專利名稱：旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種熱機(jī)引擎，尤指一種有別于現(xiàn)有往復(fù)活塞式史特靈引擎(Stirling Engine),而是利用旋轉(zhuǎn)式共軛轉(zhuǎn)子及可壓縮流體熱能溫差以產(chǎn)生扭力動(dòng)能輸出，進(jìn)而得產(chǎn)生電力的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎。
背景技術(shù)：
目前,太陽(yáng)能光電板發(fā)電效率偏低(一般約在15%上下)，且其購(gòu)置成本相對(duì)偏高，若無(wú)政府大力補(bǔ)貼，則需數(shù)十年以上才能回收設(shè)置成本，很難達(dá)到商轉(zhuǎn)售電的的目標(biāo)。太陽(yáng)熱電在追求環(huán)保、潔凈能源的今天，是很受歡迎而相對(duì)技術(shù)門檻較高的再生能源方式，一般較小型的太陽(yáng)熱電系統(tǒng)多使用以史特靈溫差熱機(jī)引擎(Stirling Engine,簡(jiǎn)稱為史特靈引擎)為動(dòng)力核心的溫差發(fā)電裝置，而史特靈熱機(jī)引擎的內(nèi)部密封一可壓縮流體，由于使用往復(fù)式活塞的運(yùn)動(dòng)方式，因此，無(wú)法全時(shí)對(duì)于高溫區(qū)的熱源庫(kù)和低溫區(qū)的冷源庫(kù)資源進(jìn)行充分利用，亦即高溫區(qū)和低溫區(qū)有一半以上的時(shí)間無(wú)法被利用到；再者，既有史特靈溫差熱機(jī)引擎在高溫區(qū)的空間內(nèi)，可壓縮流體受熱膨脹產(chǎn)生正壓時(shí)，會(huì)推動(dòng)該往復(fù)式活塞而輸出功，而當(dāng)該可壓縮流體在該高溫區(qū)的空間中進(jìn)行收縮時(shí)，反而可能需消耗飛輪的能量進(jìn)而將該可壓縮流體推送至該低溫區(qū)；反之，位于低溫區(qū)的往復(fù)式活塞也只有在遇冷收縮時(shí)，方能以負(fù)壓方式來(lái)收縮空間而使往復(fù)式活塞進(jìn)行做功，因此，在低溫區(qū)空間膨脹時(shí)卻無(wú)法做功，相對(duì)降低理想卡諾(Carnot)熱機(jī)循環(huán)的作功效能；另外，既有史特靈熱機(jī)引擎結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在運(yùn)作時(shí)由于往復(fù)式活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使其施加在機(jī)構(gòu)組件上的往復(fù)沖擊力道很大，進(jìn)而產(chǎn)生相當(dāng)程度的噪音，也降低機(jī)件的壽命，因此，如何提升既有溫差熱機(jī)引擎效率，并藉以增進(jìn)發(fā)電裝置整體上的效益，誠(chéng)有其需改善之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，提高扭力輸出及發(fā)電效率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其包含有一箱體、一轉(zhuǎn)子組及一位于該箱體及該轉(zhuǎn)子組間的可壓縮流體，其中該箱體設(shè)有一冷卻組、一隔熱組及一加熱組，其中各組間依序地緊密相接合，該冷卻組為一開(kāi)口朝上的殼體，該隔熱組與該冷卻組相結(jié)合而位于該冷卻組上方，該加熱組與該隔熱組相結(jié)合，且該加熱組為一開(kāi)口朝下的殼體；該轉(zhuǎn)子組可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該箱體相結(jié)合，且該轉(zhuǎn)子組設(shè)有兩相互嚙合并能夠緊密旋轉(zhuǎn)的共軛轉(zhuǎn)子，使該箱體在該兩共軛轉(zhuǎn)子與該加熱組圍成的空間中形成一高溫區(qū)，于兩所述共軛轉(zhuǎn)子與該冷卻組圍成的空間中形成一低溫區(qū)，且各所述共軛轉(zhuǎn)子的中心處設(shè)有一中心軸，各中心軸用以向一外部設(shè)備傳遞旋轉(zhuǎn)扭力；以及該可壓縮流體填充于所述的高溫區(qū)及低溫區(qū)。
