[发明专利]低温冷源热机

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种热机。

背景技术

任何一种热机都是工作在热源和冷源之间的动力机构，不论热源和冷源是事先存在的还是人为制造的，或是循环过程中形成的。热源的温度和冷源的温度决定着热机的极限效率，然而与热源的温度相比，冷源的温度对热机效率的影响更大。在外燃机中，其冷源非常明显，易于理解；在内燃机中，其表观冷源（即形式上的冷源）不是环境而是膨胀做功后的工质，但是其真正的冷源是发动机的进气。如果能够有效的降低冷源的温度，将明显提高热机的效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出如下技术方案：

一种低温冷源热机，包括外燃机和气体液化物源，所述气体液化物源与所述外燃机的冷源连通，所述气体液化物源内的气体液化物为所述冷源的吸热载体。

所述外燃机设为热气机。

所述热气机设为斯特林发动机。

所述热气机设为布雷登循环热动力系统。

所述冷源的冷却流体出口与做功机构的工质入口连通。

一种低温冷源热机，包括内燃机和气体液化物源，在所述内燃机的进气道上设冷却器，所述气体液化物源与所述冷却器连通，所述气体液化物源内的气体液化物为冷却所述内燃机进气的吸热载体。

所述内燃机设为燃气轮机。

所述内燃机设为活塞式发动机。

所述冷却器的冷却流体出口与做功机构的工质入口连通。

所述气体液化物设为液化空气、液化二氧化碳、液氮、液氧或液氦。

本发明的原理是：如图1所示，本发明将所述气体液化物作为热机的冷源（即现有技术中所述的低温热源），大幅度降低了低温热源的温度，进而大幅度提高了热机的效率。

本发明中，所谓的冷却流体是指在外燃机中在所述冷源中吸热的流体；在内燃机中在所述冷却器中吸热的流体。

本发明中，所谓的气体液化物是指被液化的气体，如液化空气、液化二氧化碳、液氧、液氮或液氦等。

本发明中，根据热机领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。

本发明的有益效果如下：

本发明所公开的低温冷源热机以气体液化物作低温热源的吸热流体，大幅度提高了热机的效率。

附图说明

图1为本发明原理图，其中的Q表示热源，q表示冷源（低温热源）；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图；

图5为本发明实施例4的结构示意图；

图6为本发明实施例5的结构示意图；

图7为本发明实施例6的结构示意图，

图中：

1气体液化物源、10加热器、2冷却器、30冷缸、31热缸、40燃烧室、41燃气轮机、42活塞式发动机。

具体实施方式

实施例1

如图2所示的低温冷源热机，包括外燃机和气体液化物源1，所述外燃机设为斯特林发动机，所述气体液化物源1设为内装气体液化物的储罐，所述气体液化物设为液化空气。所述储罐与所述外燃机的冷源连通，即与斯特林发动机的冷缸30上的冷却流体通道连通，也就是将所述气体液化物作为所述外燃机的冷源的吸热载体。

可选择地，所述气体液化物设为液化二氧化碳、液氧、液氮或设为液氦。

实施例2

如图3所示的低温冷源热机，其与实施例1的区别在于：所述外燃机设为布雷登循环热动力系统。

实施例3

如图4所示的低温冷源热机，其在实施例2的基础上：所述冷源的冷却流体出口和所述布雷登循环热动力系统中的动力透平的工质入口连通，所述气液提液化物吸热后汽化为高温气体，可以进入所述布雷登循环热动力系统中的循环管路，作为工质参与热动力循环。所述气体液化物设为液氦。

实施例4

如图5所示低温冷源热机，包括内燃机和气体液化物源1，所述内燃机设为燃气轮机41，在所述内燃机的进气道上设热交换式冷却器2，所述气体液化物源1与所述热交换式冷却器2的被加热流体通道入口连通，所述气体液化物源1内的气体液化物为冷却所述内燃机进气的吸热载体。也就是说气体液化物源内的气体液化物作为冷却器的冷却介质。所述气体液化物设为液氧。

实施例5