壓氣噴管推進發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓氣噴管推進發(fā)動機，包括容積型空氣壓縮單元、燃燒室和噴管，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括附屬冷卻器和往復(fù)式空氣壓縮機所述容積型空氣壓縮單元、所述附屬冷卻器、所述往復(fù)式空氣壓縮機、所述燃燒室和所述噴管依次連通，所述容積型空氣壓縮單元輸出的壓縮氣體的壓力大于1MPa。本發(fā)明所述壓氣噴管推進發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且燃料多樣性好，效率高，污染排放少。
【專利說明】壓氣噴管推進發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力，尤其是一種壓氣噴管推進發(fā)動機。

【背景技術(shù)】
[0002]能源和環(huán)境問題日益重要，而解決能源和環(huán)境問題的最重要環(huán)節(jié)是要解決汽油機、柴油機的效率和污染排放問題，而汽油機和柴油機引起結(jié)構(gòu)和工作原理所限，很難有本質(zhì)性的提高，因此需要發(fā)明一種新型發(fā)動機。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
[0004]方案1，一種壓氣噴管推進發(fā)動機，包括容積型空氣壓縮單元、燃燒室和噴管，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括附屬冷卻器和往復(fù)式空氣壓縮機所述容積型空氣壓縮單元、所述附屬冷卻器、所述往復(fù)式空氣壓縮機、所述燃燒室和所述噴管依次連通，所述容積型空氣壓縮單元輸出的壓縮氣體的壓力大于IMPa。
[0005]方案2，在方案I的基礎(chǔ)上，所述燃燒室設(shè)為旋轉(zhuǎn)燃燒室，所述噴管與所述旋轉(zhuǎn)燃燒室的旋轉(zhuǎn)軸有矩設(shè)置。
[0006]方案3，在方案I或2的基礎(chǔ)上，所述容積型空氣壓縮單元內(nèi)設(shè)有冷卻器。
[0007]方案4，在前述方案I至3中任一方案的基礎(chǔ)上，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括前置壓氣機，所述前置壓氣機的壓縮氣體出口與所述容積型空氣壓縮單元的空氣入口連通。
[0008]方案5，在前述方案I至3中任一方案的基礎(chǔ)上，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括前置壓氣機和渦輪，所述前置壓氣機的壓縮氣體出口與所述容積型空氣壓縮單元的空氣入口連通，所述噴管的工質(zhì)出口直接或經(jīng)導(dǎo)流體與所述渦輪的工質(zhì)入口連通，所述渦輪對所述前置壓氣機輸出動力。
[0009]方案6，在前述方案I至5中任一方案的基礎(chǔ)上，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括后置壓氣機，所述容積型空氣壓縮單元的壓縮空氣出口與所述后置壓氣機的空氣入口連通。
[0010]方案7，在前述方案I至5中任一方案的基礎(chǔ)上，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括后置壓氣機和渦輪，所述容積型空氣壓縮單元的壓縮空氣出口與所述后置壓氣機的空氣入口連通，所述噴管的工質(zhì)出口直接或經(jīng)導(dǎo)流體與所述渦輪的工質(zhì)入口連通，所述渦輪對所述后置壓氣機輸出動力。
[0011]方案8，在前述方案I的基礎(chǔ)上，所述往復(fù)式空氣壓縮機設(shè)為低頻高壓往復(fù)壓縮機。
[0012]方案9，在前述方案I至7中任一方案的基礎(chǔ)上，在所述容積型空氣壓縮單元中包含往復(fù)式空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)中，所述往復(fù)式空氣壓縮機設(shè)為低頻高壓往復(fù)壓縮機。