進(jìn)一步，該冷卻組的殼體設(shè)有一結(jié)合槽，該隔熱組設(shè)有兩相結(jié)合于該冷卻組頂面的密封板，而該轉(zhuǎn)子組的兩共軛轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該隔熱組的兩密封板相結(jié)合，而各共軛轉(zhuǎn)子的中心軸可貫穿該隔熱組的兩密封板或僅其中一密封板。再進(jìn)一步，該冷卻組設(shè)有兩半殼體及一繞流板，各半殼體于頂面凹設(shè)有一結(jié)合槽，而該繞流板設(shè)于兩半殼體之間且于中段處形成一共軛轉(zhuǎn)子槽；該隔熱組設(shè)有兩連接板及兩密封板，其中兩連接板分別與該繞流板的兩端相結(jié)合，而兩密封板設(shè)于該冷卻組的兩半殼體的結(jié)合槽中且與兩連接板相結(jié)合，使兩共軛轉(zhuǎn)子的上半部設(shè)置于兩密封板間，讓位于兩共軛轉(zhuǎn)子及該隔熱組間之的共軛轉(zhuǎn)子槽形成該高溫區(qū)；該加熱組設(shè)有一中心板、兩側(cè)繞板及兩外蓋板，其中該中心板與該隔熱組的兩連接板相結(jié)合而位于兩共軛轉(zhuǎn)子的上方處，兩側(cè)繞板設(shè)于該中心板的兩側(cè)且分別與該隔熱組的兩密封板相結(jié)合，而兩外蓋板分別蓋設(shè)于兩側(cè)繞板遠(yuǎn)離該中心板的一側(cè)；以及該轉(zhuǎn)子組的兩共軛轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該冷卻組的兩半殼體相結(jié)合而設(shè)于該繞流板的共軛轉(zhuǎn)子槽中，使位于兩共軛轉(zhuǎn)子及該冷卻組之間的共軛轉(zhuǎn)子槽形成該低溫區(qū)，而各共軛轉(zhuǎn)子的中心軸貫穿該冷卻組的兩半殼體或其中一半殼體。較佳地，該繞流板底面貫穿設(shè)有一冷源入口，該繞流板于內(nèi)部設(shè)有兩分別與該冷源入口相通的繞流管道，且該繞流板在兩半殼體之間的外側(cè)面上貫穿設(shè)有兩分別與兩繞流管道相通的冷源出口。較佳地，該加熱組的中心板于頂面貫穿設(shè)有一高溫流體入口及兩分別位于該高溫流體入口兩側(cè)的高溫流體出口，該中心板于兩側(cè)邊貫穿設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)孔，而各側(cè)繞板貫穿設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的側(cè)流管道，其中各側(cè)流管道與該中心板上其中兩相鄰的長(zhǎng)孔相連通。較佳地，該加熱組可直接與外部熱源相接觸，以取得所需熱源，且該外部熱源可為太陽(yáng)聚焦光熱。較佳地，兩共軛轉(zhuǎn)子相嚙合的齒間具有一間距。較佳地，該旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎于該共軛轉(zhuǎn)子槽的低溫區(qū)及高溫區(qū)之間設(shè)有一緩沖管，其中該緩沖管的兩端分別與該低溫區(qū)及該高溫區(qū)相連通且分別設(shè)有一與該低溫區(qū)及該高溫區(qū)相連通的容室，其中各容室內(nèi)設(shè)有多個(gè)間隔排列的鰭片，該緩沖管于中段處樞設(shè)有一可擺動(dòng)的簧片，以形成該可壓縮流體由低溫區(qū)移往高溫區(qū)的單向通路，避免該共軛轉(zhuǎn)子槽的低溫區(qū)在將該可壓縮流體移往高溫區(qū)而產(chǎn)生過(guò)大的壓力時(shí)所導(dǎo)致高溫區(qū)及低溫區(qū)之間產(chǎn)生過(guò)大的壓差。較佳地，該中心板于底面橫向間隔凹設(shè)有多個(gè)溝槽，且各側(cè)繞板于內(nèi)表面間隔設(shè)有多個(gè)凹槽，藉以增加導(dǎo)熱面積。較佳地，所述冷卻組、隔熱組及加熱組之間相結(jié)合之處涂有一膠體，藉以提供進(jìn)一步的密封效果。較佳地，該冷卻組的各半殼體于內(nèi)表面分別凹設(shè)有兩相通的軸承槽，而該轉(zhuǎn)子組的各共軛轉(zhuǎn)子于兩半殼體的軸承槽中設(shè)有一軸承。較佳地，該冷卻組及該加熱組由紅銅、鋁、石墨或碳化硅的高導(dǎo)熱材質(zhì)所制成。藉由上述的技術(shù)手段，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎至少具有以下的優(yōu)點(diǎn)及功效一、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎通過(guò)結(jié)構(gòu)配置的方式，藉由該隔熱組將該共軛轉(zhuǎn)子槽區(qū)分成兩獨(dú)立的高溫區(qū)及低溫區(qū)，因此通過(guò)可壓縮流體，外界的熱源及冷源之間進(jìn)行連續(xù)的熱量交換，可有效增加熱量交換作用的時(shí)間，亦即可大幅提高對(duì)熱源及冷源的熱量交換效率。二、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎通過(guò)旋轉(zhuǎn)式的共軛轉(zhuǎn)子作為內(nèi)部可壓縮流體在高溫區(qū)(受熱膨脹)與在低溫區(qū)(遇冷收縮)以達(dá)成作功的功能，由于其作功施力對(duì)共軛轉(zhuǎn)子軸心的方向一致，因此，不論是膨脹或收縮皆可推動(dòng)該共軛轉(zhuǎn)子以相互嚙合對(duì)轉(zhuǎn)的方式向著單一方向旋轉(zhuǎn)，且由于可全時(shí)段在熱源及冷源之間交換熱能，所以本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎的施力作功的效能，約可為既有史特林熱機(jī)引擎往復(fù)式活塞的二倍，可得到較高的扭力輸出，進(jìn)而可提高溫差發(fā)電的效率。