热气体自身冷却器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103061851A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103061851103061851A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201210563219.3(22)申请日2012.12.21(66)本国优先权数据201210011113.22012.01.13CN(71)申请人摩尔动力(北京)技术股份有限公司地址100101北京市朝阳区北苑路168号中安盛业大厦24层(72)发明人靳北彪(51)Int.Cl.F01N3/02(2006.01)F01N5/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称热气体自身冷却器(57)摘要本发明公开了一种热气体自身冷却器，包括热气体通道和闭合循环回路，在所述闭合循环回路上依次设有涡轮动力机构、降温器、低温热交换器、叶轮压气机和高温热交换器，所述热气体通道依次与所述高温热交换器和所述低温热交换器的高温流体入口连通，所述涡轮动力机构对所述叶轮压气机输出动力。本发明热气体自身冷却器只是利用热气体自身的热量，达到热气体自身温度得到降低的目的。CN103061851ACN103685ACN103061851A权利要求书1/1页1.一种热气体自身冷却器，其特征在于：包括热气体通道（1）和闭合循环回路（2），在所述闭合循环回路（2）上依次设有涡轮动力机构（21）、降温器（4）、低温热交换器（31）、叶轮压气机（22）和高温热交换器（30），所述热气体通道（1）依次与所述高温热交换器（30）和所述低温热交换器（31）的高温流体入口连通，所述涡轮动力机构（21）对所述叶轮压气机（22）输出动力。2.如权利要求1所述热气体自身冷却器，其特征在于：在所述闭合循环回路（2）上还设有附属涡轮动力机构（211），所述附属涡轮动力机构（211）设置在所述涡轮动力机构（21）与所述低温热交换器（31）之间的连通通道上。3.如权利要求2所述热气体自身冷却器，其特征在于：所述降温器（4）设置在所述涡轮动力机构（21）和所述附属涡轮动力机构（211）之间的连通通道上。4.如权利要求1至3中任一项所述热气体自身冷却器，其特征在于：所述热气体通道（1）上设有附属降温器（41），所述附属降温器（41）设置在所述高温热交换器（30）与所述低温热交换器（31）之间的连通通道上。2CN103061851A说明书1/3页热气体自身冷却器技术领域[0001]本发明涉及热能和动力领域，尤其是一种热气体自身冷却器。背景技术[0002]在热能与动力领域中，热气体（所谓的热气体是指温度高于外界环境的气体）广泛存在，例如热机的排气等。在很多情况下需要对热气进行冷却，特别是在有些情况下，需要将热气体冷却到低于环境温度的状态，这些冷却过程，往往需要消耗很多动力，造成系统的效率降低。热气体特别是温度较高的热气体，例如内燃机的排气（内燃机的排气的温度一般在500℃以上），本身具有相当高的能量，如果能够利用这些能量，对外做功或对其自身进行冷却，将能大大提高内燃机的效率，减少能源消耗。发明内容[0003]为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：一种热气体自身冷却器，包括热气体通道和闭合循环回路，在所述闭合循环回路上依次设有涡轮动力机构、降温器、低温热交换器、叶轮压气机和高温热交换器，所述热气体通道依次与所述高温热交换器和所述低温热交换器的高温流体入口连通，所述涡轮动力机构对所述叶轮压气机输出动力。[0004]在所述闭合循环回路上还设有附属涡轮动力机构，所述附属涡轮动力机构设置在所述涡轮动力机构与所述低温热交换器之间的连通通道上。[0005]所述降温器设置在所述涡轮动力机构和所述附属涡轮动力机构之间的连通通道上。[0006]所述热气体通道上设有附属降温器，所述附属降温器设置在所述高温热交换器与所述低温热交换器之间的连通通道上。[0007]本发明的原理是：热气体由所述热气体通道的一端通入，经所述高温热交换器进行热交换降温后，再经所述低温热交换器进行热交换降温（或先经所述附属降温器降温后再经所述低温热交换器进行热交换降温），逐步使所述热气体中所含热量减少，从而达到降温的目的；而所述高温热交换器和所述低温热交换器均设在所述闭合循环回路上，所述闭合循环回路中设有循环流动的工质，该工质在所述高温热交换器中吸收所述热气体的热量被加热后，膨胀形成高温高压工质推动所述涡轮动力机构做功，然后进入所述降温器被降至常温，而后进入所述低温热交换器吸收所述热气体中的热量被加热，最后被所述叶轮压气机压缩循环至所述高温热交换器，进行下一个循环，如此往复，实现对所述热气体的冷却功能，其中所述涡轮动力机构对所述叶轮压气机输出动力。[0008]本发明中，