[发明专利]热力发动机

说明书

一种活塞(2)和气缸(3)型膨胀机，与一般的取向相反，曲轴(4)位于最上端并且气缸“盖”(5)位于最下端。该气缸盖具有一对液体喷射器(6，7)，其取向用于使它们对应的液态戊烷和甘油被喷射为在气缸底部互相接触的薄雾。戊烷通过从甘油传递而来的潜热而被气化。提供了由泵(14，15)所供给的高压的管路(11，12)的对应喷射阀(9，10)。排气阀(16)被经链驱动以曲轴速度驱动的凸轮(17)所打开。排气管18通向在其中使排气打旋的旋风分离器(19)，导致了甘油的薄雾和液滴飞出至分离器壁(20)并且流至分离器底部(21)，从而其在浮阀(22)的控制下周期性地排出。戊烷蒸气从分离器的顶部中心(23)被吸出。应该注意发动机的流体路径是闭合的。戊烷蒸气被传递至冷凝器(26)。液态戊烷从冷凝器底部也通过浮阀(27)被排出。对应的液体通过管道输送而聚集在罐(28，29)中。液体通过低压泵(30)从甘油罐被泵送至加热器(31)。加热器可为许多类型，通常为余热换热器或太阳能收集器。

技术领域

本发明涉及热力发动机。

背景技术

热力发动机通过使在下文中被称作“工作流体”的气体或蒸气从升高的温度和压力膨胀到降低的温度和压力并提取该过程中的有用功来运行。这通常在活塞和气缸发动机或透平机中完成。

压力和温度的升高可在内部如在内燃机中完成或在外部如在透平机中完成。

通常采用单一的工作流体，尽管在内燃的情况下，该流体可能为气体的混合物，特别是来自燃烧所使用的空气中的和燃烧产物(主要是二氧化碳和水蒸气)中的氮气。

已知液体流经发动机，例如湿蒸气中的水。

本发明涉及采用不同的流体来加热工作流体。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的热力发动机。

根据本发明提供了一种热力发动机包括：

·热力膨胀机，其用于使与第二流体结合的工作流体膨胀；

·分离器，其连接至膨胀机的排气口以将第二流体从工作流体中分离；

·装置，其用于将第二流体传递至

·加热器并且接下来传递至

·蒸发区；

·冷凝器，其用于将工作流体从气态形式冷凝为挥发性液态形式；和

·装置，将液态形式的冷凝工作流体传递至蒸发区以接触重新加热的第二流体从而使工作流体挥发以使在膨胀机内膨胀作功。

膨胀机可为容积式机构例如往复式膨胀机或可变排量式机构例如透平机。

蒸发区可位于膨胀机的内部，例如往复式活塞和气缸机构的上止点容积，类似于内燃机的燃烧室或透平机的入口区。

替代地，蒸发区可位于膨胀机的外部，与蒸汽机/透平机的锅炉类似，区别在于再加热的第二流体被传递至锅炉，冷凝工作流体与锅炉紧密接触以用于工作流体的热传递和气化。

通常第二流体将为液体。分离器或可位于冷凝器的膨胀机侧，在这种情况下它将为液体/蒸汽分离器，或可位于冷凝器的另一侧，在这种情况下它将为液体/液体分离器。

在优选的实施例中，戊烷被用作相变介质，而将可选地添加有1,2-丙二醇的甘油(1,2,3-丙三醇)用作载热流体。

第二流体可采用多种方式加热，例如通过余热和太阳能来加热。

附图说明

为了有助于理解本发明，现将通过例子并且参照附图来描述本发明的两个具体实施例，其中：

图1为根据本发明的第一热力发动机的方框图