有压气体能量回收方法、装置及其热动力系统的制作方法_3

文档序号:9782879阅读:来源:国知局
指外管内截面面积发生变化的区域;所述射流栗至少有三个接口或称通道,即射流栗动力流体入口、射流栗低压流体入口和射流栗流体出口。
[0080]本发明中,所谓的“非传统射流栗”是指由两个或两个以上相互套装设置或相互并列设置的管构成的,其中至少一个管与动力流体源连通,并且动力流体源中的动力流体的流动能够引起其他管中的流体产生定向流动的装置;所谓射流栗的管可以有缩扩区,可以设为文丘里管,管的喷管可以设为拉瓦尔喷管,所谓的缩扩区是指管内截面面积发生变化的区域;所述射流栗至少有三个接口或称通道,即射流栗动力流体入口、射流栗低压流体入口和射流栗流体出口,所谓的射流栗低压流体入口是指所述射流栗外管的入口,所谓的射流栗流体出口是指所述射流栗外管的出口;所述射流栗可以包括多个射流栗动力流体入口,在包括多个射流栗动力流体入口的结构中,所述射流栗动力流体入口可以布置在所述射流栗低压流体入口的管道中心区,也可以布置在所述射流栗低压流体入口的管道壁附近,所述射流栗动力流体入口也可以是环绕所述射流栗低压流体入口管道壁的环形喷管。
[0081]本发明中,所谓的“套装设置”是指直径不同的管共轴线设置,所谓的“内套装管”是指设置在内部的套装管,所谓的“外套装管”是指设置在外部的套装管,并列设置是指直径不同或相同的管非共轴线设置。
[0082]本发明中,某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。
[0083]本发明中涉及到的压力,例如静压,均为表压压强。
[0084]本发明中,所谓的“汽化器”是指能够通过热能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、锅炉或内燃汽化器。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。
[0085]本发明中,可选择性地选择,所述汽化器内的工质压力与其承压能力相匹配,即所述汽化器内工质的最高工质压力达到其承压能力。
[0086]本发明人认为当具有一定压力和一定温度的气体工质(包括蒸汽)膨胀(例如,通过喷管,所谓的“喷管”包括喷射通道、拉瓦尔喷管等)到极限状态(所谓的极限状态是指在这一过程或在整个循环中所能达到的最低的压力状态)或接近极限状态并加速到相应速度时,这个时候尽管高速运动的工质具有高于低温热源的温度,但是这时对此高速运动的工质进行冷却并不影响这些高速运动工质的做功能力。在至今为止的所有热功转换循环中,例如卡诺循环及其他一切循环中,所谓的“冷却过程”即低温热源接受热量的过程,均是发生在工质做功后,但是本发明人认为,只要工质膨胀加速到极限状态或接近极限状态,就可对工质进行冷却,因此,我们可以将冷却过程设置在做功机构上或做功过程前,这样,可以为人们提供更多的对于做功机构的选择和做功方式的选择,并将大幅度降低对做功机构尤其是透平机构的耐热性的要求,这将为热功转换系统的设计和制造开启另一个方向。本发明人将工质膨胀到极限或接近极限状态并加速到相应速度,即使冷却也不影响做功能力的性质,形象地称之为“动能不冷”。
[0087]本发明中,所谓的“有矩设置在旋转轴上的喷管”是指采用使所述喷管喷射所受到的反作用力的方向线与所述旋转轴的旋转轴线不相交的设置方式设置在所述旋转轴上的喷管,换句话说所谓“有矩设置”就是所述喷管由喷射所得反作用力对于所述旋转轴的旋转轴线形成扭矩设置方式。
[0088]本发明中,所谓的“所述射流栗有矩设置在所述旋转轴上”是指所述射流栗采用能够使所述射流栗的流体出口喷射受到的反作用力的方向线与所述旋转轴的旋转轴线不相交的设置方式设置在所述旋转轴上,换句话说所谓“有矩设置”就是所述射流栗由喷射所得反作用力对于所述旋转轴的旋转轴线形成扭矩设置方式。
[0089]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。
[0090]本发明的有益效果如下:
[0091]本发明的所述有压气体能量回收方法能大幅度减少或消除余速损失,体积小、效率高、功率密度高、成本低。
【附图说明】
[0092]图1为本发明实施例1的结构示意图;
[0093]图2为本发明实施例2的结构示意图;
[0094]图3为本发明实施例3的结构示意图;
[0095]图4为本发明实施例4的结构示意图;
