本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其涉及熱功轉(zhuǎn)換方法及應(yīng)用其的熱動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本發(fā)明人已經(jīng)提出利用壓縮氣體或液化氣體經(jīng)燃燒室加熱后再經(jīng)膨脹做功機(jī)構(gòu)做功的熱動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)方案，但是膨脹做功機(jī)構(gòu)及燃燒室的余熱利用系統(tǒng)比較復(fù)雜。因此，需要發(fā)明一種新的熱功轉(zhuǎn)換方法及熱動(dòng)力系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

一種熱功轉(zhuǎn)換方法，將工質(zhì)源內(nèi)的工質(zhì)導(dǎo)入相混加熱器，然后再導(dǎo)入燃燒室，在所述燃燒室內(nèi)燃燒，用燃燒后的氣體推動(dòng)膨脹做功機(jī)構(gòu)膨脹做功，用流體冷卻介質(zhì)吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱，吸熱升溫后的所述流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)用于吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱。

一種熱功轉(zhuǎn)換方法，將氣體壓縮后導(dǎo)入相混加熱器，然后再導(dǎo)入燃燒室，在所述燃燒室內(nèi)燃燒，用燃燒后的氣體推動(dòng)膨脹做功機(jī)構(gòu)膨脹做功，用流體冷卻介質(zhì)吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱，吸熱升溫后的所述流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)用于吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱。

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括工質(zhì)源、相混加熱器、燃燒室和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述工質(zhì)源、所述相混加熱器、所述燃燒室和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的機(jī)體上設(shè)置機(jī)體冷卻流體通道，所述機(jī)體冷卻流體通道與所述相混加熱器連通，所述機(jī)體冷卻流體通道內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述機(jī)體冷卻流體通道。

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括工質(zhì)源、相混加熱器、燃燒室和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述工質(zhì)源、所述相混加熱器、所述燃燒室和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)依次連通；在所述燃燒室上設(shè)置燃燒室冷卻流體通道，所述燃燒室冷卻流體通道與所述相混加熱器連通，所述燃燒室冷卻流體通道內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述燃燒室冷卻流體通道。

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括工質(zhì)源、相混加熱器、燃燒室和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述工質(zhì)源、所述相混加熱器、所述燃燒室和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的排氣道上設(shè)置排氣冷卻流體通道，所述排氣冷卻流體通道與所述相混加熱器連通，所述排氣冷卻流體通道內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述排氣冷卻流體通道。

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括壓氣機(jī)、相混加熱器、燃燒室和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述壓氣機(jī)、所述相混加熱器、所述燃燒室和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的機(jī)體上設(shè)置機(jī)體冷卻流體通道，所述機(jī)體冷卻流體通道與所述相混加熱器連通，所述機(jī)體冷卻流體通道內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述機(jī)體冷卻流體通道。

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括壓氣機(jī)、相混加熱器、燃燒室和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述壓氣機(jī)、所述相混加熱器、所述燃燒室和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)依次連通；在所述燃燒室上設(shè)置燃燒室冷卻流體通道，所述燃燒室冷卻流體通道與所述相混加熱器連通，所述燃燒室冷卻流體通道內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述燃燒室冷卻流體通道。

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括壓氣機(jī)、相混加熱器、燃燒室和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述壓氣機(jī)、所述相混加熱器、所述燃燒室和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的排氣道上設(shè)置排氣冷卻流體通道，所述排氣冷卻流體通道與所述相混加熱器連通，所述排氣冷卻流體通道內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述排氣冷卻流體通道。

進(jìn)一步可選擇地，使所述燃燒室設(shè)置在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)外或設(shè)置在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)內(nèi)。

進(jìn)一步可選擇地，使所述工質(zhì)源設(shè)為壓縮空氣源、液化空氣源、液氧源、液氧混合物源、含氧壓縮氣體源、含氧氣體液化物源、壓縮氮?dú)庠椿蛟O(shè)為液化氮?dú)庠础?/p>

進(jìn)一步可選擇地，使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為速度型膨脹做功機(jī)構(gòu)或設(shè)為容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步可選擇地，使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)或設(shè)為透平。

進(jìn)一步可選擇地，使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)透平、多級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)透平或設(shè)為多級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)沖壓透平。

進(jìn)一步可選擇地，使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)置充氣口和排氣口，在所述充氣口處設(shè)置充氣閥，在所述排氣口處設(shè)置排氣閥，所述燃燒室設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)外。更進(jìn)一步可選擇地，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)按照充氣膨脹做功沖程-排氣沖程的二沖程工作模式工作，或所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)按照N個(gè)充氣膨脹做功沖程-排氣沖程的過(guò)程和M個(gè)活塞下行沖程-活塞上行沖程的過(guò)程的模式工作，所述M和所述N設(shè)為非零整數(shù)。

