差時回流相循環(huán)發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器和配液機構，所述配液機構經往復通道與所述汽化器的液相區(qū)連通，在所述往復通道上設往復連續(xù)做功機構，在所述往復通道上設冷凝冷卻器。本發(fā)明易于工程化，且結構簡單、功率密度高、體積小、效率高、造價低、使用壽命長。
【專利說明】差時回流相循環(huán)發(fā)動機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領域，尤其是一種發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)內燃機燃料多樣性差，而且污染嚴重，而傳統(tǒng)蒸汽機體積龐大，功率密度低，因此需要發(fā)明一種新型發(fā)動機。
【發(fā)明內容】
[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術方案如下:
一種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器和配液機構，所述配液機構經往復通道與所述汽化器的液相區(qū)連通，在所述往復通道上設往復連續(xù)做功機構，在所述往復通道上設冷凝冷卻器。
[0004]一種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器和配液機構，所述配液機構經往復通道與所述汽化器的氣相區(qū)連通，在所述往復通道上設往復連續(xù)做功機構，在所述往復連續(xù)做功機構和所述配液機構之間的所述往復通道上設冷凝冷卻器。
[0005]在所述汽化器和所述冷凝冷卻器之間的所述往復通道內設回熱器。
[0006]所述往復連續(xù)做功機構設為齒輪動力機構或羅茨機構。
[0007]所述配液機構設為氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的氣缸經所述往復通道與所述汽化器的液相區(qū)連通。
[0008]所述配液機構設為氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的氣缸經所述往復通道與所述汽化器的氣相區(qū)連通。
[0009]所述配液機構包括羅茨泵和儲液罐，所述羅茨泵的一端與所述儲液罐連通，所述羅茨泵的另一端經所述往復通道與所述汽化器連通。
[0010]一種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器、做功機構、回熱器、冷凝冷卻器和配液機構，所述汽化器的氣相區(qū)依次經所述做功機構、所述回熱器和所述冷凝冷卻器與所述配液機構連通。
[0011]所述配液機構包括羅茨泵和儲液罐，所述羅茨泵的一端與所述儲液罐連通，所述羅茨泵的另一端依次經所述冷凝冷卻器、所述回熱器和所述做功機構與所述汽化器的氣相區(qū)連通。
[0012]所述做功機構設為齒輪動力機構或羅茨機構。
[0013]上述所有技術方案中，所述汽化器均可選擇性地設為外燃汽化器或內燃汽化器。
[0014]本發(fā)明的原理如下:
在設有所述往復連續(xù)做功機構的結構中，所述汽化器內的工質受熱汽化/過熱化/臨界化/超臨界化/超超臨界化后，使得所述汽化器內的壓力增大，從而推動其內的工質經往復通道推動所述往復連續(xù)做功機構對外做功；所述配液機構按正時關系將被所述冷凝冷卻器冷卻后的工質經所述往復通道回送到所述汽化器內，在所述配液機構回送工質的過程中，往復通道內的工質將繼續(xù)推動所述往復連續(xù)做功機構對外做功；在設有所述做功機構的機構中，所述汽化器內的工質受熱汽化/過熱化/臨界化/超臨界化/超超臨界化后，使得所述汽化器內的壓力增大，高壓氣體工質推動所述做功機構對外做功，做功后的氣體工質被所述冷凝冷卻器冷卻為液體工質；所述配液機構按正時關系將被所述冷凝冷卻器冷凝后的液體工質回送到所述汽化器內，在所述配液機構回送工質的過程中，工質將反向推動所述做功機構對外做功。
[0015]本發(fā)明中，所謂的“往復連續(xù)做功機構”是指可以利用所述往復通道內往復流動的工質連續(xù)對外做功的機構，例如齒輪動力機構或羅茨機構等。
[0016]本發(fā)明中，所謂的“做功機構”是指可以利用往復流動的工質對外做功的機構，例如齒輪動力機構或羅茨機構等。
[0017]本發(fā)明中，所謂的“配液機構”是指能夠按正時關系將所述汽化器輸出的并推動所述往復連續(xù)做功機構或所述做功機構對外做功后的工質回送到所述汽化器的機構。所述配液機構也可以對外輸出動力。
