專利名稱：射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴射推進(jìn)領(lǐng)域，尤其涉及ー種射流熱動(dòng)カ發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
為了提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率，就必須增加燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)的壓比，増加燃燒室內(nèi)氣體エ質(zhì)的溫度，然而燃燒室內(nèi)氣體エ質(zhì)溫度的升高,對(duì)動(dòng)力渦輪的材料的要求會(huì)大幅度的提高。目前，由于材料技術(shù)的限制，使動(dòng)カ渦輪無(wú)法在較高的溫度下工作，這是影響燃?xì)廨啓C(jī)效率的最根本原因。如果能夠找到ー種技術(shù)方案，使燃燒室內(nèi)エ質(zhì)的溫度大幅度提高， 又能使動(dòng)カ渦輪的工作溫度能夠滿足現(xiàn)有材料的要求，這將大幅度提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室和動(dòng)カ渦輪，所述燃燒室的燃燒室エ質(zhì)噴射ロ 與射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，所述動(dòng)カ渦輪設(shè)在所述射流泵的射流泵氣體出 ロ內(nèi)或在所述射流泵的射流泵氣體出ロ處。所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括燃燒室進(jìn)氣道、燃燒室エ質(zhì)噴射管和壓氣機(jī)，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ與所述燃燒室進(jìn)氣道連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴射ロ與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管與所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通或所述燃燒室エ質(zhì)噴射管設(shè)為所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴，所述動(dòng)カ渦輪可對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述動(dòng)カ渦輪還可對(duì)外輸出動(dòng)カ。所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括燃燒室進(jìn)氣道、燃燒室エ質(zhì)噴射管和壓氣機(jī)，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與兩個(gè)或多個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道連通，每個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道與一個(gè)所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管連通，每個(gè)所述燃燒室 エ質(zhì)噴射管與射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，所述射流泵的射流泵氣體出ロ的氣體エ質(zhì)對(duì)所述動(dòng)力渦輪的動(dòng)カ渦輪葉片傳動(dòng)推動(dòng)所述動(dòng)カ渦輪旋轉(zhuǎn)，所述動(dòng)力渦輪對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。所述動(dòng)カ渦輪的動(dòng)カ渦輪エ質(zhì)出口設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管，或所述動(dòng)カ渦輪的動(dòng) カ渦輪エ質(zhì)出ロ設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管對(duì)接連通。一種射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括火箭燃燒室和火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管，燃燒室氧化劑導(dǎo)入通道與所述火箭燃燒室連通，所述火箭燃燒室與所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管連通，所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管與射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，在所述射流泵的射流泵氣體出ロ內(nèi)或在所述射流泵的射流泵氣體出ロ處設(shè)動(dòng)カ渦輪，所述動(dòng)カ渦輪對(duì)外輸出動(dòng)力。所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括外涵道，所述外涵道設(shè)在所述壓氣機(jī)前方，所述外涵道內(nèi)設(shè)風(fēng)扇；所述外涵道的外涵道氣體出口與所述射流泵的射流泵低壓氣體入口連通，所述動(dòng)カ渦輪對(duì)所述風(fēng)扇輸出動(dòng)力。
在所述壓氣機(jī)和所述燃燒室之間設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口，所述壓縮氣體導(dǎo)出口與所述射流泵的射流泵低壓氣體入口連通。所述壓氣機(jī)設(shè)為多級(jí)壓氣機(jī)，在所述壓氣機(jī)的級(jí)間エ質(zhì)出口上設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出 ロ，所述壓縮氣體導(dǎo)出ロ與所述射流泵的射流泵低壓氣體入口連通。在所述壓氣機(jī)和所述燃燒室之間設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口，所述壓縮氣體導(dǎo)出ロ經(jīng)附加燃燒室進(jìn)氣道與附加燃燒室連通，所述附加燃燒室的附加燃燒室エ質(zhì)噴射管與附加射流泵的附加射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，在所述附加射流泵的附加射流泵氣體出ロ內(nèi)設(shè)附加動(dòng)カ渦輪，所述附加動(dòng)カ渦輪對(duì)外輸出動(dòng)力。在所述壓氣機(jī)和所述燃燒室之間設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口，所述壓縮氣體導(dǎo)出ロ經(jīng)附加燃燒室進(jìn)氣道與附加燃燒室連通，所述附加燃燒室的附加燃燒室エ質(zhì)噴射管與附加噴氣動(dòng) カ推進(jìn)噴管連通。所述射流泵流體出口設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管或所述射流泵流體出口設(shè)為與噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管對(duì)接連通。所述燃燒室エ質(zhì)噴射管設(shè)為拉瓦爾噴管。一種射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室、燃燒室進(jìn)氣道、燃燒室エ質(zhì)噴射管、壓氣機(jī)和動(dòng)カ渦輪，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述燃燒室進(jìn)氣道連通，所述燃燒室進(jìn)氣道與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管內(nèi)的エ質(zhì)對(duì)所述動(dòng)カ渦輪傳動(dòng)，在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管，所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管與冷卻噴管連通，所述冷卻噴管噴出的氣體流對(duì)所述動(dòng)カ 渦輪冷卻傳動(dòng)，所述動(dòng)カ渦輪對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述動(dòng)カ渦輪對(duì)外輸出動(dòng)力。所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括氣體導(dǎo)流體，所述氣體導(dǎo)流體設(shè)在所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴內(nèi)或設(shè)在所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴和所述動(dòng)カ渦輪之間。所述燃燒室エ質(zhì)噴射管和/或所述冷卻噴管設(shè)為拉瓦爾噴管。