專利名稱：溫差發動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流體發動機，尤其是通過工質溫差的變化形成壓力來 源并產生壓差的溫差發動機。
背景技術：
通常使用的流體發動機為滑片式液壓馬達、齒輪液壓馬達之類，滑片式液 壓馬達主要由蝸殼、滑片、轉子、轉動軸、端蓋組成，流體從滑片式液壓馬達 進口處流入，由于滑片正、背面的流體存在壓差，在該壓差的推動下，滑片將 該壓力傳遞給轉子，使轉子和轉動軸旋轉，流體從滑片式液壓馬達出口流出， 于是把流體的壓力位能轉換位轉子轉動作共的機械能輸出，齒輪液壓馬達是流 體在齒的正、背面出現壓差，從而推動齒輪轉動，在此過程中流體將壓力位能 轉換為機械能輸出，實現做功。但是滑片式液壓馬達的結構復雜，摩擦損耗大， 而齒輪液壓馬達齒的嚙合面容已磨損及侵蝕，這兩種結構的發動機對流體中的 污物都比較敏感，容易出故障，造成使用壽命降低。
于是有人進行研究，并取得成果， 一個名稱為支靠式擺輪流體發動機，其
公告號為CN1075866C，專利號為ZL 94104112.3，由蝸殼、支靠式擺輪、支靠 式轉子、傳動軸、帶孔穴端蓋所組成，支靠式擺輪設置在支靠式轉子的圓周上， 帶孔穴端蓋的內表面為由大圓孔面和小圓孔面連接而成的一個曲面，支靠式轉 子的側面和支靠式擺輪與帶孔穴端蓋的內表面之間形成一個變尺寸的間隙。但 是這種結構的發動機由于端蓋內表面的形狀要求較高，如果不符合容易造成流 體在內部流動影響壓力的產生，最后影響使用效果，所以相對精度要求高，而 且流體在內部流動是循環的流動，端蓋形成的彼此獨立的密封室，每個密封室的分隔處又不可能完全密封，所以相鄰的密封室之間存在著壓力交換，造成壓 力損失。
人類對能源的需求越來越大，各國都在尋求新的能源利用技術，不斷提高 能源利用率，大力提倡節能減排，太陽能等能量由于現有技術的原因，無法產 生產業化結構，其利用成本較高。

實用新型內容
本實用新型解決了現有技術中對流體通道精度要求較高增加加工難度的缺 點，提供一種對流體通告精度要求不高，加工簡單的溫差發動機。
本實用新型還解決了現有技術中流體通道之間存在壓力交換造成壓力損失 的缺點，提供一種只產生一處壓力差，減少壓力損失的溫差發動機。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種溫差發動機，包括 設置在支架上的轉軸，其中，所述的轉軸上通過輪輻設有截面為圓形的流體通 道，流體通道內設有6個能按照同一方向順序連通的工作腔，工作腔與工作腔 之間設有單向閥，流體通道內預裝有壓力平衡液；轉軸與流體通道之間的輪輻 上設有進氣歧管和排氣歧管，并分別在與流體通道相連接的部位設有控制電磁 閥；轉軸的一端通過進氣管與蒸汽發生器相連，轉軸的另一端通過排氣管與冷 凝器相連。