三、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎通過(guò)精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)配置，于共軛轉(zhuǎn)子槽中設(shè)置兩輪式共軛轉(zhuǎn)子的方式，由于其各轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向永遠(yuǎn)不變，因此可平順地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅可大幅降低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的噪音，也增加機(jī)構(gòu)可靠度與使用壽命，且可方便維護(hù)與使用。


圖1為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第一實(shí)施例的外觀立體圖；圖2為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第一實(shí)施例的立體分解圖；圖3為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第一實(shí)施例繞流板剖面?zhèn)纫晥D；圖4為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例的外觀立體圖；圖5為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí) 施例的另一外觀立體圖；圖6為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例的立體分解圖；圖7為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例繞流板剖面?zhèn)纫晥D；圖8為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例兩共軛轉(zhuǎn)子相嚙合的局部放大剖面?zhèn)纫晥D；圖9為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例加熱組的放大立體分解圖；圖10為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例加熱組的局部立體剖面示意圖；圖11為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例加熱組的另一局部立體剖面示意圖；圖12為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；圖13為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第二實(shí)施例加熱組的另一剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；圖14為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第三實(shí)施例的外觀立體圖；圖15為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎第三實(shí)施例冷卻組降溫管路剖面示意圖。主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明10、10’冷卻組11半殼體111、111’結(jié)合槽112軸承槽12繞流板121共軛轉(zhuǎn)子槽122冷源入口123繞流管道124冷源出口125降溫管路20、20’轉(zhuǎn)子組 21、21’共軛轉(zhuǎn)子22、22’中心軸23軸承30、30’隔熱組31連接板32、32’密封板 40、40’加熱組41中心板411高溫流體入口 412高溫流體出口413長(zhǎng)孔414溝槽42側(cè)繞板421側(cè)流管道422凹槽43外蓋板L低溫區(qū)G間距H高溫區(qū)
50可壓縮流體
