容積型熱氣的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元和待壓氣體控制閥與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，或所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥和所述加熱單元與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。本發(fā)明所公開的容積型熱氣機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、效率高、流體流動阻力小。
【專利說明】容積型熱氣機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種容積型熱氣機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)熱氣機(jī)應(yīng)用日益廣泛，但是，由于其膨脹比受限，所以嚴(yán)重影響其效率，并使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，因此，需要發(fā)明一種新型熱氣機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
[0004]方案1，一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)、附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)經(jīng)所述加熱單元、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥與所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口與所述加熱單元連通，或所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥與所述加熱單元連通。
[0005]方案2，在方案I的基礎(chǔ)上，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述加熱單元和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥，或在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述加熱單元、所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥和所述壓縮氣體控制閥的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述冷卻單元和所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0006]方案3，一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元和待壓氣體控制閥與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，或所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥和所述加熱單元與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0007]方案4，在方案3的基礎(chǔ)上，所述待壓氣體控制閥設(shè)置在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述冷卻單元之間的連通通道上或設(shè)置在所述冷卻單元與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口之間的連通通道上。
[0008]方案5，在方案3的基礎(chǔ)上，在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述冷卻單元之間的連通通道上和在所述冷卻單元與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述待壓氣體控制閥。
[0009]方案6，在方案3至5中任一方案的基礎(chǔ)上，在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，所述壓縮氣體控制閥設(shè)置在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述加熱單元之間的連通通道上或設(shè)置在所述加熱單元與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口之間的連通通道上。
[0010]方案7，在方案3至5中任一方案的基礎(chǔ)上，在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述加熱單元之間的連通通道上和在所述加熱單元與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述壓縮氣體控制閥。
[0011 ] 方案8，在方案3至5中任一方案的基礎(chǔ)上，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述待壓氣體控制閥、所述冷卻單元和所述加熱單元，或在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述待壓氣體控制閥、所述冷卻單元、所述加熱單元和所述壓縮氣體控制閥的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置。
[0012]方案9, 一種容積型熱氣機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸經(jīng)所述加熱單元、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口與所述加熱單元連通，或所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)加熱氣體控制閥與所述加熱單元連通。
[0013]方案10，在方案9的基礎(chǔ)上，包括所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)、所述加熱單元和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥，或在包括所述加熱氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，包括所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)、所述加熱單元、所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥和所述加熱氣體控制閥的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)和所述冷卻單元的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)；兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0014]方案11, 一種容積型熱氣機(jī),包括活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、力口熱單元和冷卻單元，所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元和待壓氣體控制閥與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，或所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥和所述加熱單元與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0015]方案12，在方案11的基礎(chǔ)上，所述待壓氣體控制閥設(shè)置在所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述冷卻單元之間的連通通道上或設(shè)置在所述冷卻單元與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口之間的連通通道上。
[0016]方案13，在方案11的基礎(chǔ)上，在所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述冷卻單元之間的連通通道上和在所述冷卻單元與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述待壓氣體控制閥。
[0017]方案14，在方案11至13中任一方案的基礎(chǔ)上，在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，所述壓縮氣體控制閥設(shè)置在所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口與所述加熱單元之間的連通通道上或設(shè)置在所述加熱單元與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口之間的連通通道上。
