的曲軸箱里不能靠白濺輸送潤(rùn)滑 油，只能在輸油泵26壓力輸送到各相關(guān)部位，包括在每個(gè)氣缸上的活塞下止點(diǎn)處設(shè)有2個(gè) 噴油孔，專給活塞與缸筒內(nèi)壁、活塞銷的潤(rùn)滑，在氣缸蓋上方各氣門近處均有噴油孔，專給 氣門，凸輪的潤(rùn)滑，及給鏈輪23的鏈條潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油最后回流到發(fā)動(dòng)機(jī)底盤油箱中，潤(rùn)滑油 根據(jù)需用的制冷劑選配，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)制冷劑全封閉，半封閉，圖中27是高壓力軸 封。活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造參數(shù)按單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算
權(quán)利要求
1.以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動(dòng)機(jī)，以下簡(jiǎn)稱水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng) 機(jī)，包括除濕器，間接蒸發(fā)冷卻器，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，溫差電電源組件及線路、太陽(yáng)能熱水器，其 特征是包含由冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，低位能集熱器、活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，熱電發(fā)動(dòng)機(jī)組成；所述的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，由螺線形間接蒸發(fā)冷卻器與螺旋形間接蒸發(fā)冷卻器串 聯(lián)，并且在串聯(lián)在進(jìn)氣通道上的除濕器(20)，將螺線形冷卻器產(chǎn)生露點(diǎn)狀態(tài)的一次空氣除 濕，降低比濕度到d > 3. 5g蒸汽/kg干空氣，再在螺旋形冷卻器中進(jìn)行絕熱加濕及熱交換 循環(huán)，最后在成品空氣出口 (57)輸出亞冰點(diǎn)溫度的成品空氣，及從C管輸出亞冰點(diǎn)冷凝水 媒，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供冷源；所述的除濕器，包含選用太陽(yáng)能吸收式，吸附式的外除濕器(20)，冷媒液或地下水、地 表水及熱電制冷組件的輔助降溫冷凝的內(nèi)除濕器；所述的低位能集熱器，包含地下水、地表水輸送管線(G-H)及太陽(yáng)能集熱器輸送管線 (E-F)的終端換熱器，還包含大氣熱能換熱器09-55)，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱源，終端熱交換器 由放在水箱內(nèi)的盤管(14)，散熱翅片( 構(gòu)成，盤管(14)通過(guò)外循環(huán)管線相連通大氣熱 能換熱器盤管64)，并連通活塞機(jī)(A-B)，工質(zhì)為熱膨脹劑一制冷劑的一種，選無(wú)毒、環(huán) 保、安全、蒸發(fā)絕對(duì)壓力高的，可選用R418A、R717絕對(duì)壓力高按照其性質(zhì)安全使用，還可選 R142b、R141b任一種，膨脹劑在與冷源熱交換時(shí)，收縮凝為液體泡和氣，經(jīng)外管輸送泵(19) 輸入盤管到低位能集熱器進(jìn)行熱交換吸熱膨脹推活塞轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸做功；所述的冷源輸出到大氣換熱器G9-55)的通道(53)、與從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口(B)輸出的熱 源到通道(52)，產(chǎn)生溫差電能，同時(shí)將制冷劑熱能降低，產(chǎn)生收縮冷凝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包含在4 缸結(jié)構(gòu)的同一個(gè)曲軸08)上有4對(duì)雷同的曲柄(E、F、G、H)分布在同一個(gè)軸心線上，且空 間徑向?qū)ΨQ中心線G線、F線、H線、E線各相互成90°角結(jié)構(gòu)的曲軸，每轉(zhuǎn)180°角都有2 