本申請是原申請?zhí)枮?01510695081.6、原申請日為2015年10月22日、名稱為一種冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置及其熱動力系統(tǒng)的分案申請。

本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，本發(fā)明還涉及應(yīng)用該冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

蒸汽透平(無論是水蒸氣還是其他蒸汽)均需要許多級，因而體積大、笨重、造價高。因此，需要發(fā)明一種新型可回收可凝氣體壓力能的結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

方案1，一種冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，包括旋轉(zhuǎn)軸、透平葉片、噴管和殼體，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述透平葉片設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸上，在所述透平葉片內(nèi)設(shè)置冷凝冷卻區(qū)，在所述殼體上、和/或在所述旋轉(zhuǎn)軸上、和/或在所述透平葉片上設(shè)置液體導(dǎo)出口，在所述殼體上、和/或在所述旋轉(zhuǎn)軸上、和/或在所述透平葉片上設(shè)置可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口，所述噴管的工質(zhì)出口與所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口連通。

方案2，在方案1的基礎(chǔ)上，進一步使經(jīng)所述噴管導(dǎo)入的可凝氣體工質(zhì)在所述透平葉片上冷凝并以液態(tài)形式離開所述透平葉片進入所述液體導(dǎo)出口。

方案3，在方案1或2的基礎(chǔ)上，進一步將所述透平葉片設(shè)為徑流葉片或設(shè)為軸流葉片。

方案4，在方案1至3中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步在所述透平葉片上設(shè)置打擊捕捉傳動結(jié)構(gòu)。

方案5，在方案1至4中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步使所述冷凝冷卻區(qū)包括設(shè)置在所述透平葉片上的冷凝冷卻流體通道。

方案6，在方案5的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻流體通道內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為液體。

方案7，在方案5的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻流體通道內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為水。

方案8，在方案5至7中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)置所述冷凝冷卻流體通道內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)與所述噴管導(dǎo)入的可凝氣體工質(zhì)設(shè)為同一種物質(zhì)。

方案9，在方案5的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻流體通道內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為氣體。

方案10，在方案9的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻流體通道內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為氫氣或設(shè)為氦氣。

方案11，在方案1至10中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管設(shè)為拉瓦爾噴管。

方案12，在方案1至11中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管出口處的靜壓低于1mpa、0.9mpa、0.8mpa、0.7mpa、0.6mpa、0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

方案13，在方案1至11中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管出口處的靜壓低于0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

方案14，在方案1至11中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管出口處的靜壓低于0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

方案15，在方案1至14中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步使所述旋轉(zhuǎn)軸對外輸出動力。

方案16，應(yīng)用方案1至15中任一方案所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管的工質(zhì)入口與汽化器的蒸汽出口連通。

方案17，在方案16的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體導(dǎo)出口經(jīng)液體泵與所述汽化器連通。

方案18，在方案16或17的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻區(qū)的冷凝冷卻介質(zhì)出口與排熱器的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通，所述排熱器的冷凝冷卻介質(zhì)出口與所述冷凝冷卻區(qū)的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通。

方案19，在上述所有所述冷凝冷卻區(qū)包括設(shè)置在所述透平葉片上的冷凝冷卻流體通道的方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻流體通道的冷凝冷卻介質(zhì)出口與排熱器的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通，所述排熱器的冷凝冷卻介質(zhì)出口與所述冷凝冷卻流體通道的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通。

方案20，在方案18或19的基礎(chǔ)上，進一步將所述排熱器設(shè)為供暖散熱器。

方案21，一種冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，包括噴管、汽非氣流體傳動單元和動力單元，所述汽非氣流體傳動單元包括可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口、非氣流體入口和工質(zhì)出口，所述動力單元包括工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，所述噴管的工質(zhì)出口與所述汽非氣流體傳動單元的所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口連通，所述汽非氣流體傳動單元的所述工質(zhì)出口與所述動力單元的所述工質(zhì)入口連通。

