[发明专利]气压-热力膨胀式循环方法及其装置

权利要求书

1.一种气压—热力膨胀式循环方法，在热力循环过程中，系统内冷媒工质经历一系列的状态变化，完成一周循环后重新回复到原来的初始状态，其特征是：

在压力作用下，过冷液进入混合气体空间绝热膨胀，产生低温液和低温冷媒蒸汽；

受反向力及混合气体总压力作用，混合气体推动冷媒工质对外做功，并凝结出低温液；

低温液受力的作用进入低温热源定压吸热而显热升温；

显热升温低温液受力的作用进入高温热源定压吸热产生高温冷媒蒸汽；

高温冷媒蒸汽在压力差作用下进入另一低温热源定压放热，冷却成为过冷液。

2.根据权利要求1所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：混合气体推动冷媒工质对外做功，应选择合适的冷媒工质比体积，也可通过增大冷媒工质比体积或推动力，以达到混合气体对外热功交换所需的做功量。

3.根据权利要求1所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：高温热源达到混合气体总压力或和低温液柱静压力组成的合力或冷凝压力所对应的冷媒工质饱和温度及以上时，系统进入循环运行状态。

4.根据权利要求2所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：混合气体对外热功交换，是通过热功转换机械将混合气体热能量转化为机械能向外输出。

5.根据权利要求1所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：混合气体空间是设有进出口的开口系统，其内贮存一定压力的辅助气体工质，以建立混合气体总压力；为过冷液提供足够的空间体积和低温或低压冷媒工质分压力环境绝热膨胀。

6.根据权利要求1或3或5所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：冷媒工质循环运行时，混合气体总压力大于或等于冷凝压力。

7.根据权利要求1所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：混合气体是由辅助气体工质和冷媒蒸汽工质组成。

8.根据权利要求1至3或5或7所述的气压-热力膨胀式循环方法，其特征是：辅助气体工质标准沸点低于冷媒工质标准沸点。

9.一种实施权利要求1的方法的装置，在循环系统中各部件出入口采用管道或直接密封连接，冷媒工质密封在循环系统内，其特征是：按水平高度由上至下顺序排列冷凝器、低温液发生器、低温换热器和集热器，各上下相邻的上方部件出口与下方部件入口连接；集热器出口与热功交换机入口连接，热功交换机出口与冷凝器入口连接。

10.根据权利要求9所述的一种实施权利要求1的方法的装置，其特征是：热功交换机是应用于冷媒工质循环系统中，按需转换热能量要求设计输出做功量的机械部件；其结构主要由有工质进出口的机体外壳内设置滑动配合的转动叶轮，叶轮转轴伸出机体外壳连接一定的机械负荷而组成。

11.根据权利要求9所述的一种实施权利要求1的方法的装置，其特征是：低温液发生器主要由隔热保温的钢性开口容器，贮存一定压力的辅助气体工质组成；其上方开口为入口，下方开口为出口。

12.根据权利要求9所述的一种实施权利要求1的方法的装置，其特征是：低温换热器是以液体显热吸收外界热量的换热设备。

13.根据权利要求9所述的一种实施权利要求1的方法的装置，其特征是：集热器可吸收任何方式产生的高于冷媒工质温度的热量，并具有对其内混合气体加热而分离辅助气体工质和冷媒蒸汽工质的结构特点。