在設(shè)有所述燃燒室的結(jié)構(gòu)中，調(diào)整所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴的幾何形狀和尺寸以及所述射流泵的射流泵外管的幾何形狀和尺寸，使從所述射流泵的射流泵氣體出口連續(xù)噴射出的氣體的質(zhì)量流量與氣體的噴射速度的乘積大于由所述燃燒室直接經(jīng)拉瓦爾噴管進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)所能得到的噴射氣體的質(zhì)量流量與噴射速度的乘積；在設(shè)有所述火箭燃燒室的結(jié)構(gòu)中，調(diào)整所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴的幾何形狀和尺寸以及所述射流泵的射流泵外管的幾何形狀和尺寸，使從所述射流泵的射流泵氣體出口連續(xù)噴射出的氣體的質(zhì)量流量與氣體的噴射速度的乘積大于由所述火箭燃燒室直接經(jīng)拉瓦爾噴管進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)所能得到的噴射氣體的質(zhì)量流量與噴射速度的乘積。所述射流泵的射流泵外管設(shè)為直管。在設(shè)有所述燃燒室的結(jié)構(gòu)中，在ー個(gè)所述燃燒室上設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上所述燃燒室エ質(zhì)噴射管，以縮小所述燃燒室エ質(zhì)噴射管的直徑；在設(shè)有所述火箭燃燒室的結(jié)構(gòu)中，在一個(gè)所述火箭燃燒室上設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管，以縮小所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管的直徑。所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上。所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴與所述射流泵的喉ロ的距離大于10cm。ー種提高所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)效率和環(huán)保性的方法，調(diào)整即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始作功的氣體エ質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。本發(fā)明中，所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴與所述射流泵的喉ロ的距離大于15cm、 20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm、90cm 或大于100cm。本發(fā)明的原理是通過將所述燃燒室エ質(zhì)噴管設(shè)為所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ 氣體噴嘴或所述燃燒室エ質(zhì)噴管與所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴管內(nèi)的エ質(zhì)由所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴噴出，在所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴的噴射和所述射流泵的作用下，使其他氣體(如大氣中的空氣，經(jīng)風(fēng)扇加壓的空氣、經(jīng)壓氣機(jī)加壓的空氣)由所述射流泵的射流泵低壓氣體入口向所述射流泵氣體出ロ發(fā)生定向流動(dòng)，以增加從所述射流泵氣體出口噴射出的エ質(zhì)的質(zhì)量流量，在所述射流泵的射流泵氣體出口內(nèi)設(shè)動(dòng)カ渦輪，所述動(dòng)カ渦輪對(duì)外輸出動(dòng)力，從而獲得更大的作功能力；此外，本發(fā)明中還公開了所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述燃燒室進(jìn)氣道連通，所述燃燒室進(jìn)氣道與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴管設(shè)為所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴或所述燃燒室エ質(zhì)噴管與所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，在所述射流泵的射流泵氣體出ロ內(nèi)或在所述射流泵的射流泵氣體出口處設(shè)動(dòng)カ渦輪，所述動(dòng)カ渦輪對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力的技術(shù)方案，這種技術(shù)方案的原理是因?yàn)樗錾淞鞅脷怏w出口內(nèi)的エ質(zhì)溫度低于所述燃燒室エ質(zhì)噴射管內(nèi)的氣體エ質(zhì)的溫度，因而所述動(dòng)カ渦輪的工作溫度較低，從而實(shí)現(xiàn)降低所述動(dòng)カ渦輪造價(jià)，提高所述動(dòng)カ 渦輪轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動(dòng)機(jī)整體效率的目的。本發(fā)明中按照本發(fā)明的原理，經(jīng)所述射流泵出口產(chǎn)生的質(zhì)量流量大，噴射速度較低的エ質(zhì)，溫度也較低，如果利用這種エ質(zhì)去推動(dòng)動(dòng)カ渦輪，將大幅度降低所述動(dòng)カ渦輪的工作溫度，從而降低所述動(dòng)カ渦輪的材料和加工成本，同時(shí)也因此可以大幅度提高所述動(dòng) カ渦輪的轉(zhuǎn)速，從而提高與其連動(dòng)的所述壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到提高所述壓氣機(jī)壓比的目的。 本發(fā)明中，根據(jù)這ー原理，提出了相關(guān)技術(shù)方案，利用這些技術(shù)方案，可以制造出制造成本低，效率高的燃?xì)廨啓C(jī)。本發(fā)明中，經(jīng)過所述射流泵的過程與普通摻混具有本質(zhì)的不同，一般說來(lái)，摻混是將作功能力強(qiáng)或作功能力弱的兩種エ質(zhì)混合，這種方式在某些情況下會(huì)損失部分作功能力。而本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，通過所述射流泵的摻混，所得到的エ質(zhì)是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 不但沒有損失作功能力，而且更使整體作功能力提高，因?yàn)檫@個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是利用作功能力較強(qiáng)的エ質(zhì)對(duì)作功較弱的エ質(zhì)進(jìn)行作功而不是簡(jiǎn)單的摻混。本發(fā)明中，在所述射流泵氣體出口內(nèi)設(shè)有所述動(dòng)カ渦輪的結(jié)構(gòu)中，可以將燃燒室內(nèi)的溫度大幅度提高，減少燃料燃燒過程中的作功能力的損失，以通過在燃燒室內(nèi)的燃燒過程獲得更高作功能力的エ質(zhì)，利用這ーエ質(zhì)通過所述射流泵對(duì)由所述射流泵低壓氣體入 ロ進(jìn)入的氣體作功，從而實(shí)現(xiàn)沒有運(yùn)動(dòng)件的作功過程，產(chǎn)生溫度較低、作功能力大的エ質(zhì)， 推動(dòng)所述動(dòng)カ渦輪形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，最終提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。本發(fā)明中，圖17是氣體エ質(zhì)的溫度T和壓カP的關(guān)系圖，O-A-H所示曲線是通過狀態(tài)參數(shù)為298K和0. IMPa的0點(diǎn)的氣體エ質(zhì)絕熱關(guān)系曲線；B點(diǎn)為氣體エ質(zhì)的實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)，E-B-D所示曲線是通過B點(diǎn)的絕熱關(guān)系曲線，A點(diǎn)和B點(diǎn)的壓カ相同；F-G所示曲線是通過2800K和IOMPa (即目前內(nèi)燃機(jī)中即將開始作功的氣體エ質(zhì)的狀態(tài)點(diǎn))的エ質(zhì)絕熱關(guān)系曲線。本發(fā)明中，圖17中的p = CT去中的是氣體エ質(zhì)絕熱指數(shù)是氣體エ質(zhì)的壓力,T是氣體エ質(zhì)的溫度，C是常數(shù)。本發(fā)明中，所謂的類絕熱關(guān)系包括下列三種情況1.氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即 エ質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在所述エ質(zhì)絕熱關(guān)系曲線上，即氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)在圖15中 O-A-H所示曲線上；2.氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即エ質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在所述エ質(zhì)絕熱關(guān)系曲線左側(cè)，即氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)在圖17中O-A-H所示曲線的左側(cè)；3.氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即エ質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在所述エ質(zhì)絕熱關(guān)系曲線右側(cè)，即氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)在圖17中O-A-H所示曲線的右側(cè)，但是氣體エ質(zhì)的溫度不高于由此氣體エ質(zhì)的壓カ按絕熱關(guān)系計(jì)算所得溫度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、加750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加 450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K 的和、加180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、 加120K的和、加IlOK的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加40K的和、加30K的和或不高于加20K的和，即如圖17所示，所述氣體エ 質(zhì)的實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)為B點(diǎn)，A點(diǎn)是壓カ與B點(diǎn)相同的絕熱關(guān)系曲線上的點(diǎn)，A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的溫差應(yīng)小于 1000K、900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、 300K、250K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、 60K、50K、40K、30K 或小于 20K。本發(fā)明中，所謂類絕熱關(guān)系可以是上述三種情況中的任何ー種，也就是指即將開始作功的氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即氣體エ質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在如圖17所示的通過B點(diǎn)的絕熱過程曲線E-B-D的左側(cè)區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明中，所謂的即將開始作功的氣體エ質(zhì)是指即將膨脹作功的氣體エ質(zhì)。本發(fā)明中，將即將開始作功的氣體エ質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即氣體エ質(zhì)的溫度和壓力)符合類絕熱關(guān)系的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(即熱動(dòng)カ系統(tǒng))定義為低熵發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明中，調(diào)整所述射流泵的工作狀態(tài)(如調(diào)整射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴處的氣體的溫度、壓カ和流量以及調(diào)整射流泵低壓氣體入口處的氣體的溫度、壓カ和流量)，使所述射流泵氣體出口處的氣體エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。本發(fā)明中，在設(shè)有所述壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)中，所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口的氣體壓カ大于 lMPa、l. IMPaU. 2MPa、l. 3MPa、l. 4MPa、l. 5MPa、l. 6MPa、l. 7MPa、l. 8MPa、l. 9MPa、2MPa、
2.lMPa、2. 2MPa、2. 3MPa、2. 4MPa、2. 5MPa、2. 6MPa、2. 7MPa、2. 8MPa、2. 9MPa、3MPa、3. IMPa>
3.2MPa、3. 3MPa、3. 4MPa、3. 5MPa、3. 6MPa、3. 7MPa、3. 8MPa、3. 9MPa、4MPa、4. lMPa、4. 2MPa、
4.3MPa、4. 4MPa、4. 5MPa、4. 6MPa、4. 7MPa、4. 8MPa、4. 9MPa、5MPa、5. lMPa、5. 2MPa、5. 3MPa、
5.4MPa、5. 5MPa、5. 6MPa、5. 7MPa、5. 8MPa、5. 9MPa、6MPa、6. lMPa、6. 2MPa、6. 3MPa、6. 4MPa、
6.5MPa、6. 6MPa、6. 7MPa、6. 8MPa、6. 9MPa、7MPa、7. I MPa, 7. 2MPa、7. 3MPa、7. 4MPa、7. 5MPa、
7.6MPa、7. 7MPa、7. 8MPa、7. 9MPa 或大于 8MPa。本發(fā)明中，所謂的射流泵是指通過動(dòng)カ流體引射非動(dòng)カ流體，兩流體相互作用從ー個(gè)出口排出的裝置，它可以是氣體射流泵(即噴射泵)，也可以是液體射流泵；所謂的射流泵可以是傳統(tǒng)射流泵，也可以是非傳統(tǒng)射流泵。本發(fā)明中，所謂的傳統(tǒng)射流泵是指由兩個(gè)套裝設(shè)置的管構(gòu)成的，向內(nèi)管提供高壓動(dòng)カ氣體，內(nèi)管高壓動(dòng)カ氣體在外管內(nèi)噴射，在內(nèi)管高壓動(dòng)カ氣體噴射和外管的共同作用下使內(nèi)外管之間的其他氣體(從外管進(jìn)入的氣體)沿內(nèi)管高壓動(dòng)カ氣體的噴射方向產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴(kuò)區(qū)，外管可以設(shè)為文丘里管，內(nèi)管噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴(kuò)區(qū)是指外管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個(gè)接 ロ或稱通道，即射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴、射流泵低壓氣體入口和射流泵氣體出口。本發(fā)明中，所謂的非傳統(tǒng)射流泵是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上相互套裝設(shè)置或相互并列設(shè)置的管構(gòu)成的，其中至少ー個(gè)管與動(dòng)カ氣體源連通，并且動(dòng)力氣體源中的動(dòng)カ氣體的流動(dòng)能夠引起其他管中的氣體產(chǎn)生定向流動(dòng)的裝置；所謂射流泵的管可以有縮擴(kuò)區(qū)，可以設(shè)為文丘里管，管的噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴(kuò)區(qū)是指管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個(gè)接ロ或稱通道，即射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴、射流泵低壓氣體入口和射流泵氣體出口 ；所述射流泵可以包括多個(gè)射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴，在包括多個(gè)射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴的結(jié)構(gòu)中，所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴可以布置在所述射流泵低壓氣體入ロ的管道中心區(qū)，也可以布置在所述射流泵低壓氣體入ロ的管道壁附近，所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴也可以是環(huán)繞所述射流泵低壓氣體入口管道壁的環(huán)形噴嘴。本發(fā)明中，所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴可以設(shè)置在所述射流泵低壓氣體入口內(nèi)，所述射流泵低壓氣體入ロ也可以設(shè)置在所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴內(nèi)。 本發(fā)明中，所述射流泵包括多級(jí)射流泵、多股射流泵和脈沖射流泵等。