專利名稱：熱力能量發(fā)生系統的制作方法
技術領域：
本申請涉及外加熱引擎。更具體地，本申請涉及在低溫低壓下工作的外加熱引擎的效率和性能的改進。
背景技術：
外加熱引擎，尤其是類似于氣體或液體渦輪類引擎的外加熱引擎，通常具有極大的前景。這是因為這樣的引擎相當高效、操作相對簡單，且可靈活使用工作流體作為媒介。 然而，與此同時，外加熱引擎在許多應用中受到了重大的限制。使用液態(tài)流體流的渦輪類引擎受到的限制最大。除非與其后具有大量的水的水壩或與高處大量下落且特別快速流動的水流連通，外加熱引擎不能產生大量的能量。在沒有水壩或水流的情況下，充分加熱液體或將其升高足夠多而不使用太多的花費以獲得有用的網絡輸出則是不可行的或無效的。同樣，例如一些蒸汽船中使用的槳輪類結構需要單獨的動力源(例如，蒸汽機)來進行操作。使用氣態(tài)流體流的渦輪類引擎具有更大的前景。其可使用氣相流體為引擎(例如，蒸汽機車)提供動力。其它類型的熱氣渦輪也是本領域公知的，并可有效地工作。然而， 事實上，在全部這些情況中，氣體需要非常高的溫度和壓力。這些引擎難以達到幾百華氏度的溫度并同時在幾百PSI的壓力下工作。通常，這意味著必須為引擎專門提供燃燒源與之結合工作，以達到所需要的工作水平。舊的蒸汽機車和固定的蒸汽機例如依靠大量的煤火運行，與升壓泵結合工作，以產生所需要的水平。這樣的引擎會在不合適的時間爆炸。氣體渦輪引擎(例如在發(fā)電站使用的)也使用非常高的溫度和壓力。噴射式渦輪引擎(例如在飛機上使用的)也在其燃燒腔內產生極高的溫度，并且還使用多級壓縮以達到期望的壓力和溫度。本發(fā)明旨在提供這樣的熱力引擎和熱力能量發(fā)生系統，其避免高溫高壓，并依賴于相對低溫的熱源和低壓工作流體來產生能量。該系統無需專用的燃燒源來工作，并將相對高效地工作，且產生足夠多的能量。例如，該引擎被設計為依賴于其它處理剩余的低溫廢熱工作，或依賴于低溫太陽能或地熱能工作。現有的許多專利公開了渦輪發(fā)電裝置的配置，具體地包括，旋轉元件上的渦輪葉片、機架結構、工作流體入口和排氣口。Scalzo的第3，501，249號美國專利針對渦輪轉子，尤其針對用于鎖定位于葉片支撐盤的外圍的渦輪轉子葉片的結構。Basmajian的第4，073，069號美國專利公開了這樣的裝置，其包括中心圓盤制成的渦輪轉子輪和定子機架，繞中心圓盤的外圍以接近的規(guī)則間隔安裝并結合有弧形彎曲板狀渦輪葉片，定子機架上具有用于包圍該渦輪轉子輪的透明蓋，支撐一個或多個饋送噴嘴， 并提供噴嘴的定子反應底座，該輪及其機架安裝在器具底盤上，該底盤包括參數調節(jié)裝置和渦輪輸出調節(jié)測量裝置，以提供渦輪操作的緊湊經濟的指示器。
Miller等人的第4，400, 137號美國專利公開了轉子組件和用于將轉子葉片在該轉子組件內固定和移除的方法。該轉子組件包括轉子盤和多個轉子葉片。轉子盤限定多個葉片槽，并包括位于葉片槽之間的多個榫，多個榫限定從榫的外表面向內徑向延伸的多個銷槽。每個葉片包括位于葉片槽內、保護葉片不徑向移動的根部，并包括覆蓋榫且限定徑向延伸銷孔的葉片平臺。轉子組件還包括多個鎖定銷，鎖定銷徑向延伸穿過銷孔并進入銷槽， 以保護轉子葉片不徑向移動。每個銷包括頭部和底部以限定銷的徑向移動。Wosika的第4，421，454號美國專利公開了全周進氣徑向沖擊式渦輪和具有全周進氣式徑向沖擊級的渦輪。該渦輪為單軸、雙壓式渦輪。在包含軸向流渦輪級的低壓部分利用從徑向沖擊級所在的高壓部分排出的工作流體。雙壓渦輪的徑向沖擊級(或每個徑向沖擊級)具有轉子或輪，轉子或輪的桶或袋的方向與輪旋轉的方向橫切并在輪的外圍開口。經由形成或職稱在噴嘴環(huán)上的噴嘴將工作流體提供至桶，噴嘴環(huán)圍繞渦輪的輪并與桶的入口端對準。Miller等人的第4，502，838號美國專利公開了渦輪輪子的葉片(bucket)，上述葉片形成為輪坯邊緣內的一系列等間隔重疊的U形通道。在加工過程中，島狀物被遺留為U 形的彎曲部的內部部分，并與迷宮式密封結合用來提供每個葉片的入口和出口之間的流體密封。Violette的第5，074，754號美國專利公開了轉子葉片的保持系統，其利用固定保持法蘭和具有閉側保持件的可移動保持板的組合。這個系統可以快速更換或移除葉片以進行檢查、維修或更換，而無需移除周圍的主要引擎部件或結構件。通過將轉子葉片的成形葉片根部的向外延伸部分插入到外部位于保持件結構內部的向內徑向突出的法蘭的下方，轉子葉片安裝在可旋轉轂中的保持件(未示出)中。可釋放地安裝并配合于保持件的可移動保持板則捕獲并用可釋放的緊固件固定轉子葉片的成形根部的另一向外延伸部分。成形根部固定在保持件內而不使用直接的螺釘連接。預載緊固件產生系統組件中的壓縮負載，從而使其各組件表面的磨損減小或消除。現有技術包括嘗試從主熱源獲取廢熱然后在次級能量系統中再利用的能量系統的許多實施例。Kelly的第3，822，554號美國專利公開了在溫度Tl (低)和T2 (高)之間工作的熱力引擎，其包括在Tl和T2溫度下的換熱關系中的、單獨的蒸汽閉合循環(huán)電機和泵系統， 并包括以及系統的冷凝劑之間的換熱器。Cheng等人的第3，953，973號美國專利公開了一種熱力引擎或熱泵，其中，工作媒介交替地受到凝固和熔化操作。一種工作媒介稱為S/L型工作媒介，其受到循環(huán)操作，每個循環(huán)包括第一壓力下的高溫熔化步驟和第二壓力下的低溫凝固步驟。每個熱泵循環(huán)包括第一壓力下的高溫凝固步驟和第二壓力下的低溫凝固步驟。當使用非水媒介時，第一壓力和第二壓力分別為相對高壓和相對低壓。當使用水媒介時，兩個壓力分別為相對低壓和相對高壓。熱泵的操作為熱力引擎的反操作。Bjorklund的第4，292, 809號美國專利公開了用于將低級熱能轉化為渦輪的機
