液氮高溫發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，公開(kāi)了一種液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，包括液氮源、外燃加熱器和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述液氮源與所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)連通，所述外燃加熱器的承壓能力大于3MPa，所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于500K。本發(fā)明的所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率密度高，效率高，污染排放少。
【專利說(shuō)明】液熱局溫發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)液氮發(fā)動(dòng)機(jī)均是用環(huán)境的熱量或利用其它熱動(dòng)力系統(tǒng)的余熱使液氮?dú)饣?，再通過(guò)膨脹做功機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出動(dòng)力，這種發(fā)動(dòng)機(jī)功率小，單位焦耳動(dòng)力所需要的液氮量大，很難實(shí)際應(yīng)用。因此需要發(fā)明一種污染小的、效率高的新型液氮發(fā)動(dòng)機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
方案1:一種液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，包括液氮源、外燃加熱器和膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述液氮源與所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)連通，所述外燃加熱器的承壓能力大于3MPa，所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于500K。
[0004]方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，在所述液氮源與所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)余熱加熱器。
[0005]方案3:在方案I或2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，在所述液氮源與所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)環(huán)境加熱器。
[0006]方案4:在方案I 至方案3中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，在所述液氮源與所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)液氮加壓泵。
[0007]方案5:在方案I至方案4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)。
[0008]方案6:在方案I至方案4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為噴管。
[0009]方案7:在方案I至方案4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)。
[0010]方案8:在方案I至方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述外燃加熱器的燃料設(shè)為汽油、柴油、煤油、重油、輕油、天然氣、煤層氣、甲醇、乙醇、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、甲醚、乙醚、氫氣或設(shè)為固體燃料。
[0011]方案9:在上述所有方案中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步可選擇的，所述外燃加熱器產(chǎn)生的工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關(guān)系。
[0012]本發(fā)明中，所謂燃料可以是汽油、柴油、煤油、重油、輕油、液化天然氣、煤層氣、氫氣、烴類(例如甲烷、乙烷、乙炔、乙烯等)、醇類(例如甲醇、乙醇等)、醚類(例如甲醚、乙醚等)或?yàn)楣腆w燃料。
[0013]本發(fā)明中，所述的烴類化合物為烷烴化合物或炔烴化合物，例如甲烷、乙烷、乙炔、乙烯等。[0014]本發(fā)明中，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)包括單級(jí)膨脹做功機(jī)構(gòu)，也包括多級(jí)膨脹做功機(jī)構(gòu)，可以是容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)，也可以是速度型膨脹做功機(jī)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明中，所述透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)包括單級(jí)透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)，也包括多級(jí)透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)包括渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明中，應(yīng)盡可能選擇膨脹比大的所述膨脹做功機(jī)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明中，所述噴管可以選擇性的選擇完全膨脹噴管，所述完全膨脹噴管是指經(jīng)過(guò)噴管后壓力降到I個(gè)大氣壓的噴管。
[0018]本發(fā)明中，所謂的“外燃加熱器”是指在工質(zhì)外部進(jìn)行燃燒，將燃燒產(chǎn)生的熱通過(guò)壁面?zhèn)鬟f給工質(zhì)，對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱的加熱器，例如鍋爐等，在所述外燃加熱器中，被加熱的工質(zhì)可以是液氮，也可以是氮?dú)?，在所述外燃加熱器中，可以使氮?dú)馓幱诔R界狀態(tài)，也可使氮?dú)馓幱谶^(guò)熱狀態(tài)。
[0019]本發(fā)明中，所述“外燃加熱器的被加熱流體通道”是指設(shè)置在所述外燃加熱器上的用于供被加熱流體通過(guò)的通道；在所述外燃加熱器中，吸收熱量溫度升高的流體稱為被加熱流體。
