CN103775208B - 增湿热力循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增湿热力循环系统，包括多级叶轮压气机构、内燃燃烧室、速度型做功机构和水源，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口与所述内燃燃烧室连通，所述内燃燃烧室的工质出口与所述速度型做功机构的工质入口连通，所述水源与液体加压泵的液体入口连通；在所述多级叶轮压缩机构的空气入口与所述内燃燃烧室之间的工质通道上至少设一个冷却液体喷嘴，和/或在所述内燃燃烧室上至少设一个冷却液体喷嘴；所述液体加压泵的液体出口与所有所述冷却液体喷嘴连通，所述速度型做功机构对外输出动力。本发明的所述增湿热力循环系统结构简单，效率高。

Description

增湿热力循环系统

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其涉及一种增湿热力循环系统。

背景技术

在热力学循环系统(无论是耗功的制冷循环，还是对外输出功的热动力循环)中的气体工质压缩过程中，气体工质温度会升高，增加压缩过程中耗功，最终影响循环效率，特别是在用叶轮压气机构对工质进行压缩的过程中，工质温度的升高不仅增加功耗，而且还会降低压比，更加严重的影响循环效率。因此，需要发明一种新型的热力循环系统

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案一：一种增湿热力循环系统，包括多级叶轮压气机构、内燃燃烧室、速度型做功机构和水源，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口与所述内燃燃烧室连通，所述内燃燃烧室的工质出口与所述速度型做功机构的工质入口连通，所述水源与液体加压泵的液体入口连通；在所述多级叶轮压气机构的空气入口与所述内燃燃烧室之间的工质通道上至少设一个冷却液体喷嘴，和/或在所述内燃燃烧室上至少设一个冷却液体喷嘴；所述液体加压泵的液体出口与所有所述冷却液体喷嘴连通，所述速度型做功机构对外输出动力。

方案二：在方案一的基础上，所述水源设为冷凝冷却器，所述速度型做功机构的工质出口与所述冷凝冷却器连通，所述冷凝冷却器的液体出口与所述液体加压泵的液体入口连通。

方案三：在方案一或二的基础上，所述内燃燃烧室的承压能力大于3MPa。

方案四：在方案一至三中任一项的基础上，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口处的承压能力大于3MPa。

方案五：在方案一至四中任一项的基础上，所述速度型做功机构设为转子喷管做功机构。

方案六：在方案一至四中任一项的基础上，所述速度型做功机构设为轴流透平做功机构。

方案七：在方案一至四中任一项的基础上，所述速度型做功机构设为涡轮做功机构。

方案八：在上述任一方案的基础上，所述速度型做功机构设为多级速度型做功机构。

方案九：在上述任一方案的基础上，所述液体加压泵设为齿轮泵或设为柱塞泵。

方案十：在上述任一方案的基础上，所述速度型做功机构对所述多级叶轮压气机构输出动力。

方案十一：一种增湿热力循环系统，包括多级叶轮压气机构、冷凝冷却器和蒸发器，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口与所述冷凝冷却器连通，所述冷凝冷却器的液体出口与所述蒸发器的工质入口连通，所述蒸发器的工质出口与所述多级叶轮压气机构的工质入口连通，在所述多级叶轮压气机构的工质入口和所述多级叶轮压气机构中的至少一处上设至少一个冷却液体喷嘴，在所述冷凝冷却器上设附属液体出口，所述附属液体出口和液体加压泵的液体入口连通，所述液体加压泵的液体出口与所有所述冷却液体喷嘴连通。

方案十二：在方案十一的基础上，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口处的承压能力大于3MPa。

方案十三：在方案十一或十二的基础上，所述液体加压泵设为齿轮泵或设为柱塞泵。

本发明中，所谓的“多级叶轮压气机构”是指两级以上的叶轮压气机构，包括两级以上的轴流叶轮压气机和两级以上的径流式叶轮压气机，以及两级以上由轴流叶轮压气机和径流式叶轮压气机组合构成的压气机构。

本发明中，“在所述多级叶轮压气机构上”是指在压气机本身和/或在级间连通通道上。

本发明中，所谓的“冷凝冷却器”是指一切可以将工质降温冷却、冷凝的装置，它可以是散热器，也可以是热交换器，还可以是晾水塔。

本发明中，在设有所述蒸发器的结构中，需要外部动力对所述多级叶轮压气机构输出动力。

本发明中，所述内燃燃烧室的承压能力大于3MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa、6.5MPa、7.0MPa、7.5MPa、8.0MPa、8.5MPa、9.0MPa、9.5MPa或大于10MPa。

本发明中，所述内燃燃烧室内的工质压力与其承压能力相匹配，即所述内燃燃烧室内的最大工质压力达到其承压能力。

本发明中，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口处的承压能力大于3MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa、6.5MPa、7.0MPa、7.5MPa、8.0MPa、8.5MPa、9.0MPa、9.5MPa或大于10MPa。

