[发明专利]一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统

权利要求书

1.一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，包括有热交换器（1）、气液联动缸（2）、气液逐级换热器（3）、气液联动泵（4）、气液回热蒸发器（4-3）、液压马达（5）、压缩机（6）、发电机（7）、冲击式水轮机（8）、液体工质泵（9）和气液回热冷凝器（11），其特征在于：所述的气液联动泵（4）管道连接气液回热蒸发器（4-3），所述气液回热蒸发器（4-3）管道连接气液逐级换热器（3），所述气液逐级换热器（3）管道连接气液回热冷凝器（11），所述气液回热冷凝器（11）管道连接热交换器（1）；所述热交换器（1）管道连接气液联动缸（2），所述气液联动缸（2）管道连接冲击式水轮机（8）、气液联动泵（4）、液压马达（5）；所述冲击式水轮机（8）同轴连接发电机（7）和液体工质泵（9）；所述液压马达（5）同轴连接压缩机（6）；所述气液联动缸（2）管道连接气液逐级回热器（3），所述气液逐级回热器（3）管道连接气液回热蒸发器（4-3），所述气液回热蒸发器（4-3）管道连接气液逐级换热器（3）；

膨胀工质经气液联动泵（4）加压进入气液回热蒸发器（4-3）冷却，然后进入气液逐级换热器（3）、气液回热冷凝器（11）逐渐加热升温膨胀，连通热交换器（1）形成高温高压膨胀工质气体，通入气液联动缸（2）对液体工质做功，然后再进入气液逐级回热其（3）、气液回热蒸发器（4-3）冷却，重新进入气液联动泵（4），完成膨胀工质循环；

液体工质在气液联动缸（2）中获得膨胀工质的势能，管道连接冲击式水轮机（8）、气液联动泵（4）以及液压马达（5），液体工质对冲击式水轮机（8）、气液联动泵（4）以及液压马达（5）做功，做完功后的液体工质进入处在低压状态的气液联动缸（2）内，完成液体工质循环；

回热工质经过压缩机（6）压缩，进入气液回热冷凝器（11）液化，再依次进入气液逐级换热器（3）进行降温，然后进入气液回热蒸发器（4-3）汽化，再进入气液逐级换热器（3）吸热，最后进入压缩机（6），完成回热工质循环。

2.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的热交换器（1）内的热流体是与膨胀工质不相溶的流体；外接热能从设置在热交换器（1）上部的热流体入口（1-1）进入，并经水瀑喷口进入热交换器（1）内；所述热交换器（1）的下部设置有热流体出口（1-2），所述热交换器（1）的内底部设置有气泡器（1-4）。

3.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的气液联动缸（2）不少于三个，围绕冲击式水轮机（8）环形布局，连续完成等压推液做功、等熵推液做功、装液的过程；所述气液联动缸（2）中间设置有活塞，所述活塞上部是气态膨胀工质，下部是液体工质。

4.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的冲击式水轮机（8）处在密封的机舱（8-1）内，液体工质泵（9）设置在机舱（8-1）下部，机舱（8-1）内气体压力等于做完功的气液联动缸（2）内的乏汽压力。

5.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的气液联动泵（4）为多个，以串联结构连接，所述气液联动泵（4）通过气液联动缸（2）内膨胀工质的等压推液做功和等熵推液做功实现逐级升压。

6.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的膨胀工质选用临界温度在自然温度范围的低沸点物质，膨胀工质在系统循环过程中的最低压力高于临界压力。

7.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的气液回热冷凝器（11）、气液回热蒸发器（4-3）的内部装有液体工质，液体工质与膨胀工质互不溶解，且化学性质稳定；所述的气液回热冷凝器（11）、气液回热蒸发器（4-3）由回热管路构成，其内底部均设置气泡器。

8.根据权利要求1所述的一种闭式布雷顿循环二次元发动机系统，其特征在于：所述的气液回热蒸发器（4-3）为多个，以并联结构连接，并分别设置于气液联动泵（4）的进气口与出气口处。