差时回流相循环发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种差时回流相循环发动机，包括汽化器和配液机构，所述配液机构经往复通道与所述汽化器的液相区连通，在所述往复通道上设往复连续做功机构，在所述往复通道上设冷凝冷却器。本发明易于工程化，且结构简单、功率密度高、体积小、效率高、造价低、使用寿命长。
【专利说明】差时回流相循环发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种发动机。
【背景技术】
[0002]传统内燃机燃料多样性差，而且污染严重，而传统蒸汽机体积庞大，功率密度低，因此需要发明一种新型发动机。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下:
一种差时回流相循环发动机，包括汽化器和配液机构，所述配液机构经往复通道与所述汽化器的液相区连通，在所述往复通道上设往复连续做功机构，在所述往复通道上设冷凝冷却器。
[0004]一种差时回流相循环发动机，包括汽化器和配液机构，所述配液机构经往复通道与所述汽化器的气相区连通，在所述往复通道上设往复连续做功机构，在所述往复连续做功机构和所述配液机构之间的所述往复通道上设冷凝冷却器。
[0005]在所述汽化器和所述冷凝冷却器之间的所述往复通道内设回热器。
[0006]所述往复连续做功机构设为齿轮动力机构或罗茨机构。
[0007]所述配液机构设为气缸活塞机构，所述气缸活塞机构的气缸经所述往复通道与所述汽化器的液相区连通。
[0008]所述配液机构设为气缸活塞机构，所述气缸活塞机构的气缸经所述往复通道与所述汽化器的气相区连通。
[0009]所述配液机构包括罗茨泵和储液罐，所述罗茨泵的一端与所述储液罐连通，所述罗茨泵的另一端经所述往复通道与所述汽化器连通。
[0010]一种差时回流相循环发动机，包括汽化器、做功机构、回热器、冷凝冷却器和配液机构，所述汽化器的气相区依次经所述做功机构、所述回热器和所述冷凝冷却器与所述配液机构连通。
[0011]所述配液机构包括罗茨泵和储液罐，所述罗茨泵的一端与所述储液罐连通，所述罗茨泵的另一端依次经所述冷凝冷却器、所述回热器和所述做功机构与所述汽化器的气相区连通。
[0012]所述做功机构设为齿轮动力机构或罗茨机构。
[0013]上述所有技术方案中，所述汽化器均可选择性地设为外燃汽化器或内燃汽化器。
[0014]本发明的原理如下:
在设有所述往复连续做功机构的结构中，所述汽化器内的工质受热汽化/过热化/临界化/超临界化/超超临界化后，使得所述汽化器内的压力增大，从而推动其内的工质经往复通道推动所述往复连续做功机构对外做功；所述配液机构按正时关系将被所述冷凝冷却器冷却后的工质经所述往复通道回送到所述汽化器内，在所述配液机构回送工质的过程中，往复通道内的工质将继续推动所述往复连续做功机构对外做功；在设有所述做功机构的机构中，所述汽化器内的工质受热汽化/过热化/临界化/超临界化/超超临界化后，使得所述汽化器内的压力增大，高压气体工质推动所述做功机构对外做功，做功后的气体工质被所述冷凝冷却器冷却为液体工质；所述配液机构按正时关系将被所述冷凝冷却器冷凝后的液体工质回送到所述汽化器内，在所述配液机构回送工质的过程中，工质将反向推动所述做功机构对外做功。
[0015]本发明中，所谓的“往复连续做功机构”是指可以利用所述往复通道内往复流动的工质连续对外做功的机构，例如齿轮动力机构或罗茨机构等。
[0016]本发明中，所谓的“做功机构”是指可以利用往复流动的工质对外做功的机构，例如齿轮动力机构或罗茨机构等。
[0017]本发明中，所谓的“配液机构”是指能够按正时关系将所述汽化器输出的并推动所述往复连续做功机构或所述做功机构对外做功后的工质回送到所述汽化器的机构。所述配液机构也可以对外输出动力。
