[发明专利]热力发动机的高效率工作介质的使用

权利要求书

1.一种用于执行有机朗肯循环（ORC）的热力发动机，所述有机朗肯循环包括蒸发器、发动机、冷凝器和包括流体工作介质的回路，其中，所述工作介质的临界压力（p_c）在4000kPa和6500kPa之间，优选地在4200kPa和6300kPa之间，所述工作介质的临界温度（T_c）在450K和650K之间，优选地在460K和600K之间，所述工作介质的摩尔质量在50g/mol和80g/mol之间，优选地在60g/mol和75g/mol之间，以及气体工作介质在绝热膨胀期间部分地凝结。

2.根据权利要求1所述的热力发动机，其特征在于

在所述有机朗肯循环（ORC）期间，所述工作介质的质量的1%到30%在绝热膨胀期间凝结，优选地所述工作介质的质量的10%到20%在绝热膨胀期间凝结。

3.根据权利要求1和权利要求2中任一项所述的热力发动机，其特征在于

所述工作介质是环戊烯或者至少一个烷基甲酸或者它们的混合物，优选地是甲酸甲酯和/或甲酸乙酯。

4.根据任一前述权利要求所述的热力发动机，其特征在于

所述热力发动机是膨胀机器，所述膨胀机器优选地包括具有活塞的蒸气膨胀发动机以作为所述发动机或者包括至少一个涡轮机以作为所述发动机。

5.根据任一前述权利要求所述的热力发动机，其特征在于

在所述热力发动机的所述回路中的所述冷凝器和所述蒸发器之间设置有泵，所述泵允许所述流体工作介质从所述冷凝器被传输到所述蒸发器。

6.根据任一前述权利要求所述的热力发动机，其特征在于

所述热力发动机的所述回路不包括同流换热器。

7.根据任一前述权利要求所述的热力发动机，其特征在于

所述工作介质对非合金钢的侵蚀速率在150时小于0.05毫米/年和/或所述工作介质对合金钢（1.4571）的侵蚀速率在150时小于0.005毫米/年。

8.根据任一前述权利要求所述的热力发动机，其特征在于

当所述工作介质随时间经受温度变化时，所述工作介质在70和200之间的温度范围内不表现出任何吸热或放热反应或者第一级相变或第二级相变，优选地，即使当所述工作介质重复十次地经受在70和200之间的温度/时间曲线时，所述工作介质也不表现出任何吸热或放热反应或者第一级相变或第二级相变。

9.工作介质在热力发动机中的用途，所述工作介质的临界压力（p_c）在4000kPa和6500kPa之间，优选地在4200kPa和6300kPa之间，所述工作介质的临界温度（T_c）在450K和650K之间，优选地在460K和600K之间，并且所述工作介质的摩尔质量在50g/mol和80g/mol之间，优选地在60g/mol和75g/mol之间，其中，在有机朗肯循环（ORC）中的绝热膨胀期间气体工作介质部分地凝结。

10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于

在所述有机朗肯循环（ORC）期间的绝热膨胀期间，所述工作介质的质量的1%到30%凝结，优选地所述工作介质的质量的10%到20%凝结。

11.烷基甲酸或者环戊烯或者它们的混合物作为所述工作介质在热力发动机中的用途。

12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于

甲酸甲酯和/或甲酸乙酯作为所述烷基甲酸被采用，被给予优选的是在所述热力发动机中采用甲酸甲酯或甲酸乙酯作为所述工作介质。

13.根据权利要求9到12中任一项所述的用途，其特征在于

所述热力发动机利用有机朗肯循环（ORC）被操作。

14.根据权利要求9到13中任一项所述的用途，其特征在于

膨胀机器，优选作为所述发动机的包括活塞的蒸气膨胀发动机或者至少一个涡轮机，被用作所述热力发动机。

15.根据权利要求9到14中任一项所述的用途，其特征在于

所述热力发动机利用在80和200之间，优选地在80和150之间的低温范围内的热源被操作。