[0013]本發(fā)明中，所謂的“所述噴管與所述旋轉(zhuǎn)燃燒室的旋轉(zhuǎn)軸有矩設(shè)置”是指所述噴管噴射時所受到的反作用力對所述旋轉(zhuǎn)燃燒室的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生扭矩的設(shè)置方式。
[0014]本發(fā)明中，所述冷卻器、所述附屬冷卻器都是冷卻器，名稱不同是為了加以區(qū)分而定義的。
[0015]本發(fā)明中，所述前置壓氣機、所述后置壓氣機都是壓氣機，名稱不同只是為了加以區(qū)分而定義的。
[0016]本發(fā)明中，所述容積型空氣壓縮單元是指至少包括一個容積型壓縮機構(gòu)的空氣壓縮單元，例如，全部由容積型壓縮機構(gòu)構(gòu)成的單級或多級壓縮單元，至少包括一個容積型壓縮機構(gòu)和至少一個速度型壓縮機的壓縮單元，所述容積型壓縮機構(gòu)包括往復(fù)式空氣壓縮機、螺桿式空氣壓縮機、羅茨式空氣壓縮機等。
[0017]本發(fā)明中，所述低頻高壓往復(fù)壓縮機是指轉(zhuǎn)速低于1500轉(zhuǎn)/分、1490轉(zhuǎn)/分、1480轉(zhuǎn)/分、1470轉(zhuǎn)/分、1460轉(zhuǎn)/分、1450轉(zhuǎn)/分、1440轉(zhuǎn)/分、1430轉(zhuǎn)/分、1420轉(zhuǎn)/分、1410 轉(zhuǎn) / 分、1400 轉(zhuǎn) / 分、1390 轉(zhuǎn) / 分、1380 轉(zhuǎn) / 分、1370 轉(zhuǎn) / 分、1360 轉(zhuǎn) / 分、1350 轉(zhuǎn) /分、1340轉(zhuǎn)/分、1330轉(zhuǎn)/分、1320轉(zhuǎn)/分、1310轉(zhuǎn)/分、1300轉(zhuǎn)/分、1290轉(zhuǎn)/分、1280轉(zhuǎn)/ 分、1270 轉(zhuǎn) / 分、1260 轉(zhuǎn) / 分、1250 轉(zhuǎn) / 分、1240 轉(zhuǎn) / 分、1230 轉(zhuǎn) / 分、1220 轉(zhuǎn) / 分、1210轉(zhuǎn)/分、1200轉(zhuǎn)/分、1190轉(zhuǎn)/分、1180轉(zhuǎn)/分、1170轉(zhuǎn)/分、1160轉(zhuǎn)/分、1150轉(zhuǎn)/分、1140 轉(zhuǎn) / 分、1130 轉(zhuǎn) / 分、1120 轉(zhuǎn) / 分、1110 轉(zhuǎn) / 分、1100 轉(zhuǎn) / 分、1090 轉(zhuǎn) / 分、1080 轉(zhuǎn) /分、1070 轉(zhuǎn) / 分、1060 轉(zhuǎn) / 分、1050 轉(zhuǎn) / 分、1040 轉(zhuǎn) / 分、1030 轉(zhuǎn) / 分、1020 轉(zhuǎn) / 分、1010轉(zhuǎn)/分、1000轉(zhuǎn)/分、990轉(zhuǎn)/分、980轉(zhuǎn)/分、970轉(zhuǎn)/分、960轉(zhuǎn)/分、950轉(zhuǎn)/分、940轉(zhuǎn)/分、930轉(zhuǎn)/分、920轉(zhuǎn)/分、910轉(zhuǎn)/分、900轉(zhuǎn)/分、890轉(zhuǎn)/分、880轉(zhuǎn)/分、870轉(zhuǎn)/分、860轉(zhuǎn)/分、850轉(zhuǎn)/分、840轉(zhuǎn)/分、830轉(zhuǎn)/分、820轉(zhuǎn)/分、810轉(zhuǎn)/分、800轉(zhuǎn)/分、790轉(zhuǎn)/分、780轉(zhuǎn)/分、770轉(zhuǎn)/分、760轉(zhuǎn)/分、750轉(zhuǎn)/分、740轉(zhuǎn)/分、730轉(zhuǎn)/分、720轉(zhuǎn)/分、710轉(zhuǎn)/分、700轉(zhuǎn)/分、690轉(zhuǎn)/分、680轉(zhuǎn)/分、670轉(zhuǎn)/分、660轉(zhuǎn)/分、650轉(zhuǎn)/分、640轉(zhuǎn)/分、630轉(zhuǎn)/分、620轉(zhuǎn)/分、610轉(zhuǎn)/分、600轉(zhuǎn)/分