一种基于稀相催化燃烧和有机朗肯循环的新概念动力系统

摘要

一种基于稀相催化燃烧和有机朗肯循环的新概念动力系统，利用平流层飞艇等浮空器气囊排气作为稀相气体燃料，气体燃料通过稀相催化燃烧为有机朗肯循环工质提供热能，从而将气囊排气的低品位热能转化为电能，具有免去携带额外燃料、实现能源高效利用的优点，有机朗肯循环采用微型边界层透平作为有机朗肯循环系统的关键动力部件，具有透平入口参数要求低、便于小型化、可以有效防止在系统启停和非稳态工况下产生液击现象的优点。从而为平流层飞艇等浮空器在太阳能电池和再生燃料电池之外提供一种无需携带额外燃料的轻量化的发电系统，来满足在突风、应急和上升返回过程中的能源供应。

主权项

一种基于稀相催化燃烧和有机朗肯循环的新概念动力系统，其特征在于包括：催化装置(1)、蒸发器(2)、冷凝器(3)、泵(4)、透平(5)、发电机(6)、电源管理装置(7)和蓄电池装置(8)；催化装置(1)对飞艇排气进行稀相催化燃烧，产生催化燃烧气体，传送给蒸发器(2)，所述飞艇排气为密度小于周围空气密度且能发生稀相催化燃烧的气体；蒸发器(2)、冷凝器(3)、泵(4)和透平(5)构成有机朗肯循环，泵(4)驱动有机工质流入蒸发器(2)中，并在蒸发器中吸收催化燃烧气体的热量后流入透平(5)，透平(5)将有机工质的热量转化为机械能输出，流经透平(5)的有机工质进入冷凝器(3)中进行冷却；发电机(6)接收透平(5)输出的机械能后，将机械能转化为电能，并利用电源管理装置(7)和蓄电池装置(8)进行存储。