[发明专利]往复通道熵循环发动机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种往复通道熵循环发动机。

背景技术

近年来，传统内燃机的高能耗、高污染排放问题日显突出，所以，热气机得到了广泛重视，然而热气机都是以外燃加热方式对工质进行加热的，众所周知，外燃加热过程很难得到温度较高的工质，因此，造成大量化学损失。不仅如此，由于外燃加热的速率有限，对材料要求高，负荷响应差，所以严重制约了热气机的单机功率和整机功率密度，最终使热气机的用途严重受限。因此，需要发明一种新型发动机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案一 一种往复通道熵循环发动机，包括活塞式气体压缩机构、活塞式气体做功机构和连通通道，所述活塞式气体压缩机构的气缸经所述连通通道与所述活塞式气体做功机构的气缸连通，所述活塞式气体压缩机构、所述连通通道和所述活塞式气体做功机构相互连通后构成工质闭合回路，所述往复通道熵循环发动机还包括氧化剂源、燃料源和内燃燃烧室，所述内燃燃烧室设置在所述活塞式气体做功机构的气缸内和/或所述连通通道内，所述内燃燃烧室与所述氧化剂源连通，所述内燃燃烧室与所述燃料源连通，在所述工质闭合回路上设工质导出口。

方案二 一种往复通道熵循环发动机，包括活塞式气体压缩机构、活塞式气体做功机构和连通通道，所述活塞式气体压缩机构的气缸经所述连通通道与所述活塞式气体做功机构的气缸连通，所述活塞式气体压缩机构、所述连通通道和所述活塞式气体做功机构相互连通后构成工质闭合回路，所述往复通道熵循环发动机还包括氧化剂源、燃料源和旁置内燃燃烧室，所述旁置内燃燃烧室的工质出口与所述活塞式气体做功机构的气缸和/或所述连通通道连通，所述旁置内燃燃烧室与所述氧化剂源连通，所述旁置内燃燃烧室与所述燃料源连通，在所述工质闭合回路上设工质导出口。

在方案一的基础上，进一步可选择的：（1）所述氧化剂源经所述连通通道与所述内燃燃烧室连通；（2）在所述往复通道熵循环发动机工作过程中，所述内燃燃烧室排出的物质的质量流量大于从所述工质闭合回路外导入所述内燃燃烧室的物质的质量流量。

在方案二的基础上，进一步可选择的：（1）所述氧化剂源经所述连通通道与所述旁置内燃燃烧室连通；（2）在所述往复通道熵循环发动机工作过程中，流入所述活塞式气体做功机构的工质的质量流量大于所述旁置内燃燃烧室排出的物质的质量流量。

在方案一或方案二的基础上，进一步选择的：

（1）将所述工质导出口设在所述活塞式气体压缩机构的气缸上和/或所述连通通道上；

（2）在所述工质导出口上设控制阀，进一步可选择的：使所述控制阀受峰压控制机构控制，所述峰压控制机构在所述工质闭合回路内的压力超过设定值时使所述控制阀开启，并当所述闭合回路内的压力回降到所述设定值时使所述控制阀关闭；或使所述控制阀受谷压控制机构控制，在所述工质闭合回路内的压力处于谷压状态时使所述控制阀开启，并当所述工质闭合回路内的压力将至0.2MPa时使所述控制阀关闭；或所述控制阀受开启度控制机构控制，所述开启度控制机构根据所述工质闭合回路内的压力设定范围控制所述控制阀的开启度，使所述工质导出口在某种开启度下处于常开状态。

（3）所述往复通道熵循环发动机还包括回热器，所述回热器设在所述活塞式气体做功机构的气缸内和/或所述连通通道内；进一步可选择的，所述回热器设为三元催化器。

（4）在所述连通通道上或所述活塞式气体压缩机构上设冷凝冷却器。

（5）所述往复通道熵循环发动机还包括非直混冷凝冷却器，所述非直混冷凝冷却器的被冷却工质入口与所述工质导出口连通；进一步可选择的：①在所述非直混冷凝冷却器上设冷凝液体工质出口，更进一步可选择的，在所述非直混冷凝冷却器上设不凝气出口，再进一步可选择的，将所述不凝气出口与所述工质闭合回路连通；②在所述非直混冷凝冷却器上设不凝气出口，更进一步可选择的，将所述不凝气出口与所述工质闭合回路连通；③在含有内燃燃烧室的结构中，所述氧化剂源经所述非直混冷凝冷却器的被加热流体通道与所述内燃燃烧室连通；在含有旁置内燃燃烧室的结构中，所述氧化剂源经所述非直混冷凝冷却器的被加热流体通道与所述旁置内燃燃烧室连通。

（6）所述往复通道熵循环发动机还包括附属气体做功机构，所述工质导出口与所述附属气体做功机构的工质入口连通。

（7）所述往复通道熵循环发动机还包括有储气罐，所述工质导出口与所述储气罐连通。