械能以進一步利用的方法。該方法的特征在于，在換熱器中將低級加熱媒介和第一冷卻媒介蒸發(fā)。將蒸汽運送至渦輪進行能量轉換，并將潮濕的蒸汽運送至換熱器進行冷凝。將冷凝物抽回換熱器。換熱器由蒸汽渦輪電路和熱泵電路以這樣的方式共用，以使換熱器包括
8蒸汽渦輪電路的冷凝器和熱泵電路中的蒸發(fā)器。通過冷凝去除的熱可由第二蒸發(fā)冷卻媒介吸收，其蒸汽由熱泵抽至由冷卻的媒介冷卻過的換熱器，在第二蒸發(fā)冷卻媒介處進行冷凝。 當從換熱器出去的冷卻的媒介整體加熱至低于處理開始時的原始溫度、或部分的流被重新加熱至等于或高于處理開始時的原始溫度并返回換熱器時，冷凝物經由膨脹閥被運送回換熱器。熱泵的熱氣用于對提供至渦輪的輸入的第一蒸發(fā)冷卻媒介進行額外的過熱。Dibelius等人的第4，475，343號美國專利公開了利用熱泵生成熱的方法，其中， 載熱流體由換熱器加熱并通過之后的壓縮機內的溫度升高而壓縮，熱量由此傳遞至熱接納 (heat-admitting)處理，然后流體在氣體渦輪中膨脹以工作，然后殘留的熱被傳輸至熱能處理，為壓縮機提供運轉的能量源的最高溫度低于熱傳遞的溫度。主熱源可由發(fā)熱的化學或核反應構成，熱接納處理可為煤的氣化處理。壓縮機內的工作基本由氣體渦輪和熱能量處理提供。Rosenblatt的第4，503，682號美國專利公開了一種引擎系統，其包括與吸收冷卻子系統結合的合成的低溫散熱器，該子系統的輸入來自外部低級熱能供應和冷卻流體的外部源。低溫引擎包括與外部熱能源換熱連通的高溫端、和與吸收冷卻子系統提供的合成散熱器換熱連通的低溫端。冷卻溫度可根據需要而改變，包括低于環(huán)境溫度(例如外部冷卻源的溫度)的溫度。這一特性使得能夠利用非常低級的外部熱輸入源，因為可選擇有利的低的冷卻溫度。Rosenblatt的第5，421，157號美國專利公開了低溫引擎系統，其具有換熱器形式的升溫恢復器，該恢復器的第一入口連接于位于渦輪熱力引擎的高溫入口和低溫出口之間的中間位置的抽取點，該恢復器的出口通過到第二入口的導管連接于渦輪的高溫端和低溫端之間、抽取點的下游處。在恢復器中，來自抽取點的熱力媒介與從渦輪單元的低溫排氣端經由水冷卻冷凝器得到的熱力媒介為熱交換關系，并在制冷冷凝器中與流進吸收冷卻子系統的冷凝劑為熱交換關系。離開恢復器返回渦輪的熱力媒介被引導穿過返回導管以與吸收冷卻子系統的冷凝劑進一步熱交換，并由外部熱源在換熱器中加熱，并通過導管返回渦輪的高溫端，從而完成循環(huán)。例如水的冷卻劑通過熱力媒介冷凝器導入以與從渦輪的低溫排氣端排除并穿過其中的熱力媒介進行換熱。Vogel的第5，537，823號美國專利公開了組合循環(huán)熱力熱流處理，用于將熱能高效轉換為機械軸動力。這一處理對于提供電力的高效能量轉換系統(以及熱服務的適當情況)特別有用。還公開了高效能量轉換系統。優(yōu)選的系統包括兩個閉合Brayton循環(huán)系統，一個用作熱力引擎，另一個用作熱泵，二者的閉合工作流體系統在公共的間接換熱器處連接。熱力引擎優(yōu)選為由于能拒絕來自公共的換熱器的膨脹的渦輪工作流體的熱而能夠特別高效工作的氣體渦輪，公共的換熱器通過熱泵系統保持在低溫。熱泵系統有用地使用氣體渦輪技術，但由從熱力引擎的輸出部分獲取能量的電機驅動。Rosenblatt的第6，052，997號美國專利公開了一種改進的組合循環(huán)低溫引擎系統，其具有循環(huán)膨脹渦輪媒介，該媒介用于當其與渦輪路徑橫切時恢復熱量。熱恢復是通過提供一系列換熱器并提供膨脹的渦輪媒介而完成的，從而與吸收冷卻循環(huán)中的循環(huán)冷卻劑熱交換連通。吸收冷卻子系統的先前的熱恢復被限制為在到其加熱器的路徑中冷卻從ORC 渦輪的冷凝器返回的冷凝物Saranchuk等人的第7，010，920號美國專利公開了一種低溫熱力引擎，其使廢熱通過換熱器流回主動力入口。該專利公開了用于利用在系統中循環(huán)的工作流體產生動力以驅動負載的方法，該系統包括具有入口的主動力和容納流出主動力的流體的聚積器。加熱的蒸汽流體流以相對高壓被提供至主動力入口，并通過主動力膨脹至低壓排放側，以使排出的流體進入聚積器。排出的流體通過經過具有壓力差的膨脹裝置而蒸發(fā)到具有小于主動力排放側壓力的壓力。從主動力排放的排出流體中液化的潛在熱量通過換熱器傳遞至穿過膨脹裝置的排出流體。受到從主動力排放的流體傳遞的熱的、蒸發(fā)的排出流體可通過壓縮機和蒸汽鼓返回主動力入口。蒸發(fā)的排出流體可通過壓縮機從聚積器直接移除，在壓縮機處使其受壓為壓力略高于其直接傳遞至的蒸汽鼓內的壓力，或者可使其在到蒸汽鼓的路徑中離開壓縮機之后經過換熱器將來自壓縮流體的熱傳遞至外部媒介。將來自聚積器的液態(tài)排出流體抽至加熱液體鼓中，然后經由換熱器到達蒸汽鼓。液態(tài)排出流體額通過換熱器處從外部源吸熱的孔而膨脹，并根據離開換熱器時的溫度排放至蒸汽鼓或聚積器內。Stinger等人的第7，096，665號美國專利公開了級聯閉合回路循環(huán)(Cascading Closed Loop Cycle, CCLC)和超級聯閉合回路循環(huán)(Super-CCLC)，上述系統用于從蒸汽渦輪系統的廢熱恢復機械能或電能形式的動力。通過蒸發(fā)多個間接換熱器中的丙烷或其它輕質烴流體、在多個級聯的膨脹渦輪中膨脹蒸發(fā)的丙烷以生成有用的能量、并利用冷卻系統將其冷凝為液體，恢復來自加熱器和蒸汽冷凝器的廢熱。然后，用泵對液體丙烷加壓，并使其返回間接換熱器，以在閉合的密封處理中重復蒸發(fā)、膨脹、液化和加壓循環(huán)。該系統可用于從低溫熱源產生動力。盡管做出了大量的嘗試希望從主熱源獲得廢熱并將能量在次級能量系統中再利用，但是全部這些嘗試都具有缺陷。因此，需要一種高效、可靠且低成本的、利用低溫廢氣并能利用低溫低壓工作流體流操作的能量系統和熱力引擎。

