[发明专利]回转式外燃机和回转式外燃发电机

说明书

一.技术领域：

本发明涉及外燃机，特别是回转式外燃机和回转式外燃发电机，利用工质受热对流循环产生动力驱动旋转做工。可以是闭式循环。主要由加热器加热和做工来完成热力循环，可以减少或避免冷却放热的热量损失，结构简单，污染小，能够显著提高效率，可以大量减少或避免热电厂的循环冷却水的使用。如果以江河湖海、空气等为外热源，就可冷却地球。回转式外燃机还可用于空调。

二.背景技术：

我们知道，能源消耗、资源减少使人类需要更加高效率的热机，蒸汽机、汽轮机(是回转式热机)、斯特林发动机属于外燃机，遵守热力学定律，需要向冷腔或低温热源放热才能完成热力循环，浪费热量效率低。汽轮机由管道连接锅炉送来蒸汽，膨胀做功，驱动汽轮机旋转，做工后蒸汽经过冷凝器散热成水浪费热量，经水泵送回锅炉再次热循环，水需要加热成水蒸气才能做工，依据兰金循环，效率较低。我国2008年1月8日，由中国华能集团公司承接，联合有关设计、制造、应用单位共同研发和应用的超超临界燃煤发电技术获得2007年度国家科学技术进步一等奖，其作为示范工程的华能玉环电厂，效率虽然高达45.4％，仍有大量热能没有转换。斯特林发动机采用斯特林循环，是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，必须利用热腔、冷腔才能工作，浪费热量，效率较低，没有广泛使用。

中国专利申请号200310110589外燃机，它包括热交换室、气压机、加热室、管道。本外燃机以室温高压气体为工作物质，气体循环为密封式循环，工作物质加热成高温高压后推动气轮机转动而对外做功。热交换室是废气带走的能量被工作物质再利用的场所，气压机使室温高压气体循环有一个压强差，加热室是燃料燃烧和工作物质得到高温的场所，燃料燃烧是在加热室里密封气体的管道外燃烧，属外燃式，工作物质受热是间接的，气轮机是工作物质对外做功的装置。本外燃机的热效率与工作物质有关，它的特点是抑制能量的主动散失和巧妙利用废气能量。该发明使用气体工质吸热膨胀的高压推动气轮机转动，利用气压机使工质循环，没有气液相变，热交换室没有使用对外界散热，难以有冷却散热作用，相当于使用气压机驱动汽轮机，实用性较差。

三.发明内容：

本发明目的是提供回转式外燃机和回转式外燃发电机，采用工质吸热对流循环产生动力驱动水轮机或汽轮机或流体发电机等旋转部件旋转输出能量。可以是闭式循环。可以不需要兰金循环中的水泵而自然循环回流工质、可以减少或避免冷却放热的热量损失，污染小，能够显著提高效率，可以大量减少或避免热电厂的循环冷却水的使用。回转式外燃机还可用于空调。

传统热机通常以气体作为工质，利用气体受热膨胀对外做功，必须有冷凝器等散热装置才能完成做工，效率低。本发明采用工质吸热对流循环产生动力驱动水轮机或汽轮机等旋转部件旋转做工，能够依靠加热和做工使工质完成热力循环，可以避免或减少冷却散热，能够减少或不依赖冷腔(低温热库的放热)去完成热功转换，相对于传统热机来说，有根本的区别，因而不是显而易见的。

根据热力学定律，第二类热机(单热源热机)是不可能的，但是，本发明可以不依靠冷却放热环节，只有加热和做工消耗热量环节，就能完成热力循环，相当于第二类热机(单热源热机)。为了维持本发明的外燃机处于合适的工作温度，可以有散热或冷却装置。

发明方案：本发明的旋转做工的回转式外燃机的总方案是，使用加热器加热工质，工质吸热对流循环产生动力驱动旋转。

工质的热力循环主要依靠加热器加热和做功完成，可以减少或避免冷却放热的热量损失，能够显著提高热效率，污染小。本发明中的工质能够被加热器加热对流循环产生驱动力。工质在工作中为液体或气体，尤其适合用液体工质。工质沸点越低，高温热源的热效率越高。

为了防止本发明的外燃机过热、过压，可以设置散热装置、过压保护装置；加热器可以位于燃烧室内；工质的沸点越低本发明的外燃机效率越高；回转式外燃机是可逆热机。回转式外燃机还可用于空调。

本发明总方案可以分为以下几种，但是以下几种方案并不代表总方案的全部。

第一种方案：一种回转式外燃机，是密闭的闭式循环装置，使用加热器加热工质，工质吸热对流循环产生动力驱动旋转。可以减少或避免冷却放热的热量损失，污染小，能够显著提高热机效率。为了防止本发明机体过热、过压，可以设置散热装置、过压保护装置。加热器可以位于燃烧室内。是可逆热机。