一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，該方法選擇不反應(yīng)且在常溫常壓下呈氣態(tài)的兩種物質(zhì)，分別作為做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)，所述熱交換物質(zhì)沸點(diǎn)高于做功物質(zhì)；該方法如下：將液態(tài)的熱交換物質(zhì)注入高壓換熱器產(chǎn)生氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)，并將該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)與處于氣態(tài)、液態(tài)或氣液混合態(tài)的做功物質(zhì)注入所述腔室，在該腔室中所述做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)推動(dòng)活塞做功并降溫，使所述熱交換物質(zhì)被逐漸液化并放出熱量；最后在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。其優(yōu)點(diǎn)是：主要優(yōu)化熱力循環(huán)過(guò)程，通過(guò)實(shí)現(xiàn)等溫循環(huán)的方式來(lái)提高空氣動(dòng)力設(shè)備對(duì)低溫冷源或其他能量源的能量利用率，從而提高空氣動(dòng)力設(shè)備的能量密度。
【專利說(shuō)明】一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣動(dòng)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)際上領(lǐng)先的兩家氣動(dòng)動(dòng)力裝置公司分別為法國(guó)的MDI公司，以及美國(guó)的迪門低溫發(fā)動(dòng)機(jī)公司。
[0003]MDI公司采用的核心方案是壓縮空氣的等壓循環(huán)驅(qū)動(dòng)方案。該解決方案的主要原理為:
[0004]由壓縮空氣瓶提供動(dòng)力源(高壓空氣)，以近似恒定的壓力通入氣缸做功，然后通過(guò)熱交換的方式回收乏氣降壓過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能，之后氣體排出。
[0005]該方案存在以下缺點(diǎn):
[0006]1、“燃料”的能量密度低。由于等壓循環(huán)做功過(guò)程中，做功物質(zhì)的能量密度為nRT，低于絕熱循環(huán)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差。(其中η為物質(zhì)的量，單位mol #為熱力學(xué)常數(shù)，T為開氏溫度)
[0007]2、動(dòng)力性能較差。該解決方案中，壓縮空氣的升溫主要采用乏氣熱交換的方式，不存在主動(dòng)熱交換過(guò)程，難以得到高效穩(wěn)定的扭矩輸出。
[0008]迪門低溫發(fā)動(dòng)機(jī)公司采用的核心方案是利用液態(tài)空氣在腔體內(nèi)相變膨脹的方式對(duì)外做功。該解決方案的主要原理為:
[0009]由液態(tài)氮或液態(tài)空氣組成的工質(zhì)，在“燃燒室”內(nèi)與熱交換液體混合，液態(tài)做功物質(zhì)吸收熱交換液體的熱量，汽化過(guò)程中膨脹做功。
[0010]該方案存在以下缺點(diǎn):
[0011]1、有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用熱交換液體，容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)霜的問(wèn)題。
[0012]2、能量密度低。雖然與等壓循環(huán)過(guò)程相比，該循環(huán)的能量利用率有所提高，但是其能量密度仍然遠(yuǎn)低于電池，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不佳。
[0013]3、潤(rùn)滑液的低溫有效性。由于液氮的汽化溫度極低，而且活塞等活動(dòng)部件需要經(jīng)歷低溫過(guò)程，所以潤(rùn)滑油需要在極低溫度下保證有效的潤(rùn)滑性能。
[0014]4、熱力循環(huán)過(guò)程復(fù)雜。由于膨脹做功的過(guò)程需要通過(guò)氣相與液相之間的熱交換來(lái)實(shí)現(xiàn)等溫循環(huán)，其熱傳導(dǎo)效率較低。此外，該過(guò)程涉及的參數(shù)較多，分析與優(yōu)化較難實(shí)現(xiàn)。
[0015]以上兩種在空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域處于國(guó)際前沿的技術(shù)，存在一個(gè)共性問(wèn)題，即空氣動(dòng)力的能量密度較低。這不但浪費(fèi)了一定的能量，而且降低了方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