發(fā)明內容
簡而言之，本發(fā)明包括容納于外殼中的外部加熱引擎。旋轉部件安裝在軸承上的外殼內，軸通過密封件延伸至引擎的外部。安裝在旋轉部件上的是一個或多個葉片。氣流通過一個或多個固定噴嘴的作用而導向至葉片的表面上。葉片上的氣體的作用使得力施加在葉片上。這導致旋轉部件旋轉，且當旋轉部件轉動時扭矩施加在軸上。旋轉部件能夠進行工作，這是通過將軸耦合至發(fā)電裝置以產生電功率來完成的。 在本發(fā)明中，通過利用諸如制冷劑的工作流體很容易在低溫下產生大量的、有益的、適度的壓縮氣體。例如，制冷劑R134就是工作流體的一種可能的類型。許多其他標準類型的制冷劑也是適用的。該液態(tài)形式的制冷劑在低溫低壓下很容易汽化并在加熱后產生大量的熱氣。R134氣體尤其適合于該目的，并完全避免了對高壓和高溫的需求。安裝在本發(fā)明的旋轉部件上的葉片不是傳統的設計?，F有技術的葉片傾向于制造為用于高溫高壓氣流(例如在噴氣發(fā)動機中)，或用于液體流(例如在水力發(fā)電設備中)。 這些葉片對于低溫低壓氣體不能很好地起作用。本發(fā)明通過將獨特的葉片設計與特殊設計相結合克服了現有技術的限制，從而在所需條件下有效地獲取功率。如所配置的那樣，噴嘴將氣流幾乎垂直地引導至葉片的表面上。這在葉片的上游側比下游側產生了更高的壓強，并且由于這種影響的效果，壓差(ΔΡ)產生了在所需方向上葉片上的凈力。如果葉片表面積足夠大并且旋轉部件的直徑較大，則一定量的ΔΡ能夠產生較大的扭矩。此外，葉片設計額外的優(yōu)點是由熱氣工作流體流和葉片的幾何配置產生的氣流的動量的變化。通過使工作流體流倒轉，使得在葉片上得到的反作用力將較大并且處于所需的方向。氣流的動量與其速率的平方成正比，所以噴嘴被設計為在氣流到達葉片之前，極大地加速氣流的速率。由氣流的速率產生的力是矢量，所以方向的變化可以和速度的變化一樣有效果。 所以，葉片表面是彎曲的，這要好于使氣流沖擊抵靠在葉片表面上，然后氣流的方向還轉變幾乎180度。這產生的動量變化幾乎兩倍于將氣流抵靠于葉片上。很高的速率(甚至超聲)和方向的徹底改變相結合導致了很大的動量變化。因此，在葉片上施加了較大的反作用力。精細導向氣體的作用和乘法效果的兩種類型的結合產生在該壓強和溫度下的氣體不能產生的力水平。此外，為了從整個系統中獲取均衡的、更好的性能，在輸入和功率系統的渦輪回路的排放中重獲能量。在引擎的輸入端，將熱量從外部源傳遞至服務于渦輪回路的換熱器。 這是通過將熱傳輸流體從熱源循環(huán)至換熱器而完成的。顯然，并不是熱傳輸流體流中的所有可用熱量都將被吸收至單個流通中的引擎內。如果在該點排出流體，那么將損失未被吸收的熱量。該系統利用了泵和回路將流體再循環(huán)至源，然后循環(huán)回到引擎。這樣，未浪費熱量，并且將熱量反復提供給引擎，而且最終幾乎將熱量全部利用上。甚至將操作泵所需的能量提供給氣流，從而將這些能量在圍繞最終應用的過程中獲取和循環(huán)。在渦輪回路的排放端，采用類似的過程。未在引擎中轉變?yōu)殡娏Φ臒崃烤奂趽Q熱器中，并且傳遞至回收回路。該回收回路本質上是熱泵，用于回升抬高工作流體的溫度， 然后將工作流體提供至另一個換熱器。然后，該換熱器用于在適當的點將熱量注回至引擎的主回路。甚至，用于使熱泵中的壓縮機工作的能量也吸收至工作流體中，并且注入引擎加以利用。在引擎的輸入端和排放端均結合了熱量回收和熱量再利用是極為有效的，并且產生的可用功率輸出遠大于具有給定熱源的情況。因此，本發(fā)明的一個目的是，在無需為了操作而使用專用燃燒源的情況下使功率系統工作。本發(fā)明的另一個目的是，在由其他過程中廢棄的低溫廢棄熱量下使功率系統工作，或者在低溫太陽能能量或地熱能量下工作。本發(fā)明的又一個目的是，能夠有效地利用低溫熱源和低壓工作流體產生大量能量。本發(fā)明的又一個目的是，提供具有一個或多個葉片的高效熱機，葉片安裝在旋轉部件上，旋轉部件利用了高速氣流，以將力施加在旋轉部件上。通過本發(fā)明的圖例、示例和一些實施方案，根據結合附圖的以下描述，將理解本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。本發(fā)明的每一幅附圖都是說明書的一部分，且包含了本發(fā)明的示例性實施方案，并且圖示了實施方案的各種目的和特征。


圖1是示出了主要組件的渦輪的核心的分解圖，包括葉片、噴嘴、旋轉件和圍繞物。

圖2A是具有葉片安裝槽的旋轉件的前視圖。圖2B是具有葉片安裝槽的旋轉件的側視圖。圖3A是葉片的頂視圖。圖3B是葉片的側視圖。圖4分層地示出了一個端板、旋轉件、葉片和噴嘴，從而可看出上述組件的關系。圖5A示出了一個端板，其具有噴嘴和用于該板的安裝定位孔。圖5B是圖5所示裝置的頂視圖。圖6A是圍繞物的中心部分或環(huán)的前視圖。圖6B是圖6A所示的中心部分或環(huán)的頂視圖。圖7A是具有排氣端口的相對端板的前視圖。圖7B是具有排氣端口的相對端板的頂視圖。圖8示出了與葉片對準的收縮噴嘴、和得到的流的方向。圖9示出了與葉片對準的收縮_張開噴嘴、和得到的流的方向。圖IOA是收縮噴嘴的截面圖。圖IOB是圖IOA的噴嘴的透視圖。圖IlA是收縮-張開噴嘴的截面圖。圖IlB是圖IlA的噴嘴的透視圖。圖12示出了整個系統的視圖，其中，在輸入回路具有緩沖換熱器，并利用一般的廢熱源。這有利于當需要時在輸入側設置熱泵。圖13示出了整個系統的視圖，其中，在輸入回路具有緩沖換熱器，并利用太陽能陣列作為熱源。這有利于當需要時在輸入側設置熱泵。圖14示出了整個系統的視圖，其中，在輸入回路不具有緩沖換熱器，并利用一般的廢熱源。圖15示出了整個系統的視圖，其中，在輸入回路不具有緩沖換熱器，并利用太陽能陣列作為熱源。
