一种朗肯循环式新能源发动机系统技术方案

一种朗肯循环式新能源发动机系统，包括有热交换器、活塞组、气液联动缸、气液联动泵、冲击式水轮机、发电机和蒸发器。蒸发器管道连接热交换器，热交换器管道连接至少三个气液联动缸，气液联动缸管道连接冲击式水轮机以及气液联动泵，气液联动缸管道连接活塞组，活塞组管道连接气液联动冷凝器，气液联动冷凝器管道连接气液联动泵，气液联动泵管道连接预加热器，预加热器管道连接蒸发器，冲击式水轮机同轴连接发电机以及液体工质泵。本发明专利技术所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统，其设计合理，便于使用，低温热能的利用率较高，不仅能够提高发电效率，而且还能减少机械摩擦过程中的损失，大大提升了热能的利用率，适于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种朗肯循环式新能源发动机系统
本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种朗肯循环式新能源发动机系统。
技术介绍
随着环境污染、雾霾肆虐等问题日益严重，化石能源正遭受越来越频繁的质疑，各种绿色能源从开发之日起就备受期待。太阳能光热发电相比光伏、风电具有蓄热储能优点，是新能源利用的一个重要方向。以聚光型太阳能热发电（CSP）技术为例：用聚集的太阳辐射能加热工质，经热交换器产生高压蒸汽，驱动汽轮机带动发电机发电。上述技术经过近几十年的发展，仍然没有解决发电效率低，低温热能利用有限的技术缺陷。因此，本领域的技术人员提供了一种朗肯循环式新能源发动机系统，以解决现有技术中的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中的不足之处，提供一种朗肯循环式新能源发动机系统，其设计合理，便于使用，低温热能的利用率较高，不仅能够提高发电效率，而且还能减少机械摩擦过程中的损失，大大提升了热能的利用率，适于推广。本专利技术所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统，包括有热交换器、活塞组、气液联动缸、气液联动泵、冲击式水轮机、发电机和蒸发器。所述的蒸发器管道连接热交换器，管道内有蒸发形成的气态膨胀工质，所述热交换器管道连接至少三个液联动缸，分别为一高压、一泄压、一低压的配合形式。所述的气液联动缸管道连接冲击式水轮机以及气液联动泵，气液联动缸内的气体膨胀工质推动液体工质通过管道喷嘴射击冲击式水轮机做功，做功后断开并连通气液联动泵升压液态膨胀工质。所述的气液联动缸管道连接活塞组，所述活塞组管道连接气液联动冷凝器，气液联动缸内只有气态膨胀工质时连通活塞组，并推动活塞组做功，乏汽进入气液联动冷凝器冷凝。所述的气液联动冷凝器管道连接气液联动泵，所述气液联动泵管道连接预加热器，所述预加热器管道连接蒸发器，冷凝后的液态膨胀工质经气液联动泵升压，以及预加热器加热后进入蒸发器内蒸发成气态膨胀工质。所述的冲击式水轮机同轴连接发电机以及液体工质泵，以带动发电机发电及液体工质泵将液体工质抽入至另一个处在低压的气液联动缸内。所述的活塞组带动回热工质从气液联动冷凝器中吸热并在蒸发器中液化放热，经预加热器、散热器降温后重新回到气液联动冷凝器中。进一步的，所述的热交换器内的热流体为与膨胀工质不相溶的流体，将外接热能从设置在热交换器上部的热流入口进入，并经水瀑喷口进入热交换器内，所述热交换器的下部设置有热流出口，所述热交换器的内底部设置有气泡器。进一步的，所述的气液联动缸至少由三个组成，围绕冲击式水轮机环形布局，连续完成等压推液射击、等熵排气、装液的过程；所述气液联动缸中间设置有活塞，所述活塞上部是气态膨胀工质，下部是液体工质。进一步的，所述的冲击式水轮机处在密封的机舱内，机舱内气体压力等于做完功的气液联动缸内的乏汽压力，所述液体工质泵设置在机舱下部。进一步的，所述的气液联动泵为活塞式缸体，中间有滑动活塞隔开，上部是液态膨胀工质，下部是液态工质，缸体内截面积要比气液联动缸的截面积小。进一步的，所述的预加热器由热管路构成，液态膨胀工质从预加热器的下部进入，液态回热工质从回热管路的上部进入，所述回热管路上设置有翅片。