[0018]本发明中，所谓的“正时关系”是当所述汽化器内的压力达到一定程度时，向所述汽化器内回送液体的时间关系。此时间关系可根据系统的具体情况确定，如可根据汽化器的容量或做功机构(包括所述往复连续做功机构和所述做功机构)的排量确定。
[0019]本发明中，所谓的“汽化器”是指能够使液体工质发生汽化、临界化、超临界化、超超临界化或过热化的装置，它可以是外燃汽化器、热交换器、太阳能汽化器或内燃汽化器。所述内燃汽化器包括氧化剂和还原剂燃烧产物能够液化的内燃汽化器和氧化剂和还原剂燃烧产物不能液化的内燃汽化器。
[0020]在采用内燃汽化器的结构中，需要在工质包络上设工质导出口，所谓的工质包络是指工质所能到达的空间的壁，例如连通通道、所述汽化器的壁或所述储液罐的壁等。
[0021 ] 本发明中，所谓的“冷却冷凝器”是指能够使本发明中的液体工质降温，或者使本发明中的气体工质降温冷凝的装置，它可以是散热器，也可以是热交换器，还可以是混合式冷却冷凝器。
[0022]本发明中，所谓的“工质”可以是一切能够在所述汽化器中可以发生汽化、过热化、临界化、超临界化或超超临界化的物质，例如水、氟利昂、醚类等一切无机朗肯循环和有机朗肯循环中的工质。
[0023]本发明中，所述汽化器内的工质处于临界状态时，所述汽化器的气相区和所述汽化器的液相区可以是同一空间。
[0024]本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
[0025]本发明的有益效果如下:
本发明可在较少控制机构的情况下稳定输出动力，易于工程化，且燃料多样性好、污染程度小、功率密度高、体积小、结构简单、效率高、造价低、使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图； 图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；
图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；
图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；
图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；
图9所示的是本发明实施例9的结构示意图；
图10所示的是本发明实施例10的结构示意图；
图中:
I汽化器、2往复连续做功机构、3配液机构、4冷凝冷却器、5回热器、6做功机构、10往复通道、11外燃汽化器、12内燃汽化器、121氧化剂入口、122还原剂入口、123工质导出口、20罗茨机构、31气缸活塞机构、321罗茨泵、322储液罐。
【具体实施方式】
[0027]实施例1
如图1所示的差时回流相循环发动机，包括汽化器I和配液机构3，所述配液机构3经往复通道10与所述汽化器I的液相区连通，在所述往复通道10上设往复连续做功机构2，在所述往复通道10上设冷凝冷却器4。
[0028]本实施例中，所述冷凝冷却器4设置在了所述往复连续做功机构2与所述汽化器I的液相区之间的所述往复通道10上。
[0029]实施例2
如图2所示的差时回流相循环发动机，包括汽化器I和配液机构3，所述配液机构3经往复通道10与所述汽化器I的气相区连通，在所述往复通道10上设往复连续做功机构2，在所述往复连续做功机构2和所述配液机构3之间的所述往复通道10上设冷凝冷却器4。
[0030]实施例3
如图3所示的差时回流相循环发动机，其与实施例1的区别在于:所述汽化器I设为外燃汽化器11，所述往复连续做功机构2设为罗茨机构20，所述冷凝冷却器4改为设置在所述罗茨机构20和所述配液机构3之间的所述往复通道10上，在所述冷凝冷却器4和所述汽化器I之间的所述往复通道10内设回热器5，具体地，所述回热器5是设置在所述冷凝冷却器4和所述罗茨机构20之间的所述往复通道10内。
[0031]实施例4