具體實(shí)施例方式本發(fā)明有鑒于常用于溫差發(fā)電的史特靈引擎型式具有多種機(jī)構(gòu)缺失與效率問(wèn)題，特經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)與研究，終于發(fā)展出一種可藉由精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)配置方式，提升對(duì)熱源庫(kù)和冷源庫(kù)的時(shí)間利用率，有效發(fā)揮卡諾熱機(jī)的循環(huán)效益，達(dá)成無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平順運(yùn)轉(zhuǎn)，大幅降低噪音，能提高溫差能源效率，進(jìn)而提供一可提高扭力輸出及發(fā)電效率的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎者。為能詳細(xì)了解本發(fā)明的技術(shù)特征及實(shí)用功效，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容來(lái)實(shí)施，茲進(jìn)一步以如圖式所示的較佳實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明如后，請(qǐng)參閱如圖1至5所示，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎包含有一箱體、一轉(zhuǎn)子組20’、20及一介于該箱體及該轉(zhuǎn)子組20’、20’間的可壓縮流體50，其中該箱體設(shè)有一冷卻組10’、10、一隔熱組30’、30及一加熱組40’、40，各組10’、10、30’、30、40’、40間依序地緊密相接合，其中該冷卻組10’、10可(如圖2所示)為一開(kāi)口朝上且具有一結(jié)合槽111’的殼體，或者如圖6所示設(shè)有兩半殼體11及一繞流板12，其中兩半殼體11呈一形狀相符的形狀，各半殼體11于頂面凹設(shè)有一結(jié)合槽111，較佳地，各半殼體
11于內(nèi)表面分別凹設(shè)有兩相通的軸承槽112，而該繞流板12設(shè)于兩半殼體11之間且于中段處形成一略呈W形的共軛轉(zhuǎn)子槽121，該繞流板12底面貫穿設(shè)有一冷源入口 122，請(qǐng)配合參看如圖7所示，該繞流板12于內(nèi)部設(shè)有兩分別與該冷源入口 122相通的繞流管道123，且該繞流板12在介于兩半殼體11的外側(cè)面上貫穿設(shè)有兩分別與兩繞流管道123相通的冷源出口 124，較佳地，請(qǐng)配合參看如圖15所示，該繞流板12除設(shè)置有該繞流管道123外，另于該繞流板12的兩側(cè)分別設(shè)有一供空氣等流體進(jìn)入的降溫管路125，較佳地，該冷卻組10由紅銅、招、石墨或碳化娃等聞導(dǎo)熱材質(zhì)所制成；該隔熱組30’、30與該冷卻組10’、10相結(jié)合，該隔熱組30’可(如圖2所示)設(shè)有兩相結(jié)合于該冷卻組10’頂面的密封板32’，或者該隔熱組30可(如圖6所示)設(shè)有兩連接板31及兩密封板32，其中兩連接板31分別與該繞流板12的兩端相結(jié)合，而兩密封板32設(shè)于該冷卻組10的兩半殼體11的結(jié)合槽111中且與兩連接板31相結(jié)合；請(qǐng)?jiān)倥浜蠀⒖慈鐖D2、6及9至11所示，該加熱組40’、40與該隔熱組30’、30相結(jié)合，該加熱組40’(如圖2所示)為一開(kāi)口朝下的殼體，或者該加熱組40可(如圖6及9至11所示)設(shè)有一中心板41、兩側(cè)繞板42及兩外蓋板43，其中該中心板41與該隔熱組30的兩連接板31相結(jié)合，該中心板41于頂面貫穿設(shè)有一高溫流體入口 411及兩分別位于該高溫流體入口 411兩側(cè)的高溫流體出口 412，該中心板41于兩側(cè)邊貫穿設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)孔413，較佳地，該中心板41于底面橫向間隔凹設(shè)有多個(gè)溝槽414，藉以增加導(dǎo)熱面積；兩側(cè)繞板42設(shè)于該中心板41的兩側(cè)且分別與該隔熱組30的兩密封板32相結(jié)合，其中各側(cè)繞板42貫穿設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的側(cè)流管道421，其中各側(cè)流管道421與該中心板41其中兩相鄰的長(zhǎng)孔413相連通，較佳地，各側(cè)繞板42于內(nèi)表面間隔設(shè)有多個(gè)用以增加導(dǎo)熱面積的凹槽422,兩外蓋板43分別蓋設(shè)于兩側(cè)繞板42不同于該中心板41的一側(cè)(也就是說(shuō)兩外蓋板43分別設(shè)于兩側(cè)繞板42的外側(cè)，即各側(cè)繞板42與中心板41相結(jié)合的另外一側(cè)，如圖中所示)，藉以封閉各側(cè)流管道421，其中本發(fā)明于該冷卻組10’、10、隔熱組30’、30及加熱組40’、40之間涂上一膠體，藉以提供進(jìn)一步的密封效果，較佳地，該加熱組40由紅銅、招、石墨或碳化娃等聞導(dǎo)熱材質(zhì)所制成。