[0020]本發(fā)明中，所謂的“噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)”是指工質(zhì)通過(guò)拉瓦爾噴管噴射形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，包括所述拉瓦爾噴管做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，所述拉瓦爾噴管做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力的同時(shí)由所述拉瓦爾噴管噴射出的高速流體推動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功的機(jī)構(gòu)和所述拉瓦爾噴管靜止由所述拉瓦爾噴管噴射出的高速流體推動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功的機(jī)構(gòu)；所述葉輪機(jī)構(gòu)可以是徑流葉輪機(jī)構(gòu)也可以是軸流葉輪機(jī)構(gòu)，所述葉輪機(jī)構(gòu)可以是單級(jí)也可以是多級(jí)；所述噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)可以選擇性地選擇:包括工質(zhì)回收殼和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體上的拉瓦爾噴管構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，低熵輪機(jī)(專利號(hào):201410001441.3)，超音速轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)(專利號(hào):201110186547.1)以及其它由拉瓦爾噴管噴射形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的徑流機(jī)構(gòu)和軸流機(jī)構(gòu)。
[0021]本發(fā)明中，所述余熱加熱器是利用余熱對(duì)工質(zhì)(液氮或氮?dú)?進(jìn)行加熱的加熱器。
[0022]本發(fā)明中，所述環(huán)境加熱器是利用環(huán)境中的空氣對(duì)工質(zhì)(液氮或氮?dú)?進(jìn)行加熱的加熱器。
[0023]本發(fā)明中，所述液氮源是指一切能夠以一定壓力提供液氮的系統(tǒng)，例如，包括液氮儲(chǔ)罐和液氮加壓泵等的系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明中，所述外燃加熱器的承壓能力大于3MPa、3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa、6.5MPa、7.0MPa、7.5MPa、8.0MPa、8.5MPa、9.0MPa、9.5MPa、10.0MPa、10.5MPa、ll.0MPa、ll.5MPa、12.0MPa、12.5MPa、13.0MPa、13.5MPa、14.0MPa、14.5MPa、15.0MPa、16.0MPa、17.0MPa、18.0MPa、19.0MPa,20.0MPa,21.0MPa,22.0MPa、23.0MPa、24.0MPa、25.0MPa、26.0MPa、27.0MPa、28.0MPa、29.0MPa 或大于 30.0MPa。
[0025]本發(fā)明中，所述外燃加熱器的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于500K、550K、600K、650K、700K、750K、800K、850K、900K、950K 或高于 1000Κ。
[0026]本發(fā)明中，所述外燃加熱器內(nèi)的工質(zhì)壓力與其承壓能力相匹配，即所述外燃加熱器內(nèi)的工質(zhì)的最高壓力達(dá)到其承壓能力。
[0027]本發(fā)明中，所謂的類絕熱關(guān)系包括下列三種情況:1.氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即工質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在工質(zhì)絕熱關(guān)系曲線(即經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)點(diǎn)的工質(zhì)絕熱關(guān)系曲線)上，即氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)在圖9中O-A-H所示曲線上；2.氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即工質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在所述工質(zhì)絕熱關(guān)系曲線左側(cè)，即氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)在圖9中O-A-H所示曲線的左側(cè)；3.氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即工質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在所述工質(zhì)絕熱關(guān)系曲線右偵牝即氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)在圖9中O-A-H所示曲線的右側(cè)，但是氣體工質(zhì)的溫度不高于由此氣體工質(zhì)的壓力按絕熱關(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、力口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9所示，所述氣體工質(zhì)的實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)為B點(diǎn)，A點(diǎn)是壓力與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、450Κ、400Κ、350Κ、300Κ、250Κ、200Κ、190Κ、180Κ、170Κ、160Κ、150Κ、140Κ、130Κ、120Κ、110Κ、100K、90K、80K、70K、60K、50K、40K、30K 或小于 20Κ。
[0028]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一種，也就是指:所述外燃加熱器的產(chǎn)生的工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即氣體工質(zhì)的溫度和壓力)點(diǎn)在如圖9所示的通過(guò)B點(diǎn)的絕熱過(guò)程曲線E-B-D的左側(cè)區(qū)域內(nèi)。
[0029]本發(fā)明中，所述外燃加熱器應(yīng)根據(jù)公知技術(shù)與燃料源連通。
[0030]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0031]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明的所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率密度高，效率高，污染排放少。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9所示的是氣體工質(zhì)的溫度T和壓力P的關(guān)系圖。
[0033]圖中，
