[发明专利]一种等温膨胀的单阀膨胀机系统及方法

摘要

本发明涉及一种等温膨胀的单阀膨胀机系统及方法，可应用于小型/微型压缩空气储能系统或者其他动力系统，通过向膨胀过程的气体内喷射雾状或者泡沫状介质实现准等温膨胀过程，从而提高单位工质的输出功量，并提高系统的整体效率。具体方式是所述气缸顶部装有进气阀和环形喷射器，所述进气阀与外部高压气体工质源连通，所述环形喷射器与外部加热介质源系统连通，在膨胀机工作过程中，将加热后的加热介质雾化或者形成泡沫并以一定的质量流量注入气缸内。本发明相对于传统的单阀膨胀机，可以使膨胀过程明显地偏离绝热过程，获得接近于等温的“准等温膨胀”过程，提高单位工质的输出功量以及膨胀机的工作效率。

主权项

一种等温膨胀的单阀膨胀机系统，包括活塞、气缸和曲柄连杆机构，所述活塞滑动安装于气缸中，所述曲柄连杆机构包括连杆和曲柄，所述连杆一端与活塞连接，另一端与曲柄连接，其特征在于:‑‑所述气缸顶部装有进气阀和环形喷射器，所述进气阀与外部高压气体工质源连通，所述环形喷射器与外部加热介质源系统连通，用以将加热后的加热介质雾化或者形成泡沫并以一定的质量流量注入气缸内；‑‑在靠近所述活塞的下止点附近位置的所述气缸的侧壁上设有排气孔，围绕所述气缸的外壁形成一封闭排气缓冲腔，所述排气缓冲腔可通过气缸侧壁上的排气孔与气缸连通，在所述排气缓冲腔的底部或靠近底部的侧壁上设置有排液口，所述排液口在高度方向上位于所述排气孔下方，在所述排气缓冲腔的顶部或靠近顶部的侧壁上设置有气体出口，所述气体出口在高度方向上位于所述排气孔上方；‑‑当所述活塞运行至上止点附近时，所述进气阀打开，高压气体工质进入所述气缸，与所述环形喷射器喷出的雾状或泡沫状加热介质混合后，驱动活塞做功；‑‑当所述活塞运行至下止点附近时，所述排气孔被打开，膨胀后的气体工质和活塞表面积聚的加热介质通过所述排气孔排入所述排气缓冲腔；‑‑在所述排气缓冲腔内加热介质与气体工质分离，加热介质通过所述排液口排出，气体工质通过所述排气出口排出。