具體實施例方式圖1到11描述了熱力引擎。圖12到15描述了完整的熱力系統。從熱力引擎開始，圖1示出了熱力引擎組件的分解圖。如圖所示，熱力引擎包括左端鐘狀件6、右端鐘狀件7和環(huán)狀件4，上述三個部件共同用于包圍、密封、和支撐引擎。旋轉件1安裝在軸3上，軸3由安裝在左端鐘狀件6和右端鐘狀件7內的軸承5支撐。軸3 操作為連接于發(fā)電機或其他機械設備，以從旋轉件1得到運轉。左端機架包括入口端口 16， 每個入口端口 16支撐一個噴嘴8。右端鐘狀件7包括排氣端口 17。盡管本發(fā)明示出了四個入口噴嘴，但是入口端口和對應噴嘴的數量可從一個到多令變化。左端鐘狀件6、環(huán)狀件 4和右端鐘狀件7由多個緊固件以流體密封的關系牢固地緊固在一起，所述的緊固件例如為螺釘、螺母或密封件(未示出)。孔15以圓周的形式間隔地設置在左端鐘狀件6、右端鐘狀件7和環(huán)狀件4的周圍，且其大小被設置為允許多個螺釘從每個穿過。葉片2安裝在旋轉件1上。應該理解，示出的葉片和噴嘴的數量并不是唯一可能的數量。例如，這些數量可變化用來增加熱力引擎的能量輸出。同樣，盡管軸承5示出為滾珠軸承，但是應該理解，也可使用其它類型的軸承，例如，滾針軸承、滾柱軸承、經向軸承、磁力軸承等。旋轉件1可具有臨近左端鐘狀件6的第一平坦表面51和臨近右端鐘狀件7的第二平坦表面53。外圍表面55與第一和第二平坦表面都鄰接。葉片2的寬度近似等于第一和第二平坦表面之間的距離，葉片2的高度從外圍表面55向外延伸。圖2A、2B、3A和3B示出了旋轉件和葉片附件的一些其它細節(jié)。旋轉件1具有燕尾形的安裝槽9，葉片2可從側面滑進安裝槽9中。葉片2包括具有安裝孔13的楔形基座10， 銷釘和螺釘穿過安裝孔13安裝，從而在葉片滑進安裝槽9內之后將葉片保持在其位置。結合的效果是防止了葉片由于旋轉力而從旋轉件移開，還防止了葉片從一側移動到另一側從而在圍繞物的側壁上摩擦。每個葉片2都在第一側面上具有凹表面12，并在第二側面上具有凸表面11。在工作中，噴嘴8將高速氣體導向每個葉片2的凹表面12。噴嘴的角度和葉片的形狀提供了大量的優(yōu)勢。圖IOA和IlA示出了噴嘴的截面。氣體從左進入，并穿過圖IOA 所示的收縮噴嘴、或圖11所示的收縮_張開 噴嘴，以達到非常高的氣流速度。每個噴嘴都緊固并密封在各自的入口端口 16內，以便于根據需要移除或替換。此外，可使用不同的噴嘴設計來在需要改變流體性質的不同環(huán)境中對引擎進行操作。噴嘴形成為細長中空體，用于容納工作氣體并將其運送至準確的位置并以希望的方向流動。噴嘴出口處的錐形末端將輸出的流置于安裝在旋轉件1上的葉片2附近的期望位置。與離開噴嘴的非常高速的氣流速度結合的、大的總體流(集中的)導致集中流的非常大的動量。因而，與現有引擎相比，該流具有明顯優(yōu)勢。圖8和圖9示出了對準葉片的該流。如圖所示，氣流在氣流入口與葉片之間的非常小的角度(例如，10度)處被引入。如此設計中使用的，該流幾乎筆直地進入葉片2的凹表面12。由于越過葉片的高速氣流，因此在葉片安裝之后，兩個重要的力被施加于葉片和旋轉件。當流直接沖擊葉片時，葉片的上游側或凹表面12上的壓力變?yōu)榇笥谌~片的下游側或凸表面11上的壓力。這就產生了葉片2上的壓力差(ΔΡ)。ΔΡ乘以葉片的表面積得到一個力，該力然后向旋轉元件施加旋轉力。第二個重要的力是大的動量變化的結果。流幾乎豎直向上地進入(例如，如圖8所示)，并幾乎豎直向下地流出，這意味著得到幾乎完全反向的流(幾乎180度)。由于速度和動量是矢量，輸入的動量“M”變?yōu)檩敵龅膸缀鯙椤?M”的動量。這就得到了總共為M-(-M) =2M的動量變化。精確的值當然依賴于精確的葉片角度。相對于現有技術中僅將流引入為靠在葉片上、或使流通過稍微彎曲的葉片而得到的動量變化而言，這都帶來了極大的改進。每個葉片上的合力是以上兩個重要的力結合的結果。圖4是左端鐘狀件6、旋轉件1、葉片2和噴嘴8在單一視圖中的透視圖。如圖1和圖4所示，本發(fā)明特別提供了多個葉片和多個噴嘴，從而使多個力的脈沖并行地應用于旋轉件1。當旋轉件完成完整旋轉時，會產生更大數量的力脈沖。并行地提供多個脈沖增大了在給定時刻可用的轉矩。每個旋轉提供多個脈沖增大了每個旋轉產生的能量。應該理解，本領域技術人員可改變葉片和噴嘴的數量，從而改變引擎可產生的能量。圖示的數量僅用于示例性目的，而不作為限制。圖IOA是收縮噴嘴8A的截面圖，圖IOB是收縮噴嘴8A的透視圖。
圖IlA是收縮-張開噴嘴8B的截面圖，圖IlB是收縮-張開噴嘴8B的透視圖。應該理解，本領域技術人員可涉及這些安裝特征的變體。示出的特征說明了結構但并不作為限制。接下來，我們分析如圖12至15所示的總的熱力系統。上述附圖示出了可能的可選配置。本領域技術人員可預想基本配置的其它變體，上述基本配置并不作為限制。