每個工作腔的控制電磁閥都可以單獨控制實施開閉，每次都只有處 于下端的工作腔的進氣歧管控制電磁閥打開，其余的進氣歧管控制電磁閥關閉， 與此工作腔相鄰的工作腔的排氣歧管控制電磁閥打開，其余排氣歧管的控制電 磁閥關閉，排氣歧管的控制電磁闊打開的工作腔與進氣歧管控制電磁閥打開的 工作腔的位置剛好與轉軸的旋轉方向相同，工作腔與工作腔之間的單向閥的開 啟方向與轉軸的旋轉方向相反；蒸汽發生器內的工質從熱源吸熱沸騰，產生的 蒸汽由進氣管經過轉軸進入到進氣歧管再通過打開的進氣歧管的控制電磁閥進 入到下端的工作腔，流體通道內的壓力平衡液在重力的作用下始終處于流體通 道的下端，壓力平衡液的高度產生的壓力抵消工作腔內蒸汽的一部分壓力，使得進氣工作腔和排氣工作腔之間存在壓力差，從而將壓力作用在單向閥上，推 動流體通道轉動，帶動轉軸旋轉，流體通道旋轉，使得壓力平衡液的位置改變， 原進氣工作腔的位置轉到原排氣工作腔的位置，此時關閉進氣歧管的控制電磁 閥，打開排氣歧管的控制電磁閥，打開重新進入到原進氣工作腔位置的工作腔 上的進氣歧管的控制電磁閥，如此循環，實現轉軸的旋轉，當蒸汽從排氣歧管 排出并回到冷凝器降溫冷凝，通過蒸汽發生器與冷凝器之間的泵將工質輸送到 蒸汽發生器進行一輪循環；壓力平衡液的密度對真個裝置有很大的影響，密度 大時，產生所需的壓力可以降低壓力平衡液的高度，從而減小整個裝置的尺寸； 轉軸旋轉的速度與工作腔進氣壓力和排氣壓力差有很大關系，所以適當的進氣 管道的直徑和蒸汽發生器產生的蒸汽的壓力速度對保證轉軸的轉速有很大的影 響；蒸汽發生器內的工質可以采用丙烯，其在40°時可產生壓力為1.66MPa的 蒸汽，在20°時可產生l.OMPa的壓力蒸汽，也可以采用其他工質，比如水； 流體通道內的壓力平衡液可以采用水，也可以采用水銀，水銀的密度大于水的 密度，所以需要相同壓力時水銀的高度就小于水的高度，整體的尺寸就會更加 緊湊。
進氣歧管與排氣歧管在靠近流體通道處形成一圈氣流通道，流體通道的每 一個工作腔內包含至少一個進氣歧管控制電磁閥和至少一個排氣歧管控制電磁 閥。為保證流體通道在旋轉的時候，從進氣歧管出來的蒸汽能進入到需要的工 作腔，能從需要的工作腔經排氣歧管排氣，在靠近流體通道處設有進氣歧管和 排氣歧管的一整圈氣流通道；每個工作腔要有一個進氣口和一個排氣口，所以 每個工作腔都設有與進氣歧管相連的控制電磁閥和與排氣歧管相連的控制電磁 閥，進氣口處的控制電磁閥和排氣口處的控制電磁閥可以相互錯開，也可以相 對布置，可以根據需要選擇合適的位置。
工作腔與工作腔之間的單向閥按照同一方向開啟。采用單向閥作為單向開 啟裝置，結構簡單，使用可靠；單向閥開啟的方向與轉軸旋轉的方向相反，保證產生的壓力差能實現需要的轉軸的旋轉方向。
作為優選，每個工作腔內設有一個進氣歧管控制電磁閥和一個排氣歧管控制電磁閥。進氣歧管和排氣歧管的控制電磁閥可以通過PLC來控制，也可以在 支架上設置一個觸動裝置，在控制電磁閥轉到這個位置時能開啟或者關閉。
支架上設有兩個小管道，進氣管和排氣管分別經過支架上的小管道，再從 轉軸兩端的軸線位置的中心管進入到進氣歧管和排氣歧管。
作為優選，為保證足夠的壓力蒸汽，從轉軸出來進氣歧管分兩段，從轉軸 進去的排氣歧管也分兩段，進氣歧管和排氣歧管按照轉軸的中心呈180度對稱 布置。
壓力平衡液在流體通道內所占圓周的長度小于流體通道整體圓周長的一半。
支架與轉軸通過軸承連接，并在支架與轉軸的連接部位設有密封圈。
蒸汽發生器和冷凝器之間設有泵。 轉軸一端在支架內，另一端伸出支架外。