本发明中，所述多级叶轮压气机构的压缩气体出口处的工质压力与其承压能力相匹配，即多级叶轮压气机构的压缩气体出口处的最大工质压力达到其承压能力。

本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下:

本发明的所述增湿热力循环系统结构简单，效率高。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；

图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；

图9所示的是本发明实施例9的结构示意图；

图10所示的是本发明实施例10的结构示意图；

图11所示的是本发明实施例11的结构示意图；

图中：

1多级叶轮压气机构、11叶轮压气机、2内燃燃烧室、3速度型做功机构、31转子喷管做功机构、32轴流透平做功机构、33涡轮做功机构、4水源、41冷凝冷却器、411附属液体出口、5液体加压泵、6冷却液体喷嘴、7蒸发器。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的增湿热力循环系统，包括多级叶轮压气机构1、内燃燃烧室2、速度型做功机构3和水源4，所述多级叶轮压气机构1的压缩气体出口与所述内燃燃烧室2连通，所述内燃燃烧室2的工质出口与所述速度型做功机构3的工质入口连通，所述水源4与液体加压泵5的液体入口连通，在所述内燃燃烧室2上设一个冷却液体喷嘴6，所述液体加压泵5的液体出口与所述冷却液体喷嘴6连通，所述速度型做功机构3对外输出动力。

作为可以变换的实施方式，可选择性地将所述冷却液体喷嘴6改设在所述多级叶轮压气机构1的空气入口与所述内燃燃烧室2之间的工质通道上，并可选择性地将所述冷却液体喷嘴6的个数设为一个以上；也可选择性地在所述内燃燃烧室2上增设一个以上冷却液体喷嘴6，并选择性地在所述多级叶轮压气机构1的空气入口与所述内燃燃烧室2之间的工质通道上增设一个以上冷却液体喷嘴6。

实施例2

如图2所示的增湿热力循环系统，其在实施例1的基础上：将所述水源4具体地设为冷凝冷却器41，将所述速度型做功机构3的工质出口与所述冷凝冷却器41连通，将所述冷凝冷却器41的液体出口与所述液体加压泵5的液体入口连通，在所述多级叶轮压气机构1的压缩气体出口与所述内燃燃烧室2之间的工质通道上增设一个冷却液体喷嘴6。

实施例1变换得到的实施方式，也可选择性地参照本实施例将所述水源4具体地设为冷凝冷却器41，将所述速度型做功机构3的工质出口与冷凝冷却器41连通，将所述冷凝冷却器41的液体出口与所述液体加压泵5的液体入口连通。

实施例3

如图3所示的增湿热力循环系统，其在实施例2的基础上：将所述多级叶轮压气机构1具体地设为两级叶轮压气机11。

实施例4

如图4所示的增湿热力循环系统，其在实施例2的基础上：将所述多级叶轮压气机构1具体地设为三级叶轮压气机11。

实施例5

如图5所示的增湿热力循环系统，其在实施例3的基础上：分别在所述多级叶轮压气机构1的工质入口处和所述多级叶轮压气机构1上增设冷却液体喷嘴6，其中，所述多级叶轮压气机构1上的所述冷却液体喷嘴6设置在两级所述叶轮压气机11的级间。

作为可以变换的实施方式，设置所述多级叶轮压气机构1上的所述冷却液体喷嘴6可以改设在所述叶轮压气机11上；设在所述多级叶轮压气机构1的工质入口处所述冷却液体喷嘴6和设在所述多级叶轮压气机构1上的所述冷却液体喷嘴6可以择一设置。

实施例6

如图6所示的增湿热力循环系统，其在实施例5的基础上：将所述速度型做功机构3具体地设为转子喷管做功机构31。

作为可以变换的实施方式，四个所述冷却液体喷嘴6可以择一、择二或择三设置。

实施例7

如图7所示的增湿热力循环系统，其在实施例5的基础上：将所述速度型做功机构3具体地设为轴流透平做功机构32。

作为可以变换的实施方式，四个所述冷却液体喷嘴6可以择一、择二或择三设置。

实施例8

如图8所示的增湿热力循环系统，其在实施例7的基础上：增设一级做功机构，即将所述速度型做功机构3设为两级所述轴流透平做功机构32。

作为可以变换的实施方式，还可以将所述速度型做功机构3设为三级以上所述轴流透平做功机构32；四个所述冷却液体喷嘴6可以择一、择二或择三设置。

实施例9

如图9所示的增湿热力循环系统，其在实施例5的基础上：将所述速度型做功机构3具体地设为涡轮做功机构33。

作为可以变换的实施方式，四个所述冷却液体喷嘴6可以择一、择二或择三设置。

实施例10

图10所示的增湿热力循环系统，包括多级叶轮压气机构1、冷凝冷却器41和蒸发器7，所述多级叶轮压气机构1的压缩气体出口与所述冷凝冷却器41连通，所述冷凝冷却器41的液体出口与所述蒸发器7的工质入口连通，所述蒸发器7的工质出口与所述多级叶轮压气机构1的工质入口连通，在所述多级叶轮压气机构1的工质入口处设置一个冷却液体喷嘴6，在所述冷凝冷却器41上设附属液体出口411，所述附属液体出口411和液体加压泵5的液体入口连通，所述液体加压泵5的液体出口与所述冷却液体喷嘴6连通。

