專利名稱：高效熱動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種高效熱動(dòng)力系統(tǒng)。
技術(shù)背景
燃燒化學(xué)產(chǎn)物參與作功的熱動(dòng)力系統(tǒng)中，排氣具有相當(dāng)高的溫度和一定的壓力， 其總能量排放速率相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。目前，雖然有使用渦輪增壓系統(tǒng)對(duì)排氣加以利用， 但是仍然有相當(dāng)多的能量被浪費(fèi)掉，如果能夠發(fā)明一種新型技術(shù)，使上述熱動(dòng)力系統(tǒng)中的排氣中的能量能夠更高效地轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，不管這一動(dòng)力用于壓氣，還是用于其他用途，將進(jìn)一步提高系統(tǒng)的效率。發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下一種高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、壓氣機(jī)和動(dòng)力透平，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)氣體入口與低壓氣體源連通，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述動(dòng)力透平的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口經(jīng)壓動(dòng)連通通道連通，在所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)高溫氣體導(dǎo)入口，所述高溫氣體導(dǎo)入口經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室連通，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。
在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口和所述高溫氣體導(dǎo)入口之間的所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口。
所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括射流泵，所述壓動(dòng)連通通道設(shè)為所述射流泵的射流泵外管，所述高溫氣體導(dǎo)入口設(shè)為所述射流泵的射流泵動(dòng)力氣體噴嘴。
在所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口和所述高溫氣體導(dǎo)入口之間的所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)控制閥。
—種高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、壓氣機(jī)和動(dòng)力透平，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)氣體入口與低壓氣體源連通，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述動(dòng)力透平的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口經(jīng)壓動(dòng)連通通道連通，在所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)排氣熱交換器，所述排氣熱交換器的熱流體入口經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室連通，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。
在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口和所述排氣熱交換器之間的所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口。
所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口與所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道連通。
所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括進(jìn)氣壓氣機(jī)，所述進(jìn)氣壓氣機(jī)的進(jìn)氣壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道連通，所述動(dòng)力透平對(duì)所述進(jìn)氣壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。
在所述排氣道上設(shè)前置壓氣機(jī)，所述前置壓氣機(jī)的前置壓氣機(jī)氣體入口與所述燃燒室連通，在所述前置壓氣機(jī)氣體入口和所述燃燒室之間的所述排氣道上設(shè)排氣前置旁通口，所述排氣前置旁通口與前置動(dòng)力透平的前置動(dòng)力透平工質(zhì)入口連通，所述前置動(dòng)力透平對(duì)所述前置壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。
在所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口和所述排氣熱交換器之間的所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)控制閥。
在所述進(jìn)氣道上設(shè)控制閥。
在所述排氣道上設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口，和/或在所述壓氣機(jī)氣體入口處設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口，和/或在所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口處設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口，和/或在所述壓氣機(jī)上設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口，所述膨脹劑導(dǎo)入口與膨脹劑源連通。