[0018]方案15，在方案11至13中任一方案的基礎(chǔ)上，在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，在所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口與所述加熱單元之間的連通通道上和在所述加熱單元與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述壓縮氣體控制閥。
[0019]方案16，在方案11至13中任一方案的基礎(chǔ)上，包括所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述待壓氣體控制閥、所述冷卻單元和所述加熱單元，或在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，包括所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述待壓氣體控制閥、所述冷卻單元、所述加熱單元和所述壓縮氣體控制閥的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置。
[0020]方案17，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述加熱單元設(shè)為內(nèi)燃燃燒室，所述內(nèi)燃燃燒室對工質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0021]方案18，在方案17的基礎(chǔ)上，在所述容積型熱氣機(jī)的氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)工質(zhì)導(dǎo)出□。
[0022]方案19，在方案17的基礎(chǔ)上，在所述容積型熱氣機(jī)的氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)冷凝液體導(dǎo)出口。
[0023]方案20，在方案17的基礎(chǔ)上，在所述容積型熱氣機(jī)的氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)燃燒產(chǎn)物捕捉器。
[0024]方案21，在方案17的基礎(chǔ)上，在所述容積型熱氣機(jī)的氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)二氧化碳捕捉器。
[0025]方案22，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述加熱單元設(shè)為熱交換器，所述熱交換器對工質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0026]方案23，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述加熱單元設(shè)為導(dǎo)熱流體加熱單元，所述導(dǎo)熱流體加熱單元中的導(dǎo)熱流體對工質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0027]方案24，在方案23的基礎(chǔ)上，所述導(dǎo)熱流體加熱單元中的導(dǎo)熱流體設(shè)為低熔點合金或設(shè)為錫。
[0028]方案25，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述冷卻單元設(shè)為混合式冷卻單元。
[0029]方案26，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述冷卻單元設(shè)為低熔點合金冷卻單元,所述低熔點合金冷卻單元中的低熔點合金對工質(zhì)進(jìn)行冷卻。
[0030]方案27，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述容積型熱氣機(jī)的總壓縮比大于2。
[0031]方案28，在方案I至5中任一方案的基礎(chǔ)上，所述加熱單元設(shè)為外燃加熱單元。
[0032]方案29，在方案28的基礎(chǔ)上，所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)包括排熱壓縮機(jī)構(gòu)和非排熱壓縮機(jī)構(gòu)，所述排熱壓縮機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述非排熱壓縮機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述冷卻單元與所述排熱壓縮機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通；所述非排熱壓縮機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述加熱單元連通，或所述非排熱壓縮機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述壓縮氣體控制閥與所述加熱單元連通。
[0033]方案30，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述容積型熱氣機(jī)的氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0034]本發(fā)明中，所述容積型熱氣機(jī)的總壓縮比選擇性地大于2.0,2.2,2.4,2.6,2.8、
3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8 或大于 5.0。
[0035]本發(fā)明中，所謂的“A經(jīng)B和C與X連通”是指A和X之間的單元(B、C等)不分順序的連通方式，即可以是ABCX的連通方式，也可以是ACBX的連通方式。
[0036]本發(fā)明中，所謂的“在A和B之間的連通通道上設(shè)C”是指在A的流通口處、在B的流通口處和/或在A的流通口和B的流通口之間的連通通道上設(shè)C。
[0037]本發(fā)明中，所謂的“容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)”和所謂的“附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)”都是容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)，名稱不同只是為了區(qū)分而定義的。
[0038]本發(fā)明中，所謂的“膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥”、“壓縮氣體控制閥”、“待壓氣體控制閥”、“加熱氣體控制閥”都是控制閥，名稱不同只是為了區(qū)分而定義的。
[0039]本發(fā)明中，所謂的“工質(zhì)包絡(luò)”是指工質(zhì)能夠到達(dá)的空間的壁的集合，例如所述加熱單元的壁等，所謂的“氣相工質(zhì)包絡(luò)”是指所述容積型熱氣機(jī)工作時一直處于氣相區(qū)的工質(zhì)包絡(luò)。
[0040]本發(fā)明中，所謂的“排熱壓縮機(jī)構(gòu)”是指在壓縮進(jìn)程中和/或在壓縮后除具有為保證機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的冷卻過程外還具有以減少壓縮功為目的對被壓縮工質(zhì)(空氣)進(jìn)行冷卻使工質(zhì)對外排熱的過程的壓縮機(jī)構(gòu)，例如，級間冷卻的多級壓縮機(jī)構(gòu)、入口冷卻的多級壓縮機(jī)構(gòu)、入口冷卻的級間冷卻的多級壓縮機(jī)構(gòu)、出口冷卻的多級壓縮機(jī)構(gòu)和出口冷卻的級間冷卻的多級壓縮機(jī)構(gòu)等；所述排熱壓縮機(jī)構(gòu)可以是速度型、容積型或兩者相結(jié)合，例如活塞式、葉輪式、螺桿式、活塞與葉輪串聯(lián)式、葉輪與螺桿串聯(lián)式或活塞與螺桿串聯(lián)式等。
[0041]本發(fā)明中，所謂的“非排熱壓縮機(jī)構(gòu)”是指在壓縮進(jìn)程中和/或在壓縮后除具有為保證機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的冷卻過程外不包括以減少壓縮功為目的對被壓縮工質(zhì)(空氣)進(jìn)行冷卻使工質(zhì)對外排熱的過程的壓縮機(jī)構(gòu)，例如單級壓縮單元和無間冷多級壓縮機(jī)構(gòu)等；所述非排熱壓縮機(jī)構(gòu)可以是速度型、容積型或兩者相結(jié)合，例如活塞式、葉輪式、螺桿式、活塞與葉輪串聯(lián)式、葉輪與螺桿串聯(lián)式或活塞與螺桿串聯(lián)式等。
[0042]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0043]本發(fā)明的有益效果如下:
[0044]結(jié)構(gòu)簡單、效率高、流體流動阻力小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1所示的是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖2所示的是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖3所示的是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖4所示的是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖5所示的是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖6所示的是本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖7所示的是本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖8所示的是本發(fā)明實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖9所示的是本發(fā)明實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖10所示的是本發(fā)明實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖11所示的是本發(fā)明實施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖中:
[0057]I容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、2容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)、21排熱壓縮機(jī)構(gòu)、22非排熱壓縮機(jī)構(gòu)、3附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)、4加熱單元、41內(nèi)燃燃燒室、5冷卻單元、6膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥、7壓縮氣體控制閥、8待壓氣體控制閥、9氣缸活塞機(jī)構(gòu)、91氣缸、10活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、11活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)、12加熱氣體控制閥、13工質(zhì)導(dǎo)出口、14燃燒產(chǎn)物捕捉器。

【具體實施方式】
[0058]實施例1
[0059]如圖1所示，一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)1、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2、附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)3、加熱單元4和冷卻單元5，所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I經(jīng)所述加熱單元4、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥6與所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)3的工質(zhì)入口連通，所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)3的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元5與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥7與所述加熱單元4連通。
[0060]作為可以變換的實施方式，本實施例中的壓縮氣體控制閥7可以不設(shè)。
[0061]實施例2
[0062]如圖2所示，一種容積型熱氣機(jī)，其與實施例1的區(qū)別在于:包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)1、所述加熱單元4、所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥6和所述壓縮氣體控制閥7的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)3、所述冷卻單元5和所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0063]作為可以變換的實施方式，在不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7的結(jié)構(gòu)中，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)1、所述加熱單元4和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥6的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)3、所述冷卻單元5和所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0064]實施例3
[0065]如圖3所示，一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)1、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2、加熱單元4和冷卻單元5，所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元5和待壓氣體控制閥8與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥7和所述加熱單元4與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)入口連通。
[0066]本實施例在具體實施時，在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)出口與所述冷卻單元5之間的連通通道上和在所述冷卻單元5與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述待壓氣體控制閥8 ;在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)入口與所述加熱單元4之間的連通通道上和在所述加熱單元4與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的壓縮氣體出口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述壓縮氣體控制閥7。
[0067]作為可以變換的實施方式，也可選擇地，在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)出口與所述冷卻單元5之間的連通通道上和所述冷卻單元5與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口之間的連通通道上二者中的一處設(shè)所述待壓氣體控制閥8。
[0068]作為可以變換的實施方式，也可選擇地，在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)入口與所述加熱單元4之間的連通通道上和所述加熱單元4與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的壓縮氣體出口之間的連通通道上二者中的一處設(shè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0069]作為可以變換的實施方式，本實施例中的壓縮氣體控制閥7可以不設(shè)。
[0070]實施例4
[0071]如圖4所示，一種容積型熱氣機(jī)，其在實施例3的基礎(chǔ)上，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)1、所述待壓氣體控制閥8、所述冷卻單元5、所述加熱單元4和所述壓縮氣體控制閥7的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2對應(yīng)設(shè)置。
[0072]作為可以變換的實施方式，在不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7的結(jié)構(gòu)中，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)1、所述待壓氣體控制閥8、所述冷卻單元5和所述加熱單元4的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)2對應(yīng)設(shè)置。
[0073]實施例5
[0074]如圖5所示，一種容積型熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)9、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10、活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11、加熱單元4和冷卻單元5，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)9的氣缸91經(jīng)所述加熱單元4、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥6與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)入口連通，所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元5與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的壓縮氣體出口經(jīng)加熱氣體控制閥12與所述加熱單元4連通。
