速容型熱氣的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種速容型熱氣機(jī)，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述膨脹做功機(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氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，或所述氣體壓縮機(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膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，一個(gè)設(shè)為速度型。本發(fā)明公開的速容型熱氣機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、效率高、流體流動(dòng)阻力小。
【專利說明】速容型熱氣機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種速容型熱氣機(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，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)、附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)經(jīng)所述加熱單元、再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)控制閥與所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(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，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)和所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)中至少一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，至少一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為速度型。
[0005]方案2，在方案I的基礎(chǔ)上，包括所述膨脹做功機(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)，包括所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述冷卻單元和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0006]方案3，一種速容型熱氣機(jī)，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述膨脹做功機(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氣體壓縮機(jī)構(gòu)的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，或所述氣體壓縮機(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膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)中一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，一個(gè)設(shè)為速度型。
[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(gè)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所述加熱單元與所述氣體壓縮機(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(gè)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，包括所述膨脹做功機(jī)構(gòu)、所述待壓氣體控制閥、所述加熱單元、所述冷卻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(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置。
[0012]方案9，一種速容型熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)、葉輪壓氣機(jī)、透平、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)透平控制閥與所述透平的工質(zhì)入口連通，所述透平的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元與所述葉輪壓氣機(jī)的待壓氣體入口連通；所述葉輪壓氣機(jī)的壓縮氣體出口與所述加熱單元連通，或所述葉輪壓氣機(jī)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透平控制閥，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、所述透平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)，包括所述葉輪壓氣機(jī)、所述透平和所述冷卻單元的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)；兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0014]方案11，一種速容型熱氣機(jī)，包括透平、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、加熱單元和冷卻單元，所述透平的工質(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透平的工質(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透平的工質(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)置在所述透平的工質(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，在所述透平的工質(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(gè)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透平的工質(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透平的工質(zhì)入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個(gè)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，包括所述透平、所述冷卻單元、所述待壓氣體控制閥和所述加熱單元，或在包括所述壓縮氣體控制閥的結(jié)構(gòu)中，包括所述透平、所述冷卻單元、所述加熱單元、所述待壓氣體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)，兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)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，在所述速容型熱氣機(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，在所述速容型熱氣機(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，在所述速容型熱氣機(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，在所述速容型熱氣機(jī)的在氣相工質(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(diǎn)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(diǎn)合金冷卻單元,所述低熔點(diǎn)合金冷卻單元中的低熔點(diǎn)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，所述速容型熱氣機(jī)的總壓縮比大于2。
[0031]方案28，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
(4)設(shè)為外燃加熱單元。
[0032]方案29，在方案1、2、3、4、5、9、10、11、12或13中任一方案的基礎(chǔ)上，所述速容型熱氣機(jī)的氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]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。
[0037]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)”是指所述速度型熱氣機(jī)工作時(shí)一直處于氣相區(qū)的工質(zhì)包絡(luò)。
[0038]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)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。
[0039]本發(fā)明的有益效果如下:
[0040]結(jié)構(gòu)簡單、效率高、流體流動(dòng)阻力小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖7所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖8所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖9所示的是本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖10所示的是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖中:
[0052]I膨脹做功機(jī)構(gòu)、2氣體壓縮機(jī)構(gòu)、3附屬膨脹做功機(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葉輪壓氣機(jī)、11透平、12透平控制閥、13加熱氣體控制閥、14工質(zhì)導(dǎo)出口、15活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)、16燃燒產(chǎn)物捕捉器。