[0016]針對(duì)這一問(wèn)題，常見的解決方法是改善做功循環(huán)，增加做功過(guò)程中的吸熱量。對(duì)于做功過(guò)程，在多種熱力循環(huán)過(guò)程中，等溫循環(huán)是相對(duì)較好的一種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明實(shí)施例的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)，提出一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，主要優(yōu)化熱力循環(huán)過(guò)程，通過(guò)實(shí)現(xiàn)等溫循環(huán)的方式來(lái)提高空氣動(dòng)力設(shè)備對(duì)低溫冷源或其他能量源的能量利用率，從而提高空氣動(dòng)力設(shè)備的能量密度。
[0018]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0019]一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，該氣動(dòng)設(shè)備包括高壓換熱器以及帶有可活動(dòng)的活塞部件的腔室，其特征在于，該方法選擇在氣動(dòng)設(shè)備工作環(huán)境溫度和壓力下呈氣態(tài)的兩種物質(zhì)分別作為做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)，所述做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)之間不反應(yīng)，且熱交換物質(zhì)沸點(diǎn)高于做功物質(zhì)；該方法如下:將液態(tài)的熱交換物質(zhì)注入高壓換熱器產(chǎn)生氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)，并將該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)與處于氣態(tài)、液態(tài)或氣液混合態(tài)的做功物質(zhì)注入所述腔室，所述腔室封閉，所述做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)在腔室中推動(dòng)活塞做功并降溫，在此過(guò)程中，所述熱交換物質(zhì)被逐漸液化并放出熱量，所述做功物質(zhì)吸收熱量并繼續(xù)膨脹做功；最后在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。
[0020]該方法還包括步驟:通過(guò)氣液分離裝置回收所述乏氣中液態(tài)熱交換物質(zhì)。
[0021]本發(fā)明所提供的方法的其中一種技術(shù)方案的步驟具體如下:將處于液態(tài)的做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)共同注入高壓換熱器產(chǎn)生高壓混合氣體，之后將該高壓混合氣體注入所述腔室。
[0022]本發(fā)明所提供的方法的其中一種技術(shù)方案的步驟具體如下:將該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)以及液態(tài)做功物質(zhì)混合注入所述腔室，所述液態(tài)做功物質(zhì)汽化，并和所述氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)共同膨脹做功。
[0023]本發(fā)明所提供的方法的其中一種技術(shù)方案的步驟具體如下:將所述氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)注入含有氣態(tài)做功物質(zhì)的腔室中，該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)膨脹做功。
[0024]本發(fā)明所提供的方法的其中一種技術(shù)方案的步驟具體如下:將液態(tài)做功物質(zhì)與上一循環(huán)中排出的部分氣態(tài)做功物質(zhì)混合形成氣態(tài)做功物質(zhì)，并注入所述腔室進(jìn)行絕熱壓縮；然后將所述氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)注入腔室與被壓縮的氣態(tài)做功物質(zhì)混合。
[0025]在上述技術(shù)方案中，所述做功物質(zhì)為氮?dú)饣蚩諝猓鰺峤粨Q物質(zhì)的沸點(diǎn)取值范圍為標(biāo)準(zhǔn)狀況下高于_196°C。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熱交換物質(zhì)為丙烷或丁烷。
[0027]在上述技術(shù)方案中:
[0028]所使用的術(shù)語(yǔ)“物質(zhì)”指的是一種化學(xué)物質(zhì)(例如丙烷)，或者是由多種化學(xué)物質(zhì)組成的混合物(例如空氣)。
[0029]因此保留原文表述，并對(duì)物質(zhì)做出定義。
