低氧液氮工質(zhì)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，具體涉及一種低氧液氮工質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣分離是一個(gè)龐大的工業(yè)體系，在這個(gè)工業(yè)體系中，最大量的產(chǎn)品液氧和液氮，而現(xiàn)在工業(yè)用液氧量和用液氮量的狀況是液氮高度過剩。如果能夠發(fā)明一種可高效利用液氮的發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅可以節(jié)能環(huán)保，還可以促進(jìn)空分工業(yè)的發(fā)展。

【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1:一種低氧液氮工質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:低氧液氮儲(chǔ)罐、燃燒室、膨脹做功機(jī)構(gòu)，其中，所述低氧液氮儲(chǔ)罐的出口與所述燃燒室連通，所述燃燒室的工質(zhì)出口與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0005]方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述低氧液氮工質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)還包括回?zé)崞?；所述回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道的入口與所述低氧液氮儲(chǔ)罐的出口連通，所述回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道的出口與所述燃燒室連通，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述回?zé)崞鞯募訜崃黧w通道的入口連通。
[0006]方案3:在方案I或2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)為透平、多級(jí)變界流體機(jī)構(gòu)、活塞式做功機(jī)構(gòu)或者羅茨馬達(dá)。
[0007]方案4:在方案I至3中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述燃燒室內(nèi)的工質(zhì)壓力在2MPa 至 20MPa 之間。
[0008]方案5:在方案I至4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述燃燒室的工質(zhì)出口的溫度在500K至3000K之間。
[0009]方案6:在方案I至5中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述低氧液氮儲(chǔ)罐的儲(chǔ)量至少可供所述膨脹做功機(jī)構(gòu)在額定工況下工作24小時(shí)。
[0010]方案7:—種低氧液氮工質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:低氧液氮儲(chǔ)罐、外燃加熱器、膨脹做功機(jī)構(gòu)，其中，所述低氧液氮儲(chǔ)罐的出口與所述外燃加熱器連通，所述外燃加熱器的工質(zhì)出口與所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0011]方案8:在方案7的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述低氧液氮工質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)還包括回?zé)崞?；所述回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道的入口與所述低氧液氮儲(chǔ)罐的出口連通，所述回?zé)崞鞯谋患訜崃黧w通道的出口與所述外燃加熱器連通，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述回?zé)崞鞯募訜崃黧w通道的入口連通。
[0012]方案9:在方案7或8的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹做功機(jī)構(gòu)為透平、多級(jí)變界流體機(jī)構(gòu)、活塞式做功機(jī)構(gòu)或者羅茨馬達(dá)。
[0013]方案10:在方案7至9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述外燃加熱器內(nèi)的工質(zhì)壓力在2MPa至20MPa之間。
[0014]方案11:在方案7至10中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述外燃加熱器的工質(zhì)出口的溫度在500K至3000K之間。
[0015]方案12:在方案7至11中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述低氧液氮儲(chǔ)罐的儲(chǔ)量至少可供所述膨脹做功機(jī)構(gòu)在額定工況下工作24小時(shí)。
[0016]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。
[0017]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)過程或任何一個(gè)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(zhǎng)過程、植物生長(zhǎng)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(zhǎng)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?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)過程。
[0018]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(gè)發(fā)散過程都會(huì)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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]本發(fā)明中，“所述外燃加熱器”是指包括燃燒室的以外燃形式加熱的加熱器。
[0022]本發(fā)明中，所謂“多級(jí)”是指兩級(jí)以上。
[0023]本發(fā)明中，所謂的“變界流體機(jī)構(gòu)”是指一切流體進(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，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，滑片式膨脹機(jī))、偏心轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)(例如，偏心轉(zhuǎn)子膨脹機(jī))、液環(huán)式機(jī)構(gòu)(例如，液環(huán)式膨脹機(jī))、羅茨式機(jī)構(gòu)(例如，羅茨式膨脹機(jī))、螺桿式機(jī)構(gòu)(例如，螺桿式膨脹機(jī))、旋轉(zhuǎn)活塞式機(jī)構(gòu)(例如，旋轉(zhuǎn)活塞式膨脹機(jī))、滾動(dòng)活塞式機(jī)構(gòu)(例如，滾動(dòng)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)子式膨脹機(jī))、單工作腔滑片式機(jī)構(gòu)(例如，單工作腔滑片式膨脹機(jī))、雙工作腔滑片式機(jī)構(gòu)(例如，雙工作腔滑片式膨脹機(jī))、貫穿滑片式機(jī)構(gòu)(例如，貫穿滑片式膨脹機(jī))、齒輪流體機(jī)構(gòu)(例如，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)活塞膨脹機(jī))等。所述變界機(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)。
[0024]本發(fā)明中，所謂的“低氧液氮”是指氧氣含量在3%至15%之