多級(jí)流體機(jī)構(gòu)及包括其的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其涉及一種多級(jí)流體機(jī)構(gòu)，本發(fā)明還涉及包括所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]流體機(jī)構(gòu)可以作為壓縮機(jī)構(gòu)、膨脹機(jī)構(gòu)、液體泵以及液體馬達(dá)，當(dāng)所述流體機(jī)構(gòu)設(shè)置多級(jí)的時(shí)候，需要在每一級(jí)所述流體機(jī)構(gòu)的流體入口和流體出口處設(shè)控制閥，從而帶來(lái)控制困難、效率低的問(wèn)題。因此，需要發(fā)明一種新型流體機(jī)構(gòu)。

【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:
[0004]方案1:一種多級(jí)流體機(jī)構(gòu)，包括變界流體機(jī)構(gòu)，多級(jí)速度型壓氣機(jī)至少兩個(gè)所述變界流體機(jī)構(gòu)串聯(lián)連通，所述變界流體機(jī)構(gòu)的流體入口和流體出口兩者對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線的圓心角定義為Q，至少一對(duì)相鄰的兩個(gè)所述變界流體機(jī)構(gòu)之間的相位差α的絕對(duì)值大于等于Q0
[0005]方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)。
[0006]方案3:在方案I的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)，在最末一級(jí)所述變界流體機(jī)構(gòu)的所述流體出口處設(shè)工質(zhì)控制閥b。
[0007]方案4:在方案I的基礎(chǔ)上，如權(quán)利要求1所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)。
[0008]方案5:在方案I的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)，在第一級(jí)所述變界流體機(jī)構(gòu)的所述流體入口處設(shè)工質(zhì)控制閥a。
[0009]方案6:在方案I的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)液體栗O
[0010]方案7:在方案I的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)液體馬達(dá)。
[0011]方案8:在方案I的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)，第一級(jí)所述變界流體機(jī)構(gòu)的所述流體入口與高壓工質(zhì)源連通。
[0012]方案9:一種方案I所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的第一級(jí)所述變界流體機(jī)構(gòu)的所述流體入口設(shè)為所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的總流體入口，最末一級(jí)所述變界流體機(jī)構(gòu)的所述流體出口設(shè)為所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的總流體出口 ；所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少兩個(gè)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)，其中至少一個(gè)所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)，其余的所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)，設(shè)為所述多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)的所有所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的所述總流體出口均與燃燒室連通，設(shè)為所述多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)的所有所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的所述總流體入口均與所述燃燒室連通。
[0013]方案10:在方案9的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)的所有所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的所述總流體入口與速度型壓氣機(jī)的工質(zhì)出口連通，所述多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)的所有所述多級(jí)流體機(jī)構(gòu)的所述總流體出口與速度型做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0014]方案11:在方案10的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述速度型做功機(jī)構(gòu)和所述多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0015]方案12:在方案10的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述速度型做功機(jī)構(gòu)和所述速度型壓氣機(jī)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0016]方案13:在方案10的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)和所述多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0017]方案14:在方案13的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述多級(jí)壓縮機(jī)構(gòu)、所述多級(jí)膨脹機(jī)構(gòu)和所述速度型做功機(jī)構(gòu)三者聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0018]方案15:在方案10至14中任一方案的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述速度型壓氣機(jī)設(shè)為多級(jí)速度型壓氣機(jī)。
[0019]方案16:在方案10至14中任一方案的基礎(chǔ)上，多級(jí)速度型壓氣機(jī)所述速度型做功機(jī)構(gòu)設(shè)為多級(jí)速度型做功機(jī)構(gòu)。
[0020]本發(fā)明中，所謂的“變界流體機(jī)構(gòu)”是指滾動(dòng)轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)構(gòu)以外的，流體進(jìn)入?yún)^(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件的表面和流體流出區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件的表面不同的容積型流體機(jī)構(gòu)，這種流體機(jī)構(gòu)包括但不限于滾動(dòng)轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)構(gòu)以外的包括圓形氣缸、隔離體和缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體，且由所述圓形氣缸、所述隔離體和所述缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體三者相互配合形成容積變化的機(jī)構(gòu)，例如:兩角轉(zhuǎn)子流體機(jī)構(gòu)、貫穿滑片流體機(jī)構(gòu)等。