如圖12所示，三個熱力回路構成該系統。這三個熱力回路為從源引進熱能的外部回路，直接運行引擎的內部回路，和將引擎的廢熱再利用于系統的熱泵回路。下面詳細描述。外部回路或熱源回路從熱源18開始。該源可為任何低溫熱的源，包括來自任何數量的廢熱源或太陽能熱源和地熱源的廢熱。外部熱源可供應低至250下的溫度。在該回路的操作模式中，通過第一熱傳遞流體將來自源18的熱傳送至泵21。第一熱傳遞流體可為 Paratherm NF 或其許多商用等同中的一種。泵21的速度由控制單元22控制，以達到期望的壓力和流速?？蓪踩y并入該回路以避免形成破壞性過壓。然后，可將熱傳遞流體傳送至儲熱箱23，利用相變材料保持保存。儲熱箱23內的材料在被加熱到期望溫度時，其相從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。這種材料熔化的熱非常大并且能在小體積內保持非常大的熱量。儲存的熱可在之后當外部熱源變?yōu)闀簳r不可用時使用。氮箱20用來將例如氮氣的惰性氣體保持在膨脹箱的頂部，以防止抽吸壓力降至太低而產生泵氣穴現象，并用來防止腐蝕?！﹥Υ媪似谕臒崃壳疫_到期望的溫度，則啟動次級泵25。該泵使來自儲存箱 23的第二熱傳輸流傳播至主換熱器24。次級速度控制器26控制泵25并維持期望的壓力和流速。提供至主換熱器24的熱現在則可使用。還提供了旁路閥47，在出現必須丟棄到環(huán)境中的過熱的情況下，旁路閥用來在需要時允許熱源繞過主換熱器24，并允許將熱旁路至卸載負載(dump load) 19中。內部回路或渦輪回路以下述方式工作。內部回路或渦輪回路將來自主換熱器24的熱由作為制冷劑的熱傳輸流體傳送至熱力引擎27。熱力引擎27以圖1至11公開的方式構造和操作。制冷劑將在小于300下的低溫和小于200磅/平方英寸(psig)的壓力下工作。在工作中，渦輪回路中的熱傳輸流體在低至80 溫度下液化，并且當在熱力引擎中使用時在大約70下汽化。熱力引擎27 工作并將能量傳送至發(fā)電機單元28。發(fā)電機單元28產生傳導至換流器29的電力。換流器29對能量進行處理并使其可在外部使用。在變熱的過程中，離開換熱器24的制冷劑通過孔口 44繞過熱力引擎。這就使得內部回路能變熱，而不使熱力引擎受到將液化并產生問題的制冷劑的影響。在離開引擎27之后，氣態(tài)的制冷劑通入換熱器30，換熱器30用來將氣體液化回液體。在此處理中，熱被釋放至現在將要討論的熱泵回路。內部回路制冷劑(現在為液體) 在離開換熱器30之后，穿過壓力控制閥46，壓力控制閥46防止壓力降至過低而影響回路功能。然后，將制冷劑存儲在接收器45中，等待進一步的循環(huán)需求。一旦要求更多的流體，制冷劑則離開接收器45并穿過子冷卻器38，正好充分冷卻以防止在液體中過早形成任何氣泡。然后，該流繼續(xù)延伸至泵41。除了將液體繞回路循環(huán)之外，泵還用來將液體壓力升高至操作所需的水平。流量計42測量由泵速控制的流速。高壓液體然后流至閥40。該閥通常為開啟的，但在引擎關閉時關閉，以防止淹沒下游組件。
在通過閥40之后，該流到達換熱器39。此時，該流獲取從熱泵回路回收的熱，現在將對此進行討論。這使得液體的溫度上升并使其汽化從而形成氣體。自此，流行進回到換熱器24，并在換熱器處接收所需的熱的大部分，并且循環(huán)再次開始。事實上，系統回收的熱量為使得從換熱器39得到操作引擎所需的剩余熱量。每次繞回路僅從換熱器24增加少量的熱。這對整個系統的效率來說是重要的，并且與現有引擎完全不同。下面介紹熱泵回路或熱回收回路。從接收器36開始，在壓力下將液態(tài)的熱回收傳輸流體(制冷劑)提供至膨脹閥 31。此時，壓力以受控的方式迅速下降，并將下降的壓力提供至換熱器30。在此過程中，制冷劑開始汽化并變?yōu)榉浅＠涞臍怏w。冷氣通過換熱器30從內部回路吸熱，并將吸收的熱帶走以便被回收。冷氣現在行進至壓力控制閥32，在壓力控制閥處對壓力的降低進行調節(jié)。 氣體壓力保持足夠高以使氣體溫度不會下降到低于期望溫度。自此，氣體行進至儲蓄器34， 在儲蓄器34處，任何不注意地殘留的液滴都被臨時保存，從而防止其到達并損壞壓縮機。仍然為冷氣的流然后行進至壓縮機35。此時，氣體被極大地壓縮，到達高得多的壓力和溫度水平。然后，該流行進至換熱器39，在換熱器39處，溫度足夠高從而可將熱有效地重新注入內部回路或渦輪回路處理。這樣，該熱和從壓縮機的壓縮工作獲得的熱一起被回收。在穿過換熱器39的過程中，熱泵回路制冷氣體充分冷卻，從而再次液化為液體。 然后，其穿過再冷卻器37，將任何殘留液體液化，并將液體稍微再冷卻。然后，該流穿過壓力控制閥33，以防止壓力降至太低而影響回路功能，并最終返回接收器36，在接收器36處再次開始熱泵回路處理。過濾/干燥元件被用來去除回路中的雜散顆粒和雜散濕氣，從而防止全部組件結冰、損壞和腐蝕。此外，提供了系統控制器和顯示器43。利用為此創(chuàng)建的軟件提供了對整個系統的自動控制。將認識到，如此復雜的系統只能在自動控制下現場操作。圖13是圖12所示的能量系統的圖示，其中，用輸入回路中的緩沖換熱器替代太陽能陣列作為熱源。這有利于根據需要在輸入側使用熱泵。圖14是圖12所示的能量系統的圖示，然而，在圖14的情況下，在輸入回路未使用緩沖換熱器，而是使用一般的廢熱源。圖15是與圖14所示的系統類似的系統，其在輸入回路未使用緩沖換熱器，而是用太陽能陣列作為熱源。將認識到，包括壓力計量表和服務端口以及未專門討論的其它元件在內的全部組件可以稍微不同的順序設置，而仍然在本系統的意圖內。示出的附圖僅為示意性的，而不作為限制。本文提到的全部專利和公開文獻表示本領域技術人員的水平。全部這些專利和公開文件都通過引用并入本文，就好像每篇公開文獻被專門和單獨指出通過引用并入本文一樣。應該理解，盡管說明了本發(fā)明的一些形式，但本發(fā)明并不限于本文描述和示出的具體形式或設置。對本領域技術人員顯而易見的是，可作出多種變化而不偏離本發(fā)明的范圍，本發(fā)明并不限于說明書和附圖中描述和示出的內容。
