[发明专利]氧气闭合循环热动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其涉及一种热动力系统。

技术背景

发动机污染物的排放是当今世界最大的污染源之一，追其根本原因，是由于传统的发动机都是从环境吸气将燃烧的产物排放给环境，这就不可避免地造成对环境的破坏，特别是对大型城市的环境的破坏。为了解决这一问题，本发明人在专利号为201020545744.9的专利中公开了一种气闭合循环热动力系统，能够从燃烧产物分离出水和二氧化碳，但是如果能够使在热动力系统中参与循环的气体中氧气处于过量状态甚至所有参与循环的气体的绝大部分或完全是氧气，将大幅度提高发动机的效率、升功率并将大幅度减少燃烧过程中剩余的碳氢化合物、一氧化碳以及颗粒。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种氧气闭合循环热动力系统，包括发动机、非混合式冷凝冷却分离器和液氧源，所述发动机的排气道与所述非混合式冷凝冷却分离器的被冷却流体入口连通，所述发动机的进气道与所述非混合式冷凝冷却分离器的被冷却流体出口连通；所述液氧源与所述非混合式冷凝冷却分离器的被加热流体入口连通，所述非混合式冷凝冷却分离器的被加热流体出口经所述进气道或经氧源通道与所述发动机的间歇燃烧室连通，在所述液氧源和所述间歇燃烧室之间设液氧源控制阀，所述液氧源控制阀和燃料控制阀受氧过量控制装置控制。

方案2：在方案1的基础上，所述液氧源经所述非混合式冷却分离器的被加热流体通道再经所述氧源通道与所述发动机的间歇燃烧室连通。

方案3：在方案1的基础上，所述非混合式冷凝冷却分离器包括非混合式排气冷却器和非混合式排气深度冷却器，所述排气道依次与所述非混合式排气冷却器和所述非混合式排气深度冷却器连通。

方案4：在方案1的基础上，在所述进气道内设射流泵，所述射流泵的流体出口的气体流动方向与所述进气道内的气体流动方向相同，所述射流泵的动力流体入口与所述非混合式冷凝冷却分离器的被加热流体出口连通。

方案5：在方案1的基础上，在连通所述间歇燃烧室和所述非混合式冷凝冷却分离器之间的所述排气道上设排气自身冷却器。

方案6：在方案1的基础上，在连通所述间歇燃烧室和所述非混合式冷凝冷却分离器之间的所述排气道上设排气辅助冷却器。

方案7：在方案1的基础上，在连通所述间歇燃烧室和所述非混合式冷凝冷却分离器之间的所述排气道上设排气辅助深度冷却器。

方案8：在方案1的基础上，在连通所述间歇燃烧室和所述非混合式冷凝冷却分离器之间的所述排气道上设降温器。

方案9：在方案1的基础上，所述排气道与透平的工质入口连通，所述透平的工质出口经降温器与叶轮压气机的工质入口连通，所述叶轮压气机的工质出口与所述非混合式冷凝冷却分离器的被冷却流体入口连通。

方案10：在方案1的基础上，在由包括所述液氧源、所述排气道、所述非混合式冷凝冷却分离器、所述进气道或所述氧源通道以及所述间歇燃烧室构成的气体循环回路中，参与循环的气体中的一部分为不凝气。

方案11：在方案1的基础上，所述氧气闭合循环热动力系统还包括不凝气储罐，所述不凝气储罐经控制装置与所述气体循环回路连通。

方案12：在方案1的基础上，所述氧气闭合循环热动力系统还包括不凝气回储压缩机，所述不凝气回储压缩机的进气口经控制阀与所述气体循环回路连通，所述不凝气回储压缩机的气体出口经控制阀与所述不凝气储罐连通。

方案13：在方案10或11的基础上，所述氧气闭合循环热动力系统还包括不凝气回收压缩机，所述不凝气回收压缩机的进气口与所述气体循环回路中的不凝气泄露区连通，所述不凝气回收压缩机的气体出口经控制阀与所述不凝气储罐连通。

方案14：在方案10或11的基础上，所述气体循环回路中的不凝气泄露区通过管道与系统中的低压区连通。

方案15：一种氧气闭合循环热动力系统，包括发动机、混合式冷凝冷却分离器和液氧源，所述发动机的排气道与所述混合式冷凝冷却分离器的被冷却流体入口连通，所述发动机的进气道与所述混合式冷凝冷却分离器的气体出口连通；所述液氧源与所述混合式冷凝冷却分离器的被加热流体入口连通，在所述液氧源和所述间歇燃烧室之间设液氧源控制阀，所述液氧源控制阀和燃料控制阀受氧过量控制装置控制。

方案16：在方案15的基础上，所述混合式冷凝冷却分离器包括混合式排气冷却器和混合式排气深度冷却器，所述排气道依次与所述混合式排气冷却器和所述混合式排气深度冷却器连通。