[发明专利]包括至少一个独立的干发动机的旋转发动机和操作该干发动机的方法

摘要

本发明是一种包括至少一个且通常为多个独立的干发动机的旋转发动机。可以在各独立的干发动机中执行两个不同的过程，这两个过程均用于操作发动机。本发明的过程基本上是两个不同的且单独的封闭循环过程，它们可以都同时在同一几何约束内操作，即，在相同的一个或多个膨胀室内操作。主过程执行将热量转换成动能的主功能并且在本发明的所有发动机中都是必要的。这是利用气体的膨胀还有气体膨胀之后冷凝气体的收缩的独特过程。次过程是起动所需要的并且在发动机停止工作的情况下以提供附加功率。在本发明的大多数发动机中，同时需要这两个过程来操作发动机。

主权项

一种旋转发动机，该旋转发动机包括适于执行将热能转换为动能的主过程的至少一个独立的干发动机，各干发动机包括：a)冷储器，该冷储器包括热交换器，在该热交换器中，气相的过程流体被冷凝成液态；b)泵，该泵适于对从所述冷储器接收的处于液态的所述过程流体进行加压；c)加热器系统，该加热器系统适于从所述泵接收加压后的液体形式的液体过程流体并且加热所述过程流体；d)热储器，该热储器适于存储从所述加热器系统接收的加压后的且过热的过程流体；e)膨胀室，该膨胀室具有入口侧和出口侧，所述膨胀室适于允许转子叶片移动通过所述膨胀室，所述转子叶片附接到主转子，所述主转子附接到所述旋转发动机的输出轴；f)两个闭合机构，这两个闭合机构限定所述膨胀室的所述入口侧和所述出口侧，其中，所述闭合机构中的第一个闭合机构位于主入口之前，所述主入口允许过程流体进入所述膨胀室，并且所述闭合机构中的第二个闭合机构位于主出口之后，所述主出口允许所述过程流体的膨胀气体离开所述膨胀室；所述闭合机构适于将多批次过程流体限制在所述膨胀室内，同时允许所述转子叶片进出所述膨胀室；g)主入口阀，该主入口阀与所述膨胀室的所述主入口流体连通，所述主入口阀被构造成从所述热储器接收所述过热的加压后的过程流体并且允许预定体积的一系列计量的批次的所述过热的加压后的过程流体进入所述膨胀室；以及h)主出口阀，该主出口阀与所述膨胀室的所述主出口流体连通，并且适于允许所述过程流体以气相的方式离开所述膨胀室并且返回所述冷储器中的所述热交换器，其中，处于气相的所述过程流体被冷却并冷凝成液态；其中：i)主入口阀构造成旋转进料阀，其包括至少一个具有预定体积的凹部，该预定体积适于接收来自所述热储器的液体形式的限定量的加压后的且过热的过程流体，以允许该加压后的且过热的过程流体以不连续的批次进入所述膨胀室，并且物理地将液体形式的每批次过程流体从膨胀室分离，由此防止液体形式的这些批次的过程流体开始膨胀和蒸发，直到所述主入口阀的旋转首先中断与所述热储器的流体连通，然后分别允许所述凹部的内部与所述膨胀室的所述主入口之间的流体连通，从而保持以热和压力形式存在于每批次加压后的过程流体内的所有热能仅在所述膨胀室的内部被释放；ii)所述主入口阀和所述主出口阀的闭合机构的打开和关闭与所述主转子的旋转机械地同步，从而能够使得液体过程流体进入所述膨胀室中的输送批次与所述旋转发动机系统的旋转速度同步，即，每一个转子叶片穿过膨胀室一批次；iii)所述主入口阀和所述主出口阀均构造成当所述转子叶片靠近所述膨胀室的周向端时关闭，从而包围并捕获所述膨胀室内的所述过程流体的膨胀气体；iv)所述主入口阀构造成使得其紧接在第一转子叶片穿过膨胀室的出口侧处的闭合机构、并且随后的第二转子叶片穿过所述膨胀室的入口侧处的闭合机构之后的旋转位置允许新的第二批次的液体过程流体在第二转子叶片已经经过主入口之前不进入所述膨胀室，在此它开始膨胀并且通过在第二转子叶片的背侧上施加压力而向前推动第二转子叶片，同时前面的第一批次的过程流体的膨胀气体仍然在第二转子叶片前面的膨胀室的剩余容积中；v)所述主出口阀被构造成在第二批次的过程流体开始进入所述膨胀室之前不打开，从而当所述主出口阀打开时，将所述膨胀室连接到所述冷储器，并且限定由所述膨胀室的在所述第二转子叶片、所述热交换器和从所述主出口阀到所述热交换器的连接通道之前的部分组成的气密封闭空间；由此来自所述第二转子叶片前方的膨胀室中的第一批次的过程流体的膨胀气体的热交换器中的冷凝产生真空，其在第二转子叶片的前部产生负压，并因此加到第二转子叶片上的向前方向上的力。