[發明專利]冷源做功葉輪熱氣機

無效

• 申請號: 201410485955.0
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104265455A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 摩爾動力(北京)技術股份有限公司
• 主分類號: F02C1/10
• 分類號: F02C1/10;F02C3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱能與動力領域，尤其是一種冷源做功葉輪熱氣機。

背景技術

傳統熱氣機壓縮比非常低(目前世界上最好的斯特林發動機的壓縮比僅為2左右)，嚴重影響著發動機的效率，因此需要發明一種新型熱氣機，用于提高熱氣機的效率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下：

方案1，一種冷源做功葉輪熱氣機，包括葉輪壓氣機、渦輪動力機構、附屬渦輪動力機構、附屬葉輪壓氣機、外燃加熱器和冷卻器；所述葉輪壓氣機、所述渦輪動力機構、所述附屬渦輪動力機構與所述附屬葉輪壓氣機依次相互連通形成工質閉合回路；所述外燃加熱器設置在所述葉輪壓氣機的工質出口和所述渦輪動力機構的工質入口之間的連通通道上；所述冷卻器設置在所述附屬渦輪動力機構的工質出口和所述附屬葉輪壓氣機的工質入口之間的連通通道上；所述冷源做功葉輪熱氣機的循環工質為氬。

方案2，一種冷源做功葉輪熱氣機，包括葉輪壓氣機、渦輪動力機構、附屬渦輪動力機構、附屬葉輪壓氣機、內燃燃燒室和冷卻器；所述葉輪壓氣機、所述渦輪動力機構、所述附屬渦輪動力機構與所述附屬葉輪壓氣機依次相互連通形成工質閉合回路；所述內燃燃燒室設置在所述葉輪壓氣機的工質出口和所述渦輪動力機構的工質入口之間的連通通道內；所述冷卻器設置在所述附屬渦輪動力機構的工質出口和所述附屬葉輪壓氣機的工質入口之間的連通通道上；在所述工質閉合回路上設置工質導出口；所述冷源做功葉輪熱氣機的循環工質為氬。

方案3，一種冷源做功葉輪熱氣機，包括葉輪壓氣機、渦輪動力機構、附屬渦輪動力機構、附屬葉輪壓氣機、外燃加熱器、冷卻器和往復連通通道；所述葉輪壓氣機的工質出口與所述渦輪動力機構的工質入口連通，所述附屬渦輪動力機構的工質出口與所述附屬葉輪壓氣機的工質入口連通，所述葉輪壓氣機的工質入口和所述渦輪動力機構的工質出口分別經控制閥與所述往復連通通道的一端連通，所述附屬渦輪動力機構的工質入口和所述附屬葉輪壓氣機的工質出口分別經控制閥與所述往復連通通道的另一端連通，形成工質閉合回路；所述加熱器設置在所述葉輪壓氣機的工質出口和所述渦輪動力機構的工質入口之間的連通通道上；所述冷卻器設置在所述附屬渦輪動力機構的工質出口和所述附屬葉輪壓氣機的工質入口之間的連通通道上；所述冷源做功葉輪熱氣機的循環工質為氬。

方案4，一種冷源做功葉輪熱氣機，包括葉輪壓氣機、渦輪動力機構、附屬渦輪動力機構、附屬葉輪壓氣機、內燃燃燒室、冷卻器和往復連通通道；所述葉輪壓氣機的工質出口與所述渦輪動力機構的工質入口連通，所述附屬渦輪動力機構的工質出口與所述附屬葉輪壓氣機的工質入口連通，所述葉輪壓氣機的工質入口和所述渦輪動力機構的工質出口分別經控制閥與所述往復連通通道的一端連通，所述附屬渦輪動力機構的工質入口和所述附屬葉輪壓氣機的工質出口分別經控制閥與所述往復連通通道的另一端連通，形成工質閉合回路；所述內燃燃燒室設置在所述葉輪壓氣機的工質出口和所述渦輪動力機構的工質入口之間的連通通道內；所述冷卻器設置在所述附屬渦輪動力機構的工質出口和所述附屬葉輪壓氣機的工質入口之間的連通通道上；在所述工質閉合回路上設置工質導出口；所述冷源做功葉輪熱氣機的循環工質為氬。

方案5，在方案1至4中任一方案的基礎上，所述葉輪壓氣機、所述渦輪動力機構、所述附屬渦輪動力機構與所述附屬葉輪壓氣機中的兩個以上共軸設置。

方案6，在方案1或2的基礎上，所述冷源做功葉輪熱氣機還包括熱交換器式回熱器，所述渦輪動力機構的工質出口經所述熱交換器式回熱器的被冷卻流體通道與所述附屬渦輪動力機構的工質入口連通，所述附屬葉輪壓氣機的工質出口經所述熱交換器式回熱器的被加熱流體通道與所述葉輪壓氣機的工質入口連通。

方案7，在方案3或4的基礎上，在所述往復連通通道上設置填料式回熱器。

方案8，在方案2或4的基礎上，在所述工質導出口處設置控制閥。

方案9，在方案1或3的基礎上，所述外燃加熱器設為液體金屬加熱器。

方案10，在方案1至4中任一方案的基礎上，所述冷卻器設為液體混合冷卻器。

方案11，在方案1至4中任一方案的基礎上，所述冷源做功葉輪熱氣機的循環總膨脹比大于2.0。

本發明中，所謂“液體金屬加熱器”是指用錫和/或低熔點合金對工質進行加熱的加熱器，即熱源首先加熱錫或低熔點合金使其升溫得到熱的金屬流體，再用所述熱的金屬流體加熱循環工質的加熱器。

本發明中，所謂“液體混合冷卻器”是指用冷液體與循環工質混合再將液體導出的冷卻器。