[0018]本發(fā)明中，所謂的“正時關系”是當所述汽化器內的壓力達到一定程度時，向所述汽化器內回送液體的時間關系。此時間關系可根據系統(tǒng)的具體情況確定，如可根據汽化器的容量或做功機構(包括所述往復連續(xù)做功機構和所述做功機構)的排量確定。
[0019]本發(fā)明中，所謂的“汽化器”是指能夠使液體工質發(fā)生汽化、臨界化、超臨界化、超超臨界化或過熱化的裝置，它可以是外燃汽化器、熱交換器、太陽能汽化器或內燃汽化器。所述內燃汽化器包括氧化劑和還原劑燃燒產物能夠液化的內燃汽化器和氧化劑和還原劑燃燒產物不能液化的內燃汽化器。
[0020]在采用內燃汽化器的結構中，需要在工質包絡上設工質導出口，所謂的工質包絡是指工質所能到達的空間的壁，例如連通通道、所述汽化器的壁或所述儲液罐的壁等。
[0021 ] 本發(fā)明中，所謂的“冷卻冷凝器”是指能夠使本發(fā)明中的液體工質降溫，或者使本發(fā)明中的氣體工質降溫冷凝的裝置，它可以是散熱器，也可以是熱交換器，還可以是混合式冷卻冷凝器。
[0022]本發(fā)明中，所謂的“工質”可以是一切能夠在所述汽化器中可以發(fā)生汽化、過熱化、臨界化、超臨界化或超超臨界化的物質，例如水、氟利昂、醚類等一切無機朗肯循環(huán)和有機朗肯循環(huán)中的工質。
[0023]本發(fā)明中，所述汽化器內的工質處于臨界狀態(tài)時，所述汽化器的氣相區(qū)和所述汽化器的液相區(qū)可以是同一空間。
[0024]本發(fā)明中，應根據熱能與動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0025]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明可在較少控制機構的情況下穩(wěn)定輸出動力，易于工程化，且燃料多樣性好、污染程度小、功率密度高、體積小、結構簡單、效率高、造價低、使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1所示的是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
圖2所示的是本發(fā)明實施例2的結構示意圖； 圖3所示的是本發(fā)明實施例3的結構示意圖；
圖4所示的是本發(fā)明實施例4的結構示意圖；
圖5所示的是本發(fā)明實施例5的結構示意圖；
圖6所示的是本發(fā)明實施例6的結構示意圖；
圖7所示的是本發(fā)明實施例7的結構示意圖；
圖8所示的是本發(fā)明實施例8的結構示意圖；
圖9所示的是本發(fā)明實施例9的結構示意圖；
圖10所示的是本發(fā)明實施例10的結構示意圖；
圖中:
I汽化器、2往復連續(xù)做功機構、3配液機構、4冷凝冷卻器、5回熱器、6做功機構、10往復通道、11外燃汽化器、12內燃汽化器、121氧化劑入口、122還原劑入口、123工質導出口、20羅茨機構、31氣缸活塞機構、321羅茨泵、322儲液罐。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
如圖1所示的差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器I和配液機構3，所述配液機構3經往復通道10與所述汽化器I的液相區(qū)連通，在所述往復通道10上設往復連續(xù)做功機構2，在所述往復通道10上設冷凝冷卻器4。
[0028]本實施例中，所述冷凝冷卻器4設置在了所述往復連續(xù)做功機構2與所述汽化器I的液相區(qū)之間的所述往復通道10上。
[0029]實施例2
如圖2所示的差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器I和配液機構3，所述配液機構3經往復通道10與所述汽化器I的氣相區(qū)連通，在所述往復通道10上設往復連續(xù)做功機構2，在所述往復連續(xù)做功機構2和所述配液機構3之間的所述往復通道10上設冷凝冷卻器4。
[0030]實施例3
如圖3所示的差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述汽化器I設為外燃汽化器11，所述往復連續(xù)做功機構2設為羅茨機構20，所述冷凝冷卻器4改為設置在所述羅茨機構20和所述配液機構3之間的所述往復通道10上，在所述冷凝冷卻器4和所述汽化器I之間的所述往復通道10內設回熱器5，具體地，所述回熱器5是設置在所述冷凝冷卻器4和所述羅茨機構20之間的所述往復通道10內。
[0031]實施例4
