[发明专利]差时相循环发动机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种差时相循环发动机。 

背景技术

利用汽化器（包括锅炉）将工质加热气化、临界化、超临界化、超超临界化或过热化后作为推动动力机构做功的系统已有两百年的历史，而且至今还在应用，这种动力机构具有良好的燃料多样性和较低的污染排放，但是其功率密度低。因此，需要发明一种新型的利用汽化器（包括锅炉）将工质加热气化、临界化、超临界化、超超临界化或过热化后作为推动动力机构做功的动力系统。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下： 

一种差时相循环发动机，包括汽化器、动力机构和附属动力机构，所述汽化器的汽化器往复流通口与所述动力机构连通，所述动力机构与所述附属动力机构连通，所述附属动力机构与所述汽化器的汽化器工质入口连通，在所述动力机构和所述附属动力机构之间的连通通道上设控制阀，在所述附属动力机构和所述汽化器工质入口之间的连通通道上设工质入口控制阀，在由所述汽化器往复流通口、所述动力机构、所述附属动力机构和所述汽化器工质入口构成的流体通道上设冷却器。

所述控制阀设为以所述附属动力机构为流通方向的逆止阀。 

所述工质入口控制阀设为以所述汽化器工质入口为流通方向的逆止阀。 

所述动力机构设为活塞式动力机构、齿轮式动力机构、罗茨式动力机构或螺杆式动力机构。 

所述附属动力机构设为活塞式附属动力机构、齿轮式附属动力机构、罗茨式附属动力机构或螺杆式附属动力机构。 

所述动力机构设为活塞式动力机构，所述附属动力机构设为活塞式附属动力机构。

所述活塞式动力机构和所述活塞式附属动力机构之间存在相位差。 

所述活塞式动力机构的排量和所述活塞式附属动力机构的排量不同。 

在所述冷却器设在所述动力机构和所述汽化器往复流通口之间连通通道以外的结构中，在所述动力机构和所述汽化器往复流通口之间设回热器；在所述冷却器设在所述动力机构和所述汽化器往复流通口之间的结构中，在所述冷却器和所述汽化器往复流通口之间设回热器。 

所述汽化器设为内燃汽化器，在工质包络上设工质导出口。 

所述汽化器往复流通口设在所述汽化器的液相区内。 

所述汽化器工质入口设在所述汽化器的气相区内。 

本发明的原理是：通过将所述汽化器往复流通口与所述动力机构连通，以及所述附属动力机构的设置，使由所述汽化器往复流通口流出的做功后的工质的一部分不经冷却或经所述回热器和所述冷却器共同作用后回流到所述汽化器中，而另一部分则经所述汽化器工质入口进入汽化器，这样，可以减少冷却负荷，并提高系统的效率。 

本发明中，所谓的汽化器往复流通口是指能够使工质流入和流出的流通口。 

本发明中，所述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。 

本发明中，在所述汽化器设为内燃汽化器的结构中，可以在工质包络上设工质导出口，以防止工质积累。所谓的工质包络是指工质所能到达的空间的壁，例如，所述汽化器的壁，还例如，所述连通通道的壁。 

本发明中，应根据公知技术向所述内燃汽化器中提供氧化剂和燃料。所述氧化剂是指液态或高压气态的能与燃料发生燃烧化学反应的物质，例如液氧、高压氧气、高压压缩空气、液化空气、双氧水、双氧水溶液等。当所述氧化剂是液态时，需通过高压液体泵供送；当所述氧化剂是高压气态时，可直接以高压形式送入。所述燃料是指能与氧化剂发生燃烧化学反应的物质，例如氢气、碳氢化合物、碳氢氧化合物或固体碳等；其中所述碳氢化合物包括汽油、柴油、重油、煤油、航空煤油等其它烃类；所述碳氢氧化合物包括甲醇、乙醇、甲醚、乙醚等。 

本发明中，为了进一步提高系统的效率，在所述汽化器设为外燃汽化器的结构中，可以将加热汽化器后的燃烧产物中的热量进一步加以利用，例如：利用这一部分热量制冷，利用这一部分热量作为热源加热另一个内部工质沸点较低的汽化器从而产生动力。 

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。 

本发明中，所述汽化器内的工质全部处于临界状态时，所述汽化器的气相区和所述汽化器的液相区可是同一空间。