[发明专利]一种低温型发动机以及发动机回热方法

权利要求书

1.一种低温型发动机，其特征在于，包括制冷压缩机、回热交换器、汽化膨胀装置、冷凝蒸发器、空气或水加热器、膨胀机、液压泵以及启动系统；

所述回热交换器包括第一放热通道以及第一吸热通道；

所述冷凝蒸发器包括第二放热通道以及第二吸热通道；

所述的空气或水加热器包括第五放热通道以及第五吸热通道，所述第五放热通道接入空气或水；

所述制冷压缩机、第一放热通道、汽化膨胀装置、第二吸热通道依次连接形成密闭制冷回路，所述制冷回路中填充有制冷剂；

所述膨胀机、第二放热通道、液压泵、第一吸热通道、第五吸热通道依次连接形成密闭做功回路，所述做功回路中填充有膨胀工质；

所述制冷剂由制冷压缩机压缩成高压气态制冷剂，进入到所述第一放热通道内与所述第一吸热通道内的低温液态膨胀工质进行热交换，在热交换后，所述高压气态制冷剂冷凝成为低温高压液态制冷剂，而所述低温液态膨胀工质吸热并经过空气或水加热器以及第一加热器再加热后汽化形成气态膨胀工质；

所述低温高压液态制冷剂经所述汽化膨胀装置后，进入所述的冷凝蒸发器的第二吸热通道，而所述气态膨胀工质在所述膨胀机中做功后，进入所述冷凝蒸发器的第二放热通道；在所述冷凝蒸发器中进行热交换，所述制冷剂吸热膨胀成低温低压气态制冷剂重新进入到所述压缩机中；而所述膨胀工质放热被冷凝成低温低压液态的膨胀工质，进入到所述液压泵加压；

所述启动系统设置于所述制冷压缩机的高压气体出口处，用于提供启动冷源，冷却所述制冷压缩机出来的高温高压气态的制冷剂，并且在所述第一吸热通道内的液态膨胀工质达到一定量时，所述启动系统停止工作。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括所述第一加热器，所述第一加热器包括第三放热通道以及第三吸热通道，所述第三放热通道接入热源；所述第三吸热通道连接与所述第五吸热通道和所述膨胀机之间，所述第三放热通道与所述第三吸热通道进行热交换，所述第三吸热通道内的膨胀工质吸热。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述制冷剂和膨胀工质为两种具有不同沸点的工质；所述制冷剂为汽化潜热大、沸点比膨胀工质低的工质，所述膨胀工质为汽化潜热小、沸点比所述制冷剂高。

4.根据权利要求1、2或3所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括连接在所述回热交换器与所述制冷压缩机之间的启动冷却蒸发器；

所述启动冷却蒸发器包括与所述制冷压缩机和第一放热通道连通的第四放热通道、以及与所述启动系统连通的第四吸热通道。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述启动系统包括启动压缩机、冷凝器、启动干燥过滤器以及启动节流器；

所述启动压缩机、冷凝器、启动干燥过滤器、启动节流器以及第四吸热通道依次连接形成密闭启动制冷回路，所述启动制冷回路中填充有启动降温冷媒；

或者，所述启动系统为连接所述第四吸热通道的液氮供给系统。

6.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述汽化膨胀装置包括依次连接在所述第一放热通道和第二吸热通道之间的干燥过滤器和节流器；

或者，所述汽化膨胀装置包括连接在所述第一放热通道和第二吸热通道之间的透平膨胀机、以及连接在所述第二吸热通道和所述制冷压缩机之间由所述透平膨胀机同轴带动的透平压缩机。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述膨胀机的进气口设有用于控制所述膨胀工质进入所述膨胀机的末级启动阀。