[0075]作為可以變換的實施方式，本實施例中的所述加熱氣體控制閥12可以不設(shè)。
[0076]實施例6
[0077]如圖6所不,一種容積型熱氣機(jī),其在實施例5的基礎(chǔ)上,包括所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)9、所述加熱單元4、所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥6和所述加熱氣體控制閥12的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10、所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11和所述冷卻單元5的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)；兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0078]作為可以變換的實施方式，在不設(shè)所述加熱氣體控制閥12的結(jié)構(gòu)中，包括所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)9、所述加熱單元4和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥6的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10、所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11和所述冷卻單元5的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)；兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0079]實施例7
[0080]如圖7所示，一種容積型熱氣機(jī)，包括活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10、加熱單元4和冷卻單元5，所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元5和待壓氣體控制閥8與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥7和所述加熱單元4與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)入口連通。
[0081]本實施例在具體實施時，在所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)出口與所述冷卻單元5之間的連通通道上和在所述冷卻單元5與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的待壓氣體入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述待壓氣體控制閥8 ;在所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的壓縮氣體出口與所述加熱單元4之間的連通通道上和在所述加熱單元4與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述壓縮氣體控制閥7。
[0082]作為可以變換的實施方式，也可選擇地，在所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)出口與所述冷卻單元5之間的連通通道上和在所述冷卻單元5與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的待壓氣體入口之間的連通通道上二者中的一處設(shè)置待壓氣體控制閥8 ；
[0083]作為可以變換的實施方式，也可選擇地，在所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10的壓縮氣體出口與所述加熱單元4之間的連通通道上和在所述加熱單元4與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11的工質(zhì)入口之間的連通通道上二者中的一處設(shè)置所述壓縮氣體控制閥7。
[0084]作為可以變換的實施方式，本實施例中可以不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0085]實施例8
[0086]如圖8所示，一種容積型熱氣機(jī)，其在實施例7的基礎(chǔ)上，包括所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11、所述待壓氣體控制閥8、所述冷卻單元5、所述加熱單元4和所述壓縮氣體控制閥7的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10對應(yīng)設(shè)置。
[0087]作為可以變換的實施方式，在不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7的結(jié)構(gòu)中，包括所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)11、所述待壓氣體控制閥8、所述冷卻單元5和所述加熱單元4的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)10對應(yīng)設(shè)置。
[0088]實施例9
[0089]如圖9所示，一種容積型熱氣機(jī)，在實施例3的基礎(chǔ)上，所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)包括排熱壓縮機(jī)構(gòu)21和非排熱壓縮機(jī)構(gòu)22，所述排熱壓縮機(jī)構(gòu)21的工質(zhì)出口與所述非排熱壓縮機(jī)構(gòu)22的工質(zhì)入口連通，所述冷卻單元5與所述排熱壓縮機(jī)構(gòu)21的工質(zhì)入口連通；所述非排熱壓縮機(jī)構(gòu)22的工質(zhì)出口經(jīng)所述壓縮氣體控制閥7與所述加熱單元4連通。
[0090]作為可以變換的實施方式，本實施例中的所述壓縮氣體控制閥7可以不設(shè)。
[0091]實施例10
[0092]如圖10所示，一種容積型熱氣機(jī)，在實施例3的基礎(chǔ)上，所述加熱單元4設(shè)為內(nèi)燃燃燒室41，所述內(nèi)燃燃燒室41對工質(zhì)進(jìn)行加熱，在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)工質(zhì)導(dǎo)出口 13。
[0093]可選擇地，在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)冷凝液體導(dǎo)出口。
[0094]實施例11
[0095]如圖11所示，一種容積型熱氣機(jī)，在實施例3的基礎(chǔ)上，所述加熱單元4設(shè)為內(nèi)燃燃燒室41，所述內(nèi)燃燃燒室41對工質(zhì)進(jìn)行加熱，在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)燃燒產(chǎn)物捕捉器14。
[0096]可選擇地，在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)二氧化碳捕捉器。
[0097]實施例10也可參照本實施例在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)燃燒產(chǎn)物捕捉器和/或二氧化碳捕捉器。
[0098]以上所有實施例中，可選擇地，所述加熱單元4設(shè)為熱交換器，所述熱交換器對工質(zhì)進(jìn)行加熱，氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0099]可變換地，所述加熱單元4設(shè)為導(dǎo)熱流體加熱單元，所述導(dǎo)熱流體加熱單元中的導(dǎo)熱流體對工質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0100]可選擇地，所述導(dǎo)熱流體加熱單元中的導(dǎo)熱流體設(shè)為低熔點合金或設(shè)為錫，氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0101]以上所有實施例中，可選擇地，所述冷卻單元5設(shè)為混合式冷卻單元。
[0102]可變換地，所述冷卻單元5設(shè)為低熔點合金冷卻單元，所述低熔點合金冷卻單元中的低熔點合金對工質(zhì)進(jìn)行冷卻。
[0103]可選擇地，所述加熱單元設(shè)為外燃加熱單元。
[0104]以上所有實施例中，可選擇地，所述容積型熱氣機(jī)的總壓縮比大于2。