該轉(zhuǎn)子組20’、20可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該箱體相結(jié)合且設(shè)有兩相互嚙合并可緊密旋轉(zhuǎn)的共軛轉(zhuǎn)子21’、21，其中兩共軛轉(zhuǎn)子21’可(如圖2所示)呈可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該隔熱組30’的兩密封板32’相結(jié)合，或者兩共軛轉(zhuǎn)子21 (如圖6所示)呈可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該冷卻組10的兩半殼體11相結(jié)合而設(shè)于該繞流板12的共軛轉(zhuǎn)子槽121中，較佳地，本發(fā)明亦可將該加熱組40與該冷卻組10的位置相互更換，即表示該轉(zhuǎn)子組20的兩共軛轉(zhuǎn)子21亦可與該加熱組40相結(jié)合，因此，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子組20’、20可與該箱體的冷卻組10’、10、隔熱組30’、30或加熱組40’、40其中一組相結(jié)合；請(qǐng)配合參看如圖12及13所示，使兩共軛轉(zhuǎn)子21的上半部設(shè)置于兩密封板32間，進(jìn)而讓位于兩共軛轉(zhuǎn)子21及該隔熱組30間的共軛轉(zhuǎn)子槽121形成一高溫區(qū)H，并且使位于兩共軛轉(zhuǎn)子21及該冷卻組10間的共軛轉(zhuǎn)子槽121形成一低溫區(qū)L，而各共軛轉(zhuǎn)子21’、21的中心處設(shè)有一中心軸22’、22，該中心軸22’、22用以在該兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21與一外部設(shè)備(例如發(fā)電機(jī))之間傳遞旋轉(zhuǎn)扭力，其中各中心軸22’可貫穿該隔熱組30’的其中一密封板32’，或者各中心軸22貫穿該冷卻組10其中一半殼體11，較佳地，兩共軛轉(zhuǎn)子21相嚙合的齒間具有一(如圖8所示)間距G，較佳地，各共軛轉(zhuǎn)子21于兩半殼體11的軸承槽112中設(shè)有一軸承23 ;以及該可壓縮流體為一種可被壓縮且具有溫度敏感性的流體，例如氮?dú)?，其被填充于該轉(zhuǎn)子組與該箱體加熱組及冷卻組間的空間中，其中位于該高溫區(qū)H的可壓縮流體被用于受熱膨脹時(shí)，可產(chǎn)生一正壓力以推開(kāi)兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21的齒間空間，使該兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21位于該高溫區(qū)H的轉(zhuǎn)齒產(chǎn)生一分開(kāi)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而位于該低溫區(qū)L的該可壓縮流體于受冷收縮時(shí)，可產(chǎn)生一負(fù)壓力以縮緊兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21的齒間空間，使該兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21位于該低溫區(qū)L的轉(zhuǎn)齒產(chǎn)生一相靠近方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)由上述的受熱膨脹及受冷收縮的方式，即可使該轉(zhuǎn)子組20’、20的兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21持續(xù)地相對(duì)該箱體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。再者，請(qǐng)配合參看如圖12所示，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎的第二實(shí)施例于該共軛轉(zhuǎn)子槽121的低溫區(qū)L及高溫區(qū)H間設(shè)有一緩沖管50，其中該緩沖管50的兩端分別與該低溫區(qū)L及該高溫區(qū)H相連通且分別設(shè)有一與該低溫區(qū)L及該高溫區(qū)H相連通的容室51，其中各容室51內(nèi)設(shè)有多個(gè)間隔排列的鰭片52，該緩沖管50于中段處樞設(shè)有一可擺動(dòng)的簧片53，避免該共軛轉(zhuǎn)子槽121的高溫區(qū)H及低溫區(qū)L之間產(chǎn)生過(guò)大的壓差，并提供由低溫區(qū)流向高溫區(qū)的單向通路。