本發(fā)明中，由于將所述動(dòng)カ渦輪設(shè)置在所述射流泵的射流泵氣體出口內(nèi)，這樣大幅度降低了所述動(dòng)カ渦輪的工作溫度，因此，在現(xiàn)有材料技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以大幅度提高所述動(dòng)カ渦輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而可以大幅度提高所述壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高所述壓氣機(jī)的壓縮比，又由于所述燃燒室產(chǎn)生的エ質(zhì)在摻混之前不與動(dòng)カ渦輪接觸，故可以大幅度提高燃燒室的エ 作溫度，從而大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)整體效率。本發(fā)明中，圖18是燃?xì)廨啓C(jī)的氣體エ質(zhì)的壓力P和溫度T的關(guān)系圖，O-H所示曲線是通過狀態(tài)參數(shù)為298K和0. IMPa的點(diǎn)0的絕熱關(guān)系曲線；0_A是本發(fā)明中所公開的所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)的類絕熱循環(huán)中的壓縮過程，O-A-H-E-F (0)所示循環(huán)是本發(fā)明所公開的所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)的類絕熱工作循環(huán)過程；0_B是傳統(tǒng)葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)(如燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī))循環(huán)中的壓縮過程，O-B-C-D-E (0)所示循環(huán)是傳統(tǒng)葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)曲線；A點(diǎn)和H點(diǎn)的壓カ相同，B點(diǎn)和C點(diǎn)的壓カ相同，D點(diǎn)、E點(diǎn)和F點(diǎn)的壓カ相同。在本發(fā)明中，在A點(diǎn)噴油點(diǎn)火，在傳統(tǒng)葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，在B點(diǎn)噴油點(diǎn)火。不難看出，傳統(tǒng)葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹完了時(shí)(點(diǎn)D)的溫度大幅度高于本發(fā)明中的所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)膨脹完了時(shí) (點(diǎn)E)的溫度。因此，本發(fā)明中的所述葉輪高效發(fā)動(dòng)機(jī)具有比傳統(tǒng)葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)更高的效率。本發(fā)明中，所述冷卻噴管和所述燃燒室エ質(zhì)噴射管可以按照實(shí)際情況進(jìn)行組合排列，以滿足對(duì)所述動(dòng)カ渦輪的冷卻及傳動(dòng)要求。本發(fā)明中，所述級(jí)間エ質(zhì)出口是指從多級(jí)所述壓氣機(jī)的某一級(jí)導(dǎo)出壓縮氣體的出 ロ ；通過從多級(jí)所述壓氣機(jī)的某一級(jí)導(dǎo)出壓縮氣體并使此壓縮氣體進(jìn)入所述射流泵的所述射流泵低壓氣體入ロ的方式，調(diào)整通過所述射流泵低壓氣體入ロ處的壓カ滿足所述射流泵高效工作的要求。本發(fā)明中，所謂的燃燒室是指氧化劑和還原劑發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的空間，所謂氧化劑包括空氣、氧氣、含氧氣體等，所謂還原劑包括碳?xì)浠衔锶剂虾亭炒家约挨炒妓芤旱?；所謂的燃燒室進(jìn)氣道是指向所述燃燒室內(nèi)導(dǎo)入氧化劑的通道，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道; 所謂的燃燒室エ質(zhì)噴射管是指從所述燃燒室導(dǎo)出高溫高壓エ質(zhì)的通道；所謂的壓氣機(jī)是指通過葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)氣體產(chǎn)生壓縮作用的機(jī)構(gòu)，可以是單級(jí)，也可以是多級(jí)的，可以是徑流式、 軸流式或混合式；所謂的附加是指在系統(tǒng)中附加設(shè)置的意思。本發(fā)明中，在所述エ質(zhì)噴射管設(shè)為所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴的結(jié)構(gòu)中，所述エ質(zhì)噴射管應(yīng)與所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴的噴射要求相符合，并且根據(jù)噴射要求，調(diào)整所述エ質(zhì)噴射管與所述射流泵喉ロ的距離，必要時(shí)可以根據(jù)所述射流泵高壓動(dòng)力流體噴嘴的噴射要求重新設(shè)計(jì)所述エ質(zhì)噴射管，甚至可以將所述所述エ質(zhì)噴射管設(shè)為由多個(gè)小直徑噴射管構(gòu)成的エ質(zhì)噴射管，以獲得更大的推進(jìn)力。本發(fā)明中，所謂的エ質(zhì)噴射管是指一切可以噴射氣體的通道。本發(fā)明中，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管設(shè)為所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴或所述燃燒室エ質(zhì)噴射管與所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴連通，應(yīng)根據(jù)公知技木， 調(diào)整所述燃燒室エ質(zhì)噴射管和所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴的尺寸和形狀，以實(shí)現(xiàn)所述射流泵高效工作。本發(fā)明中，所謂的管和通道是等價(jià)的，是指一切可以使氣體定向流動(dòng)的空間；所謂的動(dòng)力渦輪是指一切可以將氣體流動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的葉輪機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，可以將所述燃燒室エ質(zhì)噴射管、所述射流泵的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴和/或所述射流泵氣體出ロ設(shè)為拉瓦爾噴管。本發(fā)明中，所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)的ー種。本發(fā)明中，所謂火箭燃燒室是指液體火箭燃燒室和固體火箭燃燒室等。本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)必要的部件、單元或系統(tǒng)，例如在所述燃燒室上設(shè)燃料噴射器和點(diǎn)火裝置等。本發(fā)明的有益效果如下
I、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単、制造成本低、可靠性高。2、本發(fā)明大幅度提高了燃?xì)廨啓C(jī)的效率。3、本發(fā)明大幅度降低燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)カ渦輪的工作溫度。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I、12、13和15的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例3和14的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖5和圖6是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖8是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖9是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10、12和圖13是本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖11是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖14是本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖15是本發(fā)明實(shí)施例16的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16是本發(fā)明實(shí)施例17的結(jié)構(gòu)示意圖17是氣體エ質(zhì)的溫度T和壓カP的關(guān)系圖18是燃?xì)廨啓C(jī)的氣體エ質(zhì)的壓力P和溫度T的關(guān)系圖。圖中