[0030]活塞的后半周運(yùn)動(dòng)指的是腔室由最大容積到最小容積的活塞移動(dòng)的過(guò)程。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:可實(shí)現(xiàn)等溫循環(huán)，比傳統(tǒng)的絕熱循環(huán)提高60%左右的能量密度。由于使用氣態(tài)熱交換物質(zhì)，使得乏氣的回收成為可能。根據(jù)模擬，這也可以在普通的等溫循環(huán)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高50%的能量密度。不僅如此，由于氣態(tài)等溫循環(huán)在循環(huán)過(guò)程中溫度分布的均勻性好，可以做到?jīng)]有液態(tài)做功物質(zhì)直接參與做功過(guò)程，活塞部件的溫度相較于迪門發(fā)動(dòng)機(jī)公司的方案有所提高，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)結(jié)霜以及潤(rùn)滑劑的低溫有效性的問(wèn)題。同時(shí)，由于該技術(shù)可采用多種解決方案，其熱力學(xué)過(guò)程的復(fù)雜程度可根據(jù)要求來(lái)進(jìn)行選型，可以減少設(shè)備小型化過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的方法原理示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中的方法原理示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中的方法原理示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明實(shí)施例4中的方法原理示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0037]在通常的空氣動(dòng)力系統(tǒng)中，為了保證功率，做功過(guò)程普遍較短，這就導(dǎo)致了膨脹做功過(guò)程中需要極大的熱交換面積和溫度差才能發(fā)生明顯的熱交換?；诖?，可以近似理解為一個(gè)絕熱循環(huán)。在同樣的初始狀態(tài)和膨脹比相同的前提下，等溫循環(huán)所釋放的能量要更多。據(jù)華盛頓大學(xué)的研究表明，等溫循環(huán)相較于絕熱循環(huán)可以提升60%左右的能量密度。本發(fā)明正是基于此，提出一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，主要優(yōu)化熱力循環(huán)過(guò)程，通過(guò)實(shí)現(xiàn)等溫循環(huán)的方式來(lái)提高空氣動(dòng)力設(shè)備對(duì)低溫冷源或其他能量源的能量利用率，從而提高空氣動(dòng)力設(shè)備的能量密度。
[0038]本發(fā)明的技術(shù)核心在于:在系統(tǒng)最主要的膨脹做功過(guò)程中，通過(guò)沸點(diǎn)較高的氣態(tài)熱交換物質(zhì)液化釋放的熱量來(lái)向做功物質(zhì)傳熱，以保證工作物質(zhì)在膨脹做功過(guò)程中處于等溫狀態(tài)。
[0039]下面結(jié)合附圖通過(guò)多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0040]實(shí)施例1:
[0041]參見圖1所示(圖例中，N2為做功物質(zhì)，C3H8為熱交換物質(zhì)；1代表液態(tài)，g代表氣態(tài))，本實(shí)施例1中的等溫膨脹實(shí)現(xiàn)方法為:將處于液態(tài)的做功物質(zhì)與處于液態(tài)的熱交換物質(zhì)共同注入高壓換熱器，二者汽化形成高壓混合氣。之后將高壓混合氣通入帶有可活動(dòng)的活塞部件的腔室。然后關(guān)閉進(jìn)氣閥門，腔室封閉?；旌蠚馀蛎洸?duì)活塞做功，在壓力作用下活塞產(chǎn)生位移，同時(shí)混合氣產(chǎn)生降溫趨勢(shì)。在此過(guò)程中，混合氣中的熱交換物質(zhì)由于沸點(diǎn)較高，逐漸液化并與做功物質(zhì)分離，并釋放一定的熱量，做功物質(zhì)吸收熱量，并繼續(xù)膨脹做功。在理想狀態(tài)下，熱交換物質(zhì)降低到沸點(diǎn)溫度后，逐漸液化并持續(xù)釋放熱量，在其全部液化前，可使做功物質(zhì)的溫度始終保持在熱交換物質(zhì)的沸點(diǎn)溫度(由于腔室的壓力變化，熱交換物質(zhì)的沸點(diǎn)會(huì)發(fā)生改變)。最后，在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，排氣閥門打開，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。
[0042]其中，對(duì)于熱交換物質(zhì)和做功物質(zhì)的選擇要求如下:
[0043]1、二者都是氣態(tài)，這里的氣態(tài)指的是在氣動(dòng)設(shè)備工作環(huán)境溫度和壓力下呈氣態(tài)。在常規(guī)的工況中，選擇常溫常壓下呈氣態(tài)的氣體即可。
[0044]2、熱交換物質(zhì)和做功物質(zhì)均穩(wěn)定，且二者不反應(yīng)。
