[其他]內燃機型膨脹機

無效

• 申請號: 86106284
• 申請日: 1986-09-19
• 公開（公告）號: CN86106284A
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 吳申亮;朱裕豐;葉培德;孫正柱;周開佑
• 申請（專利權）人: 吳申亮;朱裕豐;葉培德;孫正柱;周開佑
• 主分類號: F01B29/00
• 分類號: F01B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是關于活塞式膨脹機，特別是內燃機型活塞式膨脹機。

膨脹機是一種利用氣體壓差作功的動力機械，其功能在于高壓氣體進入膨脹機，膨脹降壓降溫的同時釋放出能量向外界輸出機械能。活塞式膨脹機進、排氣間斷交替進行通流能力受到限制，但氣體的膨脹比卻可以很大。它適用于高、中及低壓的中小型裝置，使用范圍集中于冷凍裝置。在機械工業中也利用其作為風動工具的原動機。

自美國人哥里1850年制成世界上第一臺活塞式膨脹機以來，隨著制冷工業的發展，活塞式膨脹機作為制冷機械雖已得到很大發展，但由于轉速低，經構笨重，制造成本高，系列化程度低，難以實現大功率，定型和批量生產。

本發明的目的是提供一種適應于各種功率、各種參數的膨脹機，該膨脹機與現有的活塞式膨脹機相比，生產周期短，機組可靠性高，應用范圍廣而又能保持現有透平式膨脹機的熱效率和單機功率高的特點。

實現上述發明目的而提出的技術解決方案是，利用活塞式內燃機與活塞式膨脹機除兩者配氣機構外各部件功能上的類似性，取內燃機每個部件在設計與工藝上的完善性、運轉可靠、轉速高、機械效率高、比重量輕、系列化程度高和單機功率齊全等優點。根據本發明的內燃機型膨脹機是將現有內燃機改制成膨脹機，使改進后的內燃機型膨脹機既具有膨脹機的一切功能，又保留內燃機在機械結構等方面的一切優點。

本發明提供的內燃機型膨脹機為與膨脹機相匹配，取消內燃機燃燒室，活塞頭部削平，氣缸蓋內配置有供平衡活塞移動導向的缸體，進氣閥開啟瞬間至進氣閥關閉瞬間凸輪軸轉過的角度根據進排氣壓力比選取范圍為30°～100°，采用帶有上述平衡活塞的減載式進氣閥結構，平衡活塞與導向缸套的間隙為0.01～0.15毫米，所述的平衡活塞直徑與進氣閥盤直徑之比為0.7～0.99。

為防止進氣閥與活塞相碰可以在活塞頂部挖一空穴。

本發明提供的內燃機型膨脹機與現有活塞式膨脹機相比，由于承繼了內燃機的優點，具有單機功率大，易于系列化，結構合理，機械性能可靠，從而應用范圍廣并具有下列性能和工作參數：

進氣壓力為4～200公斤/平方厘米，

進氣溫度為0°～600℃，

轉速為100轉/分～2500轉/分，

功率為5瓩～20000瓩，

絕熱效率為70%以上，

機械效率為85%以上。

下面結合附圖詳細說明本發明的一個實施例。

圖1是活塞式膨脹機原理示意圖。

1-排氣閥，4-進氣閥，7-活塞，8-氣缸，16-負載，17-曲柄連桿機構，18-配氣機構傳動鏈，P_H-進氣壓力，P_K-排氣壓力。

圖2是本發明典型活塞式內燃機型膨脹機結構圖。

1-排氣閥，2-搖臂，3-平衡活塞導向缸套，4-平衡活塞式減載進氣閥，4a-平衡活塞，5-氣缸蓋，6-機體，7-活塞，8-氣缸，9-連桿，10-凸輪軸，11-曲軸，12-正時齒輪，13-挺桿。

圖3是本發明活塞式內燃機型膨脹機的減載式進氣閥結構圖。

3-平衡活塞導向缸套，4-平衡活塞式減載進氣閥，4a-平衡活塞，5-氣缸蓋，2-搖臂，13-挺桿，14-閥桿長孔，15-平衡活塞斜孔，A-平衡活塞上表面，B-進氣閥盤下表面，P_g-作用在表面A、B上的壓力，△S-導向缸套（3）與平衡活塞（4a）之間的間隙，D₁-平衡活塞（4a）的直徑，D₂-進氣閥盤直徑。

參照圖1，曲軸通過配氣機構傳動鏈（18）使壓力為P_H的高壓氣體經過進氣閥（4）進入氣缸（8）中膨脹并推動活塞（7）運動，膨脹后壓力為P_K排氣經配氣機構排氣閥（1）流出氣缸，活塞通過曲柄連桿機構（17）將往復運動轉變成曲軸旋轉運動，帶動負荷（16）完成能量轉換過程。曲軸旋轉一周膨脹機完成一個循環。

圖2示出了構成本發明技術特征的總和，該內燃機型膨脹機的機型為南通柴油機廠生產的6135型柴油機，機體（6）上部為缸體，下部為曲軸箱，缸體中裝有氣缸（8）活塞（7）。鑒于膨脹機沒有柴油機那樣的燃燒過程，本發明的活塞頭部削平。為了防止活塞頭部與進氣閥（4）相碰可以在活塞（7）頭部挖開一個相應空穴。活塞（7）通過連桿（9）與曲軸（11）連結驅動。