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎的第三實(shí)施例如圖14所示，其與第二實(shí)施例具有相似的結(jié)構(gòu)特征，差別在于該冷卻組10的繞流板12未設(shè)置該冷源入口 122、該繞流管道123及兩冷源出口 124，該加熱組40的中心板41未設(shè)置該高溫流體入口 411、兩高溫流體出口 412及多個(gè)長(zhǎng)孔413，且各側(cè)繞板42未設(shè)置多個(gè)側(cè)流管道421。當(dāng)使用本發(fā)明轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎進(jìn)行發(fā)電時(shí)，先于該箱體及該轉(zhuǎn)子組20’、20間灌入該可壓縮流體50，并(如圖1及14所示)于該加熱組40’、40及該冷卻組10’、10的外部，分別提供一熱源(例如太陽(yáng)聚光熱源、高熱空氣或高熱蒸氣)及一冷源(例如冷空氣或冷水)，進(jìn)而使位于共軛轉(zhuǎn)子槽121高溫區(qū)H及低溫區(qū)L的可壓縮流體，通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式而使可壓縮流體產(chǎn)生熱脹冷縮的效應(yīng)，進(jìn)而可推動(dòng)兩共軛轉(zhuǎn)子21’、21相對(duì)該隔熱組30’或兩半殼體11轉(zhuǎn)動(dòng)，即可由兩中心軸22’、22產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力而進(jìn)行發(fā)電，其中該隔熱組30’、30設(shè)于該加熱組40’、40及該冷卻組10’、10之間，可有效阻隔高溫區(qū)H的熱能，不致由結(jié)構(gòu)體材料直接以熱傳導(dǎo)型式被傳遞到低溫區(qū)L中，藉以確保熱能只能由該可壓縮流體50來(lái)進(jìn)行傳遞。再者，請(qǐng)配合參看如圖3、7及8所示，本發(fā)明除了如上述方式進(jìn)行熱能的傳遞，亦可將該冷源經(jīng)由該冷源入口 122注入該繞流板12內(nèi)，使該冷源可沿著該繞流管道123流動(dòng)至整個(gè)繞流板12中，可更有效地對(duì)位于該低溫區(qū)L的可壓縮流體50進(jìn)行降溫，同時(shí)可通過(guò)兩冷源出口 124流出，使該繞流板12可持續(xù)地對(duì)于該低溫區(qū)L的可壓縮流體進(jìn)行降溫，且該熱源可經(jīng)由該高溫流體入口 411注入該中心板41內(nèi)，使該熱源可經(jīng)由各長(zhǎng)孔413而流經(jīng)兩側(cè)繞板42的各側(cè)流管道421，使該熱源可通過(guò)來(lái)回繞設(shè)的方式流動(dòng)至整個(gè)加熱組40中，可更有效地對(duì)位于該高溫區(qū)H的可壓縮流體進(jìn)行加熱，并且可通過(guò)兩高溫流體出口 412流出，使該加熱組40可持續(xù)地對(duì)于該高溫區(qū)H的可壓縮流體進(jìn)行加熱，另外，于該中心板41及兩側(cè)繞板上分別設(shè)置多個(gè)溝槽及凹槽的方式，可增加該熱源的導(dǎo)熱效率；藉由上述的技術(shù)手段，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎可有效地?cái)U(kuò)大該高溫區(qū)H及低溫區(qū)L的溫差范圍，讓該轉(zhuǎn)子組20’、20獲得較大的溫差效果，使該轉(zhuǎn)子組20’、20可提供較大的動(dòng)能，進(jìn)而產(chǎn)生較多的電力，藉以提供一可提高發(fā)電效率的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎；另外，如圖8及12所示，該可壓縮流體在低溫區(qū)遇冷收縮，致體積減小，由該共軛轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)前往加熱區(qū)時(shí)，不僅可通過(guò)兩共軛轉(zhuǎn)子21相嚙合齒間的間距G，提供暫存空間，若當(dāng)該共軛轉(zhuǎn)子槽因低溫區(qū)的壓力過(guò)大，而導(dǎo)致121的高溫區(qū)H及低溫區(qū)L的壓差過(guò)大時(shí)，可進(jìn)一步通過(guò)該緩沖管50簧片53單向擺動(dòng)開(kāi)放的方式，提供該可壓縮流體由低溫區(qū)移往加熱區(qū)的另一有效單向通路，消除該高溫區(qū)H及該低溫區(qū)L間的過(guò)大壓差，可有效避免各共軛轉(zhuǎn)子21無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。