進(jìn)一步可選擇地，使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)置充氣口和排氣口，在所述充氣口處設(shè)置充氣閥，在所述排氣口處設(shè)置排氣閥，所述燃燒室設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)內(nèi)。更進(jìn)一步可選擇地，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)按照充氣燃燒膨脹做功沖程-排氣沖程的二沖程工作模式工作，或所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)按照N個(gè)充氣燃燒膨脹做功沖程-排氣沖程的過(guò)程和M個(gè)活塞下行沖程-活塞上行沖程的過(guò)程的模式工作，所述M和所述N設(shè)為非零整數(shù)。

進(jìn)一步可選擇地，使所述流體冷卻介質(zhì)設(shè)為可燃流體。

進(jìn)一步可選擇地，使所述可燃流體設(shè)為醇類(lèi)流體、多醇類(lèi)流體、生物油類(lèi)流體、植物油類(lèi)流體、生物柴油、潤(rùn)滑類(lèi)流體、尿素、酰胺類(lèi)流體、胺類(lèi)流體、醚類(lèi)流體、酮類(lèi)流體、有機(jī)酸類(lèi)流體、氨基酸類(lèi)流體、酚類(lèi)流體、酯類(lèi)流體、礦物油類(lèi)流體、烷烴類(lèi)流體、烯烴類(lèi)流體和芳烴類(lèi)流體中的一種或設(shè)為這些物質(zhì)中的兩種以上的混合物，或設(shè)為包含這些物質(zhì)的混合物。

進(jìn)一步可選擇地，使所述可燃流體設(shè)為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、乙二醇、丙三醇、柴油、生物柴油、重油、煤油、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、潤(rùn)滑油和食用油中的一種或設(shè)為這些物質(zhì)中的兩種以上的混合物，或設(shè)為包含這些物質(zhì)的混合物。

進(jìn)一步可選擇地，使所述可燃流體設(shè)為分子由碳元素和氧元素、氫元素、氮元素中的至少一種元素組成的能夠與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化合物。

進(jìn)一步可選擇地，使所述流體冷卻介質(zhì)設(shè)為分子由碳元素和氧元素、氫元素、氮元素中的至少一種元素組成的化合物。

進(jìn)一步可選擇地，使所述流體冷卻介質(zhì)經(jīng)流體冷卻介質(zhì)補(bǔ)充系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，經(jīng)壓力供送系統(tǒng)進(jìn)行供送，和/或經(jīng)流體分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。

本發(fā)明中，所謂的“氣體液化物”是指被液化的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為氣態(tài)的氣體，這里的氣體是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下其蒸氣分氣壓大于或等于一個(gè)大氣壓的物質(zhì)，例如，液氮、液氧、液體二氧化碳或液化空氣等。所謂的“含氧氣體液化物”是指含有液氧的氣體液化物。

本發(fā)明中，所謂的“含氧壓縮氣體”是指含有氧氣的壓縮氣體。

本發(fā)明中，當(dāng)所述工質(zhì)源內(nèi)的工質(zhì)不含有氧氣時(shí)或含有氧氣較少時(shí)，需要在所述燃燒室上設(shè)置液氧或氧氣或空氣導(dǎo)入口

本發(fā)明中，所謂的“相混加熱器”是指兩種或兩種以上流體相互混合發(fā)生傳熱的裝置，或兩種或兩種以上流體相互混合發(fā)生傳熱和分離的裝置。

本發(fā)明中，所述相混加熱器可以直混對(duì)流熱交換器，所謂的直混對(duì)流熱交換器是指兩種流體按照對(duì)流熱交換器的基本原理進(jìn)行對(duì)流傳熱的熱交換器，所述直混對(duì)流熱交換器可以選擇性地設(shè)為申請(qǐng)?zhí)枮?01010284810.6的專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的直混對(duì)流熱交換器。

本發(fā)明人認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)速度慢的物體的動(dòng)能不能自動(dòng)的傳遞給運(yùn)動(dòng)速度快的物體，除非對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

本發(fā)明人認(rèn)為，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)速度相同的物體不能發(fā)生動(dòng)能相互轉(zhuǎn)移，除非對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

本發(fā)明人認(rèn)為，旋轉(zhuǎn)速度慢的物體的動(dòng)能不能自動(dòng)的傳遞給旋轉(zhuǎn)速度快的物體，除非對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