、590轉(zhuǎn)/分、580轉(zhuǎn)/分、570轉(zhuǎn)/分、560轉(zhuǎn)/分、550轉(zhuǎn)/分、540轉(zhuǎn)/分、530轉(zhuǎn)/分、520轉(zhuǎn)/分、510轉(zhuǎn)/分、500轉(zhuǎn)/分、490轉(zhuǎn)/分、480轉(zhuǎn)/分、470轉(zhuǎn)/分、460轉(zhuǎn)/分、450轉(zhuǎn)/分、440轉(zhuǎn)/分、430轉(zhuǎn)/分、420轉(zhuǎn)/分、410轉(zhuǎn)/分、400轉(zhuǎn)/分、390轉(zhuǎn)/分、380轉(zhuǎn)/分、370轉(zhuǎn)/分、360轉(zhuǎn)/分、350轉(zhuǎn)/分、340轉(zhuǎn)/分、330轉(zhuǎn)/分、320轉(zhuǎn)/分、310轉(zhuǎn)/分或低于300轉(zhuǎn)/分，同時壓比大于
3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49 或大于 50 的單級往復(fù)式空氣壓縮機，所述低頻高壓往復(fù)壓縮機的轉(zhuǎn)速和壓比可以在各自的數(shù)值范圍內(nèi)獨立選擇，并自由組合，例如可以是1300轉(zhuǎn)/份、壓比50，也可以是1300轉(zhuǎn)/分、壓比4，還可以是500轉(zhuǎn)/分、壓比50,等等。
[0018]本發(fā)明中，所述容積型空氣壓縮單元輸出的壓縮氣體的壓力大于lMPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、1MPa、IIMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa 或大于 20MPa。
[0019]本發(fā)明中，某個數(shù)值A(chǔ)以上和某個數(shù)值A(chǔ)以下均包括本數(shù)A。
[0020]本發(fā)明人根據(jù)熱力學(xué)的基本原理以及對宇宙現(xiàn)象的觀察認(rèn)為:在沒有外部因素影響的前提下，熱不可能百分之百的轉(zhuǎn)換成其它任何形式的能量或物質(zhì)。傳統(tǒng)熱力學(xué)第二定律中只闡述了在沒有外部因素影響的前提下，熱不能百分之百的轉(zhuǎn)換成功，這一定律是正確的，但是是片面的?？梢杂猛ㄋ椎恼Z言將熱定義為能量的最低形式，或者簡稱為這是宇宙的垃圾。經(jīng)分析，本發(fā)明人還認(rèn)為:任何生物(動物、植物、微生物、病毒和細(xì)菌)的生長過程都是放熱的。經(jīng)分析，本發(fā)明人還認(rèn)為:任何一個過程或任何一個循環(huán)(不局限于熱力學(xué)過程，例如化學(xué)反應(yīng)過程、生物化學(xué)反應(yīng)過程、光化學(xué)反應(yīng)過程、生物生長過程、植物生長過程都包括在內(nèi))其最大做功能力守恒，本發(fā)明人認(rèn)為沒有光合作用的植物生長過程是不能提高其做功能力的，也就是說，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的養(yǎng)分的做功能力之和；之所以一棵樹木的做功能力要大于樹苗的做功能力，是因為陽光以光合作用的形式參與了由樹苗到樹木的生長過程。
[0021]本發(fā)明人認(rèn)為:熱機工作的基本邏輯是收斂-受熱-發(fā)散。所謂收斂是工質(zhì)的密度的增加過程，例如冷凝、壓縮均屬收斂過程，在同樣的壓力下，溫度低的工質(zhì)收斂程度大；所謂受熱就是工質(zhì)的吸熱過程；所謂發(fā)散是指工質(zhì)的密度降低的過程，例如膨脹或噴射。任何一個發(fā)散過程都會形成做功能力的降低，例如，氣態(tài)的空氣的做功能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液態(tài)空氣的做功能力；甲醇加水加中等溫度的熱生成一氧化碳和氫氣，雖然所生成的一氧化碳和氫氣的燃燒熱大于甲醇的燃燒熱20%左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例則微乎其微，其原因在于這一過程雖然吸了 20%左右的熱，但是生成物一氧化碳和氫氣的發(fā)散程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲醇。因此，利用溫度不高的熱參加化學(xué)反應(yīng)是沒有辦法有效提高生成物的做功能力的。
