[發明專利]一種利用液壓的等溫膨脹動力系統

有效

• 申請號: 201410584589.4
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104454015A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張新敬;陳海生;徐玉杰;許劍;薛皓白;譚春青
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01B29/10
• 分類號: F01B29/10;F01B31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用液壓的等溫膨脹動力系統，包括活塞、氣缸、曲柄連桿機構、氣體工質儲罐、加熱介質儲罐和換熱器，所述活塞滑動安裝于氣缸中，所述曲柄連桿機構包括連桿和曲柄，所述連桿一端與活塞連接，另一端與曲柄連接，其特征在于：

--所述氣缸頂部裝有進氣閥和環形噴射器，所述進氣閥與高壓氣體工質儲罐連通，所述環形噴射器與加熱介質儲罐連通，用以將加熱后的加熱介質霧化或者形成泡沫并以一定的質量流量注入氣缸內；

--在靠近所述活塞的下止點附近位置的所述氣缸的側壁上設有排氣孔，圍繞所述氣缸的外壁形成一封閉排氣緩沖腔，所述排氣緩沖腔可通過氣缸側壁上的排氣孔與氣缸連通，在所述排氣緩沖腔的底部或靠近底部的側壁上設置有排液口，所述排液口在高度方向上位于所述排氣孔下方，在所述排氣緩沖腔的頂部或靠近頂部的側壁上設置有氣體出口，所述氣體出口在高度方向上位于所述排氣孔上方；

--設置在所述加熱介質儲罐底部的液體出口Ⅰ通過液體管路經所述換熱器的熱流體側與所述環形噴射器的進口連通；

--設置在所述高壓氣體工質儲罐頂部的高壓氣體出口通過氣體管路經所述換熱器的冷流體側與所述進氣閥的進口連通。

2.一種利用液壓的等溫膨脹動力系統，包括活塞、氣缸、曲柄連桿機構、氣體工質儲罐、加熱介質儲罐、換熱器和混合器，所述活塞滑動安裝于氣缸中，所述曲柄連桿機構包括連桿和曲柄，所述連桿一端與活塞連接，另一端與曲柄連接，其特征在于，

--所述氣缸頂部裝有與所述混合器的出口連通的進氣閥，所述進氣閥將高壓氣體工質和加熱介質的混合流體以一定的質量流量注入氣缸內；

--在靠近所述活塞的下止點附近位置的所述氣缸的側壁上設有排氣孔，圍繞所述氣缸的外壁形成一封閉排氣緩沖腔，所述排氣緩沖腔可通過氣缸側壁上的排氣孔與氣缸連通，在所述排氣緩沖腔的底部或靠近底部的側壁上設置有排液口，所述排液口在高度方向上位于所述排氣孔下方，在所述排氣緩沖腔的頂部或靠近頂部的側壁上設置有氣體出口，所述氣體出口在高度方向上位于所述排氣孔上方；

--設置在所述加熱介質儲罐底部的液體出口Ⅰ通過液體管路經所述換熱器的熱流體側與所述混合器的液體進口連通；

--設置在所述高壓氣體工質儲罐頂部的高壓氣體出口通過氣體管路經所述換熱器的冷流體側與所述混合器的高壓氣體進口連通。

3.根據權利要求1或2所述的動力系統，其特征在于，所述液體出口Ⅰ和換熱器之間的液體管路上設置有液泵Ⅰ。

4.根據權利要求1或2所述的動力系統，其特征在于，所述加熱介質儲罐設外部加熱管路，所述外部加熱管路一端與所述加熱介質儲罐的底部連通，另一端與所述加熱介質儲罐的頂部連通，且所述外部加熱管路上設有加熱源。

5.根據權利要求3所述的動力系統，其特征在于，所述加熱源為燃料發動機的余熱、工業廢熱或者收集的太陽能熱。

6.根據權利要求1或2所述的動力系統，其特征在于，所述排氣緩沖腔的所述排液口與一液體匯流罐連通。

7.根據權利要求6所述的動力系統，其特征在于，所述液體匯流罐的出口經一三通部件與所述加熱介質儲罐的液體連通孔和所述高壓氣體工質儲罐的液體進口連通，所述三通部件至少包括三種切換狀態，第一種切換狀態為所述液體匯流罐的出口僅與所述加熱介質儲罐的液體連通孔連通，第二種切換狀態為所述液體匯流罐的出口僅與所述高壓氣體工質儲罐的液體進口連通，第三種切換狀態為所述液體匯流罐的出口和所述加熱介質儲罐的液體連通孔同時與所述高壓氣體工質儲罐的液體進口連通。

8.根據權利要求7所述的動力系統，其特征在于，所述三通部件和所述高壓氣體工質儲罐的液體進口之間的管路上設有液泵Ⅱ。

9.根據權利要求8所述的動力系統，其特征在于，所述加熱介質儲罐底部和高壓氣體工質儲罐底部通過一設置有限壓閥的液體管路相互連通。

10.根據權利要求1所述的動力系統，其特征在于，所述進氣閥設置在氣缸頂部的中心位置，所述環形噴射器設置在所述進氣閥的周圍。