方案22，在方案21的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管設(shè)為拉瓦爾噴管。

方案23，在方案21或22的基礎(chǔ)上，進一步將所述汽非氣流體傳動單元設(shè)為射流泵，所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口設(shè)為所述射流泵的動力流體入口，所述汽非氣流體傳動單元的所述非氣流體入口設(shè)為所述射流泵的低壓流體入口，所述汽非氣流體傳動單元的所述工質(zhì)出口設(shè)為所述射流泵的流體出口。

方案24，在方案21至23中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述非氣流體入口內(nèi)的流體設(shè)為固體流化物。

方案25，在方案21至24中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述動力單元設(shè)為容積型動力單元。

方案26，在方案21至24中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述動力單元設(shè)為速度型動力單元。

方案27，在方案26的基礎(chǔ)上，進一步將所述速度型動力單元設(shè)為葉輪機構(gòu)。

方案28，在方案21至27中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步使所述動力單元對外輸出動力。

方案29，在方案21至28中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)置所述噴管出口處的靜壓低于1mpa、0.9mpa、0.8mpa、0.7mpa、0.6mpa、0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

方案30，在方案21至28中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)置所述噴管出口處的靜壓低于0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

方案31，在方案21至28中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)置所述噴管出口處的靜壓低于0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

方案32，應(yīng)用方案21至31中任一方案所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管的工質(zhì)入口與汽化器的蒸汽出口連通。

方案33，在方案32的基礎(chǔ)上，進一步使所述動力單元的工質(zhì)出口經(jīng)回送泵與所述汽化器連通。

方案34，在方案32或33的基礎(chǔ)上，進一步使所述動力單元的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器與所述汽非氣流體傳動單元的非氣流體入口連通。

方案35，在方案32或33的基礎(chǔ)上，進一步使所述動力單元的工質(zhì)出口與所述汽非氣流體傳動單元的非氣流體入口連通。

方案36，在方案32或33的基礎(chǔ)上，進一步使所述動力單元的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器和加壓泵與所述汽非氣流體傳動單元的非氣流體入口連通。

方案37，在方案32或33的基礎(chǔ)上，進一步使所述動力單元的工質(zhì)出口經(jīng)加壓泵與所述汽非氣流體傳動單元的非氣流體入口連通。

方案38，一種冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，包括噴管、汽液傳動單元和液體動力單元，所述汽液傳動單元包括可凝氣體工質(zhì)入口、液體入口和液體出口，所述液體動力單元包括液體入口和液體出口，所述噴管的工質(zhì)出口與所述汽液傳動單元的所述可凝氣體工質(zhì)入口連通，所述汽液傳動單元的所述液體出口與所述液體動力單元的所述液體入口連通。

方案39，在方案38的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管設(shè)為拉瓦爾噴管。

方案40，在方案38或39的基礎(chǔ)上，進一步將所述汽液傳動單元設(shè)為射流泵，所述可凝氣體工質(zhì)入口設(shè)為所述射流泵的動力流體入口，所述汽液傳動單元的所述液體入口設(shè)為所述射流泵的低壓流體入口，所述汽液傳動單元的所述液體出口設(shè)為所述射流泵的流體出口。

方案41，在方案38至40中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元設(shè)為葉輪機構(gòu)。

方案42，在方案40至41中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元設(shè)為液輪機或設(shè)為液體馬達。

方案43，在方案40至42中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步使所述液體動力單元對外輸出動力。

方案44，應(yīng)用方案40至43中任一方案所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管的工質(zhì)入口與汽化器的蒸汽出口連通。

方案45，在方案44的基礎(chǔ)上，進一步使所述液體動力單元的液體出口經(jīng)液體泵與所述汽化器連通。

方案46，在方案44或45的基礎(chǔ)上，所述液體動力單元的液體出口經(jīng)排熱器與所述汽液傳動單元的液體入口連通。

方案47，在方案44或45的基礎(chǔ)上，所述液體動力單元的液體出口與所述汽液傳動單元的液體入口連通。

方案48，在方案44或45的基礎(chǔ)上，所述液體動力單元的液體出口經(jīng)加壓泵與所述汽液傳動單元的液體入口連通。

方案49，在上述所有設(shè)有所述汽化器的方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步將所述汽化器內(nèi)的工質(zhì)設(shè)為水。

