[发明专利]一种气动设备中的等温膨胀的实现方法

权利要求书

1.一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，该气动设备包括高压换热器以及带有可活动的活塞部件的腔室，其特征在于，该方法选择在气动设备工作环境温度和压力下呈气态的两种物质分别作为做功物质和热交换物质，所述做功物质和热交换物质之间不反应，且热交换物质沸点高于做功物质；该方法如下：将液态的热交换物质注入高压换热器产生气态高压热交换物质，并将该气态高压热交换物质与处于气态、液态或气液混合态的做功物质注入所述腔室，所述腔室封闭，所述做功物质和热交换物质在腔室中推动活塞做功并降温，在此过程中，所述热交换物质被逐渐液化并放出热量，所述做功物质吸收热量并继续膨胀做功；最后在活塞的后半周运动中，液态热交换物质和气态做功物质所构成的乏气被排出腔室。

2.根据权利要求1所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于，该方法还包括步骤：通过气液分离装置回收所述乏气中液态热交换物质。

3.根据权利要求2所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于，该方法的步骤具体如下：将处于液态的做功物质和热交换物质共同注入高压换热器产生高压混合气体，之后将该高压混合气体注入所述腔室。

4.根据权利要求2所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：将该气态高压热交换物质以及液态做功物质混合注入所述腔室，所述液态做功物质汽化，并和所述气态高压热交换物质共同膨胀做功。

5.根据权利要求2所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：将所述气态高压热交换物质注入含有气态做功物质的腔室中，该气态高压热交换物质膨胀做功。

6.根据权利要求2所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：将液态做功物质与上一循环中排出的部分气态做功物质混合形成气态做功物质，并注入所述腔室进行绝热压缩；然后将所述气态高压热交换物质注入腔室与被压缩的气态做功物质混合。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于：所述做功物质为氮气或空气，所述热交换物质的沸点取值范围为标准状况下高于-196℃。

8.根据权利要求7所述的一种气动设备中的等温膨胀的实现方法，其特征在于：所述热交换物质为丙烷或丁烷。