本領域技術人員將容易認識到，本發(fā)明適用于實現上文提及的和其固有的目的和效果。本文描述的實施方式、方法、處理過程和技術是用來表示優(yōu)選的實施方式，其趨向為示例性的，而不作為對范圍的限制。本發(fā)明精神范圍內、由權利要求的范圍限定的變化和其他使用對本領域技術人員是顯而易見的。盡管結合具體的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但應該理解，要求保護的本發(fā)明不應過度地限于這些具體實施方式
。實際上，用于實現本發(fā)明的、本領域技術人員顯而易見的對上述模式的各種修改也趨向于包含在權利要求的范圍內
權利要求
1.一種燃氣輪機，包括旋轉部件，所述旋轉部件配置為具有第一平面和第二平面的大致為圓形的盤，所述旋轉部件還包括與所述第一平面和所述第二外表面相鄰的周邊外表面；葉片，安裝在所述旋轉部件的所述周邊外表面上，并且所述葉片具有由所述周邊外表面徑向向外延伸的高度以及在所述第一平面和所述第二平面之間延伸的寬度，所述葉片在其第一側上具有凹面，在其第二側上具有凸面，所述凸面和所述凹面從鄰近于所述第一平面的位置延伸至鄰近于所述第二平面的位置；氣態(tài)工作流體源；機架，包圍所述旋轉部件，所述機架具有至少一個氣體入口、至少一個氣體排放口以及腔體，所述腔體的大小被配置為用于容納所述旋轉部件，所述至少一個氣體入口中的每個均包括產生很高速率的氣流的噴嘴，所述噴嘴在其出口處具有錐形末端，以用于以非常小的角度將很高速率的氣流引導至所述葉片的所述凹面上。
2.如權利要求1所述的燃氣輪機，其中所述高速氣流流出所述噴嘴并幾乎垂直地入射到所述葉片的所述凹面上，然后，所述高速氣流轉變方向并沿著所述凹面的曲率前進，并且以與所述高速氣流入射到所述葉片的所述凹面上的方向呈幾乎180度的方向流動離開所述葉片的所述凹面，從而施加幾乎兩倍于所述高速氣流的動量的動量。
3.如權利要求2所述的燃氣輪機，其中越過所述葉片的所述凹面的所述高速氣流在鄰近于所述葉片的所述凹面產生的壓強比在鄰近于所述葉片的所述凸面產生的壓強大，從而由所述葉片的所述表面乘以壓強差所產生的力用于使所述旋轉部件轉動。
4.如權利要求3所述的燃氣輪機，其中所述噴嘴具有會聚的內流動路徑，以使熱的氣體以很高的速率流動。
5.如權利要求4所述的燃氣輪機，其中所述噴嘴還具有發(fā)散的內流動路徑，所述發(fā)散的內流動路徑將使所述速率加速至超聲流動，從而使熱的氣體的有用動量增加。
6.如權利要求2所述的燃氣輪機，其中所述旋轉部件具有至少一個燕尾形安裝槽，所述葉片能夠從側面滑入所述安裝槽內，所述葉片具有楔形基座，所述楔形基座具有安裝孔， 螺釘和螺栓穿過所述安裝孔安裝，從而使所述葉片在滑入所述安裝槽中后保持所述葉片的位置。
7.如權利要求6所述的燃氣輪機，其中所述旋轉部件具有多個燕尾安裝槽，并且所述葉片中的一個安裝在每個所述安裝槽中。
8.如權利要求2所述的燃氣輪機，其中在所述流動入口和所述葉片之間以大約10度的很小的角度引導氣流。
9.如權利要求1所述的燃氣輪機，其中所述機架包括左端鐘狀件、右端鐘狀件和環(huán)狀件，所述左端鐘狀件、右端鐘狀件和環(huán)狀件的大小配置為包圍、密封并支撐所述旋轉部件。
10.如權利要求9所述的燃氣輪機，其中所述旋轉部件安裝在軸上，所述軸由軸承支撐，所述軸承安裝在所述左端鐘狀件和所述右端鐘狀件中。
11.如權利要求10所述的燃氣輪機，其中所述軸在操作中連接于發(fā)電機或其他機械裝置，從而從所述旋轉部件獲取能量。
12.—種功率生成系統，包括熱力熱源回路，具有約250 °F或更高的外部熱源以及與熱源具有熱交換關系的第一工作流體；第一泵，處于所述熱源回路內，以使所述第一工作流體和換熱器循環(huán)；熱力熱引擎回路，具有第二工作流體和泵，所述第二工作流體為制冷劑，所述泵處于所述熱力熱引擎回路內，以使所述第二工作流體循環(huán)，并在熱循環(huán)過程中提高所述第二工作流體的壓強；所述熱力熱引擎回路還具有熱引擎，所述熱引擎與所述第二工作流體以流體的方式連通，并且所述換熱器將熱量從所述第一工作流體轉移至所述第二工作流體；熱力熱量回收回路，具有第三工作流體和壓縮機，所述第三工作流體為制冷劑，所述壓縮機處于所述熱力熱量回收回路中，以使所述第三工作流體循環(huán)并提高所述熱量回收回路中的所述第三工作流體的壓強和溫度，所述熱量回收回路具有熱量輸入換熱器和單獨的熱量輸出換熱器，從而使所述輸入換熱器將熱量從所述熱引擎回路轉移至所述熱量回收回路，并使所述輸出換熱器將熱量從所述熱量回收回路轉移至所述熱引擎回路。
13.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述第二工作流體將在小于300下的溫度下、小于200psig的壓強下工作，并且所述工作流體在通過所述熱力熱引擎回路循環(huán)時， 將在80 °F低的溫度下凝結，并在約70下汽化。
14.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱力熱源回路包括包含熱量存儲介質的保持罐，所述熱量存儲介質為相變材料，所述相變材料將在給定的恒定溫度下由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，從而所述熱量存儲材料的熔解熱使得在小體積中存儲大量熱量。
15.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱源來自空調系統的廢棄熱量、其他功率設備或其他熱力系統的廢棄熱量。
16.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱源包括熱太陽能電池組。