方案50，在上述所有設(shè)有所述汽化器的方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進一步設(shè)置所述汽化器的承壓能力大于10mpa、11mpa、12mpa、13mpa、14mpa、15mpa、16mpa、17mpa、18mpa、19mpa、20mpa、21mpa、22mpa、23mpa、24mpa、25mpa、26mpa、27mpa、28mpa、29mpa或大于30mpa。

容積型發(fā)動機，例如：汽油機、柴油機，均為間歇燃燒，所以造成大量顆粒物等污染物的生成，而蒸汽輪機和燃氣輪機為了更多地將工質(zhì)的動能和壓力能轉(zhuǎn)換成動力，需要設(shè)置很多工作級，這樣就造成體積龐大、造價高。本發(fā)明人認為，如果我們能夠找到一種方法，在工質(zhì)作用在透平后能夠類似于附著在透平上，這樣，就可以用一級收回高速工質(zhì)的能量，大幅度減少或消除余速損失，從而可以制造出體積小、效率高、功率密度高、成本低、污染排放少的發(fā)動機。

本發(fā)明中，所謂的“冷凝冷卻區(qū)”是指一切可以使所述可凝氣體工質(zhì)發(fā)生冷凝的所述透平葉片上的區(qū)域，包括由所述透平葉片內(nèi)部冷卻作用形成的所述冷凝冷卻區(qū)和由所述透平葉片外部冷卻作用形成的所述冷凝冷卻區(qū)。

本發(fā)明中，所謂的“非氣流體”是指氣體以外的一切其他流體，包括液體和固體混合所形成的可以流動的混合物、氣體和固體混合所形成的可以流動的混合物、可以流動的固體顆粒以及可以流動的固體粉末。

本發(fā)明中，所謂的“可凝氣體工質(zhì)”是指在本發(fā)明中的冷卻條件下能夠冷凝的氣體工質(zhì)，例如，水蒸氣等。

本發(fā)明中，所謂的“汽液傳動單元”是指一切可以將運動的可凝氣體工質(zhì)的動能傳遞給液體的單元，例如，射流泵。

本發(fā)明中，所謂的“汽非氣流體傳動單元”是指一切可以將運動的可凝氣體工質(zhì)的動能傳遞給非氣流體的單元，例如，射流泵。

本發(fā)明中，所謂的“液體動力單元”是指一切能夠?qū)⒁后w的壓力能和/或液體的動能轉(zhuǎn)換成動力的單元，例如，液體馬達、液輪機(例如，水輪機)等。

本發(fā)明中，所謂的“打擊捕捉傳動結(jié)構(gòu)”是指能夠接收運動的氣體的動能并能將運動的氣體捕獲的結(jié)構(gòu)，例如，多孔結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。

本發(fā)明中，所謂的“排熱器”是指一切對外排熱的熱交換器，例如，散熱器、冷卻器等。

本發(fā)明中，所謂的“射流泵”是指通過動力流體引射非動力流體，兩流體相互作用從一個出口排出的裝置；所謂的射流泵可以是傳統(tǒng)射流泵，也可以是非傳統(tǒng)射流泵。

本發(fā)明中，所謂的“傳統(tǒng)射流泵”是指由兩個套裝設(shè)置的管構(gòu)成的，向內(nèi)管提供高壓動力流體，內(nèi)管高壓動力流體在外管內(nèi)噴射，在內(nèi)管高壓動力流體噴射和外管的共同作用下使內(nèi)外管之間的其他流體(從外管進入的流體)沿內(nèi)管高壓動力流體的噴射方向產(chǎn)生運動的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴區(qū)，外管可以設(shè)為文丘里管，內(nèi)管噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區(qū)是指外管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即射流泵動力流體入口、射流泵低壓流體入口和射流泵流體出口。