[0021]換句話說(shuō)，所謂的“變界流體機(jī)構(gòu)”是指一切除滾動(dòng)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)以外的流體進(jìn)入?yún)^(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件的表面和流體流出區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件的表面不同的容積型流體機(jī)構(gòu)，也就是說(shuō)，所謂的“變界流體機(jī)構(gòu)”是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件形成容積變化的一切容積型流體機(jī)構(gòu)，例如，滑片泵、滑片式機(jī)構(gòu)(例如，滑片式壓縮機(jī)或滑片式膨脹機(jī))、偏心轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)(例如，偏心轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)或偏心轉(zhuǎn)子膨脹機(jī))、液環(huán)式機(jī)構(gòu)(例如，液環(huán)式壓縮機(jī)或液環(huán)式膨脹機(jī))、羅茨式機(jī)構(gòu)(例如，羅茨式壓縮機(jī)或羅茨式膨脹機(jī))、螺桿式機(jī)構(gòu)(例如，螺桿式壓縮機(jī)或螺桿式膨脹機(jī))、旋轉(zhuǎn)活塞式機(jī)構(gòu)(例如，旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)或旋轉(zhuǎn)活塞式膨脹機(jī))、擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式機(jī)構(gòu)(例如，擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)或擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式膨脹機(jī))、單工作腔滑片式機(jī)構(gòu)(例如，單工作腔滑片式壓縮機(jī)或單工作腔滑片式膨脹機(jī))、雙工作腔滑片式機(jī)構(gòu)(例如，雙工作腔滑片式壓縮機(jī)或雙工作腔滑片式膨脹機(jī))、貫穿滑片式機(jī)構(gòu)(例如，貫穿滑片式壓縮機(jī)或貫穿滑片式膨脹機(jī))、齒輪流體機(jī)構(gòu)(例如，齒輪壓縮機(jī)或齒輪膨脹機(jī))和轉(zhuǎn)缸滾動(dòng)活塞機(jī)構(gòu)(例如，轉(zhuǎn)缸滾動(dòng)活塞壓縮機(jī)或轉(zhuǎn)缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī))等。所述變界流體機(jī)構(gòu)可選擇性地選擇包括氣缸、隔離體和缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體，且由所述氣缸、所述隔離體和所述缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體三者相互配合形成容積變化的機(jī)構(gòu)。
[0022]本發(fā)明中，所謂的變界流體機(jī)構(gòu)可以這樣理解:例如氣缸活塞機(jī)構(gòu)、它的流體流入?yún)^(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件是活塞，其表面是活塞頂面，它的流體流出區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件也是活塞，其表面也是活塞頂面，所以這樣的機(jī)構(gòu)不屬于所述變界流體機(jī)構(gòu)，葉輪壓氣機(jī)屬于變界速度型流體機(jī)構(gòu)，兩角轉(zhuǎn)子流體機(jī)構(gòu)、三角轉(zhuǎn)子流體機(jī)構(gòu)和貫穿滑片流體機(jī)構(gòu)的流體進(jìn)入?yún)^(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件的表面和流體流出區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件的表面不同，因此這類流體機(jī)構(gòu)屬于變界流體機(jī)構(gòu)。
[0023]本發(fā)明中，所述圓形氣缸是指在與所述缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸線相垂直的平面內(nèi)氣缸的內(nèi)側(cè)輪廓線為圓形的任意形狀的腔體，例如:圓柱形氣缸、圓錐形氣缸、圓臺(tái)形氣缸和球面圓形氣缸。
[0024]本發(fā)明中，所謂的“第一級(jí)”是指按流體的流動(dòng)方向處于最上游的一級(jí)。
[0025]本發(fā)明中，所謂的“最末一級(jí)”是指按流體的流動(dòng)方向處于最下游的一級(jí)。
[0026]本發(fā)明中，所述工質(zhì)控制閥包括逆止閥(單向閥)。
[0027]本發(fā)明中，所述工質(zhì)控制閥a和所述工質(zhì)控制閥b都是控制閥，名稱不同只是為了區(qū)別而加以定義的。
[0028]本發(fā)明中，所謂的“A與B聯(lián)動(dòng)設(shè)置”是指A與B相互有驅(qū)動(dòng)作用的設(shè)置方式，包括共軸設(shè)置方式。
[0029]本發(fā)明中，所述速度型壓氣機(jī)包括葉輪式壓氣機(jī)。
[0030]本發(fā)明中，所述速度型做功機(jī)構(gòu)包括葉輪式做功機(jī)構(gòu)。
[0031]本發(fā)明中，某個(gè)數(shù)值A(chǔ)以上和某個(gè)數(shù)值A(chǔ)以下均包括本數(shù)A。
[0032]本發(fā)明人根據(jù)熱力學(xué)的基本原理以及對(duì)宇宙現(xiàn)象的觀察認(rèn)為:在沒(méi)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(méi)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，但又是片面的?？梢杂猛ㄋ椎恼Z(yǔ)言將熱定義為能量的最低形式，或者簡(jiǎn)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(dòng)物、植物、微生物、病毒和細(xì)菌)的生長(zhǎng)過(guò)程都是放熱的。經(jīng)分析，本發(fā)明人還認(rèn)為:任何一個(gè)過(guò)程或任何一個(gè)循環(huán)(不局限于熱力學(xué)過(guò)程，例如化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、生物生長(zhǎng)過(guò)程、植物生長(zhǎng)過(guò)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(méi)有光合作用的植物生長(zhǎng)過(guò)程是不能提高其做功能力的，也就是說(shuō)，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?yàn)殛?yáng)光以光合作用的形式參與了由樹苗到樹木的生長(zhǎng)過(guò)程。
[0033]本發(fā)明人認(rèn)為:熱機(jī)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(guò)程，例如冷凝、壓縮均屬收斂過(guò)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(guò)程；所謂發(fā)散是指工質(zhì)的密度降低的過(guò)程，例如膨脹或噴射。任