[0096]图5为本发明实施例5的结构示意图;
[0097]图6为本发明实施例6的结构示意图;
[0098]图7为本发明实施例7的结构示意图;
[0099]图8为本发明实施例8的结构示意图;
[0100]图9为本发明实施例9的结构示意图;
[0101]图10为本发明实施例10的结构示意图;
[0102]图11为本发明实施例11的结构示意图;
[0103]图12为本发明实施例12的结构示意图;
[0104]图13为本发明实施例13的结构示意图;
[0105]图14为本发明实施例14的结构示意图;
[0106]图15为本发明实施例15的结构示意图;
[0107]图16为本发明实施例16的结构示意图;
[0108]图17为本发明实施例17的结构示意图;
[0109]图18为本发明实施例18的结构示意图;
[0110]图19为本发明实施例19的结构示意图;
[0111]图20为本发明实施例20的结构示意图;
[0112]图21为本发明实施例21的结构示意图;
[0113]图22为本发明实施例22的结构示意图;
[0114]图23为本发明实施例23的结构示意图;
[0115]图24为本发明实施例24的结构示意图;
[0116]图25为本发明实施例25的结构示意图;
[0117]图26为本发明实施例26的结构示意图;
[0118]图中:
[0119]I有压气态工质源、2旋转轴、3喷管、31拉瓦尔喷管、4压气机、5燃烧室、6可凝气体工质导入口、7透平、8汽化器、9液体栗、10排热器、11汽非气流体传动单元、12动力单元、122液轮机构、123液体马达、13非气流体入口、15汽液传动单元、151射流栗、152液体入口、16液体动力单元、17加压栗。
【具体实施方式】
[0120]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案和有益效果进一步进行说明。
[0121]本发明的有压气体能量回收方法,是将有压气体工质深度转换成工质气流,即使有压气体工质经过膨胀过程形成静压低于IMPa工质气流,使所述工质气流对被动流体打击传动形成质量流大于所述工质气流的质量流的且运动速度低于所述工质气流的运动速度的动力工质,所述动力工质推动速度型机构和/或容积型机构对外输出动力。
[0122]类似的,本发明的另一方案的有压气体能量回收方法中,是将有压气体工质深度转换成工质气流后,使所述工质气流对非气流体打击传动,并形成质量流大于所述工质气流的质量流的且运动速度低于所述工质气流的运动速度的动力工质,所述动力工质推动速度型机构和/或容积型机构对外输出动力。
[0123]本发明中,可选择性地设置即将被所述工质气流打击传动时,所述被动流体、所述非气流体的总压大于0.05MPa,从而提高传动效率。
[0124]上述有压气体能量回收方法中的所述速度型机构可以是叶轮动力机构,也可以有矩设置在旋转轴上的喷管,还可以直接设为喷管。并可进一步选择性地设置所述喷管设为拉瓦尔喷管。
[0125]上述有压气体能量回收方法中的所述容积型机构可以是液体马达。
[0126]具体实施时,可以使有压气体工质经过膨胀过程形成静压低于lMPa、0.9MPa、0.8MPa、0.7MPa、0.6MPa、0.5MPa、0.4MPa、0.3MPa、0.2MPa、0.lMPa、0.09MPa、0.08MPa、0.07MPa、0.06MPa、0.05MPa、0.04MPa、0.03MPa、0.02MPa、0.01MPa、0.009MPa、0.008MPa 或低于0.007MPa的所述工质气流。
[0127]打击传动的方式有很多中,可以选择利用射流栗使所述工质气流对被动流体打击传动形成质量流大于所述工质气流的质量流的且运动速度低于所述工质气流的运动速度的动力工质。
[0128]同样的,可以选择利用射流栗使所述工质气流对非气流体打击传动形成质量流大于所述工质气流的质量流的且运动速度低于所述工质气流的运动速度的动力工质。
[0129]上述有压气体能量回收方法中的所述有压气体工质设为由汽化器产生,也可以将所述有压气体工质设为压缩空气、由内燃燃烧室产生的气体、或设为蒸汽。所述有压气体工质还可以设为水蒸汽。
[0130]上述有压气体能量回收方法中的所述被动流体可以设为水,也可以设为空气,还可以设为非气流体。
[0131]上述有压气体能量回收方法中的所述非气流体设为水。
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