本發(fā)明中，所謂的“非傳統(tǒng)射流泵”是指由兩個或兩個以上相互套裝設(shè)置或相互并列設(shè)置的管構(gòu)成的，其中至少一個管與動力流體源連通，并且動力流體源中的動力流體的流動能夠引起其他管中的流體產(chǎn)生定向流動的裝置；所謂射流泵的管可以有縮擴區(qū)，可以設(shè)為文丘里管，管的噴管可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區(qū)是指管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即射流泵動力流體入口、射流泵低壓流體入口和射流泵流體出口，所謂的射流泵低壓流體入口是指所述射流泵外管的入口，所謂的射流泵流體出口是指所述射流泵外管的出口；所述射流泵可以包括多個射流泵動力流體入口，在包括多個射流泵動力流體入口的結(jié)構(gòu)中，所述射流泵動力流體入口可以布置在所述射流泵低壓流體入口的管道中心區(qū)，也可以布置在所述射流泵低壓流體入口的管道壁附近，所述射流泵動力流體入口也可以是環(huán)繞所述射流泵低壓流體入口管道壁的環(huán)形噴管。

本發(fā)明中，所謂的“套裝設(shè)置”是指直徑不同的管共軸線設(shè)置，所謂的“內(nèi)套裝管”是指設(shè)置在內(nèi)部的套裝管，所謂的“外套裝管”是指設(shè)置在外部的套裝管，并列設(shè)置是指直徑不同或相同的管非共軸線設(shè)置。

本發(fā)明中，某個數(shù)值a以上和某個數(shù)值a以下均包括本數(shù)a。

本發(fā)明中涉及到的壓力，例如靜壓，均為表壓壓強。

本發(fā)明的原理如下：1)在設(shè)有所述透平葉片的結(jié)構(gòu)中，所述可凝氣體工質(zhì)經(jīng)噴管后以運動狀態(tài)打擊所述透平葉片并在所述透平葉片上發(fā)生冷凝，進而將全部動能傳遞給所述透平葉片推動所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，對外輸出動力，進而減少透平的級數(shù)，降低透平造價和重量；2)在設(shè)有所述汽液傳動單元的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)所述噴管導(dǎo)入的處于運動狀態(tài)的可凝氣體工質(zhì)在所述氣液傳動單元內(nèi)將動能傳遞給液體并發(fā)生冷凝，形成液體壓力，進而實現(xiàn)將可凝氣體工質(zhì)的動能轉(zhuǎn)換成有壓液體源，由于有壓液體轉(zhuǎn)換成動力的過程簡單高效，最終實現(xiàn)比蒸汽透平結(jié)構(gòu)大幅度簡化的透平機構(gòu)；3)在設(shè)有所述汽非氣流體傳動單元的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)所述噴管導(dǎo)入的處于運動狀態(tài)的可凝氣體工質(zhì)在所述汽非氣流體傳動單元內(nèi)將動能傳遞給非氣流體并發(fā)生冷凝，形成流體壓力，進而實現(xiàn)將可凝氣體工質(zhì)的動能轉(zhuǎn)換成有壓流體源，由于有壓流體轉(zhuǎn)換成動力的過程簡單高效，最終實現(xiàn)比蒸汽透平結(jié)構(gòu)大幅度簡化的透平機構(gòu)。

本發(fā)明中，所謂的“汽化器”是指能夠通過熱能使液體工質(zhì)發(fā)生汽化、臨界化、超臨界化、超超臨界化或過熱化的裝置，它可以是外燃汽化器、熱交換器、太陽能汽化器、鍋爐或內(nèi)燃汽化器。所述內(nèi)燃汽化器包括氧化劑和還原劑燃燒產(chǎn)物能夠液化的內(nèi)燃汽化器和氧化劑和還原劑燃燒產(chǎn)物不能液化的內(nèi)燃汽化器。

本發(fā)明中，可選擇性地選擇，所述汽化器內(nèi)的工質(zhì)壓力與其承壓能力相匹配，即所述汽化器內(nèi)工質(zhì)的最高工質(zhì)壓力達到其承壓能力。