17.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱源是地熱產生的。
18.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱引擎包括旋轉部件，所述旋轉部件配置為具有第一平面和第二平面的大致為圓形的盤，所述旋轉部件還包括與所述第一平面和所述第二外表面相鄰的周邊外表面；葉片，安裝在所述旋轉部件的所述周邊外表面上，并且所述葉片具有由所述周邊外表面徑向向外延伸的高度以及在所述第一平面和所述第二平面之間延伸的寬度，所述葉片在其第一側上具有凹面，在其第二側上具有凸面，所述凸面和所述凹面從鄰近于所述第一平面的位置延伸至鄰近于所述第二平面的位置；氣態(tài)工作流體源；機架，包圍所述旋轉部件，所述機架具有至少一個氣體入口、至少一個氣體排放口以及腔體，所述至少一個氣體入口用于將所述第二工作流體引入所述熱引擎，所述腔體的大小被配置為用于容納所述旋轉部件，所述至少一個氣體入口中的每個均包括產生很高速率的氣流的噴嘴，所述噴嘴在其出口處具有錐形末端，以用于以非常小的角度將很高速率的氣流引導至所述葉片的所述凹面上。
19.如權利要求18所述的功率生成系統，其中所述高速氣流流出所述噴嘴并幾乎垂直地入射到所述葉片的所述凹面上，然后，所述高速氣流轉變方向并沿著所述凹面的曲率前進，并且以與所述高速氣流入射到所述葉片的所述凹面上的方向呈幾乎180度的方向流動離開所述葉片的所述凹面，從而施加幾乎兩倍于所述高速氣流的動量的動量。
20.如權利要求19所述的功率生成系統，其中越過所述葉片的所述凹面的所述高速氣流在鄰近于所述葉片的所述凹面生成的壓強比在鄰近于所述葉片的所述凸面生成的壓強大，從而由所述葉片的所述表面乘以壓強差所產生的力用于使所述旋轉部件轉動。
21.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱力熱引擎回路包括廢棄熱量輸出換熱器和單獨的熱量回收輸入換熱器，所述廢棄熱量輸出交換器與所述熱量回收回路熱量輸入換熱器為間接熱量交換關系，所述熱量回收輸入換熱器與所述熱量回收回路熱量輸出換熱器為間接熱量交換關系。
22.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路包括膨脹閥，從而使熱量回收回路中的壓強減小，并且使所述壓縮機平衡，并同時生成從所述熱力熱引擎回路中去除熱量所必需的冷卻作用。
23.如權利要求22所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路還包括防止來自于所述膨脹閥的壓強下降得過低的第一壓強調整閥，從而避免所述回收回路輸出換熱器的過冷卻，而且所述熱力熱量回收回路還包括防止來自于所述壓縮機的壓強下降得過低的第二壓強調整器。
24.如權利要求23所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路還包括儲蓄器， 所述儲蓄器獲取分散的液體，從而防止分散的液體到達所述壓縮機并防止造成損壞，所述熱力熱量回收回路還包括儲備容器，所述儲備容器保持足夠的制冷劑，以防止所述第三工作流體的短缺。
25.如權利要求M所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路還包括子冷卻換熱器，所述子冷卻換熱器根據需要從所述熱量回收回路向外界排出多余的熱量，從而保持所述第三工作流體不會產生能夠導致所述閥發(fā)生故障的不需要的氣泡，所述熱力熱量回收回路還包括過濾干燥元件，所述過濾干燥元件從所述第三工作流體中去除分散的粒子和水蒸氣，從而防止結冰、損壞和腐蝕。
26.如權利要求12所述的功率生成系統，其中所述熱力熱源回路包括旁路閥，所述旁路閥允許所述熱源在需要時繞過所述換熱器，從而使熱量旁路至卸載負載。
27.如權利要求沈所述的功率生成系統，其中所述熱力熱源回路包括安全閥，從而避免形成損壞性的壓強過大。
28.—種功率生成系統，包括熱力熱源回路，具有約250 °F或更高的外部熱源以及與熱源具有熱交換關系的第一工作流體；第一泵，處于所述熱源回路中，以使所述第一工作流體循環(huán)至熱量存儲罐和緩沖熱源回路，所述緩沖熱源回路包括第二泵，所述第二泵將熱量從所述熱量存儲罐轉移至換熱器；熱力熱引擎回路，具有第二工作流體和泵，所述第二工作流體為制冷劑，所述泵處于所述熱力熱引擎回路內，以使所述第二工作流體循環(huán)，并在熱力循環(huán)過程中提升所述第二工作流體的壓強；所述熱力熱引擎回路還具有熱引擎，所述熱引擎與所述第二工作流體流體連通，并且所述換熱器將熱量從所述第一工作流體轉移至所述第二工作流體；熱力熱量回收回路，具有第三工作流體和壓縮機，所述第三工作流體為制冷劑，所述壓縮機處于所述熱力熱量回收回路內，以使所述第三工作流體循環(huán)并抬高所述熱量回收回路內的所述第三工作流體的壓強和溫度，所述熱量回收回路具有熱量輸入換熱器和單獨的熱量輸出換熱器，從而使所述輸入換熱器將熱量從所述熱引擎回路轉移至所述熱量回收回路，并使所述輸出換熱器將熱量從所述熱量回收回路轉移至所述熱引擎回路，所述熱引擎包括旋轉部件，所述旋轉部件配置為具有第一平面和第二平面的大致為圓形的盤，所述旋轉部件還包括與所述第一平面和所述第二外表面相鄰的周邊外表面；葉片，安裝在所述旋轉部件的所述周邊外表面上，并且所述葉片具有由所述周邊外表面徑向向外延伸的高度以及在所述第一平面和所述第二平面之間延伸的寬度，所述葉片在其第一側上具有凹面，在其第二側上具有凸面，所述凸面和所述凹面從鄰近于所述第一平面的位置延伸至鄰近于所述第二平面的位置；機架，包圍所述旋轉部件，所述機架具有至少一個氣體入口、至少一個氣體排放口以及腔體，所述至少一個氣體入口用于將所述第二工作流體引入所述熱引擎，所述腔體的大小被配置為用于容納所述旋轉部件，所述至少一個氣體入口中的每個均包括產生非常高速率的氣流的噴嘴，所述噴嘴在其出口處具有錐形末端，以用于以非常小的角度將非常高速率的氣流引導至所述葉片的所述凹面上，其中，所述高速氣流流出所述噴嘴并幾乎垂直地入射到所述葉片的所述凹面上，然后， 