进一步的，所述的气液联动冷凝器由回热管路构成，其内底部设置气泡器，所述气液联动冷凝器使用液态膨胀工质作为传热工质。进一步的，所述的蒸发器的内部设置有回热管路以及从热流出口分出的一路热流管路，两路管路上均设置有翘片，所述热流出口处的热流管路设置在蒸发器的上部，所述回热管路则设置在蒸发器的下部。进一步的，所述的活塞组为若干组活塞分层同轴连接的结构，轴的末端连接有飞轮，每层之间设置有密封，所述活塞推动回热工质运行。所述的运行过程为从一组活塞连接气液联动缸开始，到气液联动缸重新充满液体工质为结束，所述各层活塞的运行过程依次进行。本专利技术所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统，其设计合理，便于使用，低温热能的利用率较高，不仅能够提高发电效率，而且还能减少机械摩擦过程中的损失，大大提升了热能的利用率，适于推广。附图说明图1是本专利技术所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统的运行原理示意图。图2是本专利技术所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统的立体图。图3是本专利技术所述的气液联动缸的排列俯视结构示意图。图4是本专利技术所述的气液联动缸的排列平视剖面结构示意图。图5是本专利技术所述的预加热器、散热器和蒸发器的布局平视剖面结构示意图。1—热交换器1-1—热流体入口1-2—热流体出口2—气泡器3—活塞组3-1—活塞3-2—飞轮4—气液联动冷凝器5—气液联动缸6—气液联动泵7—发电机8—冲击式水轮机8-1—机舱9—液体工质泵10—散热器11—预加热器11-1—回热管路11-2—翅片12—蒸发器。具体实施方式现参照附图说明，结合具体实施例，说明如下：本专利技术所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统，包括有热交换器1、活塞组3、气液联动冷凝器4、气液联动缸5、气液联动泵6、发电机7、冲击式水轮机8、液体工质泵9、散热器10、预加热器11、蒸发器12以及若干控制阀，并且包含膨胀工质循环、液体工质循环和回热循环。膨胀工质循环：膨胀工质选用有机工质，在蒸发器12内吸热蒸发形成高压气体，经设置在热交换器1底部的气泡器2形成小气泡与热流体直接接触吸热变成高温高压气体，然后进入气液联动缸5等压推动液体工质做功。当气液联动缸5内只有气体时，连通活塞组3，等熵膨胀推动活塞做功。有机工质气体从活塞组3排出进入气液联动冷凝器4冷却液化，液态膨胀工质进入气液联动泵6，然后经气液联动泵6升压进入预加热器加热11，再次进入蒸发器12，在蒸发器12内吸热蒸发成气态膨胀工质，完成循环。液体工质循环：液体工质选用与膨胀工质不想溶解并且化学性质稳定的液态流体。膨胀工质在气液联动缸5内推动液体工质，液体工质获得膨胀工质传递的高压势能，并将势能转变成高速射流对冲击式水轮机8做功。冲击式水轮机8同轴连接发电机7和液体工质泵9，发电机7对外输出能量，液体工质泵9将做完工的液体工质重新压入其它处在低压状态下的气液联动缸5内。当处在射击状态气液联动缸5内的液体工质体积和气液联动泵6容积相同时，所述气液联动缸和管道中的液体工质有了一定的动能，断开冲击式水轮机8的连接，立即连接气液联动泵6，上述工序能够更好的利用“水锤效应”对泵内的有机工质液体加压。完成对有机工质加压后，气液联动泵6的液体工质也进入另外一个气液联动缸5内，完成液体工质的循环。回热循环：回热工质选用蒸发压力比膨胀工质小的有机工质。在气液联动冷凝器4中蒸发吸热，经过活塞组3加压进入蒸发器12液化放热，然后进入预加热器11继续放热，最后经散热器10散热，重新进入气液联动冷凝器4，完成回热循环。本专利技术所述的气液联动缸5为三个，围绕冲击式水轮机8环形布局，连续完成等压推液射击、等熵排气、装液的过程。气液联动缸5中间设置滑动活塞，活塞上部是气态膨胀工质，下部是液体工质。