[其他]熱脹機

在審

• 申請號: 87101819
• 申請日: 1987-03-05
• 公開（公告）號: CN87101819A
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發明（設計）人: 徐容民
• 申請（專利權）人: 徐容民
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

熱脹機屬機械領域。

對發明物的理解和檢索：物體受熱就會膨脹，如果對物體加熱而不允膨脹時，就會產生很大的應力、液體的膨脹系數比固體的膨脹系數大得多，液體的壓縮性是很微小的（水在2500～3000大氣壓內縮小僅為百萬分之二十六）、熱脹機就是利用液體受熱膨脹作功，推動活塞轉動機器的一種原動機。

膨脹液的選擇：熱脹機膨脹液的條件，要考慮以下因素，膨脹系數大、沸點高，熔點低，運動粘度適當，無臭無毒，閃點高，以及旋渦及消泡性、體脹系數在0.001以上的液體有丙銅0.001487（沸點56.2℃），乙醇0.00112（78.5℃），甲醇0.001199（65℃），氯仿0.001273（59℃），苯0.001237（80.1℃），二硫化碳0.001218（46℃），戊烷0.001608（36.07℃），乙醚0.0017（34.51℃），它們的沸點均太低，而且其中有些是有毒的，故均不適用，經研究認為采用“石油基液壓油”作為熱脹機的膨脹液是比較合適的，“石油基液壓油”的體脹系數為0.00087（見液壓工程手冊）。

發明目的：熱脹機的熱源取之于煤碳，它直接向罐外壁燃燒加熱，不用鍋爐，是一種介于蒸汽機與內燃機之間的一種新的動力機械，它的速度很低，但力矩不小，它適用于推動各種低速的固定式機器如碎礦機，唧筒式壓風機，壓氣機，提水機等，這些大功率設備耗電大，使用熱脹機動力后，可以省下大量電力，降低生產成本。

熱脹機的啟動程序：

1、生爐點火：熱脹機的三個（或多個）液罐是砌在爐膛內的，機頭與活塞缸露出爐外，三個液罐外壁受熱，爐火經煙囪煙道飛出，（爐灶煙囪煙道在說明書附圖上均未畫出）。

2、啟動電動液泵（圖二之8），準備向液罐充液。

3、盤車：熱脹機的三個活塞柄聯接頭（22），經十字頭、曲柄連接到分列為120°的三彎曲軸（十字頭、曲柄和三彎曲軸附圖上未畫），在三彎曲軸上裝有盤車手輪、盤動曲軸、活塞（17）前進，活塞帶動開閉桿（14）和開閉頭（12），開閉頭行至D點與活門尾部蓋帽（13）接觸，拉開活門（3）和（10），兩活門同時打開，此時冷液受液泵壓力，經進液口（6）涌入罐內，出液口（7）出液，繼續盤車，活塞行過行程底B后，短時間內溢液口（21）和出液口（7）會溢出部分冷液，繼續盤車，活塞回行，開閉頭（12）在活門管內亦回行、開閉頭行至C點，經彈簧（11）推動活門，使兩個活門同時閉合，此時液罐已成閉合體，膨脹液受熱膨脹，推動活塞（17）前進，自動作第二次循環。溢液口（21）的作用，是使活塞行過行程底部時，部分膨脹液從溢液口流出，解除罐內壓力，使開閉頭（12）得以拉開兩個活門，冷液涌入罐內，循檔板（15）的路徑，驅出熱液，迫使其從排液口（7）流出，再流入冷動器（圖二之1）和涼液池（圖二之7），（4）是活門座的橡膠圈，起密封作用，（18）是活塞橡膠環，對活塞起密封作用，A～B點是活塞行程。

另外，還須說明一點，溢液口（21）的位置能起到控制膨脹液的溫度的作用，使膨脹液的出口溫度不超過沸點。如環境溫度為35℃時，膨脹液換液階段，即活門從開到合（半周），液溫增為85℃，作功階段，即活門從閉到開（半周），液溫增為135℃，使膨脹液保持在沸點下運行。

與現有技術相比較，具有的優點：

1、熱脹機作功起點溫度低，液體超過環境溫度，就可開始作功，而蒸汽必須到達水的沸點以后，才能開始作功。

2、熱脹機膨脹液的最高溫度，即出口溫度約為135℃，而現行的高溫高壓鍋爐，汽溫要達到500℃以上，才能發揮高效。

3、熱脹機的活塞始終與液罐聯通，液體膨脹作功過程中，壓力是定值，壓力體積圖是一條直線，而蒸汽機當汽門斷汽后，蒸汽在汽缸內膨脹，也能推動活塞，但它的膨脹壓力是逐漸減小的（參閱蒸汽機工作中的壓力體積圖）。

4、熱脹機的膨脹液可以循環使用，冷卻裝置，比體積龐大的冷凝器要簡易得多。

熱脹機的缺點是速度低（但力矩不小），估計能在10秒左右使曲軸轉動一周就可以了，當然這要取決于爐火的溫度，由于熱脹機的速度低，使用范圍受到一定限制，它可以通過放大行程和變速裝置，作為低速重載設備的動力。

附圖另件名稱：

附圖一：1、活門軌道2、安全閥3、進液活門4、活門座密封環5、石棉墊層6、進液口7、出液口8、活門座9、機頭10、出液活門11、彈簧12、開閉頭13、活門尾蓋帽14、開閉桿15、擋板16、罐體17、活塞18、活塞密封環19、活塞缸20、活塞柄21、溢液口22、活塞柄聯接頭

附圖二：1、冷卻器進液口（聯接熱脹機出液口）2、出水口3、螺管4、冷卻器外殼5、進水口6、冷卻器出液口7、涼液池8、離心式液泵9、液泵出液口（聯接熱脹機進液口）10、液泵進液口11、濾網