I燃燒室、2燃燒室進(jìn)氣道、3燃燒室エ質(zhì)噴射管、4射流泵、5燃燒室エ質(zhì)噴射ロ、6壓氣機(jī)、7動(dòng)カ渦輪、8風(fēng)扇、10、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體、11壓縮氣體導(dǎo)出口、15冷卻噴管、20外涵道、66 壓氣機(jī)壓縮氣體出口、401射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴、404射流泵外管、403射流泵氣體出 ロ、402射流泵低壓氣體入ロ、701動(dòng)カ渦輪葉片、100火箭燃燒室、233火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管、2001外涵道氣體出ロ、200燃燒室氧化劑導(dǎo)入通道、666級(jí)間エ質(zhì)出ロ、111附加燃燒室、 1111附加燃燒室進(jìn)氣道、1112附加燃燒室エ質(zhì)噴射管、400附加射流泵、4001附加射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴、4003附加射流泵氣體出口、711附加動(dòng)力渦輪、616壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管、71氣體導(dǎo)流體、50噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管、201渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、202渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、203渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、2002外涵道壓縮氣體導(dǎo)出口、1113附加噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管、700動(dòng)カ渦輪エ質(zhì)出口、9 螺旋槳、441次級(jí)射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴、44次級(jí)射流泵。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
如圖I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室I、燃燒室進(jìn)氣道2、燃燒室エ質(zhì)噴射管 3和壓氣機(jī)6，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66與所述燃燒室進(jìn)氣道2連通，所述燃燒室進(jìn)氣道2與所述燃燒室I連通，所述燃燒室I與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3與射流泵4的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴401連通或所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3設(shè)為射流泵4的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴401，在所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403 內(nèi)設(shè)動(dòng)カ渦輪7，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述壓氣機(jī)6輸出動(dòng)力，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)外輸出動(dòng)カ， 即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。調(diào)整所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴401的幾何形狀和尺寸以及所述射流泵4的射流泵外管404的幾何形狀和尺寸，使從所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403連續(xù)噴射出的氣體的質(zhì)量流量與氣體的噴射速度的乘積大于由所述燃燒室I直接經(jīng)拉瓦爾噴管進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)所能得到的噴射氣體的質(zhì)量流量與噴射速度的乘積。具體實(shí)施時(shí),還可以在所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403處設(shè)動(dòng)カ渦輪7。如圖I. 1,1. 2、1. 3所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，可分別設(shè)為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)201 (如圖I. I所示)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)202 (如圖I. 2所示)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)203 (如圖I. 3所示)、噴水推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、水下螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)或設(shè)為導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖I. 4和圖I. 5所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室I、燃燒室進(jìn)氣道2、燃燒室エ質(zhì)噴射管3、射流泵4和壓氣機(jī)6，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66與所述燃燒室進(jìn)氣道2連通，所述燃燒室進(jìn)氣道2與所述燃燒室I連通，所述燃燒室I與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3與所述射流泵4的射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴 401連通，在所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403內(nèi)設(shè)動(dòng)カ渦輪7，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述壓氣機(jī)6輸出動(dòng)力，所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50 (如圖
1.4所示)，或所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通 (如圖I. 5所示)。如圖I. 6和圖I. 7所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，在所述壓氣機(jī)6前設(shè)風(fēng)扇8，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述風(fēng)扇8輸出動(dòng)力(如圖I. 6所示)；或在所述壓氣機(jī)6前設(shè)螺旋槳9，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述螺旋槳9輸出動(dòng)力(如圖I. 7所示)。實(shí)施例2
如圖2所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室I、燃燒室進(jìn)氣道2、燃燒室エ質(zhì)噴射管