所述的气液联动缸5还可以三个为一组，可设置有两组，即六个气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种朗肯循环式新能源发动机系统，包括有热交换器（1）、活塞组（3）、气液联动缸（5）、气液联动泵（6）、冲击式水轮机（8）、发电机（7）和蒸发器（12），其特征在于：所述的蒸发器（12）管道连接热交换器（1），管道内有蒸发形成的气态膨胀工质，所述热交换器（1）管道连接至少三个气液联动缸（5）；所述的气液联动缸（5）管道连接冲击式水轮机（8）以及气液联动泵（6），气液联动缸（5）内的气体膨胀工质推动液体工质通过管道喷嘴射击冲击式水轮机（8）做功，做功后断开并连通气液联动泵（6）升压液态膨胀工质；所述的气液联动缸（5）管道连接活塞组（3），所述活塞组（3）管道连接气液联动冷凝器（4），气液联动缸（5）内只有气态膨胀工质时连通活塞组（3），并推动活塞组（3）做功，乏汽进入气液联动冷凝器（4）冷凝；所述的气液联动冷凝器（4）管道连接气液联动泵（6），所述气液联动泵（6）管道连接预加热器（11），所述预加热器管道连接蒸发器（12），冷凝后的液态膨胀工质经气液联动泵（6）升压，以及预加热器（11）加热后进入蒸发器（12）内蒸发成气态膨胀工质；所述的冲击式水轮机（8）同轴连接发电机（7）以及液体工质泵（9），以带动发电机（7）发电及液体工质泵（9）将液体工质抽入至另一个处在低压的气液联动缸（5）内；所述的活塞组（3）带动回热工质从气液联动冷凝器（4）中吸热并在蒸发器（12）中液化放热，经预加热器（11）、散热器（10）降温后重新回到气液联动冷凝器（4）中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种朗肯循环式新能源发动机系统，包括有热交换器（1）、活塞组（3）、气液联动缸（5）、气液联动泵（6）、冲击式水轮机（8）、发电机（7）和蒸发器（12），其特征在于：所述的蒸发器（12）管道连接热交换器（1），管道内有蒸发形成的气态膨胀工质，所述热交换器（1）管道连接至少三个气液联动缸（5）；所述的气液联动缸（5）管道连接冲击式水轮机（8）以及气液联动泵（6），气液联动缸（5）内的气体膨胀工质推动液体工质通过管道喷嘴射击冲击式水轮机（8）做功，做功后断开并连通气液联动泵（6）升压液态膨胀工质；所述的气液联动缸（5）管道连接活塞组（3），所述活塞组（3）管道连接气液联动冷凝器（4），气液联动缸（5）内只有气态膨胀工质时连通活塞组（3），并推动活塞组（3）做功，乏汽进入气液联动冷凝器（4）冷凝；所述的气液联动冷凝器（4）管道连接气液联动泵（6），所述气液联动泵（6）管道连接预加热器（11），所述预加热器管道连接蒸发器（12），冷凝后的液态膨胀工质经气液联动泵（6）升压，以及预加热器（11）加热后进入蒸发器（12）内蒸发成气态膨胀工质；所述的冲击式水轮机（8）同轴连接发电机（7）以及液体工质泵（9），以带动发电机（7）发电及液体工质泵（9）将液体工质抽入至另一个处在低压的气液联动缸（5）内；所述的活塞组（3）带动回热工质从气液联动冷凝器（4）中吸热并在蒸发器（12）中液化放热，经预加热器（11）、散热器（10）降温后重新回到气液联动冷凝器（4）中。


2.根据权利要求1所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统，其特征在于：所述的热交换器（1）内的热流体为与膨胀工质不相溶的流体，将外接热能从设置在热交换器上部的热流入口（1-1）进入，并经水瀑喷口进入热交换器（1）内，所述热交换器（1）的下部设置有热流出口（1-2），所述热交换器（1）的内底部设置有气泡器（2）。


3.根据权利要求1所述的一种朗肯循环式新能源发动机系统，其特征在于：所述的气液联动缸（5）不少于三个，围绕冲击式水轮机（8）环形布局，连续完成等压...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩传廷，朱本国，董盼稳，韩传磊，廉强德，张建国，
申请(专利权)人：济宁圣峰环宇新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37