本發(fā)明人認為：當具有一定壓力和一定溫度的氣體工質(zhì)(包括蒸汽)膨脹(例如，通過噴管，所謂的“噴管”包括噴射通道、拉瓦爾噴管等)到極限狀態(tài)(所謂的極限狀態(tài)是指在這一過程或在整個循環(huán)中所能達到的最低的壓力狀態(tài))或接近極限狀態(tài)并加速到相應(yīng)速度時，這個時候盡管高速運動的工質(zhì)具有高于低溫熱源的溫度，但是這時對此高速運動的工質(zhì)進行冷卻并不影響這些高速運動工質(zhì)的做功能力。在至今為止的所有熱功轉(zhuǎn)換循環(huán)中，例如卡諾循環(huán)及其他一切循環(huán)中，所謂的“冷卻過程”即低溫熱源接受熱量的過程，均是發(fā)生在工質(zhì)做功后，但是本發(fā)明人認為，只要工質(zhì)膨脹加速到極限狀態(tài)或接近極限狀態(tài)，就可對工質(zhì)進行冷卻，因此，我們可以將冷卻過程設(shè)置在做功機構(gòu)上或做功過程前，這樣，可以為人們提供更多的對于做功機構(gòu)的選擇和做功方式的選擇，并將大幅度降低對做功機構(gòu)尤其是透平機構(gòu)的耐熱性的要求，這將為熱功轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計和制造開啟另一個方向。本發(fā)明人將工質(zhì)膨脹到極限或接近極限狀態(tài)并加速到相應(yīng)速度，即使冷卻也不影響做功能力的性質(zhì)，形象地稱之為“動能不冷”。

本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動力領(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)明的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置能大幅度減少或消除余速損失，體積小、效率高、功率密度高、成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明實施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本發(fā)明實施例14的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為本發(fā)明實施例15的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為本發(fā)明實施例16的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為本發(fā)明實施例17的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18為本發(fā)明實施例18的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19為本發(fā)明實施例19的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為本發(fā)明實施例20的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21為本發(fā)明實施例21的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖22為本發(fā)明實施例22的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖23為本發(fā)明實施例23的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖24為本發(fā)明實施例24的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖25為本發(fā)明實施例25的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖26為本發(fā)明實施例26的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖27為本發(fā)明實施例27的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖28為本發(fā)明實施例28的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖29為本發(fā)明實施例29的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖30為本發(fā)明實施例30的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖31為本發(fā)明實施例31的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖32為本發(fā)明實施例32的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖33為本發(fā)明實施例33的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1旋轉(zhuǎn)軸、2透平葉片、21徑流葉片、22軸流葉片、3噴管、31拉瓦爾噴管、4殼體、5液體導(dǎo)出口、6可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口、7冷凝冷卻流體通道、8汽化器、9液體泵、10排熱器、11汽非氣流體傳動單元、12動力單元、122液輪機構(gòu)、123液體馬達、13非氣流體入口、15汽液傳動單元、151射流泵、152液體入口、16液體動力單元、17加壓泵、18打擊捕捉傳動結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，包括旋轉(zhuǎn)軸1、透平葉片2、噴管3和殼體4，所述旋轉(zhuǎn)軸1設(shè)置在所述殼體4內(nèi)，所述透平葉片2設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸1上，在所述透平葉片2內(nèi)設(shè)置冷凝冷卻區(qū)，在所述殼體4上、在所述旋轉(zhuǎn)軸1上設(shè)置液體導(dǎo)出口5，在所述殼體4上設(shè)置可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6，所述噴管3的工質(zhì)出口與所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6連通。

為了最大限度的消除余速損失，本實施例以及下述所有包括所述透平葉片2的實施方式中，均可以使經(jīng)所述噴管3導(dǎo)入的可凝氣體工質(zhì)在所述透平葉片2上冷凝并以液態(tài)形式離開所述透平葉片2進入所述液體導(dǎo)出口5。

實施例2

如圖2所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，在實施例1的基礎(chǔ)上，進一步將所述透平葉片2設(shè)為軸流葉片22，并在所述透平葉片2上增加設(shè)置液體導(dǎo)出口5。

實施例3

如圖3所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，在實施例2的基礎(chǔ)上，進一步在所述旋轉(zhuǎn)軸1上增設(shè)可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6，并使噴管3的工質(zhì)出口與增設(shè)的該所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6連通，同時，取消了設(shè)置在所述透平葉片2上和所述旋轉(zhuǎn)軸1上的液體導(dǎo)出口5。