3、壓氣機(jī)6和動(dòng)カ渦輪7，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66與兩個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道2連通，每個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道2與一個(gè)所述燃燒室I連通，所述燃燒室I與所述燃燒室 エ質(zhì)噴射管3連通，每個(gè)所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3與射流泵4的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴 401連通，所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403的氣體エ質(zhì)對(duì)所述動(dòng)カ渦輪7的動(dòng)カ渦輪葉片701傳動(dòng)推動(dòng)所述動(dòng)カ渦輪7旋轉(zhuǎn)，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述壓氣機(jī)6輸出動(dòng)力，即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。具體實(shí)施時(shí)，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66還可以與多個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道2連通。如圖2. I和圖2. 2所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室I、燃燒室進(jìn)氣道2、燃燒室エ質(zhì)噴射管3、射流泵4和壓氣機(jī)6，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66與兩個(gè)或多個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道2連通，每個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道2與不同所述燃燒室I連通，所述燃燒室I與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3連通，每個(gè)所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3與所述射流泵4的射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴401連通，所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403的氣體エ質(zhì)對(duì)動(dòng) カ渦輪7的動(dòng)カ渦輪葉片701傳動(dòng)推動(dòng)所述動(dòng)カ渦輪7旋轉(zhuǎn),所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述壓氣機(jī)6輸出動(dòng)力，所述動(dòng)カ渦輪7的動(dòng)カ渦輪エ質(zhì)出ロ 700設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50 (如圖
2.I所示)，或所述動(dòng)カ渦輪7的動(dòng)カ渦輪エ質(zhì)出口 700設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通(如圖2. 2所示)，即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。實(shí)施例3
如圖3所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括火箭燃燒室100和火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管 233，燃燒室氧化劑導(dǎo)入通道200與所述火箭燃燒室100連通，所述火箭燃燒室100與所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管233連通，所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管233與射流泵4的射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴401連通，在所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403內(nèi)設(shè)動(dòng)カ渦輪7，所述動(dòng) カ渦輪7對(duì)外輸出動(dòng)力，即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。調(diào)整所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴401的幾何形狀和尺寸以及所述射流泵4的射流泵外管404的幾何形狀和尺寸，使從所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403連續(xù)噴射出的氣體的質(zhì)量流量與氣體的噴射速度的乘積大于由所述火箭燃燒室100直接經(jīng)拉瓦爾噴管進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)所能得到的噴射氣體的質(zhì)量流量與噴射速度的乘積。具體實(shí)施時(shí),還可以在所述射流泵4的射流泵氣體出ロ 403處設(shè)動(dòng)カ渦輪7。實(shí)施例4如圖4所示的射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括外涵道20，所述外涵道20在所述壓氣機(jī)6前方，所述外涵道20內(nèi)設(shè)風(fēng)扇8 ;所述外涵道20的外涵道氣體出ロ 2001與所述射流泵4的射流泵低壓氣體入口 402連通，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述風(fēng)扇8輸出動(dòng)力。如圖4. I和圖4. 2所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于其設(shè)為渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)202，所述渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)202的外涵道20的外涵道氣體出ロ 2001與所述射流泵4 的射流泵低壓流體入口 402連通(如圖4. I所示)，或在所述渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)202的風(fēng)扇8后的外涵道20上設(shè)外涵道壓縮氣體導(dǎo)出ロ 2002，所述外涵道壓縮氣體導(dǎo)出ロ 2002與所述射流泵4的射流泵低壓流體入口 402連通(如圖4. 2所示)。如圖4. 3和圖4. 4所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括外涵道20，所述外涵道20在所述壓氣機(jī)6前方，所述外涵道20 內(nèi)設(shè)風(fēng)扇8 ;所述外涵道20的外涵道氣體出ロ 2001與所述射流泵4的射流泵低壓流體入 ロ 402連通(如圖4. 3所示)，或在所述風(fēng)扇8后的所述外涵道20上設(shè)外涵道壓縮氣體導(dǎo)出 ロ 2002，所述外涵道壓縮氣體導(dǎo)出ロ 2002與所述射流泵4的射流泵低壓流體入ロ 402連通 (如圖4. 4所示)。實(shí)施例5
如圖5和圖6所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)6 和所述燃燒室I之間(如圖5所示)或在所述壓氣機(jī)6的級(jí)間エ質(zhì)出ロ 666上(如圖6所示) 設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口 11，所述壓縮氣體導(dǎo)出口 11與所述射流泵4的射流泵低壓氣體入口 402 連通。如圖5. I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其圖5的區(qū)別在于所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通?？蛇x擇的，所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50。如圖6. I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其圖6的區(qū)別在于所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通?？蛇x擇的，所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50。實(shí)施例6
如圖7所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)6和所述燃燒室I之間設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口 11，所述壓縮氣體導(dǎo)出口 11經(jīng)附加燃燒室進(jìn)氣道1111 與附加燃燒室111連通，所述附加燃燒室111的附加燃燒室エ質(zhì)噴射管1112與附加射流泵 400的附加射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴4001連通，在所述附加射流泵400的附加射流泵氣體出ロ 4003內(nèi)設(shè)附加動(dòng)カ渦輪711，所述附加動(dòng)カ渦輪711對(duì)外輸出動(dòng)力。如圖7. 1、7. 2和圖7. 3所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī)6和所述燃燒室I之間設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口 11，所述壓縮氣體導(dǎo)出口 11經(jīng)附加燃燒室進(jìn)氣道1111與附加燃燒室111連通；