藉由上述的技術(shù)手段，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎通過(guò)結(jié)構(gòu)配置的方式，使該旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎可獲得較大的溫差效果，通過(guò)輸出較大動(dòng)能的方式而可產(chǎn)生較多的電力，藉以提供一可提高發(fā)電效率的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)方案的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎包含有一箱體、一轉(zhuǎn)子組及一位于該箱體及該轉(zhuǎn)子組間的可壓縮流體，其中 該箱體設(shè)有一冷卻組、一隔熱組及一加熱組，其中所述各組間依序緊密地相接合，該冷卻組為一開(kāi)口朝上的殼體，該隔熱組與該冷卻組相結(jié)合而位于該冷卻組上方，該加熱組與該隔熱組相結(jié)合，且該加熱組為一開(kāi)口朝下的殼體； 該轉(zhuǎn)子組能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地與該箱體相結(jié)合，且該轉(zhuǎn)子組設(shè)有兩相互嚙合并能夠緊密旋轉(zhuǎn)的共軛轉(zhuǎn)子，使該箱體在兩所述共軛轉(zhuǎn)子與該加熱組圍成的空間中形成一高溫區(qū)，于兩所述共軛轉(zhuǎn)子與該冷卻組圍成的空間中形成一低溫區(qū)，且各所述共軛轉(zhuǎn)子的中心處設(shè)有一中心軸，各所述中心軸用以向一外部設(shè)備傳遞旋轉(zhuǎn)扭力；以及 該可壓縮流體填充于所述高溫區(qū)及低溫區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該冷卻組的殼體設(shè)有一結(jié)合槽，該隔熱組設(shè)有兩相結(jié)合于該冷卻組頂面的密封板，而該轉(zhuǎn)子組的兩共軛轉(zhuǎn)子能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地與該隔熱組的兩密封板相結(jié)合，而各所述共軛轉(zhuǎn)子的中心軸能夠貫穿該隔熱組的兩密封板或僅其中一密封板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，于所述冷卻組、隔熱組及加熱組之間相結(jié)合之處涂有一膠體，藉以提供進(jìn)一步的密封效果。
4.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于 該冷卻組設(shè)有兩半殼體及一繞流板，各所述半殼體于頂面凹設(shè)有一結(jié)合槽，而該繞流板設(shè)于兩半殼體之間且于中段處形成一共軛轉(zhuǎn)子槽； 該隔熱組設(shè)有兩連接板及兩密封板，其中兩連接板分別與該繞流板的兩端相結(jié)合，而兩密封板設(shè)于該冷卻組的兩半殼體的結(jié)合槽中且與兩所述連接板相結(jié)合，使兩所述共軛轉(zhuǎn)子的上半部設(shè)置于兩密封板間，讓位于兩所述共軛轉(zhuǎn)子及該隔熱組之間的共軛轉(zhuǎn)子槽形成該高溫區(qū)； 該加熱組設(shè)有一中心板、兩側(cè)繞板及兩外蓋板，其中該中心板與該隔熱組的兩連接板相結(jié)合而位于兩所述共軛轉(zhuǎn)子的上方處，兩所述側(cè)繞板設(shè)于該中心板的兩側(cè)且分別與該隔熱組的兩密封板相結(jié)合，而兩所述外蓋板分別蓋設(shè)于兩所述側(cè)繞板遠(yuǎn)離該中心板的一側(cè)；以及 該轉(zhuǎn)子組的兩共軛轉(zhuǎn)子能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地與該冷卻組的兩半殼體相結(jié)合而設(shè)于該繞流板的共軛轉(zhuǎn)子槽中，使位于兩所述共軛轉(zhuǎn)子及該冷卻組之間的共軛轉(zhuǎn)子槽形成該低溫區(qū)，而各所述共軛轉(zhuǎn)子的中心軸貫穿該冷卻組的兩半殼體或其中一半殼體。
5.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該繞流板底面貫穿設(shè)有一冷源入口，該繞流板于內(nèi)部設(shè)有兩分別與該冷源入口相通的繞流管道，且該繞流板在兩所述半殼體之間的外側(cè)面上貫穿設(shè)有兩分別與兩繞流管道相通的冷源出口。
6.如權(quán)利要求4或5所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該加熱組的中心板于頂面貫穿設(shè)有一高溫流體入口及兩分別位于該高溫流體入口兩側(cè)的高溫流體出口，該中心板于兩側(cè)邊貫穿設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)孔，而各所述側(cè)繞板貫穿設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的側(cè)流管道，其中各所述 側(cè)流管道與該中心板上其中兩相鄰的長(zhǎng)孔相連通。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，兩所述共軛轉(zhuǎn)子相嚙合的齒間具有一間距。