[0105]以上所有實施例中，可選擇地，所述容積型熱氣機(jī)的總壓縮比大于2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0。
[0106]以上所有實施例中，可選擇地，氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0107]顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)、附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)、加熱單元(4)和冷卻單元(5)，其特征在于:所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)經(jīng)所述加熱單元(4)、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥(6)與所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)的工質(zhì)入口連通，所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元(5)與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口與所述加熱單元(4)連通，或所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥(7)與所述加熱單元(4)連通。
2.如權(quán)利要求1所述容積型熱氣機(jī)，其特征在于:包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、所述加熱單元(4)和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥￠)，或在包括所述壓縮氣體控制閥(7)的結(jié)構(gòu)中，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、所述加熱單元(4)、所述膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥(6)和所述壓縮氣體控制閥(7)的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述附屬容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)、所述冷卻單元(5)和所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
3.一種容積型熱氣機(jī)，包括容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)、加熱單元(4)和冷卻單元(5)，其特征在于:所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元(5)和待壓氣體控制閥(8)與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的待壓氣體入口連通；所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元(4)與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)入口連通，或所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥(7)和所述加熱單元(4)與所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)入口連通。
4.如權(quán)利要求3所述容積型熱氣機(jī)，其特征在于:所述待壓氣體控制閥(8)設(shè)置在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)出口與所述冷卻單元(5)之間的連通通道上或設(shè)置在所述冷卻單元(5)與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的待壓氣體入口之間的連通通道上。
5.如權(quán)利要求3所述容積型熱氣機(jī)，其特征在于:在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)出口與所述冷卻單元(5)之間的連通通道上和在所述冷卻單元(5)與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的待壓氣體入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述待壓氣體控制閥(8)。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項所述容積型熱氣機(jī)，其特征在于:在包括所述壓縮氣體控制閥(7)的結(jié)構(gòu)中，所述壓縮氣體控制閥(7)設(shè)置在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)入口與所述加熱單元(4)之間的連通通道上或設(shè)置在所述加熱單元(4)與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口之間的連通通道上。
7.如權(quán)利要求3至5中任一項所述容積型熱氣機(jī)，其特征在于:在包括所述壓縮氣體控制閥(7)的結(jié)構(gòu)中，在所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)入口與所述加熱單元(4)之間的連通通道上和在所述加熱單元(4)與所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口之間的連通通道上分別設(shè)置一個所述壓縮氣體控制閥(7)。
8.如權(quán)利要求3至5中任一項所述容積型熱氣機(jī)，其特征在于:包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、所述待壓氣體控制閥(8)、所述冷卻單元(5)和所述加熱單元(4),或在包括所述壓縮氣體控制閥(7)的結(jié)構(gòu)中，包括所述容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、所述待壓氣體控制閥(8)、所述冷卻單元(5)、所述加熱單元(4)和所述壓縮氣體控制閥(7)的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個以上所述做功系統(tǒng)與一個所述容積型氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)對應(yīng)設(shè)置。
9.一種容積型熱氣機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)(9)、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)、活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)、加熱單元(4)和冷卻單元(5)，其特征在于:所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(9)的氣缸(91)經(jīng)所述加熱單元(4)、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥(6)與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)的工質(zhì)入口連通，所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元(5)與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)的壓縮氣體出口與所述加熱單元(4)連通，或所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)的壓縮氣體出口經(jīng)加熱氣體控制閥(12)與所述加熱單元(4)連通。
10.一種容積型熱氣機(jī)，包括活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)、力口熱單元(4)和冷卻單元(5)，其特征在于:所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元(5)和待壓氣體控制閥(8)與所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元(4)與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)的工質(zhì)入口連通，或所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(10)的壓縮氣體出口經(jīng)壓縮氣體控制閥(7)和所述加熱單元(4)與所述活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)(11)的工質(zhì)入口連通。
【文檔編號】F02G1/053GK104329185SQ201410488014
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司