變界流體機(jī)構(gòu)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，具體涉及一種變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以汽油機(jī)和柴油機(jī)為代表的容積型動(dòng)力機(jī)構(gòu)的效率問(wèn)題和污染排放問(wèn)題一直沒有得到很好的解決，其根本原因是由于其正時(shí)燃燒方式以及壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程的容積變化相同所致，而這兩大問(wèn)題是這類發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)所致，無(wú)法改變，因此需要發(fā)明新型發(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:
[0004]方案1:一種變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)、氣體壓縮控制閥、工質(zhì)連續(xù)加熱器、氣體膨脹控制閥和膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)，所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)、所述氣體壓縮控制閥、所述工質(zhì)連續(xù)加熱器、所述氣體膨脹控制閥和所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)依次連通，所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于I。
[0005]方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)與所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0006]方案3:在方案2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)與所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0007]方案4:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于1.1、1.2、1.3、1.4、1.5,1.6,1.7,1.8,1.9 或大于 2。
[0008]方案5:在方案I至4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)設(shè)為兩個(gè)以上且排量不同，所有所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)按排量由大到小依次連通，排量最小的所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述氣體壓縮控制閥連通。
[0009]方案6:在方案I至5中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)設(shè)為兩個(gè)以上且排量不同，所有所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)按排量由小到大依次連通，排量最小的所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述氣體膨脹控制閥連通。
[0010]方案7:在方案I至6中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣體壓縮控制閥設(shè)為氣體壓縮旋轉(zhuǎn)控制閥或設(shè)為壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)。
[0011]方案8:在方案I至7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣體膨脹控制閥設(shè)為氣體膨脹旋轉(zhuǎn)控制閥或設(shè)為膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)。
[0012]方案9:在方案I至8中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述工質(zhì)連續(xù)加熱器設(shè)為外燃加熱器、余熱加熱器、內(nèi)燃連續(xù)燃燒室或設(shè)為短間歇內(nèi)燃燃燒室。
[0013]方案10:在方案I至9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)還包括葉輪壓氣機(jī)，所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述葉輪壓氣機(jī)工質(zhì)出口連通。
[0014]方案11:在方案I至10中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)還包括透平，所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述透平的工質(zhì)入口連通。
[0015]方案12:在方案I至9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)還包括葉輪壓氣機(jī)和透平，所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述葉輪壓氣機(jī)工質(zhì)出口連通，所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述透平的工質(zhì)入口連通，所述透平與所述葉輪壓氣機(jī)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0016]方案13:在方案5至12中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在至少相鄰兩個(gè)所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)之間串聯(lián)設(shè)置中冷器。
[0017]方案14:在方案10至13中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述葉輪壓氣機(jī)的工質(zhì)出口與所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口之間串聯(lián)設(shè)置中冷器。
[0018]本發(fā)明中，所謂的“壓縮用”是指用于壓縮的；所謂的“膨脹用”是指用于膨脹的。
[0019]本發(fā)明中，所謂的“工質(zhì)連續(xù)加熱器”是指對(duì)能夠持續(xù)的對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱的部件、單元或系統(tǒng)，包括用外部熱量(例如外部燃燒室或余熱)對(duì)工質(zhì)進(jìn)行連續(xù)加熱的加熱器，用內(nèi)燃連續(xù)燃燒的方式對(duì)工質(zhì)加熱的內(nèi)燃燃燒室，以及短間歇內(nèi)燃燃燒室。
[0020]本發(fā)明中，所謂的“短間歇內(nèi)燃燃燒室”是指燃燒過(guò)程和非燃燒過(guò)程交替進(jìn)行，非燃燒時(shí)長(zhǎng)小于燃燒時(shí)長(zhǎng)，且在非燃燒過(guò)程中工質(zhì)持續(xù)從燃燒室內(nèi)的固體表面吸熱的內(nèi)燃燃燒室。
[0021 ] 本發(fā)明中，所謂的“A和B聯(lián)動(dòng)設(shè)置”是指A和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。
[0022]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(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))、滾動(dòng)活塞式機(jī)構(gòu)(例如，滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)或滾動(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)。
[0023]本發(fā)明中，把所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于I的目的是要降低由工質(zhì)連續(xù)加熱器對(duì)工質(zhì)加熱的過(guò)程所引起的壓力升高，進(jìn)而減少對(duì)相關(guān)機(jī)構(gòu)的承壓能力的要求；也減少溫升，進(jìn)而減少污染排放物的排放量。
[0024]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。
[0025]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，但是是片面的?？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。
[0026]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。任何一個(gè)發(fā)散過(guò)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(guò)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。
[0027]本發(fā)明人認(rèn)為:距離增加是熵增加的過(guò)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。
[0028]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。
[0029]眾所周知，在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，對(duì)信息不對(duì)稱和信息對(duì)稱的研宄都授予過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)，可見交易雙方擁有信息的狀態(tài)決定交易成敗、交易的公平性和交易的利潤(rùn)。交易的本質(zhì)其實(shí)是信息交易。為本發(fā)明人認(rèn)為，專利具有信息零對(duì)稱性，即交易雙方對(duì)專利的真正價(jià)值都知之甚少。專利信息零對(duì)稱屬性，如不破解，運(yùn)營(yíng)很難實(shí)現(xiàn)。專利的信息零對(duì)稱性決定了專利運(yùn)營(yíng)的科學(xué)性和復(fù)雜性。在普通商品交易中，信息不對(duì)稱有利于促進(jìn)交易，提高利潤(rùn)。而對(duì)專利而言，則完全不同，專利需要解決技術(shù)問(wèn)題，專利的價(jià)值在專利運(yùn)用中很快被知曉，所以專利必須貨真價(jià)實(shí)，信息零對(duì)稱和信息不對(duì)稱必然都會(huì)嚴(yán)重阻礙專利運(yùn)營(yíng)，解決專利信息零對(duì)稱問(wèn)題，使交易雙方在高水平上信息對(duì)稱是專利運(yùn)營(yíng)企業(yè)的根本工作。
[0030]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明通過(guò)將所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于1，從而降低由工質(zhì)連續(xù)加熱器對(duì)工質(zhì)加熱的過(guò)程所引起的壓力升高，進(jìn)而減少對(duì)相關(guān)機(jī)構(gòu)的承壓能力的要求；也減少溫升，進(jìn)而減少污染排放物的排放量。同時(shí)，本發(fā)明的所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)部件少，成本低，運(yùn)行平穩(wěn)，具有較高的功率密度高和效率，可以應(yīng)用各種燃料。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1:實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2:實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3:實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4:實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5:實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6:實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7:實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖8:實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖9:實(shí)施例14的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖中:I壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)、2氣體壓縮控制閥、3工質(zhì)連續(xù)加熱器、4氣體膨脹控制閥、5膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)、6葉輪壓氣機(jī)、7透平、8中冷器。
【具體實(shí)施方式】
[0041