[其他]蒸汽制冷高效熱力裝置(發(fā)動機)

無效

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• 申請日: 1987-06-15
• 公開（公告）號: CN87104297A
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊德貴
• 申請（專利權(quán)）人: 楊德貴
• 主分類號: F01P3/22
• 分類號: F01P3/22;F01P9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

蒸汽制冷高效熱力裝置（發(fā)動機）是采用蒸汽制冷蒸汽（氣體）動力循環(huán)的高效熱力裝置（發(fā)動機），包括外燃式和內(nèi)燃式兩大類，為通用型的基礎(chǔ)熱力裝置（發(fā)動機），屬發(fā)動機和泵領(lǐng)域。

熱力機械自瓦特發(fā)明蒸汽機以來，到現(xiàn)在已有兩百多年歷史，由外燃式發(fā)展到內(nèi)燃式，由開始的低效率到提高熱效率數(shù)倍，曾經(jīng)歷了無數(shù)次地變革和完善;從一個領(lǐng)域應(yīng)用到若干個領(lǐng)域，至今熱機已遍布陸、海、空所有地方;正是因為有了它們，人類社會才有今天的高度文明，給人類改造社會和自然以強大動力，整個世界晝夜光明、生氣勃勃，呈現(xiàn)興旺發(fā)達令人鼓午的繁榮昌盛景象，使人類賴以高效率地創(chuàng)造美好未來！

由于今天人類社會的高速發(fā)展，熱力機械的應(yīng)用無限廣泛，能源需求量成倍增加，隨著自然資源的不斷開發(fā)利用，人類面臨化學能源短缺和枯竭的嚴重問題，世界各國都把節(jié)能作為發(fā)展國民經(jīng)濟的頭等大事！

在這形勢逼人的異常情況下，發(fā)明者帶著上述嚴重問題，對人類現(xiàn)在應(yīng)用的各類熱力機械進行了深入細致地分析、比較，認識到目前世界上的所有熱機都存在著一個違背人們意愿的通病，即它們的作功能力全是不超過加入熱量50%的放熱機械，并且，絕大多數(shù)熱機的實際熱效率還只有20～30%，耗能大長期以來就是人類欲攻未破的老大難;使用歷史最早最長的蒸汽動力循環(huán)裝置，因水的汽化潛熱大，超過吸熱量一半以上的凝固熱無法利用而只有白白地丟掉;所有熱力機械均由于材料的容許溫度有限，傳統(tǒng)循環(huán)的最高溫度只能提高到一定程度;環(huán)境溫度相對為定值，不能隨意降低，導(dǎo)致現(xiàn)有的理想循環(huán)效率都不高，壓縮比稍稍增加，壓縮終溫就大幅度上升，汽油機等點燃式發(fā)動機產(chǎn)生爆震，壓比增加，燃氣輪機則壓縮終溫接近或等于金屬的許用溫度極限，吸熱困難或等于零，使熱機失去意義。綜上所述，熱機的現(xiàn)狀是排汽（氣）損失大熱效率低，成為作功少放熱多的名符其實放熱機械，陶瓷雖絕熱性能好，但最后排氣溫度高，依然是把熱排走了，對提高熱效率仍無能為力！

為提高熱效率，發(fā)明者在無數(shù)前人不懈努力的基礎(chǔ)上，打破常規(guī)，在低溫領(lǐng)域狠下功夫。于排汽（氣）損失上動腦筋;發(fā)明者想：人們過去按卡諾循環(huán)理論行事，材料允許溫度不可能太高，循環(huán)最高溫度和壓縮比為有限值，熱效率低成為當然定局，永遠遠小于1，但為什么制冷機和熱泵又大于1呢？蒸汽制冷甚至遠大于1呢？

由此，發(fā)明者從蒸汽制冷循環(huán)中得到啟示：應(yīng)用液體的巨大潛熱成為本發(fā)明的主要宗旨，要提高熱機的效率，力求高溫不應(yīng)是唯一出路，而應(yīng)該還有更重要最根本的途徑！若有一種物質(zhì)來源廣泛，價格低廉，能達到類似熱泵那樣的效果，那它就是最理想的東西！

各種液體物質(zhì)中，水是能達到其目的的最神奇物之一！下面就主要以水為例作簡要說明，而其它如氨等蒸汽物則依此類推！

水，世界上儲量最多、分布最廣，為取之不盡用之不竭隨手可得的天然之物，從人類應(yīng)用熱機的第一天起，它就是為代替人而提高工作效率的最基本最關(guān)鍵的東西，但兩百多年來，就因為水的汽化潛熱大成為提高熱效率的主要障礙;占作功蒸汽熱量大部的凝固熱能不能回避呢？可不可以不完全凝固呢？作功上能否利用排出的蒸汽呢？能否象內(nèi)燃機那樣預(yù)壓縮而又能保證足夠的吸熱溫差呢？

在壓縮作功后排出的飽和蒸汽（直接或間接獲得有較高溫度的排氣或氣體）中加入一定量的液體如水等汽化冷卻，上述目的就奇跡般地達到了！

一、外燃式蒸汽制冷蒸汽（氣體）動力循環(huán)高效裝置（發(fā)動機）

蒸汽制冷蒸汽（氣體）動力循環(huán)高效裝置（發(fā)動機）分濕壓縮循環(huán)和干壓縮循環(huán)兩種，制冷劑為水或氨等其他液體，循環(huán)工質(zhì)為蒸汽（水蒸汽、氨蒸汽等）或氣體（空氣、氫、氮等）。

1、濕壓縮循環(huán)蒸汽制冷高效熱力裝置（發(fā)動機）

該循環(huán)為閉式循環(huán);也可為不完全閉式循環(huán)。

首先壓縮機吸入膨脹機作功后排出的濕蒸汽或濕氣，經(jīng)絕熱變熵壓縮，干度增加溫度上升，濕蒸汽或濕氣中的液體汽化吸熱降溫，壓縮終了時;最低溫度為要求壓力下的飽和溫度，壓縮完后為高干度的飽和濕蒸汽或濕氣，也可為干飽和或過熱蒸汽或氣體，定壓加熱至要求溫度，最后膨脹機作功，排出的濕蒸汽或濕氣又再進入壓縮機完成整個循環(huán)。循環(huán)中，與傳統(tǒng)蒸汽動力循環(huán)比較，沒有定壓定溫放熱過程，減少了過去人為凝固中占大部熱量的潛熱損失，從而極大地提高了熱效率;與蒸汽卡諾循環(huán)比較，不但減少了定溫定壓放熱，而且是現(xiàn)實地變定熵壓縮為變熵壓縮，