[发明专利]热力发动机系统

权利要求书

1.一种热力发动机系统，用于通过使包括第一成分和第二成分的工作流体膨胀来产生功，该系统包括：

用于将所述工作流体的作为液体的第二成分与在整个系统中始终为气体的第一成分混合起来的设备；

用于压缩所述第一成分的压缩器；

用于压缩所述第二成分的至少大部分的泵；

用于加热所述第一成分和第二成分的加热器；

用于膨胀所述第一成分和第二成分以产生功的膨胀器；以及

换热器，该换热器用于将来自所述膨胀器的出口的工作流体的至少一部分能量转移给来自所述设备的出口的工作流体，

其中，在所述换热器中转移的能量的主要部分，是来自所述膨胀器的出口的第二成分的潜热的至少一部分。

2.如权利要求1所述的热力发动机系统，其中所述设备被设置成将液态的所述第二成分喷射到其中具有所述第一成分的空间中。

3.如权利要求1所述的热力发动机系统，其中所述设备被设置成将所述第一成分扩散到液态的所述第二成分中。

4.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述换热器为管壳式热交换器的形式。

5.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述换热器为降膜式冷凝器的形式。

6.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述换热器被设置成，在来自所述膨胀器的出口的工作流体冷却时，提供对所述工作流体的液态部分与气态部分的分离。

7.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述系统还包括至少一个冷却器，该冷却器用于在所述第一成分和所述第二成分在所述设备中混合之前冷却所述第一成分和/或第二成分。

8.如权利要求7所述的热力发动机系统，其中所述冷却器中的至少一个包括位于所述压缩器中的中间冷却器，以提供对所述第一成分的级间冷却。

9.如权利要求7或8所述的热力发动机系统，其中所述至少一个冷却器或者所述至少一个冷却器中的至少一个包括用于在所述第一成分已经被压缩之后冷却所述第一成分的压缩器后冷却器。

10.如权利要求7至9中任一项所述的热力发动机系统，其中所述至少一个冷却器或者所述至少一个冷却器中的至少一个包括用于在所述第一成分在所述压缩器中被压缩之前冷却所述第一成分的压缩器前冷却器。

11.如权利要求7至10中任一项所述的热力发动机系统，其中所述至少一个冷却器或者所述至少一个冷却器中的至少一个包括用于冷却所述液态的第二成分的液体冷却器。

12.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述泵将所述液态的第二成分的至少大部分压缩到高于环境压强的压强。

13.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述泵将所述液态的第二成分压缩到等于或约等于所述压缩器将所述第一成分压缩到的压强。

14.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述系统还包括用于在来自所述膨胀器的工作流体离开所述换热器之后冷却该工作流体的冷凝器。

15.如权利要求14所述的热力发动机系统，其中所述冷凝器被设置成将来自所述膨胀器的工作流体的第二成分基本上冷凝成液体。

16.如权利要求14或15所述的热力发动机系统，其中所述冷凝器是用于在所述第二成分冷凝时将所述第二成分与所述第一成分分离开的分离器。

17.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述系统是封闭系统，除了对附带损失进行补偿之外，该系统在系统工作期间基本上没有质量输入或输出。

18.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，所述系统还包括用于对所述系统工作期间在所述换热器中的能量转移进行控制的能量转移控制器。

19.如前述权利要求中任一项所述的热力发动机系统，其中所述系统还包括质量流控制器，该质量流控制器用于相对于所述第一成分的质量流率控制所述第二成分的质量流率。