[0045]3、熱交換物質(zhì)的沸點(diǎn)高于做功物質(zhì)的沸點(diǎn)。[0046]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，采用簡(jiǎn)單易獲取的液化空氣做做功物質(zhì)，并選擇沸點(diǎn)為-42.1度的丙烷作為熱交換物質(zhì)。以一個(gè)二沖程，輸出約45KW的液態(tài)空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)為具體實(shí)施例，其工作的具體步驟如下:
[0047]1、將液態(tài)空氣與丙烷以一定比例混合，混合的比例應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體工況決定，在本實(shí)施例中液態(tài)空氣與丙烷的比例為5:1。
[0048]2、經(jīng)過(guò)注入系統(tǒng)注入銅管鰭片式散熱器中產(chǎn)生高壓混合氣。其中，注入系統(tǒng)選型為齒輪液壓泵，工況為3MPa、30L/min ;對(duì)銅管鰭片式散熱器的要求為，壓力達(dá)到3Mpa，溫差30度以上，低溫側(cè)溫度不低于-50度，熱交換功率達(dá)到130KW以上。
[0049]3、經(jīng)過(guò)配氣系統(tǒng)，在腔室體積較小的時(shí)刻注入高壓混合氣。配氣系統(tǒng)選擇采用凸輪機(jī)構(gòu)。
[0050]4、經(jīng)過(guò)膨脹比為10的膨脹做功，壓力為2.4bar左右的乏氣將被排出。
[0051 ] 5、活塞經(jīng)過(guò)后半周運(yùn)動(dòng)，將乏氣排出腔室。
[0052]6、將乏氣中液態(tài)的丙烷部分通過(guò)氣液分離裝置回收，之后與液態(tài)空氣混合，開始下一循環(huán)。
[0053]實(shí)施例2:
[0054]本實(shí)施例中做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)的選擇和實(shí)施例1相同，參見圖2所示，本實(shí)施例2中的具體步驟如下:
[0055]將液態(tài)熱交換物質(zhì)注入高壓換熱器，使之汽化形成高壓氣態(tài)熱交換物質(zhì)，并將其注入帶有可活動(dòng)的活塞部件的腔室；同時(shí)將液態(tài)做功物質(zhì)注入腔室與高壓氣態(tài)熱交換物質(zhì)混合。液態(tài)做功物質(zhì)氣化，并會(huì)同高壓氣態(tài)熱交換物質(zhì)在封閉的腔室中共同膨脹做功，在此過(guò)程中，熱交換物質(zhì)液化并放熱。做功物質(zhì)將吸收熱量，并繼續(xù)膨脹做功。最后在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，排氣閥門打開，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。
[0056]實(shí)施例3:
[0057]本實(shí)施例中做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)的選擇和實(shí)施例1相同，參見圖3所示，本實(shí)施例3中的具體步驟如下:
[0058]將液態(tài)熱交換物質(zhì)注入高壓換熱器，使之汽化形成高壓氣態(tài)熱交換物質(zhì)，并將其注入含有一定量氣態(tài)做功物質(zhì)的帶有可活動(dòng)的活塞部件的腔室。腔室的進(jìn)氣閥門關(guān)閉，混合氣向活塞做功，在壓力作用下活塞產(chǎn)生位移，混合氣由于膨脹產(chǎn)生降溫趨勢(shì)。在做功過(guò)程中，混合氣中的熱交換物質(zhì)由于沸點(diǎn)較高，自動(dòng)液化并分離。混合氣中的做功物質(zhì)將吸收熱量，并繼續(xù)膨脹做功。最后在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，排氣閥門打開，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。
[0059]實(shí)施例4:
[0060]本實(shí)施例中做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)的選擇和實(shí)施例1相同，參見圖4所示，本實(shí)施例4中的具體步驟如下:
[0061]將液態(tài)的熱交換物質(zhì)注入高壓換熱器，使之汽化，形成高壓氣態(tài)熱交換物質(zhì)。同時(shí)將液態(tài)做功物質(zhì)與上一循環(huán)中排出的部分氣態(tài)的做功物質(zhì)混合注入所述腔室進(jìn)行絕熱壓縮。液態(tài)的做功物質(zhì)可通過(guò)汽化、升溫等過(guò)程提供冷量，并形成氣態(tài)做功物質(zhì)，而此處的絕熱壓縮是指在短時(shí)內(nèi)，容器變化率較小，而部分液態(tài)物質(zhì)汽化導(dǎo)致物質(zhì)密度增加，并由此帶來(lái)了壓縮效果。然后將氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)注入腔室與被壓縮的氣態(tài)做功物質(zhì)混合。在壓力作用下，活塞產(chǎn)生位移，混合氣向活塞做功，發(fā)生膨脹后，產(chǎn)生降溫趨勢(shì)。在做功過(guò)程中，混合氣中的汽化的液態(tài)熱交換物質(zhì)由于沸點(diǎn)較高，自動(dòng)液化并分離。最后在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。