如图4所示的差时回流相循环发动机,其在实施例3的基础上:所述配液机构3包括罗茨泵321和储液罐322，所述罗茨泵321的一端与所述储液罐322连通，所述罗茨泵321的另一端经所述往复通道10与所述汽化器I的液相区连通。
[0032]本实施例中所述外燃汽化器11设为锅炉。
[0033]作为可以变换的实施方式，实施例3和实施例4中的所述回热器5可改为设置在所述罗茨机构20和所述汽化器I的液相区之间的所述往复通道10内或者改为参照实施例6设置所述冷却器4和所述回热器5。
[0034]实施例5 如图5所示差时回流相循环发动机，其与实施例4的区别在于:所述回热器5改为设置在所述罗茨机构20和所述汽化器I的液相区之间的所述往复通道10内。所述配液机构3改设为气缸活塞机构31，所述气缸活塞机构31的气缸经所述往复通道10与所述汽化器I的液相区连通。
[0035]实施例6
如图6所示差时回流相循环发动机，其与实施例5的区别在于:所述外燃汽化器11改设为内燃汽化器12，所述内燃汽化器12上设有氧化剂入口 121和还原剂入口 122，在所述内燃汽化器12的气相区设工质导出口 123，所述工质导出口 123处设控制阀。
[0036]所述氧化剂入口 121和所述还原剂入口 122导入的氧化剂和还原剂在所述内燃汽化器12的内部发生燃烧化学反应，从而使所述内燃汽化器12中的工质气化、临界化、超临界化、超超临界化或过热化形成高压状态。显然，所述内燃汽化器12上还需要设置合适的点火装置。
[0037]由于从外界导入了氧化剂和还原剂，为了使系统中的工质能够平衡，可以打开所述工质导出口 123处的控制阀，从所述工质导出口 123处导出多余的工质。
[0038]作为可以变换的实施方式，可改为参照实施例3及其可变换的实施方式设置所述冷却器4和所述回热器5。
[0039]作为可以变换的实施方式，实施例3至6及中的所述回热器5可以不设。
[0040]作为可以变换的实施方式，所述工质导出口 123可参照实施例9的可选择的实施方式改设在其它部位。
[0041]实施例7
如图7所示差时回流相循环发动机，其在实施例2的基础上:所述汽化器I设为外燃汽化器11，所述往复连续做功机构2设为罗茨机构20，在所述罗茨机构20和所述冷凝冷却器4之间的所述往复通道10内设回热器5。
[0042]作为可以变换的实施方式，所述汽化器I可参照实施例9改设为内燃汽化器12。
[0043]实施例8
如图8所示差时回流相循环发动机,其在实施例7的基础上:所述配液机构3包括罗茨泵321和储液罐322，所述罗茨泵321的一端与所述储液罐322连通，所述罗茨泵321的另一端经所述往复通道10与所述汽化器I的气相区连通。
[0044]工质经所述罗茨泵321充入所述储液罐322时，可以推动所述罗茨泵321反转对外输出动力。
[0045]选择性地，所述配液机构3还可以改设为如实施例5和实施例6中所述的气缸活塞机构31.实施例9
如图9所示差时回流相循环发动机，其与实施例8的区别在于:所述外燃汽化器11改设为内燃汽化器12，所述内燃汽化器12上设有氧化剂入口 121和还原剂入口 122，在所述内燃汽化器12的气相区设工质导出口 123，所述工质导出口 123处设控制阀。
[0046]所述氧化剂入口 121和所述还原剂入口 122导入的氧化剂和还原剂在所述内燃汽化器12的内部发生燃烧化学反应，从而使所述内燃汽化器12中的工质气化、临界化、超临界化、超超临界化或过热化形成高压状态。显然，根据需要，所述内燃汽化器12上还需要设置合适的点火装置。
[0047]由于从外界导入了氧化剂和还原剂，为了使系统中的工质能够平衡，可以打开所述工质导出口 123处的控制阀，从所述工质导出口 123处导出多余的工质。
[0048]选择性地，所述工质导出口 123还可以设置在系统的其它气相区域，如果所述内燃汽化器12中的氧化剂和还原剂燃烧产物能够液化，那么所述工质导出口 123还可以设置在系统的液相区域，例如设置在所述汽化器I的液相区或设置在所述储液罐322上。
