【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液态空气发动机和液态空气发动机操作方法，以及发动机操作方法及空气液化方法和系统
本专利技术涉及液态空气发动机、操作液态空气发动机的方法和液化空气的方法。
技术介绍
为了将致冷工作流体在其状态从液体变为气体时的容积增加转换成压力，从而将能量提供给能够将气态压力转换成输出轴动力的膨胀式发动机的做功部件，而开发了致冷剂发动机。公认的是，使用容积式机构实现这种将压力转换为动力的发动机非常适合于此目的，因为它们具有在单级膨胀过程中利用大压力范围的能力。最常见类型的容积式发动机使用往复式活塞，该往复式活塞操作曲轴机构以传递轴动力。然而，往复式活塞发动机遭受很大的内部阻力，该阻力主要是由活塞和汽缸之间的摩擦引起的。这给它们在致冷剂发动机应用中的使用上施加了严重的限制，因为，在任何给定尺寸的气缸内由膨胀所释放的能量没有充分大于克服与给定气缸相关联的摩擦所需的能量以提供一种大体可应用的原动机。已经尝试通过加入来自外部源的热量来补充气缸中的能量供应，以增加来自致冷活塞发动机的功率输出。参见例如US-A-2015/0352940。这里，描述了一种包括致冷剂发动机和发电设备的系统。致冷剂发动机和发电设备彼此关联，以允许致冷剂发动机和发电设备以定义为“协同方式”的方式彼此协同工作。发动机和发电设备彼此机械关联且可选地热关联，使得在致冷剂发动机和发电设备之间共享输出装置，因此这两个系统可以以更节能的方式操作，并且还可以热相互作用以在性能和经济方面存在潜在优势。然而，协同补充能量组合还没有显示出足以仅从致冷剂发动机产生具有比得上甚...
【技术保护点】
1.一种致冷剂发动机，包括：第一转子，所述第一转子能够绕第一轴线旋转并且在其外缘具有由弯曲表面界定的凹部；以及第二转子，所述第二转子能够绕平行于所述第一轴线的第二轴线与所述第一转子反向旋转，并且具有由弯曲表面界定的径向凸叶，所述第一转子和所述第二转子关联从而相互啮合地旋转，其中，/n每个部段的所述第一转子和所述第二转子以使得如下的方式相互啮合：当其旋转时，限定可变容积的过渡室，所述过渡室在所述凹部表面和凸叶表面之间具有逐渐增加的容积；/n致冷剂注入器，所述致冷剂注入器被布置成一旦已经形成过渡室就将致冷流体注入到所述过渡室中，使得所述致冷流体的膨胀驱动所述发动机。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170301 GB 1703332.51.一种致冷剂发动机，包括：第一转子，所述第一转子能够绕第一轴线旋转并且在其外缘具有由弯曲表面界定的凹部；以及第二转子，所述第二转子能够绕平行于所述第一轴线的第二轴线与所述第一转子反向旋转，并且具有由弯曲表面界定的径向凸叶，所述第一转子和所述第二转子关联从而相互啮合地旋转，其中，
每个部段的所述第一转子和所述第二转子以使得如下的方式相互啮合：当其旋转时，限定可变容积的过渡室，所述过渡室在所述凹部表面和凸叶表面之间具有逐渐增加的容积；
致冷剂注入器，所述致冷剂注入器被布置成一旦已经形成过渡室就将致冷流体注入到所述过渡室中，使得所述致冷流体的膨胀驱动所述发动机。
2.根据权利要求1所述的致冷剂发动机，包括用于在运行期间向所述发动机提供热量的热源。
3.根据权利要求2所述的致冷剂发动机，其中，所述热源是过热水。
4.根据权利要求3所述的致冷剂发动机，包括过热水注入器，所述过热水注入器被布置成一旦已经形成过渡室就将定量的过热水注入到所述过渡室中，使得循环的膨胀阶段基本上是等温的。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的致冷剂发动机，包括致冷剂源。
6.根据权利要求5所述的致冷剂发动机，其中，所述致冷剂源是用于储存液体致冷剂的储罐。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的致冷剂发动机，包括用于将致冷剂泵送到所述致冷剂注入器的高压泵。
8.根据权利要求7所述的致冷剂发动机，其中，所述高压泵设置在所述储罐内。
9.根据权利要求7所述的致冷剂发动机，其中，所述高压泵邻近所述储罐设置。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的致冷剂发动机，其中，所述发动机包括端壁，所述端壁包围所述转子的轴向端，并且其中，所述端壁中的一个具有端口，所述端口被定位成用于在膨胀循环期间在所述过渡室初次限定之后立即将所述致冷剂输送至所述可变容积的过渡室。
11.根据权利要求10所述的致冷剂发动机，所述端口被定位成在所述可变容积的过渡室构建之后，在所述转子首次旋转0-10度期间将所述致冷剂输送至所述可变容积的过渡室。
12.根据权利要求10或11所述的致冷剂发动机，所述端壁具有至少两个端口，并且其中的一个端口被布置成在膨胀循环期间向所述可变容积的过渡室提供致冷剂，而另一个端口被布置成用于向所述可变容积的过渡室提供加热的液体。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的致冷剂发动机，其中，为膨胀循环提供定量的致冷剂和加热的液体，以确保所述整个所述膨胀循环是等温的。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的致冷剂发动机，所述致冷剂注入器被布置为以接近环境温度的超临界气态下将定量致冷流体注入到所述过渡室中。
15.一种操作致冷剂发动机的方法，所述方法包括：在发动机中，所述发动机包括：第一转子，所述第一转子能够绕第一轴线旋转并且在其外缘具有由弯曲表面界定的凹部；以及第二转子，所述第二转子能够绕平行于所述第一轴线的第二轴线相对于所述第一转子反向旋转，并且具有由弯曲表面界定的径向凸叶，所述第一转子和所述第二转子关联以相互啮合地旋转，其中每个部段的所述第一转子和所述第二转子以使得如下的方式相互啮合：当它们旋转时，限定可变容积的过渡室，所述过渡室在所述凹部表面和所述凸叶表面之间具有逐渐增加的容积；
一旦所述过渡室已经形成，就将处于超临界状态的致冷工作流体注入到所述过渡室中，使得致冷剂的膨胀驱动所述发动机。
16.根据权利要求15所述的方法，包括在注入所述致冷剂的同时或之后立即将加热的流体注入到所述膨胀室中以在所述过渡室内实现等温膨胀。
17.根据权利要求15或16所述的方法，包括操作根据权利要求1至14中的任一项所述的发动机。
18.一种液化空气的方法，包括：提供液化系统，所述液化系统至少包括第一动力管线和第二动力管线，其中所述第一动力管线具有至少一个压缩机级和至少一个膨胀机，并且被布置为压缩空气和然后使空气膨胀以提供液态空气的料流，并且其中所述第二动力管线具有至少一个压缩机级和至少一个膨胀机，并且被布置成为所述第一动力管线提供冷却剂流，所述方法包括：
在所述第一动力管线中，接收空气流；
在压缩机中压缩所接收的空气，所述压缩机具有：第一转子，所述第一转子能够绕第一轴线旋转并且在其外缘具有由弯曲表面界定的凹部；以及第二转子，所述第二转子能够绕平行于所述第一轴线的第二轴线相对于所述第一转子反向旋转，并且具有由弯曲表面界定的径向凸叶，所述第一转子和所述第二转子关联以相互啮合...
【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·O·戴伊，
申请(专利权)人：埃皮卡姆有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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