【具體實(shí)施方式】
[0053]實(shí)施例1
[0054]如圖1所示，一種速容型熱氣機(jī)，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)1、氣體壓縮機(jī)構(gòu)2、附屬膨脹做功機(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與所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)3的工質(zhì)入口連通，所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)3的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元5與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(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，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)1、所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2和所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)3中至少一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，至少一個(gè)設(shè)為速度型。
[0055]作為可以變換的實(shí)施方式，本實(shí)施例中可以不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0056]實(shí)施例2
[0057]如圖2所示，一種速容型熱氣機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，包括所述膨脹做功機(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)，包括所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)3、所述冷卻單元5和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0058]作為可以變換的實(shí)施方式，在不設(shè)置所述壓縮氣體控制閥7的結(jié)構(gòu)中，包括所述膨脹做功機(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)，包括所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)3、所述冷卻單元5和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0059]實(shí)施例3
[0060]如圖3所示，一種速容型熱氣機(jī)，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)1、氣體壓縮機(jī)構(gòu)2、加熱單元4和冷卻單元5，所述膨脹做功機(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與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(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與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)I的工質(zhì)入口連通，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)I和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2中的一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，一個(gè)設(shè)為速度型。
[0061]本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)，在所述膨脹做功機(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(gè)所述待壓氣體控制閥8 ;在所述膨脹做功機(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(gè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0062]作為可以變換的實(shí)施方式，可選擇地，在所述膨脹做功機(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與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的待壓氣體入口之間的連通通道上的至少一處設(shè)置所述待壓氣體控制閥8 ；
[0063]作為可以變換的實(shí)施方式，可選擇地，在所述膨脹做功機(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與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2的壓縮氣體出口之間的連通通道上的至少一處設(shè)置所述壓縮氣體控制閥7。
[0064]作為可以變換的實(shí)施方式，本實(shí)施例中也可以不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0065]實(shí)施例4
[0066]如圖4所示，一種速容型熱氣機(jī)，其在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，包括所述膨脹做功機(jī)構(gòu)
1、所述待壓氣體控制閥8、所述加熱單元4、所述冷卻單元5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(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2對應(yīng)設(shè)置。
[0067]作為可以變換的實(shí)施方式，在不設(shè)置所述壓縮氣體控制閥7的結(jié)構(gòu)中，包括所述膨脹做功機(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(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)2對應(yīng)設(shè)置。
[0068]實(shí)施例5
[0069]如圖5所示，一種速容型熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)9、葉輪壓氣機(jī)10、透平11、力口熱單元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)透平控制閥12與所述透平11的工質(zhì)入口連通，所述透平11的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元5與所述葉輪壓氣機(jī)10的待壓氣體入口連通；所述葉輪壓氣機(jī)10的壓縮氣體出口經(jīng)加熱氣體控制閥13與所述加熱單元4連通。
[0070]作為可以變換的實(shí)施方式，本實(shí)施例中可以不設(shè)所述加熱氣體控制閥13。
[0071]實(shí)施例6
[0072]如圖6所不,一種速容型熱氣機(jī)，其在實(shí)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、所述透平控制閥12和所述加熱氣體控制閥13的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述葉輪壓氣機(jī)10、所述透平11和所述冷卻單元5的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)；兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0073]作為可以變換的實(shí)施方式，在不設(shè)置所述加熱氣體控制閥13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和所述透平控制閥12的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，包括所述葉輪壓氣機(jī)10、所述透平11和所述冷卻單元5的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)；兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
[0074]實(shí)施例7
[0075]如圖7所示，一種速容型熱氣機(jī)，包括透平11、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)15、加熱單元4和冷卻單元5，所述透平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)15的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)15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與所述透平11的工質(zhì)入口連通。
[0076]本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)，在所述透平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)15的待壓氣體入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個(gè)所述待壓氣體控制閥8 ;在所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)15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與所述透平11的工質(zhì)入口之間的連通通道上分別設(shè)置一個(gè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0077]作為可以變換的實(shí)施方式，可選擇地，在所述透平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)15的待壓氣體入口之間的連通通道上二者中的一處設(shè)置所述待壓氣體控制閥8 ；
[0078]作為可以變換的實(shí)施方式，可選擇地，在所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)15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與所述透平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。
