[發明專利]熱力發動機

有效

• 申請號: 201580082486.0
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN107923265B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: A·C·皮爾斯;N·A·溫特;S·菲尤
• 申請（專利權）人: 氣體膨脹汽車有限公司
• 主分類號: F01K25/06
• 分類號: F01K25/06;F01K21/04;F22B1/14;F22B1/18
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 胡強

一種活塞(2)和氣缸(3)型膨脹機，與一般的取向相反，曲軸(4)位于最上端并且氣缸“蓋”(5)位于最下端。該氣缸蓋具有一對液體噴射器(6，7)，其取向用于使它們對應的液態戊烷和甘油被噴射為在氣缸底部互相接觸的薄霧。戊烷通過從甘油傳遞而來的潛熱而被氣化。提供了由泵(14，15)所供給的高壓的管路(11，12)的對應噴射閥(9，10)。排氣閥(16)被經鏈驅動以曲軸速度驅動的凸輪(17)所打開。排氣管18通向在其中使排氣打旋的旋風分離器(19)，導致了甘油的薄霧和液滴飛出至分離器壁(20)并且流至分離器底部(21)，從而其在浮閥(22)的控制下周期性地排出。戊烷蒸氣從分離器的頂部中心(23)被吸出。應該注意發動機的流體路徑是閉合的。戊烷蒸氣被傳遞至冷凝器(26)。液態戊烷從冷凝器底部也通過浮閥(27)被排出。對應的液體通過管道輸送而聚集在罐(28，29)中。液體通過低壓泵(30)從甘油罐被泵送至加熱器(31)。加熱器可為許多類型，通常為余熱換熱器或太陽能收集器。

技術領域

本發明涉及熱力發動機。

背景技術

熱力發動機通過使在下文中被稱作“工作流體”的氣體或蒸氣從升高的溫度和壓力膨脹到降低的溫度和壓力并提取該過程中的有用功來運行。這通常在活塞和氣缸發動機或透平機中完成。

壓力和溫度的升高可在內部如在內燃機中完成或在外部如在透平機中完成。

通常采用單一的工作流體，盡管在內燃的情況下，該流體可能為氣體的混合物，特別是來自燃燒所使用的空氣中的和燃燒產物(主要是二氧化碳和水蒸氣)中的氮氣。

已知液體流經發動機，例如濕蒸氣中的水。

本發明涉及采用不同的流體來加熱工作流體。

發明內容

本發明的目的是提供一種改進的熱力發動機。

根據本發明提供了一種熱力發動機包括：

·熱力膨脹機，其用于使與第二流體結合的工作流體膨脹；

·分離器，其連接至膨脹機的排氣口以將第二流體從工作流體中分離；

·裝置，其用于將第二流體傳遞至

·加熱器并且接下來傳遞至

·蒸發區；

·冷凝器，其用于將工作流體從氣態形式冷凝為揮發性液態形式；和

·裝置，將液態形式的冷凝工作流體傳遞至蒸發區以接觸重新加熱的第二流體從而使工作流體揮發以使在膨脹機內膨脹作功。

膨脹機可為容積式機構例如往復式膨脹機或可變排量式機構例如透平機。

蒸發區可位于膨脹機的內部，例如往復式活塞和氣缸機構的上止點容積，類似于內燃機的燃燒室或透平機的入口區。

替代地，蒸發區可位于膨脹機的外部，與蒸汽機/透平機的鍋爐類似，區別在于再加熱的第二流體被傳遞至鍋爐，冷凝工作流體與鍋爐緊密接觸以用于工作流體的熱傳遞和氣化。

通常第二流體將為液體。分離器或可位于冷凝器的膨脹機側，在這種情況下它將為液體/蒸汽分離器，或可位于冷凝器的另一側，在這種情況下它將為液體/液體分離器。

在優選的實施例中，戊烷被用作相變介質，而將可選地添加有1,2-丙二醇的甘油(1,2,3-丙三醇)用作載熱流體。

第二流體可采用多種方式加熱，例如通過余熱和太陽能來加熱。

附圖說明

為了有助于理解本發明，現將通過例子并且參照附圖來描述本發明的兩個具體實施例，其中：

圖1為根據本發明的第一熱力發動機的方框圖