個(gè)氣缸的不同角度做功；包含在氣缸蓋上設(shè)置的氣門正時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉的一個(gè)凸輪軸上，其4組雷同的凸輪 (22)分布為沿對(duì)稱中心線方向(a、b、c、d)各相互成90°C角，并且每對(duì)凸輪02)對(duì)稱中心 線重合互成180°角；每個(gè)凸輪均是由兩個(gè)異徑半圓互成180°角構(gòu)成的同軸心輪結(jié)構(gòu)，其 兩個(gè)圓周相連接處的過(guò)渡線是垂足余弦曲線，凸輪軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸08)鏈輪03)鏈 條連接傳動(dòng)，同一轉(zhuǎn)速達(dá)到各氣門正時(shí)開(kāi)關(guān)；包含在每個(gè)氣缸上的活塞下止點(diǎn)處均有2個(gè)噴潤(rùn)滑油的噴嘴，專給活塞與缸筒內(nèi)壁的 潤(rùn)滑及活塞銷的潤(rùn)滑，同時(shí)在氣缸蓋的最上方及各氣門近處均有噴潤(rùn)滑油孔專給氣門，凸 輪的潤(rùn)滑及給鏈輪的鏈條潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油最后回流到發(fā)動(dòng)機(jī)底盤油箱中，由設(shè)置在油箱中的 右下端的齒輪油泵06)輸送；潤(rùn)滑油根據(jù)需用的制冷劑選配；軸封、2Τ)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)封閉， 設(shè)計(jì)制造參數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的螺線形間接蒸發(fā)冷卻 器，是用壓有細(xì)波浪紋的金屬板卷成的阿基米德螺線形的圓柱筒，其兩端可以板金加工封 底、可以焊盒，可用保溫綿條圍邊卷成盒，其中，進(jìn)氣口(1)與干氣道(4)濕氣道(7)濕排氣口(9)風(fēng)機(jī)⑶順次連通，進(jìn)氣口(1)與濕排氣口(9)相鄰，位于螺線形中心；干氣道⑷ 與濕風(fēng)道(7)連通處位于螺線形外層尾端，與外殼(18)構(gòu)成一個(gè)三棱柱形空腔，其腔內(nèi)設(shè) 有霧化器(11)，可選用超聲波霧化器，高壓噴頭霧化器，濕囊水簾霧化器，離心霧化器的其 中任一種，在空腔的頂直角處，有個(gè)成品空氣出口(15)，整個(gè)螺線形體兩低面與側(cè)面粘一層 保溫綿O)，在保溫綿外包外殼(18)用鍍鋅鐵皮或鋁鍍鋅板材料制作還可以是塑料外殼， 設(shè)計(jì)制造數(shù)據(jù)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的螺旋形間接蒸發(fā)冷卻 器，包含在保溫水箱中的濕式結(jié)構(gòu)，由3-12個(gè)螺旋形換熱器串聯(lián)成，螺旋形換熱器是由一 對(duì)很扁的相雷同的蝸殼的復(fù)合結(jié)構(gòu)，是由(a、b、c)三個(gè)成形料結(jié)合而成，位于水箱上部的 換熱器的進(jìn)氣口(1)與外除濕器00)連通，并連通螺線形間接蒸發(fā)冷卻器的成品空氣出口 (15)，濕排氣口(9)設(shè)置一臺(tái)風(fēng)機(jī)(8)；位于低部的換熱器的干氣道(17)的中心出氣口連 通一個(gè)氣閥門(λ)及連通濕氣道(16)的進(jìn)氣口，并在連通道上設(shè)置一個(gè)壓力噴霧器(6)；包含地下水源或其它冷水源(G)經(jīng)閥門(f)進(jìn)入水箱的底部，將螺旋形間接蒸發(fā)冷卻 器輔助降溫內(nèi)除濕；通過(guò)(C-D)微循環(huán)泵(19)將冷量傳給冷盤管(14)的翅片( 再傳給 盤管(14)內(nèi)的制冷劑；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述集熱器及冷源的熱交換 溫差電盤管(M)，在冬季處于大氣溫變?yōu)閛°c以下時(shí)，停用冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器，以大氣為 冷源，大氣熱能換熱熱電器(49-5 為冷源換熱器，盤管(14)的水箱為熱源，制冷劑循環(huán)路 線是膨脹的制冷冷劑飽和氣盤管(14)—閥(0)—發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口(A)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)做功從 ⑶排氣口流出一閥(q)—熱電換熱盤管(54)冷凝收縮一閥(j)—循環(huán)泵(19)—閥(m) 向盤管(14)輸送低溫制冷劑；關(guān)閉通道(5 不通風(fēng)，從溫差電換熱通道(5 進(jìn)入的是0°C 以下的大氣，熱交換發(fā)電；包含盤管(14)的水箱熱水來(lái)源于白天太陽(yáng)能伍-朽、即太陽(yáng)能熱水器E—閥(ω)— 閥(b)—微循環(huán)泵(19)—閥(d) — D接口一盤管(14)水箱一將熱傳給鋁翅片(5)—閥 h—閥y—太陽(yáng)能熱水器F ；晚上地下水(G)—循環(huán)泵(19)—逆止閥一閥(e)—閥(d) -D 接口一盤管(14)水箱一鋁翅片(5)—閥(h)—閥⑴一地下水(H)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述集熱器及冷源的熱交 換盤管，在夏季處于大氣溫度10°c -39°C時(shí)，冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器工作，在陰天或晚上，冷 源通過(guò)冷媒水經(jīng)(C) — (D)進(jìn)入盤管(14)的水箱里換熱，大氣熱能熱電交換器(49-55) 為熱源，制冷劑循環(huán)路線是盤管(14)冷凝收縮的制冷劑一閥(k)—微循環(huán)泵(19)—閥 (L)—熱電盤管(54)換熱膨脹一閥(P)—發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口(A)推活塞做功從排氣口(B)—閥 (η)—盤管(14)冷凝收縮；包含在白天，太陽(yáng)能熱水器Ε—閥(ω)—閥(b)—微循環(huán)泵(19)—閥(d) — D接口 —盤管水箱一鋁翅片(5)傳熱一閥(h)—閥(y)—太陽(yáng)能熱水器F，盤管(14)的水箱是熱 源換熱器，熱電換熱器的風(fēng)機(jī)用風(fēng)來(lái)源于風(fēng)閥(λ)的亞冰點(diǎn)溫度的冷氣為冷源換熱器，制 冷劑循環(huán)路線是盤管(14)制冷劑熱膨脹一閥(0)—發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口(A)做功后從排氣口 (B)—閥(q)—熱電發(fā)電熱交換器盤管冷凝收縮；包含冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器工作時(shí)，地下水(G)—循環(huán)泵(19)—止回閥一閥(f)—水箱 溫感探頭(61)—閥(g)—閥⑴一地下水(H)，間歇式供給螺旋冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器除濕 冷源，保證內(nèi)除濕；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的熱電發(fā)動(dòng)機(jī)，包含冷風(fēng) 道(53)、熱風(fēng)道(52)、與熱電組件熱面貼合的制冷劑盤管(54)及盤管散熱體(55)，散熱片 (51)、外保溫殼09)構(gòu)成日字形發(fā)電熱交換通道，配控制線路充電線路、逆度線路、驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)，循環(huán)泵工作；包含在熱電組件(50)在發(fā)電時(shí)，將盤管(54)中的制冷劑熱量轉(zhuǎn)為電能，使制冷劑飽和 氣冷凝收縮；設(shè)計(jì)制造參數(shù)
8.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的螺線形間接蒸發(fā)冷 卻器，可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷源及空調(diào)的單獨(dú)使用機(jī)，在三棱柱形空腔內(nèi)設(shè)置盤管(31)、風(fēng)機(jī) (30)，并設(shè)保溫隔離層(2)；包含在左端圓筒底保溫層( 外邊設(shè)置離心噴霧杯(11)，并在濕氣道(7)的末端有個(gè) 穿過(guò)保溫層O)的弧形濕氣進(jìn)口(32)構(gòu)成一個(gè)扁圓形空腔盒(33)；包含離心杯(11)是卡帕曲線形狀的杯口邊緣是峰利的圓周刀刃，杯底有均勻分布的 徑向細(xì)紋溝G4)外面有個(gè)能高速相對(duì)逆轉(zhuǎn)的網(wǎng)筒杯0 與卡帕線形杯(11)互為同軸心 線異軸，即內(nèi)空心軸(46)、外空心軸(偵)、內(nèi)空心軸(46)輸送水管(10)的水到卡帕曲線 杯里參與離心霧化，杯(11)上有4個(gè)風(fēng)葉(47)，將霧與亞露點(diǎn)的一次空氣在扁圓形空腔盒 