所述附加燃燒室111的附加燃燒室エ質(zhì)噴射管1112與附加噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管1113連通，所述射流泵流體出ロ 403設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50 (如圖7. I所示)或所述射流泵流體出ロ 403設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通(如圖7. 2所示);或所述附加燃燒室エ質(zhì)噴射管1112與附加射流泵400的附加射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴4001連通，所述附加射流泵400的附加射流泵流體出ロ 4003設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50，或所述附加射流泵400的附加射流泵流體出ロ 4003設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通(如圖7. 3所示)。實(shí)施例7
如圖8所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室I、燃燒室進(jìn)氣道2、燃燒室エ質(zhì)噴射管 3和壓氣機(jī)6，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66與所述燃燒室進(jìn)氣道2連通，所述燃燒室進(jìn)氣道2與所述燃燒室I連通，所述燃燒室I與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3連通，在所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3內(nèi)設(shè)動(dòng)カ渦輪7，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述壓氣機(jī)6輸出動(dòng)力,所述動(dòng)カ 渦輪7對(duì)外輸出動(dòng)カ；
在所述壓氣機(jī)6和所述燃燒室I之間設(shè)壓縮氣體導(dǎo)出口 11，所述壓縮氣體導(dǎo)出口 11經(jīng)兩個(gè)附加燃燒室進(jìn)氣道1111分別與兩個(gè)附加燃燒室111連通，所述附加燃燒室111的附加燃燒室エ質(zhì)噴射管1112與附加射流泵400的附加射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴4001連通，在所述附加射流泵400的附加射流泵氣體出口 4003內(nèi)設(shè)附加動(dòng)カ渦輪711，所述附加動(dòng)カ渦輪711對(duì)外輸出動(dòng)カ；
所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3的エ質(zhì)出口與所述附加射流泵400的附加射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴4001連通。實(shí)施例8
如圖9所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，包括燃燒室I、燃燒室進(jìn)氣道2、燃燒室エ質(zhì)噴射管
3、壓氣機(jī)6和動(dòng)カ渦輪7，所述壓氣機(jī)6的壓氣機(jī)壓縮氣體出ロ 66與所述燃燒室進(jìn)氣道2 連通，所述燃燒室進(jìn)氣道2與所述燃燒室I連通，所述燃燒室I與所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3 連通，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3內(nèi)的エ質(zhì)對(duì)所述動(dòng)カ渦輪7傳動(dòng)，在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出 ロ 66上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管616，所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管616與冷卻噴管15連通，所述冷卻噴管15噴出的氣體流對(duì)所述動(dòng)カ渦輪7冷卻傳動(dòng)，所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)所述壓氣機(jī)6輸出動(dòng)力,所述動(dòng)カ渦輪7對(duì)外輸出動(dòng)力。所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3布置在中間,所述冷卻噴管15布置在所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3的外國(guó)。如圖9. I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其圖9的區(qū)別在于所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管50對(duì)接連通。可選擇的，所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403設(shè)為噴氣動(dòng)カ推進(jìn)噴管50。為了提高所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)的效率，調(diào)整即將開始作功的氣體エ質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始作功的氣體エ質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始作功的氣體 エ質(zhì)的溫度和壓カ符合類絕熱關(guān)系。實(shí)施例9
如圖10、12和13所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例8的區(qū)別在于所述燃燒室 エ質(zhì)噴射管3和所述冷卻噴管15在圓周方向上布置，兩者可以交替布置(如圖12所示)，也可以是非交替式布置，即所述冷卻噴管15的數(shù)量少于所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3的數(shù)量(如圖13所示)。實(shí)施例10
如圖11所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例9的區(qū)別在于在所述動(dòng)カ渦輪I的上游設(shè)有氣體導(dǎo)流體71，所述氣體導(dǎo)流體71設(shè)在所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴401內(nèi)或設(shè)在所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴401和所述動(dòng)カ渦輪7之間，以降低所述動(dòng)カ渦輪7的軸部以及軸承的熱負(fù)荷，所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3和所述冷卻噴管15均設(shè)為拉瓦爾噴管。實(shí)施例11
如圖14所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，所述射流泵高壓動(dòng)カ氣體噴嘴401設(shè)為環(huán)繞所述射流泵低壓氣體入口 402的管道壁的環(huán)形噴嘴409。實(shí)施例12
如圖I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述射流泵4的射流泵外管404設(shè)為直管。實(shí)施例13
如圖I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在一個(gè)所述燃燒室I上設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3，以縮小所述燃燒室エ質(zhì)噴射管3的直徑。實(shí)施例14
如圖3所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于在一個(gè)所述火箭燃燒室100上設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上所述火箭燃燒室エ質(zhì)噴射管233，以縮小所述火箭燃燒室エ 質(zhì)噴射管233的直徑。實(shí)施例15
如圖I所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴401與所述射流泵4的喉ロ的距離大于10cm。具體實(shí)施時(shí)，可選擇地，所述射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴401與所述射流泵4的喉 ロ 的距離還可以是大于 15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、 70cm、75cm、80cm、85cm、90cm 或大于 100cm。實(shí)施例16
如圖15的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體10上構(gòu)成旋轉(zhuǎn)噴氣動(dòng)カ發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)施例17
