包括等温膨胀的超临界循环方法及包括用于该循环方法的液压式能量提取的自由活塞热机

摘要

可以使热能几乎全部转化为机械能的超临界循环方法以及用于实现这一方法的往复活塞装置。气态工质的等温膨胀通过经由气缸壁和具有涡流狭槽的振荡活塞输送热量实现，振荡活塞在膨胀的工作区中线性振荡。外部热量几乎全部在低行程频率情况下于等温膨胀期间输入，而其它所有步骤(等容压力形成、等压膨胀和等压再液化)几乎完全借助内部回热器实现。工作活塞被设计为低温端具有密封圈的空心自由活塞，并像振荡活塞驱动机构一样，跟随控制活塞的行程路线，控制活塞由外部的主驱动装置驱动。所有外部活塞驱动机构以基本与力无关的方式借助液压压力平衡工作，上述方法的实现仅需提供很少机械能。因为采用了伸展式设计结构，相关装置在液压压力室和/或冷极方向上具有高热阻，并且该方法需要较少的外部冷却。