[发明专利]热力发动机

说明书

本申请涉及一种热力发动机(100)。在一个实施例中，热力发动机(100)包括压缩机(10a、10b、11)；膨胀器(20a、20b、21)；反应器(40)，在反应器中，工作流体中的第一反应物和第二反应物可以相互反应，反应器(40)布置在压缩机(10a、10b、11)和膨胀器(20a、20b、21)之间；以及冷凝器(50)，用于冷凝工作流体中的气体，冷凝器布置在膨胀器(20a、20b、21)和压缩机(10a、10b、11)之间。还提供了一种操作热力发动机的方法。

本申请是申请日为2018年01月26日、申请号为201880020427.4、发明名称为“热力发动机”的申请的分案申请。

本发明涉及一种热力发动机。

一个多世纪以来，研究人员和工程师一直关注热量向机械功的有效转化，近年来，在政府监管和消费者需求的推动下，人们越来越关注能源效率和来自发电的污染物排放。因此，有一种持续的动力来改进热力发动机技术，以适应各种各样的应用。

这种努力的例子包括Bell MA、Partridge T.的Thermodynamic design of areciprocating Joule-cycle engine(往复焦耳循环发动机的热力学设计)，Proc.Inst.Mech.Eng.；电力和能源杂志，2003年第217卷第239-246页，Moss RW等人，Reciprocating Joule cycle engine for domestic CHP systems(家用热电联产系统往复焦耳循环发动机)，应用能源，2005年第80卷第169-185页，美国专利文件3,577,729和4,044,558以及国际专利申请WO 2010/116172。

概述

本发明涉及一种用于将来自固体、液体或气体燃料的能量转化为例如电能、液压能或气动能的发动机概念。其旨在用于诸如发电、热电联供系统、推进系统以及目前使用常规燃烧发动机或其他类型能量变换器的其他应用中。

根据本发明的第一方面，提供了一种热力发动机，其包括压缩机；膨胀器；第一导管，其将压缩机的出口流体地联接到膨胀器的进口；第二导管，其将膨胀器的出口流体地联接到压缩机的进口；反应器，其中工作流体中的第一反应物和第二反应物可以相互反应，该反应器在压缩机和膨胀器之间布置在第一导管中；以及冷凝器，其用于冷凝工作流体中的气体，冷凝器在膨胀器和压缩机之间布置在第二导管中。

在一个实施例中，压缩机包括压缩室和可在所述压缩室内往复运动的第一正位移(positive displacement)构件，并且膨胀器包括膨胀室和可在所述膨胀室内往复运动的第二正位移构件。

在一个实施例中，第一正位移构件和第二正位移构件机械地联接成以自由活塞的构造一致地往复运动。

在一个实施例中，第一正位移构件和第二正位移构件通过曲轴连接。

根据本发明的第二方面，提供了热力发动机，包括：

压缩室；

第一正位移元件，其可在所述压缩室内往复运动；

膨胀室；

第二正位移元件，其可在所述膨胀室内往复运动；

其中所述第一正位移元件和所述第二正位移元件机械地联接成以自由活塞的构造一致的往复运动；

第一导管，其将压缩室的出口流体地联接到膨胀室的进口；

第二导管，其将膨胀室的出口流体地联接到压缩室的进口；

反应器(40)，其中工作流体中的第一反应物和第二反应物可以相互反应，反应器(40)在压缩室(10a、10b)和膨胀室(20a、20b)之间布置在第一导管(31、32)中；和