[0022]本發(fā)明人認(rèn)為:距離增加是熵增加的過程，冷熱源之間的距離也影響效率，距離小效率高，距離大效率低。
[0023]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動力領(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。
[0024]本發(fā)明的有益效果如下:
[0025]本發(fā)明所述壓氣噴管推進發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且燃料多樣性好，效率高，污染排放少。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0032]實施例1
[0033]如圖1所示的壓氣噴管推進發(fā)動機，包括容積型空氣壓縮單元10、燃燒室20和噴管30，所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括附屬冷卻器40和往復(fù)式空氣壓縮機50所述容積型空氣壓縮單元10、所述附屬冷卻器40、所述往復(fù)式空氣壓縮機50、所述燃燒室20和所述噴管30依次連通，所述容積型空氣壓縮單元10輸出的壓縮氣體的壓力大于IMPa。
[0034]優(yōu)選地，可以選擇性的將所述往復(fù)式空氣壓縮機50設(shè)為低頻高壓往復(fù)壓縮機。
[0035]實施例2
[0036]如圖2所示的壓氣噴管推進發(fā)動機，其在實施例1的基礎(chǔ)上，將所述燃燒室20設(shè)為旋轉(zhuǎn)燃燒室21，所述噴管30與所述旋轉(zhuǎn)燃燒室21的旋轉(zhuǎn)軸有矩設(shè)置。
[0037]實施例3
[0038]如圖3所示的壓氣噴管推進發(fā)動機，其在實施例1或2的基礎(chǔ)上，進一步還包括前置壓氣機60，所述前置壓氣機60的壓縮氣體出口與所述容積型空氣壓縮單元10的空氣入口連通。
[0039]實施例4
[0040]如圖4所示的壓氣噴管推進發(fā)動機,其在實施例1或2的基礎(chǔ)上,進一步還包括前置壓氣機60和渦輪70，所述前置壓氣機60的壓縮氣體出口與所述容積型空氣壓縮單元10的空氣入口連通，所述噴管30的工質(zhì)出口直接或經(jīng)導(dǎo)流體與所述渦輪70的工質(zhì)入口連通，所述渦輪70對所述前置壓氣機60輸出動力。
[0041]實施例5
[0042]如圖5所示的壓氣噴管推進發(fā)動機，其在實施例1或2的基礎(chǔ)上，進一步還包括后置壓氣機80，所述容積型空氣壓縮單元10的壓縮空氣出口與所述后置壓氣機80的空氣入口連通。
[0043]實施例6
[0044]如圖6所示的壓氣噴管推進發(fā)動機，其在實施例1或2的基礎(chǔ)上，進一步還包括后置壓氣機80和渦輪70，所述容積型空氣壓縮單元10的壓縮空氣出口與所述后置壓氣機80的空氣入口連通，所述噴管30的工質(zhì)出口直接或經(jīng)導(dǎo)流體與所述渦輪70的工質(zhì)入口連通，所述渦輪70對所述后置壓氣機80輸出動力。
[0045]作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的所有實施方式中，都可以參照實施例3至6設(shè)置所述前置壓氣機60或后置壓氣機80等。
[0046]作為可以變換的實施方式，本發(fā)明的所有實施方式中，可選擇地在所述容積型空氣壓縮單元10內(nèi)設(shè)置冷卻器。
[0047]本發(fā)明所有實施方式中，所述容積型空氣壓縮單元10都可以選擇性的設(shè)置包含往復(fù)式空氣壓縮機50，本發(fā)明的所有在所述容積型空氣壓縮單元10中包含往復(fù)式空氣壓縮機50的結(jié)構(gòu)中，都可以選擇性的將所述往復(fù)式空氣壓縮機50設(shè)為低頻高壓往復(fù)壓縮機。