本實用新型的有益效果是通過蒸汽發生器內的工質吸熱產生的壓力蒸汽 在流體通道內產生壓力差從而推動轉軸的旋轉，可以提供無污染的動力；用單 向閥隔開工作腔并且在單向閥處產生壓力差，使裝置本身結構簡單，可以實現 工作腔與工作腔之間很好的密封效果，這樣可以降低流體通道的加工精度；通 過控制電磁閥來控制進入工作腔的進氣和排出工作腔的排氣，精度較高，可以 降低在流體通道在轉動過程中出現不連貫現象，降低出現的噪音；采用這種結 構能持續使用較長時間，提高了經濟性，可以將廣泛的低溫差能源，如工業產 生的余熱水、太陽能熱水器產生的熱水都可以通過本裝置將熱能轉化為機械能， 提高能源利用率。

圖1是本實用新型一種結構示意圖2是本實用新型圖1所示結構的一種剖視圖中1、支架，2、轉軸，3、流體通道，4、水銀，5、進氣口， 6、控制 電磁閥，7、進氣歧管，8、進氣管，9、蒸汽發生器，10、泵，11、冷凝器，12、 輪輻，13、排氣管，14、軸承，15、小管道，16、密封圈，17、排氣歧管，18、 排氣口， 19、單向閥，20、排氣氣流通道，21、進氣氣流通道，22、工作腔。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具 體的說明。
實施例 一種溫差發動機(參見附圖1附圖2)，轉軸2兩端通過軸承14 設置在支架1上，轉軸的兩端在軸線位置設有氣流管道，轉軸一端被支架整個 包覆，轉軸的另一端伸出支架，并在端部設置工藝堵，支架上設有小管道15， 一個小管道通過進氣管8與蒸汽發生器9相連，另一個小管道通過排氣管13與 冷凝器11相連，蒸汽發生器與冷凝器之間設有泵10，小管道還分別與轉軸兩 端的氣流管道相連，轉軸與支架之間用密封圈16密封，轉軸通過輪輻12設有 截面為圓形的流體通道3，流體通道內設有6個連續的工作腔22，工作腔與工 作腔之間用單向閥19隔開，單向閥只能朝向同一個方向開啟，每個工作腔上開 設有進氣口 5和排氣口 18，流體通道內預裝有壓力平衡液水銀4，水銀在流體 通道內所占圓周的長度小于流體通道整體圓周長的一半，轉軸與流體通道之間 設有進氣歧管7和排氣歧管17，進氣管和排氣管分別經過支架上的小管道，再 從轉軸兩端的軸線位置的中心管進入到進氣歧管和排氣歧管，進氣歧管和排氣 歧管按照轉軸的中心呈180度對稱布置，排氣歧管和冷凝器的溫度相同，進氣 歧管靠近流體通道處形成一圈進氣氣流通道21，排氣歧管靠近流體通道處形成 一圈排氣氣流通道20，并通過控制電磁閥6分別與流體通道上的進氣口和排氣 口相連。蒸汽發生器內的工質從熱源吸熱沸騰，產生的蒸汽由進氣管經過轉軸進入 到進氣歧管再通過打開的進氣歧管的控制電磁閥進入到下端的工作腔，流體通 道內的水銀在重力的作用下始終處于流體通道的下端，壓力平衡液的高度產生 的壓力抵消工作腔內蒸汽的一部分壓力，使得進氣的工作腔和排氣的工作腔之 間存在壓力差，從而將壓力作用在單向閥上，推動流體通道轉動，帶動轉軸旋 轉；流體通道旋轉，使得水銀的位置改變，原進氣工作腔的位置轉到原排氣工 作腔的位置，此時關閉進氣歧管的控制電磁閥，打開排氣歧管的控制電磁閥， 打開重新進入到原進氣工作腔位置的工作腔上的進氣歧管的控制電磁閥，如此 循環，實現轉軸的旋轉，當蒸汽從排氣歧管排出并回到冷凝器降溫冷凝，通過 蒸汽發生器與冷凝器之間的泵將工質輸送到蒸汽發生器進行一輪循環。
本裝置工作腔的外圓及輪輻尺寸取決于蒸發器和冷凝器所處環境的溫差大