[0079]作為可以變換的實(shí)施方式，本實(shí)施例中可以不設(shè)所述壓縮氣體控制閥7。
[0080]實(shí)施例8
[0081]如圖8所示，一種速容型熱氣機(jī)，其在實(shí)施例7的基礎(chǔ)上，包括所述透平11、所述冷卻單元5、所述加熱單元4、所述待壓氣體控制閥8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(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)15對應(yīng)設(shè)置。
[0082]作為可以變換的實(shí)施方式，在不設(shè)置所述壓縮氣體控制閥7的結(jié)構(gòu)中，包括所述透平11、所述冷卻單元5、所述待壓氣體控制閥8和所述加熱單元4的系統(tǒng)定義為做功系統(tǒng)，兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)15對應(yīng)設(shè)置。
[0083]實(shí)施例9
[0084]如圖9所示，一種速容型熱氣機(jī)，其在實(shí)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 14。
[0085]可選擇地，在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)冷凝液體導(dǎo)出口。
[0086]實(shí)施例10
[0087]如圖10所示，一種速容型熱氣機(jī)，其在實(shí)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16。
[0088]可選擇地，在氣相工質(zhì)包絡(luò)上設(shè)二氧化碳捕捉器。
[0089]實(shí)施例9也可參照本實(shí)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。
[0090]本發(fā)明中所有實(shí)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。
[0091]本發(fā)明中所有實(shí)施例中，可選擇地，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，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(diǎn)合金或設(shè)為錫，氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0092]本發(fā)明中所有實(shí)施例中，可選擇地，所述冷卻單元5設(shè)為混合式冷卻單元。
[0093]本發(fā)明中所有實(shí)施例中，可選擇地，所述冷卻單元5設(shè)為低熔點(diǎn)合金冷卻單元，所述低熔點(diǎn)合金冷卻單元中的低熔點(diǎn)合金對工質(zhì)進(jìn)行冷卻。
[0094]以上所有實(shí)施例中，可選擇地，所述速容型熱氣機(jī)的總壓縮比大于2。
[0095]以上所有實(shí)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。
[0096]以上所有實(shí)施例中，可選擇地，氣相工質(zhì)設(shè)為惰性氣體。
[0097]顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)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】
1.一種速容型熱氣機(jī)，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)、附屬膨脹做功機(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)與所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)的工質(zhì)入口連通，所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元(5)與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(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，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)和所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)中至少一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，至少一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為速度型。
2.如權(quán)利要求1所述速容型熱氣機(jī)，其特征在于:包括所述膨脹做功機(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(6)，或在包括所述壓縮氣體控制閥(7)的結(jié)構(gòu)中，包括所述膨脹做功機(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)，包括所述附屬膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)、所述冷卻單元(5)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的系統(tǒng)定義為回送系統(tǒng)，兩個(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述回送系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置。
3.一種速容型熱氣機(jī)，包括膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、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)與所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的待壓氣體入口連通；所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元(4)與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)入口連通，或所述氣體壓縮機(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)與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)的工質(zhì)入口連通，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)和所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)中的一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為容積型，一個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)為速度型。
4.如權(quán)利要求3所述速容型熱氣機(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所述速容型熱氣機(jī)，其特征在于:在所述膨脹做功機(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(gè)所述待壓氣體控制閥(8)。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述速容型熱氣機(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(xiàng)所述速容型熱氣機(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(gè)所述壓縮氣體控制閥(7)。
8.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述速容型熱氣機(jī)，其特征在于:包括所述膨脹做功機(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，包括所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(I)、所述待壓氣體控制閥(8)、所述加熱單元(4)、所述冷卻單元(5)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(gè)以上所述做功系統(tǒng)與一個(gè)所述氣體壓縮機(jī)構(gòu)(2)對應(yīng)設(shè)置。
9.一種速容型熱氣機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)(9)、葉輪壓氣機(jī)(10)、透平(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)透平控制閥(12)與所述透平(11)的工質(zhì)入口連通，所述透平(11)的工質(zhì)出口經(jīng)所述冷卻單元(5)與所述葉輪壓氣機(jī)(10)的待壓氣體入口連通；所述葉輪壓氣機(jī)(10)的壓縮氣體出口與所述加熱單元(4)連通，或所述葉輪壓氣機(jī)(10)的壓縮氣體出口經(jīng)加熱氣體控制閥(13)與所述加熱單元(4)連通。
10.一種速容型熱氣機(jī)，包括透平(11)、活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(15)、加熱單元(4)和冷卻單元(5)，其特征在于:所述透平(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)(15)的待壓氣體入口連通；所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(15)的壓縮氣體出口經(jīng)所述加熱單元(4)與所述透平(11)的工質(zhì)入口連通，或所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)(15)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)與所述透平(11)的工質(zhì)入口連通。
【文檔編號】F02G1/043GK104265498SQ201410488060
【公開日】2015年1月7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(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司