[0062]以上通過(guò)多個(gè)實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明的發(fā)明意圖和實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實(shí)施方式，任何可以體現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求技術(shù)方案的實(shí)施，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0063]需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，在上述實(shí)施例的指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，該氣動(dòng)設(shè)備包括高壓換熱器以及帶有可活動(dòng)的活塞部件的腔室，其特征在于，該方法選擇在氣動(dòng)設(shè)備工作環(huán)境溫度和壓力下呈氣態(tài)的兩種物質(zhì)分別作為做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)，所述做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)之間不反應(yīng)，且熱交換物質(zhì)沸點(diǎn)高于做功物質(zhì)；該方法如下:將液態(tài)的熱交換物質(zhì)注入高壓換熱器產(chǎn)生氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)，并將該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)與處于氣態(tài)、液態(tài)或氣液混合態(tài)的做功物質(zhì)注入所述腔室，所述腔室封閉，所述做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)在腔室中推動(dòng)活塞做功并降溫，在此過(guò)程中，所述熱交換物質(zhì)被逐漸液化并放出熱量，所述做功物質(zhì)吸收熱量并繼續(xù)膨脹做功；最后在活塞的后半周運(yùn)動(dòng)中，液態(tài)熱交換物質(zhì)和氣態(tài)做功物質(zhì)所構(gòu)成的乏氣被排出腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法還包括步驟:通過(guò)氣液分離裝置回收所述乏氣中液態(tài)熱交換物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法的步驟具體如下:將處于液態(tài)的做功物質(zhì)和熱交換物質(zhì)共同注入高壓換熱器產(chǎn)生高壓混合氣體,之后將該高壓混合氣體注入所述腔室。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下:將該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)以及液態(tài)做功物質(zhì)混合注入所述腔室，所述液態(tài)做功物質(zhì)汽化，并和所述氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)共同膨脹做功。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下:將所述氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)注入含有氣態(tài)做功物質(zhì)的腔室中，該氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)膨脹做功。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下:將液態(tài)做功物質(zhì)與上一循環(huán)中排出的部分氣態(tài)做功物質(zhì)混合形成氣態(tài)做功物質(zhì)，并注入所述腔室進(jìn)行絕熱壓縮；然后將所述氣態(tài)高壓熱交換物質(zhì)注入腔室與被壓縮的氣態(tài)做功物質(zhì)混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述做功物質(zhì)為氮?dú)饣蚩諝?，所述熱交換物質(zhì)的沸點(diǎn)取值范圍為標(biāo)準(zhǔn)狀況下高于-196。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種氣動(dòng)設(shè)備中的等溫膨脹的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述熱交換物質(zhì)為丙烷或丁烷。
【文檔編號(hào)】F01K25/00GK103437839SQ201310395588
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】張鐘元 申請(qǐng)人:張鐘元