[發(fā)明專利]壓縮式排氣自身冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010294804.9
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102213158A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳北彪
• 申請（專利權(quán)）人: 靳北彪
• 主分類號: F02G1/043
• 分類號: F02G1/043;F02G1/055
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種壓縮式排氣自身冷卻系統(tǒng)。

技術(shù)背景

熱動力系統(tǒng)(如發(fā)動機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)等)中，有許多情況需要對排氣進(jìn)行冷卻、液化或固化，例如為了回收排氣中的二氧化碳就需要對排氣進(jìn)行冷卻，分離其中的水蒸汽后再進(jìn)行深度冷卻，液化或固化二氧化碳。在有些情況下，例如為有效地對燃燒室回流排氣，也需要對排氣進(jìn)行冷卻。排氣的溫度一般都具有七八百度的高溫，傳統(tǒng)的方法是設(shè)置熱交換器但是這一方法需要較大的換熱面積，而且不僅將排氣所具有的能量白白的損失還需耗散大量風(fēng)扇功，因此造成體積龐大、功耗高等缺點。如果能夠利用排氣自身所具有的高溫能量作推動力對其自身進(jìn)行冷卻，就可制造出耗能低的排氣冷卻系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

一種壓縮式排氣自身冷卻系統(tǒng)，包括熱動力系統(tǒng)、熱動力系統(tǒng)排氣道、排氣熱動力單元、壓氣機(jī)、第一排熱器、第二排熱器和膨脹單元，所述熱動力系統(tǒng)的所述熱動力系統(tǒng)排氣道與所述排氣熱動力單元的進(jìn)氣口連通，所述排氣熱動力單元的排氣口與所述第一排熱器的被冷卻氣體入口連通，所述第一排熱器的被冷卻氣體出口與所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)氣口連通，所述壓氣機(jī)的壓縮氣體出口與所述第二排熱器的被冷卻氣體入口連通，所述第二排熱器的被冷卻氣體出口與所述膨脹單元的進(jìn)氣口連通，所述排氣熱動力單元對所述壓氣機(jī)輸出動力或?qū)λ鰤簹鈾C(jī)補(bǔ)償性輸出動力。

所述排氣熱動力單元設(shè)為動力透平，所述熱動力系統(tǒng)排氣道中的排氣通過所述動力透平對外作功降溫再經(jīng)所述第一排熱器排熱降溫后進(jìn)入所述壓氣機(jī)進(jìn)氣口。

所述排氣熱動力單元設(shè)為活塞式作功機(jī)構(gòu)，所述熱動力系統(tǒng)排氣道中的排氣通過所述活塞式作功機(jī)構(gòu)對外作功降溫再經(jīng)所述第一排熱器排熱降溫后進(jìn)入所述壓氣機(jī)進(jìn)氣口。

所述排氣熱動力單元和所述第一排熱器組成的系統(tǒng)設(shè)為外燃式動力系統(tǒng)，在所述外燃式動力系統(tǒng)內(nèi)所述熱動力系統(tǒng)排氣道中的排氣加熱工質(zhì)A，所述工質(zhì)A汽化推動作功機(jī)構(gòu)，所述作功機(jī)構(gòu)對所述壓氣機(jī)輸出動力或?qū)λ鰤簹鈾C(jī)補(bǔ)償性輸出動力，所述熱動力系統(tǒng)排氣道中的排氣在所述外燃式動力系統(tǒng)中放熱降溫后進(jìn)入所述壓氣機(jī)進(jìn)氣口。

所述壓氣機(jī)設(shè)為渦輪壓氣機(jī)。

所述壓氣機(jī)設(shè)為活塞式壓氣機(jī)。

所述膨脹單元設(shè)為節(jié)流器，經(jīng)所述第二排熱器冷卻降溫后的排氣在所述節(jié)流器中膨脹降溫和/或相變。

所述膨脹單元設(shè)為膨脹動力單元，所述膨脹動力單元對外輸出動力或?qū)λ鰤簹鈾C(jī)輸出動力，經(jīng)第二排熱器冷卻降溫后的排氣在所述膨脹動力單元中膨脹作功降溫和/或相變。

所述膨脹單元的冷氣體液固物出口與儲罐連通。

設(shè)連通所述壓氣機(jī)進(jìn)氣口和所述膨脹單元出口的未凝氣回流管，未凝氣經(jīng)所述未凝氣回流管回流到所述壓氣機(jī)進(jìn)氣口處被進(jìn)一步壓縮。

在所述熱動力系統(tǒng)排氣道和所述膨脹單元之間的排氣所流經(jīng)的通道上設(shè)燃燒室回流口，所述燃燒室回流口與所述熱動力系統(tǒng)的燃燒室連通。

所述排氣熱動力單元設(shè)為外燃式動力系統(tǒng)，在所述外燃式動力系統(tǒng)中排氣加熱工質(zhì)A，所述工質(zhì)A汽化推動作功機(jī)構(gòu)，所述作功機(jī)構(gòu)對所述壓氣機(jī)輸出動力或?qū)λ鰤簹鈾C(jī)補(bǔ)償性輸出動力，在所述外燃式動力系統(tǒng)中經(jīng)作功冷卻冷凝后的所述工質(zhì)A經(jīng)所述第一排熱器吸熱后進(jìn)入所述第二排熱器最后再進(jìn)入所述外燃式動力系統(tǒng)的冷工質(zhì)入口。

一種壓縮式排氣自身冷卻系統(tǒng)，包括熱動力系統(tǒng)、熱動力系統(tǒng)排氣道、壓氣機(jī)、工質(zhì)A膨脹動力單元和膨脹動力單元，所述熱動力系統(tǒng)的所述熱動力系統(tǒng)排氣道與所述壓氣機(jī)的氣體入口連通，所述壓氣機(jī)的氣體出口與工質(zhì)A熱交換器的被冷卻流體入口連通，所述工質(zhì)A熱交換器的被冷卻流體出口與所述膨脹動力單元的氣體入口連通，所述工質(zhì)A熱交換器的被加熱流體出口與所述工質(zhì)A膨脹動力單元的氣體入口連通，所述工質(zhì)A膨脹動力單元的氣體出口經(jīng)散熱器與液體高壓泵的液體入口連通，所述液體高壓泵的液體出口與所述工質(zhì)A熱交換器的被加熱流體入口連通，所述工質(zhì)A膨脹動力單元和所述膨脹動力單元對所述壓氣機(jī)輸出動力或?qū)λ鰤簹鈾C(jī)補(bǔ)償性輸出動力。