[发明专利]高效热动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种高效热动力系统。

背景技术

燃烧化学产物参与作功的热动力系统中，排气具有相当高的温度和一定的压力，其总能量排放速率相当于发动机的功率。目前，虽然有使用涡轮增压系统对排气加以利用，但是仍然有相当多的能量被浪费掉，如果能够发明一种新型技术，使上述热动力系统中的排气中的能量能够更高效地转化成动力，不管这一动力用于压气，还是用于其他用途，将进一步提高系统的效率。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种高效热动力系统，包括内燃机、压气机和动力透平，所述压气机的压气机气体入口与低压气体源连通，所述压气机的压气机压缩气体出口与所述动力透平的动力透平气体工质入口经压动连通通道连通，在所述压动连通通道上设高温气体导入口，所述高温气体导入口经所述内燃机的排气道与所述内燃机的燃烧室连通，所述动力透平对所述压气机输出动力。

在所述压气机压缩气体出口和所述高温气体导入口之间的所述压动连通通道上设压气机压缩气体旁通口。

所述高效热动力系统还包括射流泵，所述压动连通通道设为所述射流泵的射流泵外管，所述高温气体导入口设为所述射流泵的射流泵动力气体喷嘴。

在所述压气机压缩气体旁通口和所述高温气体导入口之间的所述压动连通通道上设控制阀。

一种高效热动力系统，包括内燃机、压气机和动力透平，所述压气机的压气机气体入口与低压气体源连通，所述压气机的压气机压缩气体出口与所述动力透平的动力透平气体工质入口经压动连通通道连通，在所述压动连通通道上设排气热交换器，所述排气热交换器的热流体入口经所述内燃机的排气道与所述内燃机的燃烧室连通，所述动力透平对所述压气机输出动力。

在所述压气机压缩气体出口和所述排气热交换器之间的所述压动连通通道上设压气机压缩气体旁通口。

所述压气机压缩气体旁通口与所述内燃机的进气道连通。

所述高效热动力系统还包括进气压气机，所述进气压气机的进气压气机压缩气体出口与所述内燃机的进气道连通，所述动力透平对所述进气压气机输出动力。

在所述排气道上设前置压气机，所述前置压气机的前置压气机气体入口与所述燃烧室连通，在所述前置压气机气体入口和所述燃烧室之间的所述排气道上设排气前置旁通口，所述排气前置旁通口与前置动力透平的前置动力透平工质入口连通，所述前置动力透平对所述前置压气机输出动力。

在所述压气机压缩气体旁通口和所述排气热交换器之间的所述压动连通通道上设控制阀。

在所述进气道上设控制阀。

在所述排气道上设膨胀剂导入口，和/或在所述压气机气体入口处设膨胀剂导入口，和/或在所述动力透平气体工质入口处设膨胀剂导入口，和/或在所述压气机上设膨胀剂导入口，所述膨胀剂导入口与膨胀剂源连通。

所述高效热动力系统还包括有膨胀剂吸热热交换器，所述膨胀剂吸热热交换器设在所述动力透平气体工质出口处和/或在所述压气机上，所述膨胀剂吸热热交换器的被加热流体通道与所述膨胀剂导入口连通。

所述高效热动力系统还包括回热器，所述回热器设置在所述压气机压缩气体出口和所述动力透平气体工质入口之间，所述回热器的加热流体通道与所述动力透平的动力透平气体出口连通，所述回热器利用从所述动力透平气体出口排出的气体的余热对由所述压气机压缩气体出口流入所述动力透平气体工质入口的气体加热升温。

本发明中，所谓的“所述高效热动力系统还包括射流泵，所述压动连通通道设为所述射流泵的射流泵外管，所述高温气体导入口设为所述射流泵的射流泵动力气体喷嘴。”是指：所述压气机的压气机压缩气体出口与所述射流泵的射流泵低压气体入口连通，所述射流泵的射流泵气体出口与所述动力透平的动力透平气体工质入口连通，所述内燃机的燃烧室的排气道与所述射流泵的动力气体喷嘴连通。

本发明中，所述射流泵是指通过动力流体引射非动力流体，两流体相互作用从一个出口排出的装置，所谓的射流泵可以是传统射流泵，也可以是非传统射流泵。

本发明中，所述传统射流泵是指由两个套装设置的管构成的，向内管提供高压动力气体，内管高压动力气体在外管内喷射，在内管高压动力气体喷射和外管的共同作用下使内外管之间的其他气体（从外管进入的气体）沿内管高压动力气体的喷射方向产生运动的装置；所谓射流泵的外管可以有缩扩区，外管可以设为文丘里管，内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指外管内截面面积发生变化的区域；所述射流泵至少有三个接口或称通道，即射流泵动力气体喷嘴、射流泵低压气体入口和射流泵气体出口。