所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括有膨脹劑吸熱熱交換器，所述膨脹劑吸熱熱交換器設(shè)在所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口處和/或在所述壓氣機(jī)上，所述膨脹劑吸熱熱交換器的被加熱流體通道與所述膨脹劑導(dǎo)入口連通。
所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括回?zé)崞鳎龌責(zé)崞髟O(shè)置在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口和所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口之間，所述回?zé)崞鞯募訜崃黧w通道與所述動(dòng)力透平的動(dòng)力透平氣體出口連通，所述回?zé)崞骼脧乃鰟?dòng)力透平氣體出口排出的氣體的余熱對(duì)由所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口流入所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口的氣體加熱升溫。
本發(fā)明中，所謂的“所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括射流泵，所述壓動(dòng)連通通道設(shè)為所述射流泵的射流泵外管，所述高溫氣體導(dǎo)入口設(shè)為所述射流泵的射流泵動(dòng)力氣體噴嘴?！笔侵杆鰤簹鈾C(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述射流泵的射流泵低壓氣體入口連通，所述射流泵的射流泵氣體出口與所述動(dòng)力透平的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口連通，所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的排氣道與所述射流泵的動(dòng)力氣體噴嘴連通。
本發(fā)明中，所述射流泵是指通過動(dòng)力流體引射非動(dòng)力流體，兩流體相互作用從一個(gè)出口排出的裝置，所謂的射流泵可以是傳統(tǒng)射流泵，也可以是非傳統(tǒng)射流泵。
本發(fā)明中，所述傳統(tǒng)射流泵是指由兩個(gè)套裝設(shè)置的管構(gòu)成的，向內(nèi)管提供高壓動(dòng)力氣體，內(nèi)管高壓動(dòng)力氣體在外管內(nèi)噴射，在內(nèi)管高壓動(dòng)力氣體噴射和外管的共同作用下使內(nèi)外管之間的其他氣體(從外管進(jìn)入的氣體)沿內(nèi)管高壓動(dòng)力氣體的噴射方向產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴(kuò)區(qū)，外管可以設(shè)為文丘里管，內(nèi)管噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴(kuò)區(qū)是指外管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個(gè)接口或稱通道，即射流泵動(dòng)力氣體噴嘴、射流泵低壓氣體入口和射流泵氣體出口。
本發(fā)明中，所述非傳統(tǒng)射流泵是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上相互套裝設(shè)置或相互并列設(shè)置的管構(gòu)成的，其中至少一個(gè)管與動(dòng)力氣體源連通，并且動(dòng)力氣體源中的動(dòng)力氣體的流動(dòng)能夠引起其他管中的氣體產(chǎn)生定向流動(dòng)的裝置；所謂射流泵的管可以有縮擴(kuò)區(qū)，可以設(shè)為文丘里管，管的噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴(kuò)區(qū)是指管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個(gè)接口或稱通道，即射流泵動(dòng)力氣體噴嘴、射流泵低壓氣體入口和射流泵氣體出口 ；所述射流泵可以包括多個(gè)射流泵動(dòng)力氣體噴嘴，在包括多個(gè)射流泵動(dòng)力氣體噴嘴的結(jié)構(gòu)中，所述射流泵動(dòng)力氣體噴嘴可以布置在所述射流泵低壓氣體入口的管道中心區(qū)，也可以布置在所述射流泵低壓氣體入口的管道壁附近，所述射流泵動(dòng)力氣體噴嘴也可以是環(huán)繞所述射流泵低壓氣體入口管道壁的環(huán)形噴嘴。
本發(fā)明中，所述膨脹劑吸熱熱交換器是指利用膨脹劑進(jìn)行吸熱的熱交換器，所謂的膨脹劑是指不參與燃燒化學(xué)反應(yīng)起冷卻降溫增加工質(zhì)摩爾數(shù)作用的物質(zhì)，如水，液體二氧化碳、液氮等。
本發(fā)明的原理是利用所述內(nèi)燃機(jī)的全部排氣或部分排氣，對(duì)來自所述壓氣機(jī)的全部壓縮空氣或部分壓縮空氣進(jìn)行混合式加熱或間接加熱，使被加熱的氣體推動(dòng)所述動(dòng)力透平形成動(dòng)力；換句話說，可以看作是將所述內(nèi)燃機(jī)的排氣工質(zhì)的壓力和熱量或者只是熱量，導(dǎo)入由所述壓氣機(jī)和所述動(dòng)力透平所構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室，在這個(gè)燃燒室內(nèi)不再發(fā)生燃燒反應(yīng)。
本發(fā)明中，所述低壓氣源是指需要進(jìn)行壓縮的氣源，可以是大氣中的空氣，也可以是其他氣源，例如氣體儲(chǔ)罐等；所謂的進(jìn)氣壓氣機(jī)是指為所述內(nèi)燃機(jī)提供進(jìn)氣的壓氣機(jī)； 所謂的前置是指在排氣流上處于上游的位置。
本發(fā)明中的所述動(dòng)力透平可以對(duì)其他機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，例如發(fā)電機(jī)等。