I液氮源、2外燃加熱器、3膨脹做功機(jī)構(gòu)、4液氮加壓泵、31渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)、32渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)、32噴管、33噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)、21余熱加熱器、22環(huán)境加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例1 如圖1所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，包括液氮源1、外燃加熱器2和膨脹做功機(jī)構(gòu)3，所述液氮源I與所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3連通，所述外燃加熱器2的承壓能力大于3MPa，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于500K。
[0035]選擇性地，所述外燃加熱器2的承壓能力還可大于3.5MPa、4.0MPa、4.5MPa、
5.0MPa、5.5MPa、6.0MPa、6.5MPa、7.0MPa、7.5MPa、8.0MPa、8.5MPa、9.0MPa、9.5MPa、
10.0MPa、10.5MPa、ll.0MPa、ll.5MPa、12.0MPa、12.5MPa、13.0MPa、13.5MPa、14.0MPa、14.5MPa、15.0MPa、16.0MPa、17.0MPa、18.0MPa、19.0MPa,20.0MPa,21.0MPa,22.0MPa、23.0MPa、24.0MPa、25.0MPa、26.0MPa、27.0MPa、28.0MPa、29.0MPa 或大于 30.0MPa。
[0036]選擇性地，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度還可高于 550K、600K、650K、700K、750K、800K、850K、900K、950K 或高于 1000Κ。
[0037]實(shí)施例2
如圖2所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于:將所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3設(shè)為透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)，具體地設(shè)為渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31，在所述液氮源I與所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上增設(shè)余熱加熱器21。
[0038]作為變換的實(shí)施方式，選擇性地，本實(shí)施例以及下述所有將所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3設(shè)為所述透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式中，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3可選擇的改設(shè)為其他形式的透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)。
[0039]實(shí)施例3
如圖3所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于:將所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3改設(shè)為包括渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31和渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)32的兩級(jí)膨脹做功機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例中，所述渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31和所述渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)軸不共軸。
[0040]作為可變換地實(shí)施方式，所述渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31和所述渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)軸還可共軸設(shè)置。
[0041]實(shí)施例4
如圖4所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于:把所述余熱加熱器21替換為環(huán)境加熱器22，所述外燃加熱器2的承壓能力大于5MPa，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于600K。
[0042]作為可變換的實(shí)施方式，選擇性地，本發(fā)明中所有設(shè)有所述余熱加熱器21的結(jié)構(gòu)中，均可參照本實(shí)施例用所述環(huán)境加熱器22代替所述余熱加熱器21，也可以在所述液氮源I與所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上同時(shí)設(shè)置所述余熱加熱器21和所述環(huán)境加熱器22，此時(shí)所述環(huán)境加熱器22可設(shè)置在所述液氮源I與所述余熱加熱器21之間的連通通道上。
[0043]實(shí)施例5
如圖5所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于:將所述渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31替換為噴管32，所述外燃加熱器2的承壓能力大于15MPa，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于750K。
[0044]實(shí)施例6
如圖6所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上:在所述液氮源I與所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上增設(shè)液氮加壓泵4，所述外燃加熱器2的承壓能力大于20MPa，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于800K。
[0045]作為可變換的實(shí)施方式，所述余熱加熱器21可以取消不設(shè)。
[0046]實(shí)施例7
如圖7所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例6的區(qū)別在于:將所述渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31替換為噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)33，所述外燃加熱器2的承壓能力大于30MPa，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于1000K。
[0047]實(shí)施例8
如圖8所示的液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例7的區(qū)別在于:將所述余熱加熱器21替換為環(huán)境加熱器22，取消所述液氮加壓泵4，所述外燃加熱器2的承壓能力大于lOMPa，所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于700K。