[0049]可选择地，上述所有实施方式中的所述往复连续做功机构2可以改设为齿轮动力机构或其它形式的往复连续做功机构。
[0050]实施例10
如图10所示的差时回流相循环发动机，包括汽化器1、做功机构6、回热器5、冷凝冷却器4和配液机构3，所述汽化器I的气相区依次经所述做功机构6、所述回热器5和所述冷凝冷却器4与所述配液机构3连通。
[0051]具体实施例时，可选择地，参照实施例5或实施例6将所述配液机构3设为所述气缸活塞机构31,或参照实施例8或实施例9将所述配液机构3设为包括所述罗茨泵321和所述储液罐322 ;可选择地参照实施例8将所述汽化器I设为外燃汽化器11或参照实施例9设为内燃汽化器12 ;可选择地将所述做功机构6可以设为罗茨机构20或齿轮动力机构或其它形式的做功机构。
[0052]在上述实施例中仅列举所述汽化器I设为所述外燃汽化器11和设为所述内燃汽化器12的机构，可选择地，所述汽化器I还可以设为热交换器式或太阳能式汽化器等形式的汽化器。
[0053]显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种差时回流相循环发动机，其特征在于:包括汽化器(I)和配液机构(3)，所述配液机构(3)经往复通道(10)与所述汽化器(I)的液相区连通，在所述往复通道(10)上设往复连续做功机构(2 )，在所述往复通道(10 )上设冷凝冷却器(4 )。
2.一种差时回流相循环发动机，其特征在于:包括汽化器(I)和配液机构(3)，所述配液机构(3)经往复通道(10)与所述汽化器(I)的气相区连通，在所述往复通道(10)上设往复连续做功机构(2)，在所述往复连续做功机构(2)和所述配液机构(3)之间的所述往复通道(10)上设冷凝冷却器(4)。
3.如权利要求1或2所述差时回流相循环发动机，其特征在于:在所述汽化器(I)和所述冷凝冷却器(4)之间的所述往复通道(10)内设回热器(5)。
4.如权利要求1或2所述差时回流相循环发动机，其特征在于:所述往复连续做功机构(2)设为齿轮动力机构或罗茨机构(20)。
5.如权利要求1所述差时回流相循环发动机，其特征在于:所述配液机构(3)设为气缸活塞机构(31)，所述气缸活塞机构(31)的气缸经所述往复通道(10 )与所述汽化器(I)的液相区连通。
6.如权利要求2所述差时回流相循环发动机，其特征在于:所述配液机构(3)设为气缸活塞机构(31)，所述气缸活塞机构(31)的气缸经所述往复通道(10 )与所述汽化器(I)的气相区连通。
7.如权利要求1或2所述差时回流相循环发动机，其特征在于:所述配液机构(3)包括罗茨泵(321)和储液罐(322)，所述罗茨泵(321)的一端与所述储液罐(322)连通，所述罗茨泵(321)的另一端经所述往复通道(10 )与所述汽化器(I)连通。
8.—种差时回流相循环发动机，其特征在于:包括汽化器(I)、做功机构(6)、回热器(5)、冷凝冷却器(4)和配液机构(3)，所述汽化器(I)的气相区依次经所述做功机构(6)、所述回热器(5)和所述冷凝冷却器(4)与所述配液机构(3)连通。
9.如权利要求8所述差时回流相循环发动机，其特征在于:所述配液机构(3)包括罗茨泵(321)和储液罐(322)，所述罗茨泵(321)的一端与所述储液罐(322)连通，所述罗茨泵(321)的另一端依次经所述冷凝冷却器(4)、所述回热器(5)和所述做功机构(6)与所述汽化器(I)的气相区连通。
10.如权利要求8所述差时回流相循环发动机，其特征在于:所述做功机构(6)设为齿轮动力机构或罗茨机构(20 )。
【文档编号】F02G1/043GK103452702SQ201310382378
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】靳北彪 申请人:摩尔动力(北京)技术股份有限公司