8.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎于該共軛轉(zhuǎn)子槽的低溫區(qū)及高溫區(qū)之間設(shè)有一緩沖管，其中該緩沖管的兩端分別與該低溫區(qū)及該高溫區(qū)相連通且分別設(shè)有一與該低溫區(qū)及該高溫區(qū)相連通的容室，其中各所述容室內(nèi)設(shè)有多個(gè)間隔排列的鰭片，該緩沖管于中段處樞設(shè)有一能夠擺動(dòng)的簧片，以形成該可壓縮流體由低溫區(qū)移往高溫區(qū)的單向通路，避免該共軛轉(zhuǎn)子槽的高溫區(qū)及低溫區(qū)之間產(chǎn)生過(guò)大的壓差。
9.如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該中心板于底面橫向間隔凹設(shè)有多個(gè)溝槽，且各所述側(cè)繞板于內(nèi)表面間隔設(shè)有多個(gè)凹槽，藉以增加導(dǎo)熱面積。
10.如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，所述冷卻組、隔熱組及加熱組之間相結(jié)合之處涂有一膠體，藉以提供進(jìn)一步的密封效果。
11.如權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該冷卻組的各半殼體于內(nèi)表面分別凹設(shè)有兩相通的軸承槽，而該轉(zhuǎn)子組的各共軛轉(zhuǎn)子于兩所述半殼體的軸承槽中設(shè)有一軸承。
12.如權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該冷卻組及該加熱組由紅銅或鋁的高導(dǎo)熱材質(zhì)所制成。
13.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎于該共軛轉(zhuǎn)子槽的低溫區(qū)及高溫區(qū)之間設(shè)有一緩沖管，其中該緩沖管的兩端分別與該低溫區(qū)及該高溫區(qū)相連通且分別設(shè)有一與該低溫區(qū)及該高溫區(qū)相連通的容室，其中各所述容室內(nèi)設(shè)有多個(gè)間隔排列的鰭片，該緩沖管于中段處樞設(shè)有一可擺動(dòng)的簧片，以形成該可壓縮流體由低溫區(qū)移往高溫區(qū)的單向通路，避免該共軛轉(zhuǎn)子槽的高溫區(qū)及低溫區(qū)之間產(chǎn)生過(guò)大的壓差。
14.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該中心板于底面橫向間隔凹設(shè)有多個(gè)溝槽，且各所述側(cè)繞板于內(nèi)表面間隔設(shè)有多個(gè)凹槽，藉以增加導(dǎo)熱面積。
15.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，于該冷卻組、隔熱組及加熱組之間相結(jié)合之處涂有一膠體，藉以提供進(jìn)一步的密封效果。
16.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，其特征在于，該冷卻組的各半殼體于內(nèi)表面分別凹設(shè)有兩相通的軸承槽，而該轉(zhuǎn)子組的各共軛轉(zhuǎn)子于兩所述半殼體的軸承槽中設(shè)有一軸承。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)式熱機(jī)引擎，設(shè)有一箱體、一轉(zhuǎn)子組及一可壓縮流體，該箱體設(shè)有一冷卻組、一隔熱組及一加熱組，該轉(zhuǎn)子組可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該箱體相結(jié)合且設(shè)有兩相互嚙合并可緊密旋轉(zhuǎn)的共軛轉(zhuǎn)子，使該箱體在該兩共軛轉(zhuǎn)子與該加熱組的空間中形成一高溫區(qū)，于該兩共軛轉(zhuǎn)子與該冷卻組的空間中形成一低溫區(qū)，且各共軛轉(zhuǎn)子的中心處設(shè)有一中心軸，各中心軸用以提供相對(duì)應(yīng)共軛轉(zhuǎn)子傳遞旋轉(zhuǎn)扭力，該可壓縮流體填充于該轉(zhuǎn)子組與該箱體加熱組、冷卻組及隔熱組間的高溫區(qū)及低溫區(qū)，本發(fā)明能夠提高扭力輸出及溫差發(fā)電效率。
文檔編號(hào)F01C21/10GK103061819SQ20111031630
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者林暉凡 申請(qǐng)人:林暉凡