如圖4所示的差時回流相循環(huán)發(fā)動機,其在實施例3的基礎上:所述配液機構3包括羅茨泵321和儲液罐322，所述羅茨泵321的一端與所述儲液罐322連通，所述羅茨泵321的另一端經所述往復通道10與所述汽化器I的液相區(qū)連通。
[0032]本實施例中所述外燃汽化器11設為鍋爐。
[0033]作為可以變換的實施方式，實施例3和實施例4中的所述回熱器5可改為設置在所述羅茨機構20和所述汽化器I的液相區(qū)之間的所述往復通道10內或者改為參照實施例6設置所述冷卻器4和所述回熱器5。
[0034]實施例5 如圖5所示差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例4的區(qū)別在于:所述回熱器5改為設置在所述羅茨機構20和所述汽化器I的液相區(qū)之間的所述往復通道10內。所述配液機構3改設為氣缸活塞機構31，所述氣缸活塞機構31的氣缸經所述往復通道10與所述汽化器I的液相區(qū)連通。
[0035]實施例6
如圖6所示差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例5的區(qū)別在于:所述外燃汽化器11改設為內燃汽化器12，所述內燃汽化器12上設有氧化劑入口 121和還原劑入口 122，在所述內燃汽化器12的氣相區(qū)設工質導出口 123，所述工質導出口 123處設控制閥。
[0036]所述氧化劑入口 121和所述還原劑入口 122導入的氧化劑和還原劑在所述內燃汽化器12的內部發(fā)生燃燒化學反應，從而使所述內燃汽化器12中的工質氣化、臨界化、超臨界化、超超臨界化或過熱化形成高壓狀態(tài)。顯然，所述內燃汽化器12上還需要設置合適的點火裝置。
[0037]由于從外界導入了氧化劑和還原劑，為了使系統(tǒng)中的工質能夠平衡，可以打開所述工質導出口 123處的控制閥，從所述工質導出口 123處導出多余的工質。
[0038]作為可以變換的實施方式，可改為參照實施例3及其可變換的實施方式設置所述冷卻器4和所述回熱器5。
[0039]作為可以變換的實施方式，實施例3至6及中的所述回熱器5可以不設。
[0040]作為可以變換的實施方式，所述工質導出口 123可參照實施例9的可選擇的實施方式改設在其它部位。
[0041]實施例7
如圖7所示差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其在實施例2的基礎上:所述汽化器I設為外燃汽化器11，所述往復連續(xù)做功機構2設為羅茨機構20，在所述羅茨機構20和所述冷凝冷卻器4之間的所述往復通道10內設回熱器5。
[0042]作為可以變換的實施方式，所述汽化器I可參照實施例9改設為內燃汽化器12。
[0043]實施例8
如圖8所示差時回流相循環(huán)發(fā)動機,其在實施例7的基礎上:所述配液機構3包括羅茨泵321和儲液罐322，所述羅茨泵321的一端與所述儲液罐322連通，所述羅茨泵321的另一端經所述往復通道10與所述汽化器I的氣相區(qū)連通。
[0044]工質經所述羅茨泵321充入所述儲液罐322時，可以推動所述羅茨泵321反轉對外輸出動力。
[0045]選擇性地，所述配液機構3還可以改設為如實施例5和實施例6中所述的氣缸活塞機構31.實施例9
如圖9所示差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其與實施例8的區(qū)別在于:所述外燃汽化器11改設為內燃汽化器12，所述內燃汽化器12上設有氧化劑入口 121和還原劑入口 122，在所述內燃汽化器12的氣相區(qū)設工質導出口 123，所述工質導出口 123處設控制閥。
[0046]所述氧化劑入口 121和所述還原劑入口 122導入的氧化劑和還原劑在所述內燃汽化器12的內部發(fā)生燃燒化學反應，從而使所述內燃汽化器12中的工質氣化、臨界化、超臨界化、超超臨界化或過熱化形成高壓狀態(tài)。顯然，根據需要，所述內燃汽化器12上還需要設置合適的點火裝置。
[0047]由于從外界導入了氧化劑和還原劑，為了使系統(tǒng)中的工質能夠平衡，可以打開所述工質導出口 123處的控制閥，從所述工質導出口 123處導出多余的工質。
[0048]選擇性地，所述工質導出口 123還可以設置在系統(tǒng)的其它氣相區(qū)域，如果所述內燃汽化器12中的氧化劑和還原劑燃燒產物能夠液化，那么所述工質導出口 123還可以設置在系統(tǒng)的液相區(qū)域，例如設置在所述汽化器I的液相區(qū)或設置在所述儲液罐322上。
[0049]可選擇地，上述所有實施方式中的所述往復連續(xù)做功機構2可以改設為齒輪動力機構或其它形式的往復連續(xù)做功機構。
[0050]實施例10