本發(fā)明人認(rèn)為，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)速度相同的物體不能發(fā)生動(dòng)能相互轉(zhuǎn)移，除非對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

本發(fā)明中，被壓縮氣體可選擇性地設(shè)為空氣。

本發(fā)明中，所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器，所述機(jī)體冷卻流體通道經(jīng)所述相混加熱器后與所述散熱器連通，或所述機(jī)體冷卻流體通道與所述散熱器連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道與所述散熱器連通。

本發(fā)明中，所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器，所述燃燒室冷卻流體通道經(jīng)所述相混加熱器后與所述散熱器連通，或所述燃燒室冷卻流體通道與所述散熱器連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道與所述散熱器連通。

本發(fā)明中，所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器，所述排氣冷卻流體通道經(jīng)所述相混加熱器后與所述散熱器連通，或所述排氣冷卻流體通道與所述散熱器連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道與所述散熱器連通。

本發(fā)明中，某個(gè)數(shù)值A(chǔ)以上和某個(gè)數(shù)值A(chǔ)以下均包括本數(shù)A。

本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能和動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。

本發(fā)明的有益效果如下:

本發(fā)明所公開(kāi)的熱功轉(zhuǎn)換方法使應(yīng)用其的系統(tǒng)的余熱被高效利用，所公開(kāi)熱動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8：本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9：本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10：本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11：本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12：本發(fā)明實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13：本發(fā)明實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14：本發(fā)明實(shí)施例14的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15：本發(fā)明實(shí)施例15的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16：本發(fā)明實(shí)施例16的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17：本發(fā)明實(shí)施例17的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種熱功轉(zhuǎn)換方法，將工質(zhì)源內(nèi)的工質(zhì)導(dǎo)入相混加熱器，然后再導(dǎo)入燃燒室，在所述燃燒室內(nèi)燃燒，用燃燒后的氣體推動(dòng)膨脹做功機(jī)構(gòu)膨脹做功，用流體冷卻介質(zhì)吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱，吸熱升溫后的所述流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)用于吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱。

此外還提供了另一種熱功轉(zhuǎn)換方法，將空氣壓縮后導(dǎo)入相混加熱器，然后再導(dǎo)入燃燒室，在所述燃燒室內(nèi)燃燒，用燃燒后的氣體推動(dòng)膨脹做功機(jī)構(gòu)膨脹做功，用流體冷卻介質(zhì)吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱，吸熱升溫后的所述流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室，或所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器流出或經(jīng)分離器流出被繼續(xù)用于吸收所述膨脹做功機(jī)構(gòu)和/或所述燃燒室的余熱。

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖1所示，包括工質(zhì)源1、相混加熱器2、燃燒室3和膨脹做功機(jī)構(gòu)4，所述工質(zhì)源1、所述相混加熱器2、所述燃燒室3和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4的機(jī)體上設(shè)置機(jī)體冷卻流體通道5，所述機(jī)體冷卻流體通道5與所述相混加熱器2連通，所述機(jī)體冷卻流體通道5內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器2內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源1的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室3。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1還可選擇性地使所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器2流出。

實(shí)施例2

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖2所示，與實(shí)施例1的區(qū)別在于：所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分經(jīng)分離器6流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述機(jī)體冷卻流體通道5。

實(shí)施例3

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖3所示，包括工質(zhì)源1、相混加熱器2、燃燒室3和膨脹做功機(jī)構(gòu)4，所述工質(zhì)源1、所述相混加熱器2、所述燃燒室3和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4依次連通；在所述燃燒室3上設(shè)置燃燒室冷卻流體通道7，所述燃燒室冷卻流體通道7與所述相混加熱器2連通，所述燃燒室冷卻流體通道7內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器2內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源1的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室3。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例3還可選擇性地使所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器2流出。

實(shí)施例4

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖4所示，與實(shí)施例3的區(qū)別在于：所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分經(jīng)分離器6流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述燃燒室冷卻流體通道7。

實(shí)施例5

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖5所示，包括工質(zhì)源1、相混加熱器2、燃燒室3和膨脹做功機(jī)構(gòu)4，所述工質(zhì)源1、所述相混加熱器2、所述燃燒室3和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4的排氣道上設(shè)置排氣冷卻流體通道8，所述排氣冷卻流體通道8與所述相混加熱器2連通，所述排氣冷卻流體通道8內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器2內(nèi)與來(lái)自所述工質(zhì)源1的流體混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室3。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例5還可選擇性地選擇使所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器2流出。