本發(fā)明中的所述前置動(dòng)力透平可以對(duì)其他機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，例如發(fā)電機(jī)等。
本發(fā)明中，所述壓氣機(jī)是指一切可以對(duì)氣體實(shí)施壓縮作用的機(jī)構(gòu)，例如葉輪式壓氣機(jī)、活塞式壓氣機(jī)等。
本發(fā)明中，所述壓氣機(jī)、所述動(dòng)力透平、所述進(jìn)氣壓氣機(jī)、所述前置壓氣機(jī)和所述前置動(dòng)力透平可設(shè)為多級(jí)式或多段式，所述多段式是指多個(gè)不同軸設(shè)置的渦輪壓氣機(jī)或動(dòng)力渦輪串聯(lián)。所述多級(jí)式是指多個(gè)同軸設(shè)置的渦輪壓氣機(jī)或動(dòng)力渦輪串聯(lián)。
本發(fā)明中，所述控制閥可以是受控閥，也可以是逆止閥，其目的在于調(diào)整進(jìn)入所述動(dòng)力透平和所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口之間的流量關(guān)系。
本發(fā)明中，在所述前置壓氣機(jī)和所述前置動(dòng)力透平的必要部位可以設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口，所述膨脹劑導(dǎo)入口與膨脹劑源連通。
本發(fā)明中，所述內(nèi)燃機(jī)是指一切燃燒化學(xué)產(chǎn)物參與作功的熱動(dòng)力系統(tǒng)，例如活塞式內(nèi)燃機(jī)、轉(zhuǎn)子活塞式內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等。
本發(fā)明中，在所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)為活塞式內(nèi)燃機(jī)或設(shè)為轉(zhuǎn)子活塞式內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)中， 所述內(nèi)燃機(jī)可以是傳統(tǒng)的吸氣-壓縮-作功-排氣四沖程內(nèi)燃機(jī)、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、爆排發(fā)動(dòng)機(jī)或短壓程充氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明中，所述爆排發(fā)動(dòng)機(jī)是指由燃燒室和膨脹作功機(jī)構(gòu)構(gòu)成的，只進(jìn)行燃燒爆炸作功過程(含燃燒爆炸作功沖程)和排氣過程，不包含吸氣過程和壓縮過程的熱動(dòng)力系統(tǒng) (即將熱轉(zhuǎn)換成功的系統(tǒng))，這種熱動(dòng)力系統(tǒng)中原工質(zhì)(所謂原工質(zhì)是指燃燒前的工質(zhì))是以充入的方式而不是吸入的方式進(jìn)入燃燒室的。
本發(fā)明中，所述短壓程充氣發(fā)動(dòng)機(jī)是指沒有獨(dú)立的吸氣沖程，排氣過程、充氣過程和壓縮過程共用一個(gè)沖程，在排氣、充氣、壓縮過程完了后進(jìn)行燃燒爆炸沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)不是吸入低壓氣體，而是將預(yù)先壓縮到一定程度的氣體在排氣過程中充入燃燒室內(nèi)經(jīng)過進(jìn)一步壓縮后進(jìn)入燃燒過程；這種發(fā)動(dòng)機(jī)一般說來，壓縮沖程比作功沖程短，也就是說壓縮沖程的容積變化量比作功沖程容積變化量?。辉谶@種發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口處的氣體壓力越高，所述短壓程充氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮過程占一個(gè)沖程的長(zhǎng)度的份額可以越小，在具體發(fā)動(dòng)機(jī)中，可根據(jù)工況的要求，調(diào)整所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口處的氣體壓力和所述短壓程充氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程的壓縮力度。
本發(fā)明所公開的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，與傳統(tǒng)渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)相比，更充分地利用了排氣中的能量，特別是排氣中的熱能，因此具有更高的效率。
本發(fā)明所公開的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，所述動(dòng)力透平的工作溫度會(huì)明顯低于傳統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)的動(dòng)力渦輪的工作溫度，因此，可以降低對(duì)材料的要求，也可以將所述動(dòng)力透平的轉(zhuǎn)速大幅度提高。
本發(fā)明中，所述動(dòng)力透平包括徑流式、軸流式等一切形式的利用氣體膨脹作功的葉輪機(jī)構(gòu)，包括渦輪機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明所公開的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置噴油器、火花塞、傳感器等必要的部件、單元或系統(tǒng)。
本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，可靠性高。