本實施例中，將和設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸1上的所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6連通的噴管3設(shè)為了拉瓦爾噴管31。

作為可以變換地實施方式，還可以在所述透平葉片2上也設(shè)置所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6，并使其和所述噴管3連通，具體設(shè)置方式可以參考本實施例旋轉(zhuǎn)軸上的所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6與所述噴管3的連通方式。

作為可以變換地實施方式，本發(fā)明所有實施方式中，均可參照本實施例將所述噴管3設(shè)為拉瓦爾噴管31。

實施例4

如圖4所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例2的基礎(chǔ)上，進一步將所述透平葉片2改設(shè)為徑流葉片21。

實施例5

一種冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，如圖5所示，其在實施例2的基礎(chǔ)上，進一步在所述軸流葉片22上設(shè)置打擊捕捉傳動結(jié)構(gòu)18。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明所有實施例中均可以參照本實施例在所述透平葉片2上設(shè)置所述打擊捕捉傳動結(jié)構(gòu)18。

實施例6

如圖6所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，在實施例2的基礎(chǔ)上，進一步使所述冷凝冷卻區(qū)包括設(shè)置在所述透平葉片2上的冷凝冷卻流體通道7，同時，取消了設(shè)置在所述透平葉片2上和所述旋轉(zhuǎn)軸1上的所述液體導(dǎo)出口5。

實施例7

如圖7所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，在實施例6的基礎(chǔ)上，進一步在所述旋轉(zhuǎn)軸1上增設(shè)所述液體導(dǎo)出口5。

本實施例中，所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)與所述噴管3導(dǎo)入的可凝氣體工質(zhì)設(shè)為同一種物質(zhì)，流經(jīng)所述冷凝冷卻流體通道7和所述液體導(dǎo)出口5的流體經(jīng)同一通道導(dǎo)出所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置。

作為可以變換的實施方式，所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)與所述噴管3導(dǎo)入的可凝氣體工質(zhì)設(shè)為不同，此時，為所述冷凝冷卻流體通道7和所述液體導(dǎo)出口5的導(dǎo)出流體設(shè)置不同的通道，當然，在同一種物質(zhì)的情況下也可以采用不同的通道導(dǎo)出流體。

本實施例中，所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為液體，進一步可選地，所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為水。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明上述實施方式中，均可選擇性地參照實施例6、實施例7設(shè)置所述冷凝冷卻流體通道7，并可進一步選擇性性的將所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為液體，進一步可選地，所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為水，當設(shè)為液體時，均可進一步選擇性設(shè)置所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)與所述噴管3導(dǎo)入的可凝氣體工質(zhì)設(shè)為同一種物質(zhì)；或均進一步可選擇性地將所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為氣體，并可進一步選擇性地將所述冷凝冷卻流體通道7內(nèi)的冷凝冷卻介質(zhì)設(shè)為氫氣或設(shè)為氦氣。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明上述實施方式中，均可選擇性地設(shè)置所述噴管3出口處的靜壓低于1mpa、0.9mpa、0.8mpa、0.7mpa、0.6mpa、0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa；或均可選擇性地設(shè)置所述噴管3出口處的靜壓低于0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa；或均可選擇性地設(shè)置所述噴管3出口處的靜壓低于0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明上述實施方式中，均可選擇性地使所述旋轉(zhuǎn)軸1對外輸出動力。

實施例8

如圖8所示的應(yīng)用實施例6所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管3的工質(zhì)入口與汽化器8的蒸汽出口連通。

實施例9

如圖9所示的熱動力系統(tǒng)，其在實施例8的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體導(dǎo)出口5經(jīng)液體泵9與所述汽化器8連通。

實施例10

如圖10所示的熱動力系統(tǒng)，其在實施例9的基礎(chǔ)上，進一步將所述冷凝冷卻流體通道7的冷凝冷卻介質(zhì)出口與排熱器10的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通，所述排熱器10的冷凝冷卻介質(zhì)出口與所述冷凝冷卻流體通道7的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通。