實(shí)施例6

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖6所示，與實(shí)施例5的區(qū)別在于：，所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分經(jīng)分離器6流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述排氣冷卻流體通道8。

實(shí)施例7

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖7所示，包括壓氣機(jī)9、相混加熱器2、燃燒室3和膨脹做功機(jī)構(gòu)4，所述壓氣機(jī)9、所述相混加熱器2、所述燃燒室3和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4的機(jī)體上設(shè)置機(jī)體冷卻流體通道5，所述機(jī)體冷卻流體通道5與所述相混加熱器2連通，所述機(jī)體冷卻流體通道5內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器2內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器2的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室3。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例7還可選擇性地選擇使所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器2流出。

實(shí)施例8

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖8所示，與實(shí)施例7的區(qū)別在于：所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分經(jīng)分離器6流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述機(jī)體冷卻流體通道5。

實(shí)施例9

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖9所示，包括壓氣機(jī)9、相混加熱器2、燃燒室3和膨脹做功機(jī)構(gòu)4，所述壓氣機(jī)9、所述相混加熱器2、所述燃燒室3和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4依次連通；在所述燃燒室3上設(shè)置燃燒室冷卻流體通道7，所述燃燒室冷卻流體通道7與所述相混加熱器2連通，所述燃燒室冷卻流體通道7內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器2內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器2的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室3。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例9還可選擇性地使所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器2流出。

實(shí)施例10

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖10所示，與實(shí)施例9的區(qū)別在于：所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分經(jīng)分離器6流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述燃燒室冷卻流體通道7。

實(shí)施例11

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖11所示，包括壓氣機(jī)9、相混加熱器2、燃燒室3和膨脹做功機(jī)構(gòu)4，所述壓氣機(jī)9、所述相混加熱器2、所述燃燒室3和所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4依次連通；在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4的排氣道上設(shè)置排氣冷卻流體通道8，所述排氣冷卻流體通道8與所述相混加熱器2連通，所述排氣冷卻流體通道8內(nèi)的流體冷卻介質(zhì)在所述相混加熱器2內(nèi)與進(jìn)入所述相混加熱器2的壓縮空氣混合并發(fā)生傳熱；所述流體冷卻介質(zhì)進(jìn)入所述燃燒室3。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例11還可選擇性地使所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分從所述相混加熱器2流出。

實(shí)施例12

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖12所示，與實(shí)施例11的區(qū)別在于：所述流體冷卻介質(zhì)的一部分進(jìn)入所述燃燒室3，所述流體冷卻介質(zhì)的另一部分經(jīng)分離器6流出被繼續(xù)導(dǎo)入所述排氣冷卻流體通道8。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例12及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述燃燒室3設(shè)置在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4外或設(shè)置在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4內(nèi)。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例12及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為速度型膨脹做功機(jī)構(gòu)或設(shè)為容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例12及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)或設(shè)為透平，還可更進(jìn)一步選擇性地選擇使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為多級(jí)透平、多級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)透平或設(shè)為多級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)沖壓透平。

實(shí)施例13

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖13所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)8，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)置充氣口41和排氣口42，在所述充氣口41處設(shè)置充氣閥43，在所述排氣口42處設(shè)置排氣閥44，所述燃燒室3設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)外。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例2至實(shí)施例12及其可變換的實(shí)施方式以及實(shí)施例1的可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)8，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)置充氣口41和排氣口42，在所述充氣口41處設(shè)置充氣閥43，在所述排氣口42處設(shè)置排氣閥44，所述燃燒室3設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)外。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例13及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8按照充氣膨脹做功沖程-排氣沖程的二沖程工作模式工作，或所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8按照N個(gè)充氣膨脹做功沖程-排氣沖程的過(guò)程和M個(gè)活塞下行沖程-活塞上行沖程的過(guò)程的模式工作，所述M和所述N設(shè)為非零整數(shù)。

實(shí)施例14

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖14所示，與實(shí)施例13的區(qū)別在于：所述燃燒室3設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8內(nèi)。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例2至實(shí)施例12及其可變換的實(shí)施方式以及實(shí)施例1的可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)4設(shè)為氣缸活塞機(jī)構(gòu)8，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8上設(shè)置充氣口41和排氣口42，在所述充氣口41處設(shè)置充氣閥43，在所述排氣口42處設(shè)置排氣閥44，所述燃燒室3設(shè)置在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8內(nèi)。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例14及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8按照充氣燃燒膨脹做功沖程-排氣沖程的二沖程工作模式工作，或所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)8按照N個(gè)充氣燃燒膨脹做功沖程-排氣沖程的過(guò)程和M個(gè)活塞下行沖程-活塞上行沖程的過(guò)程的模式工作，所述M和所述N設(shè)為非零整數(shù)。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明中所述N可選擇性地選擇設(shè)為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20及20以上的非零整數(shù)；所述M也可選擇性地選擇設(shè)為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20及20以上的非零整數(shù)。