2、本發(fā)明大幅度提高了熱動(dòng)力系統(tǒng)的效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5和圖6為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意7和圖8為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意9和圖10為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意11為本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意14為本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意15為本發(fā)明實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意16為本發(fā)明實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)示意17為本發(fā)明實(shí)施例14的結(jié)構(gòu)示意18為本發(fā)明實(shí)施例15的結(jié)構(gòu)示意19為本發(fā)明實(shí)施例16的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1內(nèi)燃機(jī)、10排氣道、101燃燒室、1000排氣前置旁通口、2壓氣機(jī)、20進(jìn)氣道、200進(jìn)氣壓氣機(jī)、201壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口、2022進(jìn)氣壓氣機(jī)壓縮氣體出口、21壓氣機(jī)氣體入口、 22壓氣機(jī)壓縮氣體出口、2233壓動(dòng)連通通道、25前置壓氣機(jī)、2501前置壓氣機(jī)氣體入口、28 前置動(dòng)力透平、2801前置動(dòng)力透平工質(zhì)入口、3動(dòng)力透平、300膨脹劑吸熱熱交換器、301高溫氣體導(dǎo)入口、302排氣熱交換器、3021熱流體入口、31動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口、32動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口、5膨脹劑導(dǎo)入口、500控制閥、6膨脹劑源、600射流泵、601射流泵外管、602 射流泵動(dòng)力氣體噴嘴、700回?zé)崞鳌?01加熱流體通道、8低壓氣體源。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1如圖1所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)1、壓氣機(jī)2和動(dòng)力透平3，所述壓氣機(jī)2的6壓氣機(jī)氣體入口 21與低壓氣體源8連通，所述壓氣機(jī)2的壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22與所述動(dòng)力透平3的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31經(jīng)壓動(dòng)連通通道2233連通，在所述壓動(dòng)連通通道 2233上設(shè)高溫氣體導(dǎo)入口 301，所述高溫氣體導(dǎo)入口 301經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)1的排氣道10與所述內(nèi)燃機(jī)1的燃燒室101連通，所述動(dòng)力透平3對(duì)所述壓氣機(jī)2輸出動(dòng)力。
實(shí)施例2如圖2所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)1、壓氣機(jī)2和動(dòng)力透平3，所述壓氣機(jī)2的壓氣機(jī)氣體入口 21與低壓氣體源8連通，所述壓氣機(jī)2的壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22與所述動(dòng)力透平3的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31經(jīng)壓動(dòng)連通通道2233連通，在所述壓動(dòng)連通通道 2233上設(shè)排氣熱交換器302，所述排氣熱交換器302的熱流體入口 3021經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)1的排氣道10與所述內(nèi)燃機(jī)1的燃燒室101連通，所述動(dòng)力透平3對(duì)所述壓氣機(jī)2輸出動(dòng)力。
實(shí)施例3如圖3所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22和所述高溫氣體導(dǎo)入口 301之間的所述壓動(dòng)連通通道2233上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 201。
實(shí)施例4如圖4所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22和所述排氣熱交換器302之間的所述壓動(dòng)連通通道2233上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 201。
實(shí)施例5如圖5和圖6所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1和實(shí)施例2的區(qū)別在于所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 201與所述內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣道20連通。
實(shí)施例6如圖7和圖8所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例和實(shí)施例2的區(qū)別在于所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括進(jìn)氣壓氣機(jī)200，所述進(jìn)氣壓氣機(jī)200的進(jìn)氣壓氣機(jī)壓縮氣體出口 2022與所述內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣道20連通，所述動(dòng)力透平3對(duì)所述進(jìn)氣壓氣機(jī)200輸出動(dòng)力。