[0048]本發(fā)明的所有實施方式中，都可以選擇性的將所述容積型空氣壓縮單元10輸出的壓縮氣體的壓力改設(shè)為大于 2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、I OMPa、I IMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa 或改設(shè)為大于 20MPa。
[0049]顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，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)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種壓氣噴管推進發(fā)動機，包括容積型空氣壓縮單元(10)、燃燒室(20)和噴管(30)，其特征在于:所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括附屬冷卻器(40)和往復(fù)式空氣壓縮機(50)所述容積型空氣壓縮單元(10)、所述附屬冷卻器(40)、所述往復(fù)式空氣壓縮機(50)、所述燃燒室(20)和所述噴管(30)依次連通，所述容積型空氣壓縮單元(10)輸出的壓縮氣體的壓力大于IMPa。
2.如權(quán)利要求1所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述燃燒室(20)設(shè)為旋轉(zhuǎn)燃燒室(21)，所述噴管(30)與所述旋轉(zhuǎn)燃燒室(21)的旋轉(zhuǎn)軸有矩設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述容積型空氣壓縮單元(10)內(nèi)設(shè)有冷卻器。
4.如權(quán)利要求1或2所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括前置壓氣機(60)，所述前置壓氣機￠0)的壓縮氣體出口與所述容積型空氣壓縮單元(10)的空氣入口連通。
5.如權(quán)利要求1或2所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括前置壓氣機(60)和渦輪(70)，所述前置壓氣機￠0)的壓縮氣體出口與所述容積型空氣壓縮單元(10)的空氣入口連通，所述噴管(30)的工質(zhì)出口直接或經(jīng)導(dǎo)流體與所述渦輪(70)的工質(zhì)入口連通，所述渦輪(70)對所述前置壓氣機￠0)輸出動力。
6.如權(quán)利要求1或2所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括后置壓氣機(80)，所述容積型空氣壓縮單元(10)的壓縮空氣出口與所述后置壓氣機(80)的空氣入口連通。
7.如權(quán)利要求1或2所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述壓氣噴管推進發(fā)動機還包括后置壓氣機(80)和渦輪(70)，所述容積型空氣壓縮單元(10)的壓縮空氣出口與所述后置壓氣機(80)的空氣入口連通，所述噴管(30)的工質(zhì)出口直接或經(jīng)導(dǎo)流體與所述渦輪(70)的工質(zhì)入口連通，所述渦輪(70)對所述后置壓氣機(80)輸出動力。
8.如權(quán)利要求1所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:所述往復(fù)式空氣壓縮機(50)設(shè)為低頻高壓往復(fù)壓縮機。
9.如權(quán)利要求1或2所述壓氣噴管推進發(fā)動機，其特征在于:在所述容積型空氣壓縮單元(10)中包含往復(fù)式空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)中，所述往復(fù)式空氣壓縮機設(shè)為低頻高壓往復(fù)壓縮機。
【文檔編號】F02K3/00GK104131914SQ201410228906
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司