實(shí)施例15

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖15所示，在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器11，所述機(jī)體冷卻流體通道5經(jīng)所述相混加熱器2后與所述散熱器11連通。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例15還可選擇性地選擇使所述機(jī)體冷卻流體通道5與所述散熱器11連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道5與所述散熱11器連通。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明所有含有所述機(jī)體冷卻流體通道5的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括散熱器11，所述機(jī)體冷卻流體通道5經(jīng)所述相混加熱器2后與所述散熱器11連通，或使所述機(jī)體冷卻流體通道5與所述散熱器11連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道5與所述散熱11器連通。

實(shí)施例16

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖16所示，在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器11，所述燃燒室冷卻流體通道7經(jīng)所述相混加熱器2后與所述散熱器11連通。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例16還可選擇性地選擇使所述燃燒室冷卻流體通道7與所述散熱器11連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道7與所述散熱器11連通。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明所有含有所述燃燒室冷卻流體通道7的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器11，所述燃燒室冷卻流體通道7經(jīng)所述相混加熱器2后與所述散熱器11連通，或使所述燃燒室冷卻流體通道7與所述散熱器11連通，或使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道7與所述散熱器11連通。

實(shí)施例17

一種熱動(dòng)力系統(tǒng)，如圖17所示，在實(shí)施例6的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器11，所述排氣冷卻流體通道8經(jīng)所述相混加熱器2后與所述散熱器11連通。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例17還可選擇性地選擇使所述排氣冷卻流體通道8與所述散熱器11連通，或使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道8與所述散熱器11連通。

作為可變換的實(shí)施方式，除實(shí)施例6外其他所有含有所述排氣冷卻流體通道8的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述熱動(dòng)力系統(tǒng)選擇性地選擇還包括散熱器11，所述排氣冷卻流體通道8經(jīng)所述相混加熱器2后與所述散熱器11連通，或所述排氣冷卻流體通道8與所述散熱器11連通，或所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的流體通道8與所述散熱器11連通。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例17及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述工質(zhì)源1設(shè)為壓縮空氣源、液化空氣源、液氧源、液氧混合物源、含氧壓縮氣體源、含氧氣體液化物源、壓縮氮?dú)庠椿蛟O(shè)為液化氮?dú)庠础?/p>

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例17及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述流體冷卻介質(zhì)設(shè)為可燃流體；可再進(jìn)一步選擇性地選擇使所述流體冷卻介質(zhì)設(shè)為分子由碳元素和氧元素、氫元素、氮元素中的至少一種元素組成的能夠與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化合物，并可更進(jìn)一步選擇性地選擇使所述可燃流體設(shè)為醇類(lèi)流體、多醇類(lèi)流體、生物油類(lèi)流體、植物油類(lèi)流體、生物柴油、潤(rùn)滑類(lèi)流體、尿素、酰胺類(lèi)流體、胺類(lèi)流體、醚類(lèi)流體、酮類(lèi)流體、有機(jī)酸類(lèi)流體、氨基酸類(lèi)流體、酚類(lèi)流體、酯類(lèi)流體、礦物油類(lèi)流體、烷烴類(lèi)流體、烯烴類(lèi)流體和芳烴類(lèi)流體中的一種或設(shè)為這些物質(zhì)中的兩種以上的混合物，或設(shè)為包含這些物質(zhì)的混合物；還可再更進(jìn)一步選擇性地選擇使使所述可燃流體設(shè)為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、乙二醇、丙三醇、柴油、生物柴油、重油、煤油、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、潤(rùn)滑油和食用油中的一種或設(shè)為這些物質(zhì)中的兩種以上的混合物，或設(shè)為包含這些物質(zhì)的混合物。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例17及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步選擇性地選擇使所述流體冷卻介質(zhì)經(jīng)流體冷卻介質(zhì)補(bǔ)充系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，經(jīng)壓力供送系統(tǒng)進(jìn)行供送，和/或經(jīng)流體分離系統(tǒng)進(jìn)行分離。

本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)，例如泵送系統(tǒng)或控制閥體等。

作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明上述實(shí)施例中的技術(shù)要素在不發(fā)生沖突的情況下均可以相互組合。

顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。