實(shí)施例7如圖9和圖10所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1和實(shí)施例2的區(qū)別在于在所述排氣道10上設(shè)前置壓氣機(jī)25，所述前置壓氣機(jī)25的前置壓氣機(jī)氣體入口 2501與所述燃燒室101連通，在所述前置壓氣機(jī)氣體入口 2501和所述燃燒室101之間的所述排氣道10上設(shè)排氣前置旁通口 1000，所述排氣前置旁通口 1000與前置動(dòng)力透平觀的前置動(dòng)力透平工質(zhì)入口觀01連通，所述前置動(dòng)力透平28對(duì)所述前置壓氣機(jī)25輸出動(dòng)力。
實(shí)施例8如圖11所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 201和所述高溫氣體導(dǎo)入口 301之間的所述壓動(dòng)連通通道2233上設(shè)控制閥500。
實(shí)施例9如圖12所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 201和所述排氣熱交換器302之間的所述壓動(dòng)連通通道2233上設(shè)控制閥500。
實(shí)施例10如圖13所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例5的區(qū)別在于在所述進(jìn)氣道20上設(shè)控制閥 500。
實(shí)施例11如圖14所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31處設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口 5，所述膨脹劑導(dǎo)入口 5與膨脹劑源6連通。
具體實(shí)施時(shí)，還可以在所述排氣道10上設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口 5，和/或在所述壓氣機(jī)氣體入口 21處設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口 5，和/或在所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31處設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口 5，和/或在所述壓氣機(jī)2上設(shè)膨脹劑導(dǎo)入口 5，所述膨脹劑導(dǎo)入口 5與膨脹劑源6連通。
實(shí)施例12如圖15所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口 32處設(shè)膨脹劑吸熱熱交換器300，所述膨脹劑吸熱熱交換器300的被加熱流體通道與所述膨脹劑導(dǎo)入口 5連通，所述膨脹劑入口 5設(shè)在所述排氣道10上。
具體實(shí)施時(shí)，還可以在所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口 32處設(shè)膨脹劑吸熱熱交換器 300，和/或在所述壓氣機(jī)2上設(shè)膨脹劑吸熱熱交換器300。
實(shí)施例13如圖16所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于所述內(nèi)燃機(jī)1設(shè)為燃?xì)廨啓C(jī)。
實(shí)施例14如圖17所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括射流泵600，所述壓動(dòng)連通通道2233設(shè)為所述射流泵600的射流泵外管601，所述高溫氣體導(dǎo)入口 301設(shè)為所述射流泵600的射流泵動(dòng)力氣體噴嘴602。
實(shí)施例15如圖18所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例14區(qū)別在于所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括回?zé)崞?00，所述回?zé)崞?00設(shè)置在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22和所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31之間，所述回?zé)崞?00的加熱流體通道701與所述動(dòng)力透平3的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口 32連通，所述回?zé)崞?00利用從所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口 32排出的氣體的余熱對(duì)由所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22流入所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31的氣體加熱升溫。
實(shí)施例16如圖19所示的高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括回?zé)崞?00，所述回?zé)崞?00設(shè)置在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22和所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31之間，所述回?zé)崞?00的加熱流體通道701與所述動(dòng)力透平3的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口 32連通，所述回?zé)崞?00利用從所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)出口 32排出的氣體的余熱對(duì)由所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口 22流入所述動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口 31的氣體加熱升溫。
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