產(chǎn)生高速渦流的絕熱加濕過(guò)程；包含在盤管(31)的散熱翅片( 為親水鋁箔制造，對(duì)亞露點(diǎn)的一次空氣輔助降溫的內(nèi) 除濕，產(chǎn)生冷凝水以排水管(13)排出，降低一次空氣比濕度d值；包含在離心霧化噴筒上的三通風(fēng)閥(35)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度不同，可設(shè)置對(duì)室內(nèi)加濕降溫；通 風(fēng)換氣保溫；去濕降溫；通風(fēng)換氣加溫檔位；通風(fēng)換氣加溫是配合鍋爐Gl)產(chǎn)生的熱水通 過(guò)接口(38)、(39)、接通入盤管(31)里，風(fēng)機(jī)(30)送熱風(fēng)，濕氣進(jìn)口(32)吸入的空氣是三 通風(fēng)閥(35)進(jìn)入的室內(nèi)空氣；包含在右端圓筒形底保溫層( 外設(shè)置一個(gè)D形盒狀水箱00)并配置補(bǔ)水浮球閥 (36)，微型水泵(37)，供水管接通離心杯(11)水管(10)；包含在位于兩端的外殼(18)設(shè)置的吊裝孔(34)，整機(jī)配套電控線路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的冰點(diǎn)螺線形間接蒸 發(fā)冷卻器，可以用熱電制冷組件單級(jí)片陣G2)通道代替盤管(31)的輔助降溫內(nèi)除濕；包含在電橋整流溫控線路，其感溫元件靠在熱電片的冷面上，控制除濕溫度及除濕耗 電量，熱面通道可與風(fēng)機(jī)(30)相通，對(duì)亞冰點(diǎn)空氣預(yù)熱升溫到標(biāo)準(zhǔn)送風(fēng)溫度^°C-28°C，還 可與排濕氣口(9)相通排到室外，通過(guò)三通風(fēng)閥(3 在冬季可供熱風(fēng)、換氣、加濕。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸發(fā)能源發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的螺旋形冰點(diǎn)間接蒸發(fā) 冷卻器，作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷源或作為空調(diào)的單獨(dú)使用機(jī)的干式結(jié)構(gòu)，包含在每個(gè)換熱器的外表 面，即在成品料(a)、(C)的朝外的表面加親水性鋁翅片(62)，與外殼(56)構(gòu)成蛇形散熱通 道，其底部出口為成品空氣出口(59)，上部為進(jìn)氣口(58)；包含在底部熱交換器的干氣道(17)與濕氣道(16)連通，通道內(nèi)設(shè)置熱電輔助降溫內(nèi) 除濕，及在冬季熱面放熱供暖用，整機(jī)配套電控線路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以水為原料的冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻式自然低位能源發(fā)動(dòng)機(jī)，旨在提供一種不僅能除濕降溫到接近冰點(diǎn)的間接蒸發(fā)冷卻器，作為空調(diào)或發(fā)動(dòng)機(jī)冷源，還能收集太陽(yáng)能，大氣熱能為熱源驅(qū)動(dòng)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)及熱電發(fā)動(dòng)機(jī)工作，輸出機(jī)械能及電能，其技術(shù)要點(diǎn)是冰點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器對(duì)一次空氣除濕到d≥3.5g蒸汽/kg干空氣的絕熱加濕及熱交換產(chǎn)生接近冰點(diǎn)的成品空氣及冷媒水為冷源，以大氣熱能太陽(yáng)能低位能集熱器為熱源，循環(huán)工質(zhì)制冷劑在集熱器盤管(14)與熱源熱交換膨脹，驅(qū)動(dòng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械能，制冷劑在熱電發(fā)動(dòng)機(jī)盤管(54)中與冷源熱交換轉(zhuǎn)換為電能，同時(shí)被降溫收縮再循環(huán)。
文檔編號(hào)F03G7/04GK102080634SQ20101027759
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者劉國(guó)利 申請(qǐng)人:劉國(guó)利