[发明专利]临界低熵混燃循环热动力系统

说明书

本案为申请号为201110101854.5，名称为“临界低熵混燃循环热动力系统”的专利申请的分案申请

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种临界低熵混燃循环热动力系统。

背景技术

1769年，外燃机的诞生直接引发了人类的第一次工业革命，也造就了大不列颠这个日不落帝国。1883年汽油机的诞生和1897年柴油机的诞生，标志了人类由外燃时代进入内燃时代的开始。以汽油机和柴油机为代表的内燃机，构筑了现代文明的动力基础，承载着人类无数梦想。由此可见，无论是外燃机还是内燃机，对人类文明的进程都作出了不可估量的贡献。时至今日，一个国家的内燃和外燃发动机设计、研发及生产水平是这个国家的综合国力的基本构成，也是这个国家的工业水平的标志。所有发达国家在内燃和外燃发动机领域里的投入都是十分惊人的。所有能够代表世界水平的发动机研发制造企业也都隶属于发达国家。然而，由于外燃机的热力学循环方式和内燃机的热力学循环方式的限制，导致了在这两个循环系统中只有部分热量参与作功循环而且还导致了外燃循环系统的T₁值(即高温热源的温度)低和内燃循环系统的T₂值(即排气温度)高的问题，更导致了无法解决的污染问题，最终造成无论是外燃机还是内燃机都无法使热动力系统的热效率(输出的功和燃料热值之比)有本质上的大幅度提高，排放污染问题也无法从根本上解决。事实上目前利用这两种热力学循环方式，对化石能源以及生物质能源进行热功转换，不仅是对能源的巨大浪费，也是对环境巨大的破坏。

由此可见，必须发明一种新的循环方式才能从本质上提高热动力系统的热效率和解决排放污染问题。

发明内容

本发明所谓的混燃循环热动力系统是指燃料燃烧后的所有热量(或近乎所有热量)全部参与作功循环的热动力系统。为了实现燃料燃烧后的所有热量(或近乎所有热量)全部参与作功循环，可以采用两种方式，一是对燃烧室进行绝热，二是利用原工质在燃烧室内将燃烧室壁上的热量吸收带回燃烧室。例如绝热发动机，联合循环等都属于混燃的一种形式。

本发明所谓的低熵混燃循环热动力系统是指燃料燃烧后的所有热量(或近乎所有热量)全部参与作功循环，而且燃烧室的最高压力大幅度高于传统热动力系统的燃烧室的最高压力。这一系统的低温热源的温度T₂大幅度低于传统内燃机的排气温度，高温热源的温度T₁大幅度高于传统外燃循环热动力系统的工质最高温度，效率明显高于传统热动力系统的效率。这一系统是继外燃循环热动力系统和内燃循环热动力系统之后的第三代热动力系统(或叫第三代发动机)。所谓临界低熵混燃循环热动力系统是指燃烧室内的温度和压力接近达到或超过工质的临界温度和临界压力的低熵混燃热动力系统。