作為可以變換的實施方式，當所述冷凝冷卻區(qū)設(shè)置成其它形式時，也可以參考本實施例使所述冷凝冷卻區(qū)的冷凝冷卻介質(zhì)出口與排熱器10的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通，所述排熱器10的冷凝冷卻介質(zhì)出口與所述冷凝冷卻區(qū)的冷凝冷卻介質(zhì)入口連通。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述設(shè)有所述排熱器10的結(jié)構(gòu)中，均可以選擇性地將所述排熱器10設(shè)為供暖散熱器。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明上述所有實施方式中的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置都可以代替實施6中的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用到實施例8至10中。

實施例11

如圖11所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，包括噴管3、汽非氣流體傳動單元11和動力單元12，所述汽非氣流體傳動單元11包括可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6、非氣流體入口13和工質(zhì)出口，所述動力單元12包括工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，所述噴管3的工質(zhì)出口與所述汽非氣流體傳動單元11的所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6連通，所述汽非氣流體傳動單元11的所述工質(zhì)出口與所述動力單元12的所述工質(zhì)入口連通。

實施例12

如圖12所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例11的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管3設(shè)為拉瓦爾噴管31。

實施例13

如圖13所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例11的基礎(chǔ)上，進一步所述汽非氣流體傳動單元11設(shè)為射流泵151，所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6設(shè)為所述射流泵151的動力流體入口，所述汽非氣流體傳動單元11的所述非氣流體入口13設(shè)為所述射流泵151的低壓流體入口，所述汽非氣流體傳動單元11的所述工質(zhì)出口設(shè)為所述射流泵151的流體出口。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述汽非氣流體傳動單元11的實施方式中，均可以選擇性地將所述非氣流體入口13內(nèi)的流體設(shè)為固體流化物；同時，可以選擇性地將所述動力單元12設(shè)為容積型動力單元，或選擇性第將所述動力單元12設(shè)為速度型動力單元。

實施例14

如圖14所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例13的基礎(chǔ)上，進一步將所述動力單元2設(shè)為葉輪機構(gòu)124，所述噴管3設(shè)為拉瓦爾噴管31。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述所述動力單元12的實施方式中，均可以選擇性地使所述動力單元12對外輸出動力。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述汽非氣流體傳動單元11的實施方式中，均可以選擇性地設(shè)置所述噴管3出口處的靜壓低于1mpa、0.9mpa、0.8mpa、0.7mpa、0.6mpa、0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa，或均可選擇性地設(shè)置所述噴管3出口處的靜壓低于0.5mpa、0.4mpa、0.3mpa、0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa，或均可選擇性地設(shè)置所述噴管3出口處的靜壓低于0.2mpa、0.1mpa、0.09mpa、0.08mpa、0.07mpa、0.06mpa、0.05mpa、0.04mpa、0.03mpa、0.02mpa、0.01mpa、0.009mpa、0.008mpa或低于0.007mpa。

實施例15

如圖15所示的應(yīng)用實施例11所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管3的工質(zhì)入口與汽化器8的蒸汽出口連通。

實施例16

如圖16所示的應(yīng)用實施例14所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管3的工質(zhì)入口與汽化器8的蒸汽出口連通。

實施例17

如圖17所示的熱動力系統(tǒng),其在實施例16的基礎(chǔ)上，進一步將所述動力單元12，即葉輪機構(gòu)124，的工質(zhì)出口經(jīng)回送泵121與所述汽化器8連通。

實施例18

如圖18所示的熱動力系統(tǒng),其在實施例17的基礎(chǔ)，進一步將所述動力單元12，即葉輪機構(gòu)124，的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器10與所述汽非氣流體傳動單元11的非氣流體入口13連通。

實施例19

如圖19所示的熱動力系統(tǒng),其在實施例17的基礎(chǔ)，進一步將所述動力單元12，即葉輪機構(gòu)124，的工質(zhì)出口與所述汽非氣流體傳動單元11的非氣流體入口13連通。

實施例20

如圖20所示的熱動力系統(tǒng),其在實施例17的基礎(chǔ)，進一步將所述動力單元12，即葉輪機構(gòu)124，的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器10和加壓泵17與所述汽非氣流體傳動單元11的非氣流體入口13連通。

