[發明專利]加壓氣體動力壓縮機和包括該加壓氣體動力壓縮機的系統

在審

• 申請號: 201410532390.7
• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN104481830A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 瓦萊里·斯特羅加諾夫;菲利普·拉哈爾斯
• 申請（專利權）人: 新動力有限公司
• 主分類號: F04B9/123
• 分類號: F04B9/123;F01K27/00;F03G6/00;F03G7/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;高源

本申請是申請日為2010年2月23日、申請號為201080017899.8(PCT/CA2010/000216)、發明名稱為“加壓氣體動力壓縮機和包括該加壓氣體動力壓縮機的系統”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明總體上涉及以加壓氣體為動力的設備的領域，比如蒸汽動力設備，更具體地本發明涉及加壓氣體動力壓縮機和用于利用該加壓氣體動力壓縮機提取功的系統。

背景技術

比如為蒸汽機的熱機已長期用于將熱能轉換成機械輸出。比如，例如如在1887年紐約的H.R.Worthington的“The?Worthington?Steam?Pumping?Engine:History?of?its?Invention?and?Development”(衛盛頓蒸汽泵發動機：其發明和開發歷史)中所描述的衛盛頓蒸汽泵發動機可采用用于泵送水的蒸汽驅動活塞。還已知用于利用蒸汽動力產生活塞的泵送動作的其它往復式發動機，例如如在1889年倫敦和紐約的P.R.Bjorling的“Practical?Handbook?on?Direct-Acting?Pumping?Engine?and?Steam?Pump?Construction”(關于直接作用泵送發動機和蒸汽泵結構的實用手冊)中所述。這種泵一般經由通過從汽缸推出水的活塞的泵送作用泵送水，活塞由蒸汽驅動活塞驅動。但是，基于這些設計的往復式蒸汽泵往往笨重、低效且成本高，并且不適于執行除泵送液體以外的其它形式的作業。

另一類型的蒸汽機是蒸汽驅動的渦輪機，其可用于從過熱蒸汽提取動力。但是，渦輪機一般需要在精確控制的條件下提供給渦輪機的干燥并且通常過熱的蒸汽。這些約束條件限制了其例如在僅存在濕飽和蒸汽或蒸汽供應不規律的系統中的有用性。

近年來已開發出許多其它的蒸汽機，這些蒸汽機試圖由濕飽和蒸汽有效地產生旋轉運動。但是，在發電機用于有效地發電所需的轉矩和轉速的情況下，上述蒸汽機中的許多不太適于產生電力。

低壓和中壓飽和蒸汽的使用大大地受限于空間和水熱。這些用途未能發揮這些蒸汽的全部潛能用于產生有用功率。例如，來自工業過程的余熱一般用于加熱目的，而非用于提供機械能或電能。

因此，需要一種能夠從比如為濕飽和蒸汽的加壓氣體提取所需有用功的新式裝置和系統。

近年來也已開發出由渦輪機組成的許多系統，渦輪機由低沸點(LBP)工作流體的蒸汽驅動(“有機蘭金循環渦輪機”)。這些系統能夠從相對低溫的熱源提取有用功。但是，它們易于受到與其它渦輪機相同的約束，因此，對于許多應用其投資和運營成本通常太高。

因此，還需要一種能夠從相對低溫的熱源提取有用功的新式裝置和系統，而沒有與有機蘭金循環渦輪機相關的成本和操作限制。

該背景技術信息提供用于揭示申請人認為與本發明可能相關的信息。不允許一定要使前述信息中的任意一條構成針對本發明的現有技術，或者也不應解釋為前述信息中的任意一條構成針對本發明的現有技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種加壓氣體動力壓縮機和包括該加壓氣體動力壓縮機的系統。根據本發明的方面，提供了一種用于利用加壓氣體動力壓縮機提取功的系統，所述系統包括：由加壓氣體提供動力的壓縮機，所述壓縮機包括輸出回路，所述輸出回路構造成在供給到所述輸出回路的輸出流體上壓縮地操作；加壓氣體輸入系統，所述加壓氣體輸入系統構造成提供用于為所述壓縮機提供動力的所述加壓氣體；排放系統，所述排放系統構造成從所述壓縮機輸出廢氣；功提取系統，所述功提取系統構造成至少部分地經由所述輸出流體從所述壓縮機提取功。

根據本發明的另一個方面，提供一種將熱轉化成功的方法，所述方法包括以下步驟：a)提供熱以加熱工作流體，由此使所述工作流體的溫度升高從而使所述工作流體從液體變成氣體并由此使所述工作流體的壓力增大；b)利用由步驟a)得到的處于氣相的所述工作流體在第一活塞上產生壓力，其中，所述第一活塞在第一缸體中可滑動地移動；c)利用所述第一活塞的力對直徑更小的第二活塞施力，從而以基本上比第一流體的壓力大的壓力使所述第二流體移位和加壓，其中，所述第二活塞在第二缸體中可滑動地移動；以及d)從所述第二流體的加壓流提取功。