所述高速氣流轉變方向并沿著所述凹面的曲率前進并且以與所述高速氣流入射到所述葉片的所述凹面上的方向呈幾乎180度的方向流動離開所述葉片的所述凹面，從而施加幾乎兩倍于所述高速氣流的動量的動量，并且其中，越過所述葉片的所述凹面的所述高速氣流在鄰近于所述葉片的所述凹面生成的壓強比在鄰近于所述葉片的所述凸面生成的壓強大，從而由所述葉片的所述表面乘以壓強差所產生的力用于使所述旋轉部件轉動。
29.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述第二工作流體將在小于300下的溫度下、小于200psig的壓強下工作，并且所述工作流體在通過所述熱力熱引擎回路循環(huán)時， 將在80 °F低的溫度下凝結，并在約70下汽化。
30.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱量存儲罐包括包含熱量存儲介質的保持罐，所述熱量存儲介質為相變材料，所述相變材料將在給定的恒定溫度下由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，從而所述熱量存儲材料的熔解熱使得在小體積中存儲大量熱量。
31.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱源源于空調系統的廢棄熱量、其他功率設備或其他熱力系統的廢棄熱量。
32.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱源包括熱太陽能電池組。
33.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱源是地熱生成的。
34.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱力熱引擎回路包括廢棄熱量輸出換熱器和單獨的熱量回收輸入換熱器，所述廢棄熱量輸出交換器與所述熱量回收回路熱量輸入換熱器為間接熱量交換關系，所述熱量回收輸入換熱器與所述熱量回收回路熱量輸出換熱器為間接熱量交換關系。
35.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路包括膨脹閥，從而使熱量回收回路中的壓強減小，并且使所述壓縮機平衡，并同時產生從所述熱力熱引擎回路中去除熱量所必需的冷卻作用。
36.如權利要求35所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路還包括防止來自于所述膨脹閥的壓強下降得過低的第一壓強調整閥，從而避免所述回收回路輸出換熱器的過冷卻，而且所述熱力熱量回收回路還包括防止來自于所述壓縮機的壓強下降得過低的第二壓強調整器。
37.如權利要求36所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路還包括儲蓄器， 所述儲蓄器獲取分散的液體，從而防止分散的液體到達所述壓縮機并防止造成損壞，所述熱力熱量回收回路還包括儲備容器，所述儲備容器保持了制冷劑的足夠供給，以防止所述第三工作流體的短缺。
38.如權利要求37所述的功率生成系統，其中所述熱力熱量回收回路還包括子冷卻換熱器，所述子冷卻換熱器根據需要從所述熱量回收回路向外界排出多余的熱量，從而保持所述第三工作流體不會產生能夠導致所述閥發(fā)生故障的不需要的氣泡，所述熱力熱量回收回路還包括過濾干燥元件，所述過濾干燥元件從所述第三工作流體中去除分散的粒子和水蒸氣，從而防止結冰、損壞和腐蝕。
39.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱力熱源回路包括旁路閥，所述旁路閥允許所述熱源在需要時繞過所述換熱器，從而使熱量旁路到卸載負載。
40.如權利要求39所述的功率生成系統，其中所述熱力熱源回路包括安全閥，從而避免形成損壞性的壓強過大。
41.如權利要求觀所述的功率生成系統，其中所述熱力熱源回路和所述緩沖回路均包括膨脹箱，以防止吸入壓強過低并導致泵氣蝕，還防止了腐蝕。
全文摘要
一種功率生成系統，其包括為渦輪回路供熱的熱源回路。提供的熱可為來自蒸汽渦輪、工業(yè)處理或制冷或空調系統、太陽能集熱器或地熱源的廢熱。熱源回路還可包括儲熱媒介，以允許即使在熱源間斷時也能持續(xù)工作。在渦輪回路中，工作流體蒸發(fā)、注入渦輪、再利用、液化和回收。該功率生成系統還包括熱回收回路，該回路具有從渦輪回路獲取熱量的流體。熱回收回路的流體然后升高到更高的溫度并置于與渦輪回路的工作流體換熱。渦輪包括安裝在旋轉元件上的一個或多個葉片。渦輪還包括一個或多個噴嘴，這些噴嘴能以非常小的角度和非常高的速度將氣態(tài)工作流體引入到葉片的表面上。葉片的上游表面和下游表面之間的壓力差和高速熱氣流的方向變化產生影響旋轉元件的旋轉的合力。
文檔編號F01K25/10GK102405332SQ201080008106
公開日2012年4月4日 申請日期2010年2月18日 優(yōu)先權日2009年2月20日
發(fā)明者加里·P·霍夫曼, 理查德·L·威洛比, 羅伯特·F·沃特斯特里沛 申請人:熱力技術有限責任公司