實施例21

如圖21所示的熱動力系統(tǒng),其在實施例17的基礎(chǔ)，進一步將所述動力單元12，即葉輪機構(gòu)124，的工質(zhì)出口經(jīng)加壓泵17與所述汽非氣流體傳動單元11的非氣流體入口13連通。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明上述所有設(shè)有所述汽非氣流體傳動單元11實施方式中的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置都可以代替實施11、14中的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用到實施例16至22中。

實施例22

如圖22所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，包括噴管3、汽液傳動單元15和液體動力單元16，所述汽液傳動單元15包括可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6、液體入口152和液體出口，所述液體動力單元16包括液體入口和液體出口，所述噴管3的工質(zhì)出口與所述汽液傳動單元15的所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6連通，所述汽液傳動單元15的所述液體出口與所述液體動力單元16的所述液體入口連通。

實施例23

如圖23所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例22的基礎(chǔ)上，進一步將所述噴管3設(shè)為拉瓦爾噴管31。

實施例24

如圖24所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例22的基礎(chǔ)上，進一步將所述汽液傳動單元15設(shè)為射流泵151，所述可凝氣體工質(zhì)導(dǎo)入口6設(shè)為所述射流泵151的動力流體入口，所述汽液傳動單元15的所述液體入口152設(shè)為所述射流泵151的低壓流體入口，所述汽液傳動單元15的所述液體出口設(shè)為所述射流泵151的流體出口。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述汽液傳動單元15的實施方式中，均可以選擇性地將所述液體動力單元16設(shè)為葉輪機構(gòu)124。

實施例25

如圖25所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例24的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元16設(shè)為液輪機構(gòu)122，所述噴管3設(shè)為拉瓦爾噴管31。

實施例26

如圖26所示的冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置，其在實施例24的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元16設(shè)為設(shè)為液體馬達123，所述噴管3設(shè)為拉瓦爾噴管31。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述所述液體動力單元16的實施方式中，均可以選擇性地使所述液體動力單元16對外輸出動力。

實施例27

如圖27所示的應(yīng)用實施例22所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管3的工質(zhì)入口與汽化器8的蒸汽出口連通。

實施例28

如圖28所示的應(yīng)用實施例26所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置的熱動力系統(tǒng)，所述噴管3的工質(zhì)入口與汽化器8的蒸汽出口連通。

實施例29

如圖29所示的熱動力系統(tǒng)，其在實施例28的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元16，即液體馬達123，的液體出口經(jīng)液體泵9與所述汽化器8連通。

實施例30

如圖30所示的熱動力系統(tǒng)，其在實施例29的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元16，即液體馬達123，的液體出口經(jīng)排熱器10與所述汽液傳動單元15的液體入口152連通。

實施例31

如圖31所示的熱動力系統(tǒng)，其在實施例29的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元16，即液體馬達123，的液體出口與所述汽液傳動單元15的液體入口152連通。

實施例32

如圖32所示的熱動力系統(tǒng),其在實施例29的基礎(chǔ)，進一步將所述液體動力單元16，即液體馬達123，的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器10和加壓泵17與所述汽液傳動單元15的液體入口152連通。

實施例33

如圖33所示的熱動力系統(tǒng)，其在實施例29的基礎(chǔ)上，進一步將所述液體動力單元16的液體出口經(jīng)加壓泵17與所述汽液傳動單元15的液體入口152連通。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明上述所有設(shè)有所述汽液傳動單元15實施方式中的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置都可以代替實施22、26中的所述冷凝式動能動力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用到實施例27至33中。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述汽化器8的實施方式中，均可選擇性地將所述汽化器8內(nèi)的工質(zhì)設(shè)為水。

作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的上述所有設(shè)有所述汽化器8的實施方式中，均可選擇性地將設(shè)置所述汽化器8的承壓能力大于10mpa、11mpa、12mpa、13mpa、14mpa、15mpa、16mpa、17mpa、18mpa、19mpa、20mpa、21mpa、22mpa、23mpa、24mpa、25mpa、26mpa、27mpa、28mpa、29mpa或大于30mpa。

顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(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)認為是本發(fā)明的保護范圍。