1.一種高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(1)、壓氣機(jī)(2)和動(dòng)力透平(3)，其特征在于所述壓氣機(jī)(2 )的壓氣機(jī)氣體入口( 21)與低壓氣體源(8 )連通，所述壓氣機(jī)(2 )的壓氣機(jī)壓縮氣體出口(22)與所述動(dòng)力透平(3)的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口(31)經(jīng)壓動(dòng)連通通道(2233) 連通，在所述壓動(dòng)連通通道(2233)上設(shè)高溫氣體導(dǎo)入口(301)，所述高溫氣體導(dǎo)入口(301) 經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)(1)的排氣道(10)與所述內(nèi)燃機(jī)(1)的燃燒室(101)連通，所述動(dòng)力透平(3) 對(duì)所述壓氣機(jī)(2)輸出動(dòng)力。
2.如權(quán)利要求1所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口(22) 和所述高溫氣體導(dǎo)入口(301)之間的所述壓動(dòng)連通通道(2233)上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口(201)。
3.如權(quán)利要求1所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括射流泵(600 )，所述壓動(dòng)連通通道(2233 )設(shè)為所述射流泵(600 )的射流泵外管(601)，所述高溫氣體導(dǎo)入口(301)設(shè)為所述射流泵(600)的射流泵動(dòng)力氣體噴嘴(602)。
4.如權(quán)利要求2所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 (201)和所述高溫氣體導(dǎo)入口( 301)之間的所述壓動(dòng)連通通道(2233)上設(shè)控制閥(500)。
5.一種高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)(1)、壓氣機(jī)(2)和動(dòng)力透平(3)，其特征在于所述壓氣機(jī)(2 )的壓氣機(jī)氣體入口( 21)與低壓氣體源(8 )連通，所述壓氣機(jī)(2 )的壓氣機(jī)壓縮氣體出口(22)與所述動(dòng)力透平(3)的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口(31)經(jīng)壓動(dòng)連通通道(2233) 連通，在所述壓動(dòng)連通通道(2233 )上設(shè)排氣熱交換器(302 )，所述排氣熱交換器(302 )的熱流體入口(3021)經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)(1)的排氣道(10)與所述內(nèi)燃機(jī)(1)的燃燒室(101)連通， 所述動(dòng)力透平(3)對(duì)所述壓氣機(jī)(2)輸出動(dòng)力。
6.如權(quán)利要求5所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口(22) 和所述排氣熱交換器(302)之間的所述壓動(dòng)連通通道(2233)上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 (201)。
7.如權(quán)利要求2或6所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 (201)與所述內(nèi)燃機(jī)(1)的進(jìn)氣道(20)連通。
8.如權(quán)利要求1或5所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括進(jìn)氣壓氣機(jī)(200)，所述進(jìn)氣壓氣機(jī)(200)的進(jìn)氣壓氣機(jī)壓縮氣體出口(2022)與所述內(nèi)燃機(jī)(1)的進(jìn)氣道(20)連通，所述動(dòng)力透平(3)對(duì)所述進(jìn)氣壓氣機(jī)(200)輸出動(dòng)力。
9.如權(quán)利要求1或5所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在所述排氣道(10)上設(shè)前置壓氣機(jī)(25)，所述前置壓氣機(jī)(25)的前置壓氣機(jī)氣體入口(2501)與所述燃燒室(101)連通，在所述前置壓氣機(jī)氣體入口( 2501)和所述燃燒室(101)之間的所述排氣道(10)上設(shè)排氣前置旁通口( 1000)，所述排氣前置旁通口( 1000)與前置動(dòng)力透平(28)的前置動(dòng)力透平工質(zhì)入口(2801)連通，所述前置動(dòng)力透平(28)對(duì)所述前置壓氣機(jī)(25)輸出動(dòng)力。
10.如權(quán)利要求6所述高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通口 (201)和所述排氣熱交換器(302 )之間的所述壓動(dòng)連通通道(2233 )上設(shè)控制閥(500 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、壓氣機(jī)和動(dòng)力透平，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)氣體入口與低壓氣體源連通，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述動(dòng)力透平的動(dòng)力透平氣體工質(zhì)入口經(jīng)壓動(dòng)連通通道連通，在所述壓動(dòng)連通通道上設(shè)高溫氣體導(dǎo)入口，所述高溫氣體導(dǎo)入口經(jīng)所述內(nèi)燃機(jī)的排氣道與所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室連通，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。本發(fā)明大幅度提高了熱動(dòng)力系統(tǒng)的效率。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102536442SQ20121007726
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司