作为可以变换的实施方式，可选择性地在所述多级叶轮压气机构1的工质入口处增设一个以上冷却液体喷嘴6，并选择性地在所述多级叶轮压气机构1上设置一个以上冷却液体喷嘴6；或取消设置在所述多级叶轮压气机构1的工质入口处的所述冷却液体喷嘴6，在所述多级叶轮压气机构1上设置一个以上冷却液体喷嘴6。

实施例11

如图11所示的增湿热力循环系统，其在实施例10的基础上：将所述多级叶轮压气机构1具体地设为两级叶轮压气机11，在所述多级叶轮压气机构1上增设一个冷却液体喷嘴6，所述多级叶轮压气机构1上的所述冷却液体喷嘴6设置在两级所述叶轮压气机11的级间。

作为可以变换的实施方式，设置所述多级叶轮压气机构1上的所述冷却液体喷嘴6可以改设在任一所述叶轮压气机11上。

本发明的所有实施时方式中，都可选择性地将所述多级叶轮压气机构设为指两级以上的叶轮压气机构，包括两级以上的轴流叶轮压气机和两级以上的径流式叶轮压气机，以及两级以上由轴流叶轮压气机和径流式叶轮压气机组合构成的压气机构，如实施例3将所述多级叶轮压气机构1具体地设为两级叶轮压气机11，实施例4将所述多级叶轮压气机构1具体地设为三级叶轮压气机11。

本发明中，所有设置所述内燃燃烧室2的实施方式中，都可以选择性的将所述内燃燃烧室2的承压能力设为大于3MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa、6.5MPa、7.0MPa、7.5MPa、8.0MPa、8.5MPa、9.0MPa、9.5MPa或大于10MPa。

本发明的所有实施方式中，都可以选择性的将所述多级叶轮压气机构1的压缩气体出口处的承压能力设为大于3MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa、6.5MPa、7.0MPa、7.5MPa、8.0MPa、8.5MPa、9.0MPa、9.5MPa或大于10MPa。

本发明的所有设置所述内燃燃烧室2的实施方式中，可以择一或同时设定所述内燃燃烧室2的承压能力和所述多级叶轮压气机构1的压缩气体出口处的承压能力。

本发明的所有实施方式中，都可以选择性的将所述液体加压泵5具体的设为齿轮泵或设为柱塞泵。

本发明的所有设置所述速度型做功机构3的实施方式中，都可以选择性的使所述速度型做功机构3对所述多级叶轮压气机构1输出动力；还可以选择性的将所述速度型做功机构3设为多级速度型做功机构，比如实施例8就将所述速度型做功机构3设为了两级所述轴流透平做功机构32。

本发明的所有设置所述速度型做功机构3的实施方式中，都可以选择性的参照实施6将所述速度型做功机构3具体地设为所述转子喷管做功机构31或选择性的参照实施例7将所述速度型做功机构3具体地设为所述轴流透平做功机构32或选择性的参照实施例9将所述速度型做功机构3具体地设为所述涡轮做功机构33。

本发明的所有设置所述水源4的实施方式中，所述水源4可以设为其它任何形式，只要能够供水，比如说，储水罐等。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种增湿热力循环系统，包括多级叶轮压气机构(1)、冷凝冷却器(41)和蒸发器(7)，其特征在于：所述多级叶轮压气机构(1)的压缩气体出口与所述冷凝冷却器(41)连通，所述冷凝冷却器(41)的液体出口与所述蒸发器(7)的工质入口连通，所述蒸发器(7)的工质出口与所述多级叶轮压气机构(1)的工质入口连通，在所述多级叶轮压气机构(1)的工质入口和所述多级叶轮压气机构(1)中的至少一处上设至少一个冷却液体喷嘴(6)，在所述冷凝冷却器(41)上设附属液体出口(411)，所述附属液体出口(411)和液体加压泵(5)的液体入口连通，所述液体加压泵(5)的液体出口与所有所述冷却液体喷嘴(6)连通。

2.如权利要求1所述增湿热力循环系统，其特征在于：所述多级叶轮压气机构(1)的压缩气体出口处的承压能力大于3MPa。

3.如权利要求1或2所述增湿热力循环系统，其特征在于：所述液体加压泵(5)设为齿轮泵或设为柱塞泵。