小，若溫差為20。 C (普遍存在)，則蒸發器和冷凝器內的壓力差約為0.6MP a，可推算出水銀柱高度為4.5m，所以工作腔外圓取6m比較合適；工作腔內部 圓截面直徑大小取決于蒸發器產氣能力和冷凝器的冷凝能力，并直接決定本裝 置輸出功率的大小， 一般的場合，輸出功率不是很大的情況下，取0.2m為例， 本裝置轉速可達150r/min，輸出扭矩最大可50000n.m，輸出功率可達800KW， 在這種工況下，每秒只需O.lt溫差水降低2° C溫度放出的熱量就可滿足裝置 的要求。
若蒸發器和冷凝器所處環境的溫差仍為20° C，蒸發器產氣能力和冷凝器 的冷凝能力足夠，要想本裝置輸出功率達到IOMW，工作腔內部圓截面直徑只 要0.7m就夠了，運轉非常平穩，不產生噪聲。
權利要求1、一種溫差發動機，包括設置在支架(1)上的轉軸(2)，其特征在于所述的轉軸上通過輪輻(12)設有截面為圓形的流體通道(3)，流體通道內設有6個能按照同一方向順序連通并用單向閥隔開的工作腔(22)，流體通道內預裝有壓力平衡液；轉軸與流體通道之間的輪輻上設有進氣歧管(7)和排氣歧管(17)，并分別在與流體通道相連接的部位設有控制電磁閥(6)；轉軸的一端通過進氣管(8)與蒸汽發生器(9)相連，轉軸的另一端通過排氣管(13)與冷凝器(11)相連。
2、 根據權利要求1所述的溫差發動機，其特征在于所述的進氣歧管與排 氣歧管在靠近流體通道處形成一圈氣流通道，流體通道的每一個工作腔內包含 至少一個進氣歧管控制電磁閥和至少一個排氣歧管控制電磁閥。
3、 根據權利要求1或2所述的溫差發動機，其特征在于所述的每個工作 腔內設有一個進氣歧管控制電磁閥和一個排氣歧管控制電磁閥。
4、 根據權利要求1所述的溫差發動機，其特征在于所述的支架上設有兩 個小管道(15)，進氣管和排氣管分別經過支架上的小管道，再從轉軸兩端的 軸線位置的中心管進入到進氣歧管和排氣歧管。
5、 根據權利要求4所述的溫差發動機，其特征在于所述的進氣歧管和排 氣歧管按照轉軸的中心呈180度對稱布置。
6、 根據權利要求1所述的溫差發動機，其特征在于所述的壓力平衡液在 流體通道內所占圓周的長度小于流體通道整體圓周長的一半。
7、 根據權利要求1所述的溫差發動機，其特征在于所述的支架與轉軸通 過軸承(14)連接，并在支架與轉軸的連接部位設有密封圈(16)。
8、 根據權利要求1所述的溫差發動機，其特征在于所述的蒸汽發生器和 冷凝器之間設有泵(10)。
9、 根據權利要求1所述的溫差發動機，其特征在于所述的轉軸一端在支架內，另一端伸出支架外。
專利摘要本實用新型涉及一種通過工質溫差的變化形成壓力來源并產生壓差的溫差發動機。解決了現有技術中對流體通道精度要求較高增加加工難度的缺點，包括設置在支架上的轉軸，轉軸上通過輪輻設有流體通道，流體通道內設有工作腔，工作腔與工作腔之間設有單向開啟裝置，流體通道內預裝有壓力平衡液；轉軸與流體通道之間的輪輻上設有進氣歧管和排氣歧管，并分別在與流體通道相連接的部位設有控制電磁閥；轉軸的一端通過進氣管與蒸汽發生器相連，轉軸的另一端通過排氣管與冷凝器相連。用單向閥隔開工作腔并且在單向閥處產生壓力差，使裝置本身結構簡單，可以實現工作腔與工作腔之間很好的密封效果，這樣可以降低流體通道的加工精度。
文檔編號F01K27/00GK201148883SQ20082008260
公開日2008年11月12日 申請日期2008年1月17日 優先權日2008年1月17日
發明者占豐存 申請人:占豐存