[0048]作為可變換的實(shí)施方式，實(shí)施例2至實(shí)施例5及實(shí)施例8以及在這些實(shí)施例基礎(chǔ)上變換得到的實(shí)施方式均可參照實(shí)施例6或?qū)嵤├?在所述液氮源I與所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上增設(shè)所述液氮加壓泵4。
[0049]本發(fā)明的上述實(shí)施方式中，給出了所述膨脹做功機(jī)構(gòu)2設(shè)為一級(jí)、兩級(jí)的例子，作為可變換的實(shí)施方式，上述各實(shí)施方式中的所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3還可改設(shè)為三級(jí)或三級(jí)以上的膨脹做功機(jī)構(gòu)，且對(duì)于將所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3設(shè)為兩級(jí)或兩級(jí)以上膨脹做功機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3的各膨脹做功級(jí)的旋轉(zhuǎn)軸可共軸設(shè)置，也可不共軸設(shè)置。
[0050]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，列舉了所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3設(shè)為渦輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)31、噴管32以及設(shè)為噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)33等速度型膨脹做功機(jī)構(gòu)的例子，作為可變換的實(shí)施方式，上述各實(shí)施方式中的所述膨脹做功機(jī)構(gòu)3可選擇的設(shè)為容積型膨脹做功機(jī)構(gòu)或設(shè)為其他形式的速度型膨脹做功機(jī)構(gòu)。
[0051]作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明所有實(shí)施方式中，所述外燃加熱器2的燃料均可選擇性地設(shè)為汽油、柴油、煤油、重油、輕油、天然氣、煤層氣、甲醇、乙醇、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、甲醚、乙醚、氫氣或設(shè)為固體燃料。
[0052]作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明所有實(shí)施方式中，所述外燃加熱器2產(chǎn)生的工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關(guān)系。
[0053]本發(fā)明的上述各實(shí)施方式中，均給出了所述外燃加熱器2的承壓能力、所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的溫度數(shù)值范圍，這并不代表該實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)下所述外燃加熱器2的承壓能力、所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的溫度只能在該數(shù)值范圍內(nèi)，作為可變換的實(shí)施方式，本發(fā)明所有實(shí)施方式中，所述外燃加熱器2的承壓能力、所述外燃加熱器2的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的溫度均可參照實(shí)施例1對(duì)上述承壓能力和溫度的數(shù)值范圍進(jìn)行選擇改設(shè)，不受上述實(shí)施中具體限定的限制。
[0054]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(kāi)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】
1.一種液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，包括液氮源(I)、外燃加熱器(2)和膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)，其特征在于:所述液氮源(I)與所述外燃加熱器(2)的被加熱流體通道的工質(zhì)入口連通，所述外燃加熱器(2)的被加熱流體通道的工質(zhì)出口與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)連通，所述外燃加熱器(2)的承壓能力大于3MPa，所述外燃加熱器(2)的被加熱流體通道的工質(zhì)出口處的工質(zhì)溫度高于500K。
2.如權(quán)利要求1所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述液氮源(I)與所述外燃加熱器(2)的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)余熱加熱器(21)。
3.如權(quán)利要求1所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述液氮源(I)與所述外燃加熱器(2 )的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)環(huán)境加熱器(22 )。
4.如權(quán)利要求1所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述液氮源(I)與所述外燃加熱器(2 )的被加熱流體通道的工質(zhì)入口之間的連通通道上設(shè)液氮加壓泵(4 )。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)(3)為透平式膨脹做功機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述膨脹做功機(jī)構(gòu)(3)設(shè)為噴管(32)。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為噴管推進(jìn)轉(zhuǎn)子做功機(jī)構(gòu)(33)。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述外燃加熱器(2)的燃料設(shè)為汽油、柴油、煤油、重油、輕油、天然氣、煤層氣、甲醇、乙醇、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、甲醚、乙醚、氫氣或設(shè)為固體燃料。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述液氮高溫發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述外燃加熱器(2)產(chǎn)生的工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關(guān)系。
【文檔編號(hào)】F02C1/00GK103807020SQ201410036680
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司