如圖16所示的射流高效熱動(dòng)カ系統(tǒng)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述射流泵4的射流泵流體出ロ 403與次級(jí)射流泵44的次級(jí)射流泵高壓動(dòng)カ流體噴嘴441連通。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括燃燒室(I)和動(dòng)力渦輪(7)，其特征在于所述燃燒室(I)的燃燒室工質(zhì)噴射口(5)與射流泵(4)的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴(401)連通，所述動(dòng)力渦輪(7)設(shè)在所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)內(nèi)或在所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括燃燒室進(jìn)氣道(2)、燃燒室工質(zhì)噴射管(3)和壓氣機(jī)(6)，所述壓氣機(jī)(6)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口(66)與所述燃燒室進(jìn)氣道(2)連通，所述燃燒室工質(zhì)噴射口(5)與所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3)連通，所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3)與所述射流泵(4)的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴(401)連通或所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3)設(shè)為所述射流泵(4)的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴(401)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)還包括燃燒室進(jìn)氣道(2 )、燃燒室工質(zhì)噴射管(3 )和壓氣機(jī)(6 )，所述壓氣機(jī)(6 )的壓氣機(jī)壓縮氣體出口(66)與兩個(gè)或多個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道(2)連通，每個(gè)所述燃燒室進(jìn)氣道(2)與一個(gè)所述燃燒室(I)連通，所述燃燒室噴射口(5)與所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3)連通，每個(gè)所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3)與所述射流泵(4)的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴(401)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)的氣體工質(zhì)對(duì)所述動(dòng)力渦輪(7)的動(dòng)力渦輪葉片(701)傳動(dòng)，推動(dòng)所述動(dòng)力渦輪(7)旋轉(zhuǎn)，所述動(dòng)力渦輪(7)對(duì)所述壓氣機(jī)(6)輸出動(dòng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)力渦輪(7) 的動(dòng)力渦輪工質(zhì)出口(700)設(shè)為噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管(50)，或所述動(dòng)力渦輪(7)的動(dòng)力渦輪工質(zhì)出口(700)設(shè)為與噴氣動(dòng)力推進(jìn)噴管(50)對(duì)接連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述燃燒室(I)設(shè)為火箭燃燒室(100 )，所述火箭燃燒室(100 )上設(shè)有火箭燃燒室工質(zhì)噴射管(233 )和燃燒室氧化劑導(dǎo)入通道(200)，所述火箭燃燒室工質(zhì)噴射管(233)與所述射流泵(4)的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴(401)連通，在所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)內(nèi)或在所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)處設(shè)動(dòng)力渦輪(7)，所述動(dòng)力渦輪(7)對(duì)外輸出動(dòng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于從所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)連續(xù)噴射出的氣體的質(zhì)量流量與氣體的噴射速度的乘積大于由所述燃燒室(I)直接經(jīng)拉瓦爾噴管進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)所能得到的噴射氣體的質(zhì)量流量與噴射速度的乘積。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于從所述射流泵(4)的射流泵氣體出口(403)連續(xù)噴射出的氣體的質(zhì)量流量與氣體的噴射速度的乘積大于由所述火箭燃燒室(100)直接經(jīng)拉瓦爾噴管進(jìn)行連續(xù)噴射時(shí)所能得到的噴射氣體的質(zhì)量流量與噴射速度的乘積。
9.一種射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括燃燒室(I)、燃燒室進(jìn)氣道(2)、燃燒室工質(zhì)噴射管(3)、壓氣機(jī)(6)和動(dòng)力渦輪(7)，其特征在于所述壓氣機(jī)(6)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口(66) 與所述燃燒室進(jìn)氣道(2 )連通，所述燃燒室進(jìn)氣道(2 )與所述燃燒室(I)連通，所述燃燒室(I)與所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3 )連通，所述燃燒室工質(zhì)噴射管(3 )內(nèi)的工質(zhì)對(duì)所述動(dòng)力渦輪(7 )傳動(dòng)，在所述壓氣機(jī)壓縮氣體出口( 66 )上設(shè)壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管(616)，所述壓氣機(jī)壓縮氣體旁通管(616)與冷卻噴管(15)連通，所述冷卻噴管(15)噴出的氣體流對(duì)所述動(dòng)力渦輪(7)冷卻傳動(dòng)，所述動(dòng)力渦輪(7)對(duì)所述壓氣機(jī)(6)輸出動(dòng)力，所述動(dòng)力渦輪(7)對(duì)外輸出動(dòng)力。
10.一種提高如權(quán)利要求1、2、3、6或9所述射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)效率和環(huán)保性的方法， 其特征在于調(diào)整即將開始作功的氣體工質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始作功的氣體工質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始作功的氣體工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射流高效熱動(dòng)力系統(tǒng)，包括燃燒室、燃燒室進(jìn)氣道、燃燒室工質(zhì)噴射管和壓氣機(jī)，所述壓氣機(jī)的壓氣機(jī)壓縮氣體出口與所述燃燒室進(jìn)氣道連通，所述燃燒室進(jìn)氣道與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述燃燒室工質(zhì)噴射管連通，所述燃燒室工質(zhì)噴射管與射流泵的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴連通或所述燃燒室工質(zhì)噴射管設(shè)為射流泵的射流泵高壓動(dòng)力氣體噴嘴，所述動(dòng)力渦輪設(shè)在所述射流泵的射流泵氣體出口內(nèi)或在所述射流泵的射流泵氣體出口處，所述動(dòng)力渦輪對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述動(dòng)力渦輪對(duì)外輸出動(dòng)力。本發(fā)明大幅度提高了燃?xì)廨啓C(jī)的效率；大幅度降低燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力渦輪的工作溫度。
文檔編號(hào)F02C3/32GK102588112SQ20121008481
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
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