如圖10所示的差時回流相循環(huán)發(fā)動機，包括汽化器1、做功機構6、回熱器5、冷凝冷卻器4和配液機構3，所述汽化器I的氣相區(qū)依次經所述做功機構6、所述回熱器5和所述冷凝冷卻器4與所述配液機構3連通。
[0051]具體實施例時，可選擇地，參照實施例5或實施例6將所述配液機構3設為所述氣缸活塞機構31,或參照實施例8或實施例9將所述配液機構3設為包括所述羅茨泵321和所述儲液罐322 ;可選擇地參照實施例8將所述汽化器I設為外燃汽化器11或參照實施例9設為內燃汽化器12 ;可選擇地將所述做功機構6可以設為羅茨機構20或齒輪動力機構或其它形式的做功機構。
[0052]在上述實施例中僅列舉所述汽化器I設為所述外燃汽化器11和設為所述內燃汽化器12的機構，可選擇地，所述汽化器I還可以設為熱交換器式或太陽能式汽化器等形式的汽化器。
[0053]顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據本領域的公知技術和本發(fā)明所公開的技術方案，可以推導出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:包括汽化器(I)和配液機構(3)，所述配液機構(3)經往復通道(10)與所述汽化器(I)的液相區(qū)連通，在所述往復通道(10)上設往復連續(xù)做功機構(2 )，在所述往復通道(10 )上設冷凝冷卻器(4 )。
2.一種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:包括汽化器(I)和配液機構(3)，所述配液機構(3)經往復通道(10)與所述汽化器(I)的氣相區(qū)連通，在所述往復通道(10)上設往復連續(xù)做功機構(2)，在所述往復連續(xù)做功機構(2)和所述配液機構(3)之間的所述往復通道(10)上設冷凝冷卻器(4)。
3.如權利要求1或2所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:在所述汽化器(I)和所述冷凝冷卻器(4)之間的所述往復通道(10)內設回熱器(5)。
4.如權利要求1或2所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述往復連續(xù)做功機構(2)設為齒輪動力機構或羅茨機構(20)。
5.如權利要求1所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述配液機構(3)設為氣缸活塞機構(31)，所述氣缸活塞機構(31)的氣缸經所述往復通道(10 )與所述汽化器(I)的液相區(qū)連通。
6.如權利要求2所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述配液機構(3)設為氣缸活塞機構(31)，所述氣缸活塞機構(31)的氣缸經所述往復通道(10 )與所述汽化器(I)的氣相區(qū)連通。
7.如權利要求1或2所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述配液機構(3)包括羅茨泵(321)和儲液罐(322)，所述羅茨泵(321)的一端與所述儲液罐(322)連通，所述羅茨泵(321)的另一端經所述往復通道(10 )與所述汽化器(I)連通。
8.—種差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:包括汽化器(I)、做功機構(6)、回熱器(5)、冷凝冷卻器(4)和配液機構(3)，所述汽化器(I)的氣相區(qū)依次經所述做功機構(6)、所述回熱器(5)和所述冷凝冷卻器(4)與所述配液機構(3)連通。
9.如權利要求8所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述配液機構(3)包括羅茨泵(321)和儲液罐(322)，所述羅茨泵(321)的一端與所述儲液罐(322)連通，所述羅茨泵(321)的另一端依次經所述冷凝冷卻器(4)、所述回熱器(5)和所述做功機構(6)與所述汽化器(I)的氣相區(qū)連通。
10.如權利要求8所述差時回流相循環(huán)發(fā)動機，其特征在于:所述做功機構(6)設為齒輪動力機構或羅茨機構(20 )。
【文檔編號】F02G1/043GK103452702SQ201310382378
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權日:2012年8月28日
【發(fā)明者】靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司